第3章电视技术基础PPT讲稿.ppt

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1、第3章电视技术基础第1页，共30页，编辑于2022年，星期一3.1视觉特性与三基色原理视觉特性与三基色原理 一、可见光一、可见光 电磁波的波谱范围很广，包括无线电电磁波的波谱范围很广，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线等等，其中波长为射线等等，其中波长为380780nm的的电磁波才能被人眼所感知，我们通常电磁波才能被人眼所感知，我们通常把这部分人眼能够看到的电磁波叫做把这部分人眼能够看到的电磁波叫做可见光。可见光。第2页，共30页，编辑于2022年，星期一第3页，共30页，编辑于2022年，星期一 不同波长的光所呈现的颜色各不相同。不同波长的光

2、所呈现的颜色各不相同。只含有单一波长成分的光称为单色光或谱只含有单一波长成分的光称为单色光或谱色光。包含有两种或两种以上波长成分的色光。包含有两种或两种以上波长成分的光称为复合光。复合光给人眼的剌激呈现光称为复合光。复合光给人眼的剌激呈现为混合色，太阳辐射出的电磁波是含有各为混合色，太阳辐射出的电磁波是含有各种波长的波谱带，所以能给人以白光的综种波长的波谱带，所以能给人以白光的综合感觉。合感觉。第4页，共30页，编辑于2022年，星期一二、物体的颜色二、物体的颜色 发发光光物物体体的的颜颜色色是是由由它它所所发发出出的的光光线的光谱成分决定的。线的光谱成分决定的。不不发发光光体体的的颜颜色色与

3、与照照射射光光的的光光谱谱和和不不发发光光体体对对照照射射光光的的反反射射、透透射射及及吸吸收收特特性性有关。有关。第5页，共30页，编辑于2022年，星期一三、色温及标准光源三、色温及标准光源 在在彩彩色色电电视视系系统统中中，用用标标准准白白光光作作为为照照明明光光源源。为为了了便便于于对对标标准准白白光光进进行行比比较较和和计计算算，用用“色色温温”表表示示光光源源的的光光谱性能。谱性能。第6页，共30页，编辑于2022年，星期一 色温是照明光学中用于定义光源颜色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量，当绝对黑体在某一特色的一个物理量，当绝对黑体在某一特定的温度下，其辐射的光谱与某个

4、光源定的温度下，其辐射的光谱与某个光源所辐射的光谱具有相同的特性时，则绝所辐射的光谱具有相同的特性时，则绝对黑体的这一温度就定义为该光源的色对黑体的这一温度就定义为该光源的色温，其单位用温，其单位用“K”表示。表示。第7页，共30页，编辑于2022年，星期一 国际照明委员会（国际照明委员会（CIE）规定了在电视）规定了在电视系统中使用的系统中使用的5种主要的标准白光源：种主要的标准白光源：)A光光源源、B光源光源、C光源光源、D65光源光源 和和 E光源。光源。目前彩色电视系统普遍选用光谱分布目前彩色电视系统普遍选用光谱分布接近接近“白昼平均照明白昼平均照明”，色温为，色温为6500K的的D6

5、5光源作为标准光源。光源作为标准光源。第8页，共30页，编辑于2022年，星期一 为了保证发送端的彩色在接收端不失为了保证发送端的彩色在接收端不失真地重现出来，必须使摄像机的光谱特性真地重现出来，必须使摄像机的光谱特性与标准光源相匹配。因此，必须规定一个与标准光源相匹配。因此，必须规定一个特定的摄像光源，然后在此光源下设计摄特定的摄像光源，然后在此光源下设计摄像机的光谱特性。目前生产的大多数摄像像机的光谱特性。目前生产的大多数摄像机是按演播室常用的色温为机是按演播室常用的色温为3200K的光源的光源设计的。设计的。第9页，共30页，编辑于2022年，星期一四、光学中的几个基本度量单位四、光学中

