彩色电视色度学基础

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彩色电视基础

彩色电视基础

图2-1 电磁辐射波谱
举例:太阳光(日光)是由红,橙,黄,绿,青,兰,紫七 种单色光构成旳对吗?(×)
因为日光波谱包括了全部可见光范围,可看作是由无数个单 色光构成旳,所以日光是由七种单色光构成旳说法是不确切 旳。 2.色旳概念: 色旳特征:a)色是光刺激人眼所引起旳颜色感觉。
b)彩色视觉是物体特征(指物体旳反射,折射,透射特征) ,人眼主观感觉(人眼能够对光感应,眼中旳视网膜有二种 细胞:杆状细胞--用来感光,锥状细胞--即可感光,又能感 色)。及光源三者旳综合效果。
第二章
彩色电视基础
第二章 彩色电视基础
一,色度学 1.光旳概念
光旳特征 a) 光是一种频率极高(4~8×108MHZ)波长 极短(380~780nm)旳电磁波。
b)不同波长旳光呈现不同旳颜色。 单色光: 单一波长旳色光或波谱宽度不大于5n m旳色光,称 为单色光 。 复合光:两种或两种以上旳单色光所合成旳色光称为复合 光。 我们这里所指旳光为可见光---简称光。
就没有色。
4.物体旳颜色: 在人眼正常旳情况下:发光体旳颜色:与光谱分布有关。
非发光体旳颜色:与光源旳光谱分布有及物体旳反射特 征有关。
例1.某物体白光照射时呈黄色,问青光照射时呈何颜色? 分析思绪:根据白光照射时呈现旳颜色分析出,该物体
对红,绿,兰色光旳反射吸收特征,然后再分析目前旳光源 包括哪些色光最终拟定在该光源照射下物体呈现何种色。 如本题:从已知条件可见,该物体在白光照射下之所以显黄 色,是因为它能反射白光(白光=红+绿+兰)中旳红,绿色光 ,而青光含绿和兰色,于是可知青光照射时呈绿色。
答[3]原因:①三个色差信号中,EG-Y 旳幅度最小,从提升接受 机抗干扰性能考虑,选EG-Y不利不然将使 S/N↓。 ②在由ER-Y EG-Y EB-Y信号引起旳色调失真,人眼相应 EG-Y信号引起旳失真最为敏感。 ③若传送 EG-Y 在恢复第三个色差信号时要提供增益。

第一章 彩色电视的基础知识

第一章  彩色电视的基础知识

第一章彩色电视的基础知识电视是20世纪电子科学技术最重要的成果之一。

电视在人类进行信息传播过程中起着非常重要的作用,以至于有人感叹的说:如果今天没有电视,我们的生活将会怎样?电视技术是综合光学、材料学、物理学、电子技术、数字技术等为一体的综合技术。

