-彩色電視基礎(chǔ)知識(shí)

1、 數(shù)字電視原理第2章 彩色電視根底知識(shí)2.1 光的特性與光源2.2 光的度量 2.3 色度學(xué)概要2.4 人眼的視覺(jué)特性2.5 電視圖像的傳送及根本參量2.6 規(guī)范彩條信號(hào)2.1.1光的特性與光源 光是一種電磁波 ，人眼能看見(jiàn)的可見(jiàn)光譜只集中在 頻段內(nèi)。波長(zhǎng)/ nm 780 630 580 555 495 485 460 3803103波長(zhǎng)/m頻率/Hz無(wú)線電波105紅外線1010可見(jiàn)光譜紫外線1015X射線1020宇宙射線1025310-2310-7310-12310-172.1.1光的特性與光源物體的顏色發(fā)光物體的顏色：由該發(fā)光物體所產(chǎn)生的光譜分布來(lái)決議。 取決于照射光；非發(fā)光物體的顏色：

2、取決于物體的反射和透射特性； 取決于人眼的視覺(jué)特性。2.1.2 規(guī)范白光源與色溫在電視技術(shù)中，以白色光作為規(guī)范光源色溫光源發(fā)射光的顏色與絕對(duì)黑體在某一溫度單位為K下輻射光色一樣時(shí)，絕對(duì)黑體的溫度稱為該光源的色溫。絕對(duì)黑體，是指既不反射也不透射而完全吸收入射光的物體，當(dāng)絕對(duì)黑體被加熱時(shí)，將輻射出不同的輻射功率波譜。 由圖看出，隨著溫度的添加，絕對(duì)黑體輻射能量增大；其功率波譜的峰值向短波方向挪動(dòng)。絕對(duì)黑體在不同溫度下的輻射功率波譜2.1.2 規(guī)范白光源與色溫5種規(guī)范白光源物體的顏色會(huì)隨照射光源的變化而變化，要確定物體的顏色必需確定照射光源。A光源：色溫為2854K，光譜偏紅，相當(dāng)于白熾燈發(fā)出的光；

3、B光源：色溫為4800K，接近于中午直射的太陽(yáng)光；C光源：色溫為6770K，相當(dāng)于白天的自然光；D光源：色溫為6500K，相當(dāng)于白天的平均光照；E光源：等能白光，色溫為5500K的理想規(guī)范白光源。2.1.2 規(guī)范白光源與色溫常用光源的色溫：常用光源色溫（K）燭光1930 K鎢絲燈2760-2900K白熾燈2854K夏日正午陽(yáng)光5500K藍(lán)天12000K2.2 光的度量光通量是可以被人的視覺(jué)系統(tǒng)所感受的那部分輻射功率的大小的度量，單位是流明(lm)。發(fā)光效率用每瓦流明數(shù)來(lái)表示一個(gè)光源或一個(gè)顯示器的發(fā)光效率。2.2 光的度量發(fā)光強(qiáng)度是指定方向上發(fā)出光通量的才干，單位是坎德拉(cd)照度是單位面積上

4、的光通量，單位是勒克斯(lx)。亮度是單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，單位是坎德拉每平方米(cd/m2) 。2.2 光的度量照度是單位面積上的光通量，單位是勒克斯(lx)。發(fā)光強(qiáng)度是指定方向上發(fā)出光通量的才干，單位是坎德拉(cd)亮度是單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，單位是坎德拉每平方米(cd/m2) 。單位面積上的光通量單位面積上的光強(qiáng)指定方向上的光通量2.3色度學(xué)概要2.3.1 光的顏色與彩色三要素2.3.2 三基色原理及運(yùn)用2.3.3 配色方程與亮度公式按顏色按頻率和顏色按頻率成分按發(fā)光方式 彩色光和非彩色光。非彩色光包括白色光，各種深淺不一的灰色光和黑色光。 單色光和復(fù)合光只含單一波長(zhǎng)成分的為單色光。包含