6、的几个基本度量单位 发光强度：是国际单位制（发光强度：是国际单位制（SI）中的）中的一个基本单位，单位是坎德拉（一个基本单位，单位是坎德拉（cd）。）。坎德拉定义为光源发出频率为坎德拉定义为光源发出频率为5401012Hz的单色的单色辐射，而且在此方向上的辐射强度是辐射，而且在此方向上的辐射强度是1/683瓦特每球面瓦特每球面度。度。亮度：指发光面在单位面积上的发光强亮度：指发光面在单位面积上的发光强度，单位是坎德拉每平方米（度，单位是坎德拉每平方米（cd/m2）。第10页，共30页，编辑于2022年，星期一 光通量：指人眼所能感觉到的辐射能光通量：指人眼所能感觉到的辐射能量，其单位常用流明（

7、量，其单位常用流明（lm）来表示。）来表示。照度：指物体被照亮的程度，采用照度：指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，单位单位面积所接受的光通量来表示，单位为勒克斯为勒克斯(Lux,lx)，即，即 lm/m2。第11页，共30页，编辑于2022年，星期一五、人眼视觉特性五、人眼视觉特性 1.人眼视敏特性人眼视敏特性 人眼视觉对不同波长的光具有不同人眼视觉对不同波长的光具有不同的敏感程度，我们把人眼视觉的这种特的敏感程度，我们把人眼视觉的这种特性称为人眼视敏特性。性称为人眼视敏特性。2.人眼的亮度感觉人眼的亮度感觉 人眼的亮度感觉范围：指人眼所能感觉人眼的亮度感觉范围：指人眼所能

8、感觉到的最大亮度与最小亮度之间的范围。到的最大亮度与最小亮度之间的范围。第12页，共30页，编辑于2022年，星期一 对比度：原景物图像或重现图像的对比度：原景物图像或重现图像的最大亮度最大亮度Bmax与最小亮度与最小亮度Bmin之比称对比之比称对比度或反差。度或反差。亮度层次：指在画面的最大亮度亮度层次：指在画面的最大亮度与最小亮度之间能分辨的亮度感觉级与最小亮度之间能分辨的亮度感觉级数，也称黑白灰度。数，也称黑白灰度。视觉惰性视觉惰性：指人眼视觉的建立和消失：指人眼视觉的建立和消失都具有一定的惰性，即人眼视觉的建立和都具有一定的惰性，即人眼视觉的建立和消失都滞后于实际光亮度的变化。消失都滞

9、后于实际光亮度的变化。第13页，共30页，编辑于2022年，星期一 闪烁感觉：周期性的脉冲光源作用于闪烁感觉：周期性的脉冲光源作用于视网膜上，当脉冲的光重复频率不够高时，视网膜上，当脉冲的光重复频率不够高时，人眼会产生一明一暗交替变化的闪烁感觉。人眼会产生一明一暗交替变化的闪烁感觉。如果将脉冲光的重复频率提高到某一定值如果将脉冲光的重复频率提高到某一定值以上，人眼将不会再觉察出是脉冲光源，以上，人眼将不会再觉察出是脉冲光源，而感到是一种亮度均匀恒定的不闪烁的光而感到是一种亮度均匀恒定的不闪烁的光源。我们把不引起闪烁感觉的光脉冲最低源。我们把不引起闪烁感觉的光脉冲最低重复频率称之为临界闪烁频率。

10、重复频率称之为临界闪烁频率。第14页，共30页，编辑于2022年，星期一 3.人眼的分辨力人眼的分辨力 人眼在观看景物或图像时分辨其细人眼在观看景物或图像时分辨其细节的能力称为人眼的分辨力。人眼的分节的能力称为人眼的分辨力。人眼的分辨力和一下因素有关：辨力和一下因素有关：（1）因人而异）因人而异 （2）照明强度）照明强度 （3）相对对比度）相对对比度 （4）被观察物体的运动情况）被观察物体的运动情况 （5）人眼对彩色的分辨力较低）人眼对彩色的分辨力较低 第15页，共30页，编辑于2022年，星期一 4.人眼的彩色视觉特性人眼的彩色视觉特性 人眼所看到的彩色是不同光谱成分作人眼所看到的彩色是不同

