讲彩色电视的基本原理分析报告.ppt

项目三 彩色电视的基本原理 3.1 色度学的基本知识 3.2 彩色图像的分解与重现 3.3 兼容制彩色电视制式 3.4 PAL制彩色全电视信号 3.5 彩色电视接收机概述 3.6 彩色显像管 习题三 3.1 色度学的基本知识 3.1.1光与色 光是一种以电磁波辐射形式存在的物质。电磁波的频谱范围很广，包括无线电波、红外线、可见光波、紫外线、X射线、宇宙射线等。可见光随着波长由长到短的变化，对人眼中引起的颜色感觉是不一样的，呈现的色光依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。以后用“色调”这一术语来表示颜色的类别。电磁波波谱及可见光的波长如图3-1所示。 3.1.2 彩色的三要素 任意一种彩色光，均可用亮度、色调和色饱和度来表示，它们又称做彩色三要素。 亮度是指彩色光对人眼所引起的明亮程度感觉。当光波的能量增强时，亮度就增加；反之亦然。此外，亮度还与人眼的光谱响应特性有关，不同的彩色光，即使强度相同，当分别照射同一物体时也会对人眼产生不同的亮度感觉。实验表明：人眼对λ＝550nm的光波亮度感觉最灵敏。 色调是指光的颜色种类。例如，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别表示不同的色调，色调是彩色最基本的特性。 　　 色饱和度是指彩色的纯度，即颜色掺入白光的程度，或指颜色的深浅程度。某彩色掺入的白光越多，其色饱和度就越低；掺入的白光越少，其色饱和度就越高。不掺入白光，即白光为零，则其色饱和度为100%；全为白光，则其色饱和度为零。 　　 通常把色调与色饱和度合称为色度。 3.1.3 三基色原理 根据人眼的彩色视觉特性，在彩色重现过程中，并不要求恢复原景物反射光的全部光谱成分，而重要的是应获得与原景象相同的彩色感觉。 我们知道，不同波长的光会引起人眼不同的彩色感觉，同一波长的光引起的人眼彩色感觉是一定的。那么是不是人眼对某一色调的感觉就只能对应一种波长的单色光呢？实践表明，几种不同波长的单色光混合在一起，也可以引起人眼产生与另外一种单色光相同的彩色感觉。实践证明，自然界可见到的绝大部分彩色，都可以由几种不同波长（颜色）的单色光相混合来等效，这一现象叫做混色效应。经进一步研究，人们终于得到了一个重要的原理——三基色原理。 三基色原理的主要内容是： （1）自然界中的绝大部分彩色，都可以由三种基色按一定比例混合得到；反之，任意一种彩色均可以被分解为三种基色。 （2）作为基色的三种彩色，要相互独立，即其中任何一种基色都不能由另外两种基色混合来产生。 （3）由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于参与混合的各基色的亮度之和。 （4）三基色的比例决定了混合色的色调和色饱合度。 彩色电视的实现就是基于此三基色原理的。在彩色电视中，通常选用红(用字母R表示)、绿(用字母G表示)、蓝(用字母B表示)作为三种基色光。 三基色原理为彩色电视技术奠定了理论基础，极大地简化了用电信号来传送彩色图像的技术问题。 彩色混色法有两种：一种是彩色光的混色，这种方式是用加法混色。例如彩色电视中，利用三基色原理将彩色分解和重现，最终使三基色光同时作用于人眼中，视觉相加混合获得不同的彩色感觉。另一种是彩色颜料的混色，是用减法混色，如绘画等，它们的混色规律是不同的。这里只讨论彩色电视所用的相加混色法，其混色规律如图3-2所示。 从图3-2(a)得知： 红光＋绿光＝黄光 红光＋蓝光＝紫光 绿光＋蓝光＝青光 红光＋绿光＋蓝光＝白光 以上均指各种光等量相加，若改变它们间的混合比例，则可以得到各种颜色的光。 为了实现相加混色，除了将三种不同亮度的基色光同时投射到一个全反射表面上从而合成不同的彩色光以外，还可以利用人眼的视觉特性用下列方法进行混色： （1）时间混色法： （2）空间混色法： 彩色三角形是一等边三角形，三个顶点放置三基色，其余各混色可相应确定，如图3-2(b)所示，对该图的说明如下： (1)每条边上各点代表的颜色，是相应的两个基色按不同比例混合的混合色。 (2)彩色三角形的重心是白色，它是等量的三基色的混合色。 (3)每根中线两端对应的彩色互为补色，由于中线过重心，说明两补色间可混合成白色。 (4)每边的彩色为纯色，色饱和度为100%。 3.1.4 亮度方程 　　 显像三基色要混合成白光，所需光通量之比是由所选用的标准白光和所选三基色的不同而决定的。实验表明，目前NTSC制彩色电视中，由三基色合成的彩色光的亮度符合下面的关系： Y=0.299R+0.587G+0.114B (3-1) 上式为彩色电