从电视技术的诞生到电视技术的广泛应用,以及电视所发挥的社会作用,都充分体现出电视技术的神奇和奥秘。

电视是如何完成图像的光电转换、传递、接收以及各相关功能,本章将深入浅出的介绍。

第一节彩色电视的三基色原理一、三基色原理人眼之所以能感受到自然界五彩缤纷的景物,是由于光波映入人眼而引起的视觉效果。

光波也是电磁波,其频率范围很广,其中,人眼可以直接看到波长在380~780毫微米范围内的电磁波,我们称其为可见光,如表1-1-1所示。

因此,只要物体的辐射波或反射波在可见光的范围内,我们就可以感受到它的存在和色彩。

为了准确地描述物体的颜色,我们采用亮度、色调和色饱和度三个物理量来描述,通常称之为彩色三要素。

表1-1-1 可见光的波长与颜色1.亮度亮度反映光刺激人眼时所引起的明亮程度。

通常光辐射体的功率越大,亮度越高,反之则亮度越低,对于不发光的物体,亮度取决于它反射光功率的大小。

将亮度经光电转换形成的电信号称为亮度信号,通常用E Y或Y表示。

它是黑白电视的主要物理量。

对于彩色电视,为了能与黑白电视兼容,亮度信号也是彩色电视必需传送的信号之一。

2.色调色调,反映了物体颜色的类别。

如:红、绿、蓝等不同颜色。

色调与光的波长有关,不同波长的光呈现不同的颜色,如580毫微米波长的光呈现黄色,某物体的色调取决于光源的波谱成分和它本身反射光的波谱成分。

例如,树叶在阳光(白光)照射下,它吸收了其他光谱成分而将绿色光谱成分反射,从而呈现绿色;白纸在绿光照射下,只有绿色光谱被反射,红光与绿光叠加产生黄光红光与蓝光叠加产生品光红光、绿光与蓝光叠加产生白光而呈绿色。

因此,当我们观察物体颜色时,除了物体本身的属性外,还与照明光源的光谱特性有关。

第2章_彩色电视基础知识

第2章_彩色电视基础知识

温。射 功
5000k
❖ 绝 对对黑黑体率体被,加1.0是热指时既,不将反 辐射 射也 出不 不透 同射 的而 辐40完 射00全 功k 吸 率收 波入 谱射 。光的物体,当绝
3000k
0
500nm
1000nm
1500nm
2000nm
绝对黑体在不同温度下的辐射功率波谱
由图看出,随着温度的增加,绝对黑体辐射能 量增大;其功率波谱的峰值向短波方向移动。
可见光谱
无线电波
频率/Hz
105
红外线 1010
紫外线 1015
X射线 1020
宇宙射线 1025
波长/m 3×10-12
3×10-17
波长/ nm 780 630 580 555 495 485 460 380
3
2.1.1光的特性与光源
❖ 物体的颜色 ❖ 发光物体的颜色:由该发光物体所产生的光谱分布
来决定。
取决于照射光;
❖ 非发光物体的颜色: 取决于物体的反射和透射特性;
取决于人眼的视觉特性。
4
2.1.2 标准白光源与色温
3.0
可见光区
❖ 在电视技术中,以白色光作为标准光源
❖ 色温
▪ 光下源辐相 对 辐 发射2.0 射光光色的相颜同色时与,绝绝对对60黑黑00k体体的在温某度一称温为度该(光单源位的为色K)
24
2.3.3配色方程与亮度公式
❖ 配色实验 ❖ 通常要用比色计进行配色实验。
视场
待配彩色光
R三 基
G色 光 源
B
光 量 调 节
25
2.3.3配色方程与亮度公式
❖ 配色方程
假定三个基色采用NTSC制显像三基色,则配出光通 量为1 lm(流明)的C白光时,需要红基色光0.299 lm,绿 基色光0.587 lm,蓝基色光0.114 lm。当规定红、绿、 蓝三个基色单位为[R]、[G]、[B],它们分别代表0.299 lm红基色光、0.587 lm绿基色光、0.114 lm蓝基色光, 则1 lm的C白光可表示为:

第1.3讲 色度学知识

第1.3讲 色度学知识

彩色电视机原理与维修
第一章 广播电视基本原理
2、视力范围与电视机屏幕
水平方向的夹角20° 人眼视觉最 清楚的范围 垂直方向的夹角15°
屏幕宽高比为4:3或5:4 (高清大屏幕一般用16:9)
3、清晰度与图像的扫描行数 电视图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关,
该能力称为电视系统的分解力。通常用扫描行数来表征电视系 统的分解力 。 (1)水平分解力:沿垂直方向的像素点数。 (2)垂直分解力:沿水平方向的像素点数。
彩色电视机原理与维修 4、亮度特性
第一章 广播电视基本原理
对同一波长的光,当光的辐射功率不同时,则给人的亮 度感觉也不同;辐射功率相同而波长不同,则给人的亮度感 觉也是不同的。
100
20 (%) 0 400
相 对 视 敏 度
80 60 40
500
600
700
555nm 视觉灵敏度:同等能量的光源 ,人眼对 λ=555nm的黄绿色光的亮度感觉最强。
彩色电视机原理与维修 本课小结: 1、可见及其特性 2、彩色三要素 3、人眼的视觉特性 4、三基色原理与混色 5、亮度方式
第一章 广播电视基本原理
作 业: 1、彩色三要素包括哪些?分别由什么决定? 2、什么是三基色?三基色原理包括哪些内容? 3、写出下列光线的混合色: 黄+青+紫= 青 + 紫 =
红 780 630