11、光谱成分作用于眼睛的综合效果。不同波长光波会引用于眼睛的综合效果。不同波长光波会引起不同彩色感觉；相同的彩色感觉，也可起不同彩色感觉；相同的彩色感觉，也可以由不同波长的光谱成分引起。以由不同波长的光谱成分引起。为了确切的描述彩色光，人们常用亮为了确切的描述彩色光，人们常用亮度、色调、饱和度三个基本参数来描述它度、色调、饱和度三个基本参数来描述它们的特性。们的特性。第16页，共30页，编辑于2022年，星期一六、三基色原理六、三基色原理 根据人眼的视觉特性，传送和重现彩色根据人眼的视觉特性，传送和重现彩色时，只要求重现景物的彩色感觉和原来的时，只要求重现景物的彩色感觉和原来的景物一致，并不一定要

12、求恢复原来的实际景物一致，并不一定要求恢复原来的实际光谱成分。这就是说，彩色电视信号的处光谱成分。这就是说，彩色电视信号的处理和传输没有必要针对自然界所有的彩色理和传输没有必要针对自然界所有的彩色光光谱，而只需要针对几种基本的单色光光光谱，而只需要针对几种基本的单色光（基色）进行处理和传输，在接收端重现（基色）进行处理和传输，在接收端重现图像时用这几种基本的单色光混合出其他图像时用这几种基本的单色光混合出其他色光，使人眼产生和原来景物相同的彩色色光，使人眼产生和原来景物相同的彩色感觉。感觉。第17页，共30页，编辑于2022年，星期一 实验证明，大自然中绝大多数的彩色实验证明，大自然中绝大多数

13、的彩色都可以由三种基色按不同比例混合而得到，都可以由三种基色按不同比例混合而得到，同时，自然界绝大多数的彩色也可以分解同时，自然界绝大多数的彩色也可以分解成为三基色。这就是彩色计量的基础成为三基色。这就是彩色计量的基础三基色原理。三基色原理。第18页，共30页，编辑于2022年，星期一 三基色原理是实现彩色电视的基础，三基色原理是实现彩色电视的基础，在彩色电视系统中三基色的选取是在红色、在彩色电视系统中三基色的选取是在红色、绿色、蓝色的光谱色区域内选择的。在电绿色、蓝色的光谱色区域内选择的。在电视发送端，先将自然界中的任意彩色景象视发送端，先将自然界中的任意彩色景象先分解成红、绿、蓝三种基色光

14、像，再将先分解成红、绿、蓝三种基色光像，再将三基色光像经一定的处理后送到接收端，三基色光像经一定的处理后送到接收端，在接收端将红、绿、蓝三种基色光像混合，在接收端将红、绿、蓝三种基色光像混合，在显示屏上恢复传送来的彩色景物。在显示屏上恢复传送来的彩色景物。第19页，共30页，编辑于2022年，星期一3.2 彩色电视传输系统的组成及原理彩色电视传输系统的组成及原理一、图像顺序传送原理一、图像顺序传送原理 像素：根据人眼视觉分辨力有限的特像素：根据人眼视觉分辨力有限的特点，可以将任何一幅图像看成是由许多密点，可以将任何一幅图像看成是由许多密集的小点按一定的规律排列组成的。这些集的小点按一定的规律排

15、列组成的。这些小点是构成一幅图像的基本单元，称为像小点是构成一幅图像的基本单元，称为像素。素。第20页，共30页，编辑于2022年，星期一 顺序传送：即把被传送图像的各像素顺序传送：即把被传送图像的各像素按一定顺序依次传送出去，在接收端的屏按一定顺序依次传送出去，在接收端的屏幕上，再按同样顺序将各个像素重现出来。幕上，再按同样顺序将各个像素重现出来。只要这种顺序传送进行得非常快，那么由只要这种顺序传送进行得非常快，那么由于人眼的视觉惰性和发光材料的余辉特性，于人眼的视觉惰性和发光材料的余辉特性，就会使我们感到整幅图像同时发光而没有就会使我们感到整幅图像同时发光而没有顺序感。顺序感。第21页，共

