一張圖片有50dB, 這個dB指的啥澈歉?什么意思展鸡?

比起講道理,講故事更令人印象深刻埃难。

分貝(decibel)的由來

這要從早期量化電報和電話電路中信號損失說起莹弊。

最初的量化是用Miles of Standard Cable(MSC)。1 MSC對應1英里(約1.6公里)長度的標準電話電纜在5000弧度/秒(795.8赫茲)的頻率下的功率損失涡尘,和平均收聽者可檢測到的最小衰減匹配忍弛。

1924年,貝爾電話實驗室重新定義了計量單位考抄,用Transmission Unit(TU)取代了MSC细疚。1TU是以10為底,測量power與參考power之比的對數(shù)的10倍座泳。1 MSC是1.056 TU惠昔。1TU已經很接近1個MSC幕与。 后來被命名為貝爾,以紀念AT&T公司的前身镇防,貝爾電話公司的創(chuàng)始人Alexander Graham Bell啦鸣。但是貝爾很少被使用,1928年来氧,貝爾系統(tǒng)將TU重新命名為decibel诫给,就是廣為人知的分貝.

分貝(decibel)的用處

說了半天,分貝就是一個衡量單位啦扬,用來表達在對數(shù)刻度內中狂,兩個有指數(shù)關系的數(shù)字的大小。Decibel簡寫為dB扑毡。公式是:


分貝計算公式

其中P是要衡量的數(shù)胃榕,P_0是reference數(shù)。

也就是說瞄摊,只要一個概念能用誰比誰的關系表達勋又,理論上就可以用分貝(dB)來衡量。

比如最常見的衡量聲音的強度用分貝表示换帜,電學里分貝表示增益(gain),也就是功率或幅值之比楔壤,數(shù)字成像中分貝表示信噪比(signal-to-noise ratio),而在圖像領域惯驼,分貝可以表示圖片的動態(tài)范圍(dynamic range)蹲嚣。

什么是動態(tài)范圍(dynamic range)

緊接著的問題就是”什么是圖片的動態(tài)范圍“。 動態(tài)范圍是指圖像中所包含的從“最亮”至“最暗”的比值祟牲,也就是圖像從“最亮”到“最暗”之間灰度劃分的等級數(shù)隙畜;動態(tài)范圍越大,所能表示的層次越豐富疲眷,所包含的色彩空間也越廣禾蚕。那高動態(tài)范圍(HDR)顧名思義就是從“最亮”到“最暗”可以達到非常高的比值您朽。

一般的顯示器可以顯示的值域大概是[0,255]狂丝,也就是8bits。8bits的圖片的動態(tài)范圍是 DynamicRange=log10(Max Intensity / Min Intensity)哗总。公式中intensity是指強度几颜,我們對最大亮度除以最低亮度的結果取對數(shù),得到的結果就是動態(tài)范圍的相對數(shù)值讯屈。根據(jù)公式計算蛋哭,當我們在亮度通道使用8bit的的情況下,最高亮度255涮母,最低亮度1谆趾。那么計算得出的動態(tài)范圍就是數(shù)值約為2.4躁愿,再套用上面的公式,2.4 x 10 = 24dB沪蓬。 也就是說彤钟,如果一張圖片是24dB,那么意味著這張圖片的動態(tài)范圍應該是8bits的[0,255]. 為什么說應該呢跷叉?因為在圖像領域有的計算是用log2的逸雹。嚴格來講,如果看到一張圖片標榜多少dB云挟,最好問一下梆砸,或者自己用軟件打開這張圖片驗證一下dB計算的時候是用log幾。

回到題目

現(xiàn)在我們可以推算出50dB是什么概念了园欣。如果以log10往回推導的話帖世,這個圖片的動態(tài)范圍大概是100 000,也就是10萬量的,就目前的科技而言絕對屬于高動態(tài)范圍圖片沸枯。一般高動態(tài)范圍的圖片在16bits狮暑,也就是2^16,[0,65536]普遍認為是最高了(我還沒見過比這個還大的圖片)辉饱。我們使用的科學照相機最大的動態(tài)范圍就是這個搬男。但是如果用log2來計算的話,16bits相機可以是160dB彭沼,聽起來很NB但實際上就是16bits缔逛。

最后附上一張表方便查詢:


table of dB conversion

Ref:
https://blog.csdn.net/lqhbupt/article/details/7828827
https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel

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