黄 600 580
绿 510


紫 380 nm
450 430
彩色电视机原理与维修
第一章 广播电视基本原理
(2)波长在380nm~780nm之间。 (3)波长由长到短分别引起人眼红、橙、黄、绿、青、蓝 、紫七种色感。即可见光包括七种颜色的光。 (4) 白色光(如:太阳光)是一种复合光,可以分解为 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光。 3、物体的颜色 (1)发光物体的颜色:其颜色由该发光体所产生的光谱分 布来决定。 由照射光源决定; (2)非发光物体的颜色: 由物体的性质决定;

第一章 色度学基础

第一章 色度学基础
第 16 页 第一章 色度学基础
1-3 相加混色(RGB彩色模式) 相加混色( 彩色模式) 彩色模式
彩色电视技术中采用的是将红、绿、蓝三 红 蓝三种基 色光按不同比例相加,从而获得不同的彩色光的方 法,称为相加混色法,又称RGB彩色模式 彩色模式,在这种 彩色模式 彩色模式中,红、绿、蓝被称为基色光。 红光+绿光=黄光 绿光+蓝光=青光 蓝光+红光=紫光 红光+绿光+蓝光=白光 补色: 补色:与基色相加为白色的彩色,称为其基色的 补色。红、绿、蓝的补色为青、品(紫)、黄。
第 14 页
第一章 色度学基础
1-1 彩色光三要素(HSB彩色模式) 彩色光三要素( 彩色模式) 彩色模式
色性 色彩基本分为暖色(也称热色)和冷色(也称寒 色)两类。红、橙、黄为暖色,给人以热烈、温暖、 外张的感觉;青、蓝、紫为冷色,给人以寒冷、沉 静、内缩的感觉。
色调(亦称调子) 亦称调子)
在一定的色相和明度的光源色的照射下,物体表 面笼罩在一种统一的色彩倾向和色彩氛围之中,这种 统一的氛围就是色调。
第 17 页 第一章 色度学基础
红光+青光=白光 绿光+紫光=白光 蓝光+黄光=白光
1-3 相加混色(RGB彩色模式) 相加混色( 彩色模式) 彩色模式
第 18 页
第一章 色度学基础
1-3 相加混色(RGB彩色模式) 相加混色( 彩色模式) 彩色模式
计 色 三 角 形
第 19 页
第一章 色度学基础
第 25 页 第一章 色度学基础
1-3 相加混色(RGB彩色模式) 相加混色( 彩色模式) 彩色模式
亮度方程
NTSC 制的亮度方程: 制的亮度方程: Y=0.299R+0.587G+0.114B

第2章彩色电视基础知识

第2章彩色电视基础知识
种基色以适当比例混合产生各种不同的彩色。
第2章彩色电视基础知识
2.3.2三基色原理及应用
红+绿=黄 黄+蓝=白 (补色)
绿+蓝=青 红+青=白 (补色)
红+蓝=品红 绿+品红=白 (补色)
红+绿+蓝=白
第2章彩色电视基础知识
2.3.2三基色原理及应用
实现相加混色的方法: ❖ 时间混色法
时间混色法是将三种基色光按一定的时间顺序轮流 投射到同一平面上,只要轮换速度足够快,由于人眼的 视觉惰性,分辨不出三种基色,而只能看到混合彩色的 效果。
第2章彩色电视基础知识
2.4.2 人眼的亮度感觉特性
v 视觉范围及明暗感觉的相对性
§ 视觉范围是人眼所能感受到的亮度范围。 § 对比度 C=Bmax/Bmin § 亮度层次 画面最高亮度和最低亮度间可分辨的亮度级
差数。
v 实际意义:
§ 保持相同的对比度 § 相同的亮度层次
第2章彩色电视基础知识
2.4.3 人眼的视觉特性
2.1.2 标准白光源与色温
❖ 常用光源的色温:
常用光源 烛光
钨丝灯 白炽灯 夏日正午阳光
蓝天
色温(K) 1930 K
2760-2900K 2854K 5500K 12000K
第2章彩色电视基础知识
2.2 光的度量
v 光通量是能够被人的视觉系统所感受的那部分辐射功率的大小的度量, 单位是流明(lm)。
彩色由细于节人眼对黑彩白色细节黑的绿分辨力黑低红,所以黑在蓝彩色电红视绿系统传红送蓝彩色图绿蓝 分像这辨时就力,是对所于谓10图的0彩像%色的电细9视节4%大,面可积只9着传0%色黑原白理的2亮。6%度利信用号这4,个0%而原不理传可2彩以3%色节信省息传1。输9%