5、兩種或兩種以上波長(zhǎng)成分的為復(fù)合光。 譜色光和非譜色光譜色光：波長(zhǎng)在380780nm之間非譜色光：?jiǎn)紊饣旌纤茫荒茏鳛樽V色的色光。 直射光、反射光和透射光光源發(fā)出的光為直射光。物體進(jìn)展反射所構(gòu)成的光為反射光。進(jìn)展透射所構(gòu)成的光為透射光。光的分類2.3.1光的顏色與彩色三要素2.3.1光的顏色與彩色三要素光的顏色客觀要素是它的功率波譜分布客觀要素是人眼的視覺(jué)特性2.3.1光的顏色與彩色三要素亮 度色 調(diào)色飽和度色 度是光作用于人眼時(shí)所引起的亮堂程度的覺(jué)得。(光功率)顏色是指顏色的類別，是決議顏色本質(zhì)的根本參量。(光波長(zhǎng))色飽和度是指彩色所呈現(xiàn)顏色的深程度或濃度。顏色與色飽和度合稱為色度。彩色三

6、要素2.3.2三基色原理及運(yùn)用三基色原理：三基色必需是相互獨(dú)立，即任何一種基色都不能由其它兩種基色合成；將三基色按不同比例混合，可以引起各種不同的彩色覺(jué)得，可以得到自然界中的大多數(shù)顏色； 合成彩色的亮度等于構(gòu)成該混合色的各個(gè)基色的亮度之和；合成彩色的色度由三基色分量色度的比例決議 。2.3.2三基色原理及運(yùn)用簡(jiǎn)言之，三基色原理是指自然界中常見(jiàn)的大部分彩色都可由三種相互獨(dú)立的基色按不同的比例混合得到。波長(zhǎng)為700nm的紅光為紅基色R(紅)波長(zhǎng)為546.1nm的綠光為綠基色G(綠)波長(zhǎng)為435.8nm的藍(lán)光為藍(lán)基色B(藍(lán))2.3.2三基色原理及運(yùn)用混色方法：不同顏色混合在一同，能產(chǎn)生新的顏色，這種

7、方法稱為混色法?；焐ǚ譃橄嗉踊焐拖鄿p混色。相加混色是各分色的光譜成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三種基色的亮度之和。相減混色是利用顏料、染色的吸色性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3.2三基色原理及運(yùn)用相加混色 相加混色是各分色的光譜成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三種基色的亮度之和。 彩色電視系統(tǒng)就是利用紅(R)、綠(G) 、藍(lán)(B)三種基色以適當(dāng)比例混合產(chǎn)生各種不同的彩色。2.3.2三基色原理及運(yùn)用紅綠黃 黃藍(lán)白 (補(bǔ)色)綠藍(lán)青 紅青白 (補(bǔ)色)紅藍(lán)品紅 綠品紅白 (補(bǔ)色)紅綠藍(lán)白2.3.2三基色原理及運(yùn)用實(shí)現(xiàn)相加混色的方法：時(shí)間混色法 時(shí)間混色法是將三種基色光按一定的時(shí)間順序輪番投射到同一平面上，

8、只需輪換速度足夠快，由于人眼的視覺(jué)惰性，分辨不出三種基色，而只能看到混合彩色的效果。2.3.2三基色原理及運(yùn)用實(shí)現(xiàn)相加混色的方法：空間混色法 空間混色法是將三種基色光分別投射到同一外表的相鄰三點(diǎn)上，只需三點(diǎn)相隔足夠近，由于人眼的分辨力有限，故看到的不是三種基色，而是它們的混合光。2.3.2三基色原理及運(yùn)用實(shí)現(xiàn)相加混色的方法：生理混色法 當(dāng)兩只眼睛同時(shí)觀看不同的顏色，人們所覺(jué)得到的彩色不是兩種單色，而是它們的混合色，稱為生理混色法。全反射法 全反射法是將三種基色光以不同比例同時(shí)投射到一塊全反射平面上，由此構(gòu)成了投影彩電。2.3.2三基色原理及運(yùn)用相減混色 在彩色印刷、彩色膠片和繪畫中的混色采用相

9、減混色。 相減混色是利用顏料、染色的吸色性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；旌项伭蠒r(shí)，每添加一種顏料，都要從白光中減去更多的光譜成分，因此，顏料混合的過(guò)程稱為相減混色。2.3.2三基色原理及運(yùn)用 青白紅 品紅白綠 黃白藍(lán) 品紅青白綠紅藍(lán) 黃品紅白藍(lán)綠紅 黃青白藍(lán)紅綠 黃青品紅白紅綠藍(lán)黑2.3.3配色方程與亮度公式配色實(shí)驗(yàn)通常要用比色計(jì)進(jìn)展配色實(shí)驗(yàn)。2.3.3配色方程與亮度公式配色方程 假定三個(gè)基色采用NTSC制顯像三基色，那么配出光通量為1 lm(流明)的C白光時(shí)，需求紅基色光0.299 lm，綠基色光0.587 lm，藍(lán)基色光0.114 lm。當(dāng)規(guī)定紅、綠、藍(lán)三個(gè)基色單位為R、G、B，它們分別代表0.299 lm

