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彩色电视原理

彩色电视原理. 东南大学信息科学与工程学院. 第一章 彩色电视色度学基础. 1.1 光的性质 1.1.1 看见光谱 光学和电磁场理论指出：光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射 , 可用频率或波长表示 . 电磁波包括无线电波 、 红外线、可见光、紫外线、 X 射线和宇宙射线等。. 图 1.1 电磁波辐射波谱. 可见光频率范围： （ 3.85 ～ 7.89 ） × 1014 HZ 波长范围 380 ～ 780 nm 不同波长的光作用于人眼后引起的颜色感觉不同，按波长从长到短的顺序依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

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Presentation Transcript

  1. 彩色电视原理 东南大学信息科学与工程学院

  2. 第一章 彩色电视色度学基础 1.1 光的性质 1.1.1 看见光谱 光学和电磁场理论指出：光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射,可用频率或波长表示. 电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线和宇宙射线等。

  3. 图1.1 电磁波辐射波谱

  4. 可见光频率范围： （3.85～7.89）×1014HZ 波长范围 380～780 nm • 不同波长的光作用于人眼后引起的颜色感觉不同，按波长从长到短的顺序依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。 • 单一波长的光叫单色光，太阳光是包含全色谱的复合光。

  5. 1.1.2 标准光源 • 物体呈现的颜色与照射的光源光谱成分不同而存在光色差异，即不同光源的照射，呈现不同的颜色。 • 通常用“色温”来表征各种光源的具体颜色。 • 绝对黑体：指既不反射也不透射而完全吸收入射光的物体。

  6. 色温: 当某一光源的相对辐射功率波谱及相应颜色与绝对黑体在某一特定热力温度（单位为K）下的辐射功率波谱及颜色相一致时，则绝对黑体的这一特定热力学温度就是该光源的色温。单位以绝对温度开氏度（K）表示.

  7. 光源的色温并非光源本身的实际温度，而是与光源的相对辐射功率波谱、光色相同的绝对黑体温度，是用来表征光源相对辐射功率波谱与光色的参量。例如，白炽灯光源本身温度为2800K时，其色温是2854K。光源的色温并非光源本身的实际温度，而是与光源的相对辐射功率波谱、光色相同的绝对黑体温度，是用来表征光源相对辐射功率波谱与光色的参量。例如，白炽灯光源本身温度为2800K时，其色温是2854K。

  8. A、B 、C 、D65和E白光源的功率波谱 E白光

  9. 1.2 视觉特性 1.2.1人眼的亮度视觉 人眼对不同颜色光的亮度感觉不一样

  10. 1.2.2人眼的色度视觉

  11. 1.2.3 人眼的分辨力

  12. 1.2.4 视觉惰性 • 视觉惰性是指人眼亮度感觉滞后于实际光信号 不引起闪烁感觉的最低重复频率称临界闪烁频率 人眼临界闪烁频率:46HZ

  13. 人眼临界闪烁频率:46HZ 人眼受周期性光脉冲照射，当重复频率不够高时，会产生一明一暗的闪烁感觉。 不引起闪烁感觉的最低重复频率称临界闪烁频率

  14. 1.3.1彩色三要素 • 亮度、色调和饱和度称为彩色三要素，由这三个参量可以确切地表示任何一种彩色光。 • 亮度：指彩色光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。与光的强度、物体的反射有关。 • 色调：彩色的种类，如红、橙、黄、青、蓝、紫等不同颜色。 • 色饱和度：指彩色的纯度，即掺入白光的程度，或指颜色的深浅程度。 • 通常把色调与色饱和度通称为色度。 

  15. 1.3.2 三基色原理

  16. 常见相加混色方法

  17. 1.3.3颜色的度量与表示 • 配色实验

  18. 国际规定：波长为700nm的红光作为红基色，波长为546.1nm的绿光为绿基色，波长为435.8nm的蓝光为蓝基色。国际规定：波长为700nm的红光作为红基色，波长为546.1nm的绿光为绿基色，波长为435.8nm的蓝光为蓝基色。 • 配出标准E白光所需R、G、B三基色光通量之比为 1：4.5907：0.0601， 因此规定：光通量为1 lm的红基色光作为一个红基色单位，并用[R]表示；光通量为4.5907lm的绿基色作为一个绿基色单位，并且[G]表示；光通量为0.0601 lm的蓝基色光作为蓝基色单位，并用[B]表示。 以[R]、[G]、[B]为单位量进行彩色度量的系统称为RGB计色制。这三个用实验得到的实际彩色称为物理三基色。于是E白光的配色方程可写为 • E白光=1[R]+1[G]+1[B]

  19. 任意一种彩色光的配色方程可用下式表示 F=R[R]+G[G]+B[B] 其中，R、G、B表示三基色的三色系数，它们的比值决定了待配彩色的色调。三基色各分量的光通量之代数和等于该彩色光的光通量。

  20. 色度图

  21. 色度是由三色系数X、Y 、 Z的相对值确定，与X、Y 、 Z的绝对值无关。如不计亮度大小，仅考虑色度值时，可用三色系数的相对值表示。 设彩色光含三基色总单位量m=X+Y+Z，则标准三基色的相对色系数分别为 x=x/m，y=y/m，z=z/m 显然三基色相对系数之和为1，即 x+y+z=1 这样，只要知道两个色度坐标，就可以确定彩色光的色度，所以表示各种彩色光的色度图采用x、y平面坐标描述，而不必用三维坐标。

  22. 假想的过饱和三基色三基色[X]、[Y]、[Z]位于直角三角形的顶点假想的过饱和三基色三基色[X]、[Y]、[Z]位于直角三角形的顶点 • 所有谱色（单色）都位于舌形曲线上，是从波长为400nm的蓝色到波长为700nm的红色的谱色轨迹。 • 舌形曲线底部两端点的连线，表示蓝色和红色相混而获得紫色和紫红色的分布，它不属于谱色。自然界中各种实际彩色都位于舌形曲线内 • 连接[R]、[G]、[B]三点的虚线三角形，表示由物理三基色相加混色所能配出的彩色范围。E点坐标是x=y=z=1/3时的等能量白光

  23. 1.3.4显像三基色与亮度方程 • 一、显像三基色的选择 重现景物的色彩，通常是依靠彩色显像管屏幕上的红、绿、蓝三种荧光粉在电子束轰击下发出各处的基色光，并混合成彩色图像的。我们把这三种基色称为显像三基色 选择原则： ①选定的显像三基色在色度图上构成的三角形面积尽可能大些 ②荧光粉发光效率尽可能高

  24. 彩色电视显像三基色荧光粉

  25. 采用不同的基色荧光粉和不同白光源，将有不同的亮度方程。但因为NTSC制使用较早，所以PAL制沿用了NTSC制的亮度方程。采用不同的基色荧光粉和不同白光源，将有不同的亮度方程。但因为NTSC制使用较早，所以PAL制沿用了NTSC制的亮度方程。 • NTSC制亮度方程为 Y=0.299Re+0.587Ge+0.114Be • PAL制亮度方程为 Y=0.22Re+0.707Ge+0.071Be • 亮度方程通常近似写成 Y=0.3Re+0.59Ge+0.11Be

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