第1章彩色电视色度学基础

第1章彩色电视色度学基础
图1-3 相对视敏函数曲线
二、人眼的色度视觉
视觉三色原理的假设:锥状细胞分为三类, 分别称为红敏细 胞、绿敏细胞和蓝敏细胞,它们分别只对红色、绿色和蓝色光 谱能量的刺激产生视觉反映。三种细胞对可见光的反应灵敏度 曲线如图1-4 所示。
图中VR()、VG( )、VB( )的峰值分别出现在 580nm,540nm和440nm处。VB( )的幅度很低,图中将其 放大20倍。三条曲线的总和等于相对视敏函数VY( )。
欧洲的DVB系统、美国的ATSC系统、日本的ISDB系 统等。
第一章 彩色电视色度学基础
1.1 光的性质
一、可见光与颜色
光是一种以电磁波形式存在的物质。 电磁波的波长范围很宽,从310-3m到310-17m,包含了无
线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、宇宙射线等。 波长为380nm~780nm的电磁波能够引起人眼的视觉反应,
四、视觉惰性与闪烁感觉 1.视觉惰性 人的视觉对外界光刺激的响应有一定的延时。当一定强
度的光突然作用于人眼时,需要经过一定的时间才能形成一个 稳定的主观亮度感觉;当光消失以后,亮度感觉也要经过一段 时间之后才能消失。视觉的建立和消失都有一定的惰性,称之 为视觉惰性,如图1-6所示。
图1-6 视觉惰性
复合光的亮度等于各个分量光的亮度之和。 另外,亮度还和波长有关,能量相同而波长不同的光对视 觉引起的亮度感觉也不相同,这就是上一节已经介绍过的视敏 特性。
• 色调:指彩色的颜色类别。我们通常所说的红、绿、蓝等 指的就是色调。前面讲到不同波长的光颜色不同,也是指的色 调不同。
• 饱和度是指彩色的深浅、浓淡程度。对于同一色调的彩色 光,饱和度越高,颜色就越深、越浓。各种谱色光都是饱和度 最高的彩色。饱和度与彩色光中掺入的白光比例有关,掺入的 白光越多,饱和度就越小。因此,饱和度也称为色纯度。