16、30页，编辑于2022年，星期一第22页，共30页，编辑于2022年，星期一二、光电与电光转换原理二、光电与电光转换原理 1光电转换光电转换 光电转换过程也就是摄像过程，完成光电转换过程也就是摄像过程，完成光电转换任务的器件称为光电转换器件。光电转换任务的器件称为光电转换器件。光电转换器件主要有两种，即摄像管和光电转换器件主要有两种，即摄像管和CCD器件。器件。第23页，共30页，编辑于2022年，星期一 2电光转换电光转换 电光转换过程也就是显像过程，在电电光转换过程也就是显像过程，在电视系统中是通过电视接收机来完成的，其视系统中是通过电视接收机来完成的，其工作原理与显示材料及结构有关。目前

17、用工作原理与显示材料及结构有关。目前用于电光转换的显示器件主要有于电光转换的显示器件主要有CRT、LCD、PDP等几种。等几种。第24页，共30页，编辑于2022年，星期一三、电视扫描三、电视扫描 将图像转变成顺序传送的电信号或将将图像转变成顺序传送的电信号或将顺序传送的电信号转换成图像的过程称为顺序传送的电信号转换成图像的过程称为扫描。在电视系统中，为了充分利用矩型扫描。在电视系统中，为了充分利用矩型屏幕，并使扫描设备简单、可靠，采用了屏幕，并使扫描设备简单、可靠，采用了匀速单向直线扫描方式。主要包括逐行扫匀速单向直线扫描方式。主要包括逐行扫描和隔行扫描。描和隔行扫描。第25页，共30页，编

18、辑于2022年，星期一 逐行扫描：顾名思义就是一行接着一行逐行扫描：顾名思义就是一行接着一行的扫描方式。的扫描方式。隔行扫描：就是将一幅隔行扫描：就是将一幅 电视图像分成电视图像分成两场进行扫描，第一场扫出光栅的第两场进行扫描，第一场扫出光栅的第1，3，5等奇数行组成的奇数场，第二场扫第等奇数行组成的奇数场，第二场扫第2，4，6等偶数行组成的偶数场，并使两等偶数行组成的偶数场，并使两场画面的扫描线正确的嵌套，从而构成一场画面的扫描线正确的嵌套，从而构成一幅完整的图像。幅完整的图像。第26页，共30页，编辑于2022年，星期一四、电视图像的基本参量四、电视图像的基本参量 1几何参数几何参数 幅型

19、比：幅型比：4 3 16：9 屏幕大小：常用对角线尺寸来衡量，如屏幕大小：常用对角线尺寸来衡量，如54cm(21英寸英寸)、65cm(25英寸英寸)、74cm(29英寸英寸)等。供集体收看的投影电视，其屏等。供集体收看的投影电视，其屏幕尺寸一般用宽幕尺寸一般用宽高表示，例如高表示，例如120cm90cm等。等。第27页，共30页，编辑于2022年，星期一2扫描参数扫描参数（1）场频：确定场扫描频率应考虑到不出）场频：确定场扫描频率应考虑到不出现光栅闪烁、不易受干扰、图像信号占现光栅闪烁、不易受干扰、图像信号占用频带不应过宽等方面。我国电视标准用频带不应过宽等方面。我国电视标准规定场频为规定场频

20、为50Hz。（2）行频：行扫描频率决定着每场画面的）行频：行扫描频率决定着每场画面的扫描行数，也就决定着图像的清晰程度。扫描行数，也就决定着图像的清晰程度。我国电视标准规定行频为我国电视标准规定行频为15625Hz。第28页，共30页，编辑于2022年，星期一3分解力分解力 分解力是指电视系统传送图像细节分解力是指电视系统传送图像细节的能力。扫描行数越多，分解成的图像的能力。扫描行数越多，分解成的图像像素数越多，原景物的细节就呈现得越像素数越多，原景物的细节就呈现得越清楚，主观感觉的图像清晰度也就越高。清楚，主观感觉的图像清晰度也就越高。所以通常用扫描行数来表征电视系统的所以通常用扫描行数来表征电视系统的分解力，并称为标称分解力。分解力包分解力，并称为标称分解力。分解力包括垂直分解力与水平分解力。括垂直分解力与水平分解力。第29页，共30页，编辑于2022年，星期一4图像信号的频带宽度图像信号的频带宽度 我国视频传输通道的通频带规定为我国视频传输通道的通频带规定为6MHz。第30页，共30页，编辑于2022年，星期一