10、紅基色光、0.587 lm綠基色光、0.114 lm藍(lán)基色光，那么1 lm的C白光可表示為： F1C = 1R+1G+1B 對(duì)于恣意給定的彩色光F，可表示為： F = R R+ G G+ B B 2.3.3配色方程與亮度公式亮度公式 在色度學(xué)中，通常把由配色方程式配出的彩色光F的亮度用光通量來(lái)表示，即： Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B 2.4人眼的視覺(jué)特性視覺(jué)是人對(duì)光的客觀覺(jué)得，包括亮度視覺(jué)和彩色視覺(jué)。2.4.1 人眼的光譜呼應(yīng)特性P() 一樣亮度覺(jué)得情況下，各種波長(zhǎng)光的輻射功率。K()為P() 的倒數(shù)，稱為視敏度。對(duì)于=555nm的黃綠光有最大的視敏度Km=K

11、(555)。其他波長(zhǎng)的K()與Km之比稱為相對(duì)視敏度V()。人眼對(duì)=555nm的黃綠光敏感度最高2.4.2 人眼的亮度覺(jué)得特性明暗視覺(jué)人眼在白天和晚上的視覺(jué)敏感度不同，分為明視覺(jué)和暗視覺(jué)。亮度覺(jué)得客觀覺(jué)得亮度級(jí)數(shù)可見(jiàn)度閾值Bmin相對(duì)對(duì)比度靈敏度閾 =Bmin/B2.4.2 人眼的亮度覺(jué)得特性視覺(jué)范圍及明暗覺(jué)得的相對(duì)性視覺(jué)范圍是人眼所能感遭到的亮度范圍。對(duì)比度 C=Bmax/Bmin亮度層次 畫面最高亮度和最低亮度間可分辨的亮度級(jí)差數(shù)。實(shí)踐意義：堅(jiān)持一樣的對(duì)比度一樣的亮度層次2.4.3 人眼的視覺(jué)特性人眼的分辨力 人眼的分辨力是指人在觀看景物時(shí)人眼對(duì)景物細(xì)節(jié)的分辨才干。 人眼對(duì)被察看物體上剛能

12、分辨的最緊鄰兩黑點(diǎn)或兩白點(diǎn)的視角的倒數(shù)稱為人眼的分辨力或視覺(jué)銳度。2.4.3 人眼的視覺(jué)特性或dL通常情況下，具有正常視力的人在中等亮度和中等相對(duì)對(duì)比度下察看靜止景物時(shí)，視角約為11.52.4.3 人眼的視覺(jué)特性影響人眼分辨力的主要要素環(huán)境照度 環(huán)境照度太低或太高，人眼分辨力都會(huì)下降。景物的相對(duì)對(duì)比度被察看物體的間隔及運(yùn)動(dòng)形狀2.4.3 人眼的視覺(jué)特性人眼的分辨力 實(shí)驗(yàn)闡明，人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力要低于對(duì)黑白細(xì)節(jié)的分辨力。把人眼對(duì)黑白的分辨力定為100%，那么對(duì)其他彩色的分辨力如下表所示。 由于人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力低，所以在彩色電視系統(tǒng)傳送彩色圖像時(shí)，對(duì)于圖像的細(xì)節(jié)，可只傳黑白的亮度信號(hào)，而不傳彩色信息。這就是所謂的彩色電視大面積著色原理。利用這個(gè)原理可以節(jié)省傳輸?shù)念l帶。彩色細(xì)節(jié)黑白黑綠黑紅黑藍(lán)紅綠紅藍(lán)綠藍(lán)分辨力100%94%90%26%40%23%19%2.4.3 人眼的視覺(jué)特性視覺(jué)惰性 視覺(jué)惰性是人眼的重要特性之一，它描畫了客觀亮度與光作用時(shí)間的關(guān)系。 人眼亮度