彩色电视色度学基础

彩色电视色度学基础

其中d表示能分辨的两个相邻点的最近距离, 其中d表示能分辨的两个相邻点的最近距离,l表示人眼到 被观察物之间的距离。 被观察物之间的距离。
◆人眼的视觉惰性:人眼对于 一定的光亮有一定的视觉暂 留的特性。t1~t2 为视觉暂留 时间 临界闪烁频率:不引起闪烁 ◆临界闪烁频率 临界闪烁频率 感觉的最低重复频率。(约 为46Hz,大于48Hz图像就足 够清晰) ◆影响临界闪烁频率的因素: 光亮度、亮度变化幅度 ◆临界闪烁频率时隔行扫描电 视系统设计依据
◆三基色原理: 三基色原理:
重要
三基色必须是相互独立,即任何两种基 色都得不到第三种基色; 将三基色按不同比例混合,可以引起各 种不同的彩色感觉,可以得到自然界中 的大多数颜色; 合成彩色的亮度等于构成该混合色的各 个基色的亮度之和; 合成彩色的色度有三基色分量比例决定 。
◆互补色:凡是两种色
光相混合而成白光或 灰色,这两种色光互 为补色。
ΦV (λ ) = K ∫ Φ e (λ )V (λ )d λ
式中:Фe(λ)——光辐射体的功率波谱。 光通量在法定的计量单位中是一个导出单位,即:1lm 的光通量等于发光强度为1cd(坎德拉)的均匀点光 的光通量等于发光强度为 (坎德拉) 源在立体角为1sr(球面度) 源在立体角为 (球面度)的空间范围内发出的光的 通量。 通量。
◆发光强度(光强) 发光强度(光强)
1.2 人眼的视觉特性: 人眼的视觉特性:
◆人眼的亮度视觉特性:人眼对不同颜色 的光的亮度感觉不一样。 ◆人眼的视网膜由大量光敏细胞组成,按 其形状分为杆状细胞和锥状细胞,其中 杆状细主要来分辨明暗,对彩色不敏感 (夜晚视觉,由杆状细胞起作用),锥 状细胞既能辨别光的强弱,又能分辨颜 色(白天视觉过程主要由锥状细胞起作 用)。
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(b) (c)
(d)
①.黑白细节分辨力
视敏角(分辨角)θ——观测点(眼睛所在点)与人眼能分 辨的相距最近的两个点所形成的夹角。 正常人的视敏角θ≈1~1.5分
d
L
人眼的分辨力=1/θ
▪ 若眼睛的分辨角为1分,则视力为1.0; ▪ 若眼睛的分辨角为2分,则视力为0.5,
②.彩色细节分辨力
细节 黑白 黑绿 黑射也不透射而完全吸收入射波的理想物 体,辐射的光谱与温度密切相关。温度高,蓝色分量多。
白织灯钨丝温度2800的光谱= 2845K的绝对黑体所辐射的光谱 白织灯光的色温=2?845K 色温≠温度
标准照明体和标准光源:
▪ E白
▪ A白光源(2800K) ▪ B白光源(4800K) ▪ C白光源(6770K)
三网融合:电信网、计算机网和有线电视网
教材与参考书目:
杨琳,张锟生,杨怀祥. 彩色电视原理[M]. 南京:东南 大学出版社,2008.1
俞斯乐等. 电视原理(第6版)[M]. 北京:国防工业出版社, 2007.2
卢官明. 数字电视原理(第2版)[M]. 北京:机械工业出 版社,2009.1
胡斌. 视频电路识图入门突破[M]. 北京:人民邮电出版社, 2009.7

视觉暂留时间:0.05
眼 视
~0.2秒
觉 亮
临界闪烁频率:

46Hz
电视技术中的帧频=25Hz,场频=50Hz
3、三基色原理
(1)彩色三要素:亮度、色调、饱和度
(2)三基色原理:自然界常见的大部分彩色都可由 三种相互独立的基色按一定比例混合得到。合 成彩色的亮度由3个基色的亮度之和决定,而色 度则由3个基色分量的比例决定。
任何一种基色都不能由另外两种基色合成
红λ=700nm , 绿 λ=546.1nm , 蓝 λ=435.8nm ▪ 对彩色电视的重要性:传送无数彩色的任务简化
为传送三个基色信号。
两种原色混合=次色
C
M
Y
两种原色的补色
R
G
B
次色+补色=白色
表示颜色的两种理论模型: RGB=(red, green, blue) HSL=(hue, saturation, lightness)
传输媒介: 单一的地面微波 扩充到电缆、卫星、网络、无线移动
功能覆盖: 单一的活动图像广播 扩充到数据广播、视频点播、收费电视等
(光电转换) (电光转换)
第一章 彩色电视色度学基础
主要内容 视觉特性、三基色、亮度方程
1、光的特性
105 频率(Hz)
波长(m) 3×103
1010
1015
➢ D65白光源(6500K) ➢ E白光源 (5500K)
2、视觉特性
▪ 杆状细胞眼:睛边的缘构,造辨别明暗 ▪ 锥状细胞:辨别明暗和颜色
(1)亮度视觉 λ=507nm
暗视觉
λ=555nm,草绿色
明视觉
明视觉与暗视觉的相对视敏函数曲线
(2)色度视觉 三种锥状细胞的相对视敏函数曲线
(3)人眼的分辨力 分辨力:人在观看景物时对细节的分辨能力。
课程简介
了解和掌握电视技术的基本知识:电视信号的 产生、传输和接收原理;
模拟电视机(黑白、彩色)的基本组成及工作原理; 掌握数字电视和现代电视系统相关知识。
通信系统一般模型
为什么要介绍《电视原理》?
专业设置:培养科研、教育、企业、事业和行
政管理、国防等部门从事通信领域中的通信技术 及设备的研究、设计、制造、运营、维护的高级 工程技术人才。
目录
第1章 彩色电视色度学基础 (4) 第2章 电视图像转换原理与电视信号 (4) 第3章 彩色电视制式 (4) 第4章 广播电视信号的发射 (2) 第5章 卫星电视传输系统 (2) 第6章 有线电视系统 (2) 第7章 彩色电视接收机 (8) 第8章 数字电视基础(4) 第10章 液晶电视和等离子体电视(2) 第11章 数字电视和数字高清晰度电视(4)
色调H 饱和度S 亮度L H~[0,240];S和L~[0,1]。
(3)混色法
▪ 空间混色法:将三种基色光分别投射到同一 个表面上邻近的三个点上。是同时制彩色电 视的基础.
▪ 时间混色法:将三种基色光按一定的顺序轮 流投射到同一个表面上。是顺序制彩色电视 的基础
▪ 生理相加混色法:两只眼睛同时分别观看两 种不同颜色的同一幅图像。
相加混色
相减混色
相加混色:红、绿、蓝—用于电视系统
相减混色:青、紫、黄—用于彩色印刷、彩色
胶片和绘画
作业:
1.什么是三基色原理?三基色与混合色的关系?
2.已知两种彩色光的颜色方程,计算合成彩色F1+2 的色度坐标。并在麦克斯韦三角形中标出这三 种彩色的位置。
F1=[R]+[G]+[B] F2=5[R]+5[G]+2[B]
分辨 100 94 90% 26% 40% 23% 19% 力 %%
背景颜色 白
斑点颜色 黑 .
可分辨的斑 点直径
1mm
红 绿. 2.5mm
蓝 绿. 5mm
③.影响因素:距离、对比度、运动速度、照明强度
山 西


西

(4) 视觉惰性
光 脉 冲 亮 度
当有光脉冲刺激人眼 时,视觉的建立都需 要一定的过程;光源消 失以后,景物影像会 在视觉中保留一段时 间,称为视觉惰性。
三基色原理:自然界常见的大部分彩色都可由三 种相互独立的基色按一定比例混合得到。 合成彩色的亮度由3个基色的亮度之和决定 而色度则由3个基色分量的比例决定。
表示颜色的两种理论模型: RGB=(red, green, blue) HSL=(hue, saturation, lightness)
电视技术的发展
电视技术本身: 第一代——黑白电视(20世纪20年代) 第二代——彩色电视(20世纪40年代) 第三代——数字电视(20世纪80年代)
信号处理技术: 第一代——模拟电视 第二代——数字处理电视 第三代——数字电视
电路工艺: 第一代——电子管 第二代——晶体管 第三代——大规模集成电路
无线电波

红外线

线
3×10-2
3×10-7 可见光
X射线
1020
1025
γ射线
3×10-12
3×10-17
780nm
380nm
玻璃棱镜 偏转角大
太阳光
偏转角小
太阳光的分解
白色屏幕
色温
色温——在可见光谱内,光源的光谱与某温度的绝对黑体辐射 的光谱相同或相近,则该绝对黑体的这个温度就称为该光源 的色温,单位是开尔文(K)。
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