[理学]3彩色信号编码与解码.ppt

重点： 1.三基色原理； 2.彩色信号的编码与解码。难点：彩色信号的编码与解码。 眼睛的构造 3.2 彩色图像的传输 3.3 彩色电视信号的编码与解码 为使彩色电视与黑白电视兼容，不能直接传送R、G、B三路信号，而需将其合并为一路，将视频图像信号分解为亮度信号和色度信号，色度信号包括色差信号和色同步信号。 * 第三章彩色电视信号编码与解码原理 1、光和色的基本知识 名称 频率/Hz 波长/m 无线电波 红外线 紫外线 X射线 宇宙射线 105 1010 1015 1020 1025 3x103 3x10-2 3x10-7 3x10-12 3x10-17 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 nm 780 630 600 580 510 450 430 380 （1）可见光：光是一种以电磁波形式存在的物质。能引起人眼视觉反应的光称为可见光。 （2）可见光性质： ①在整个电磁波波谱上只占极小的一段，位于红外线与紫外线之间。 3.1 色度学基础知识 ②波长在780nm-380nm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。 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 nm 780 630 600 580 510 450 430 380 （3）人眼彩色视觉特性 视网膜上光敏细胞 杆状细胞：对亮度敏感，但无色觉。? 锥状细胞： 对亮度和色度均敏感。有红敏、绿敏和 蓝敏三种细胞。 人眼视觉最清楚的范围 水平方向的夹角20° 垂直方向的夹角15° 适应人眼的视角范围，屏幕宽高比一般为4:3 （高清大屏幕一般用16:9以增加“临场感”） 对同一波长的光，当光的辐射功率不同时，给人的亮度感觉是不同的；辐射功率相同但波长不同，给人的亮度感觉也是不同的。 100 80 60 40 20 0 相 对 视 敏 度（%） 400 500 600 700 555nm 同等能量的光源,人眼对λ=555nm的黄绿色光的亮度感觉最强 亮度即明暗程度，取决于人眼感觉的光功率的大小 色调即颜色种类，取决于彩色的光谱成分，不同波长的光具有不同的色调 色饱和度即颜色深浅，取决于纯色光中混入白光的程度。 2、彩色的三要素 色调和饱和度合称为色度（F） 色度既说明彩色光颜色的类别，又说明了颜色的深浅程度。 掺入的白光越多，色光越浅，色饱和度越低。色饱和度用百分数表示，如某色光中若掺入一半的白光，则色饱和度为50％，未掺入白光的纯色光，其色饱和度为100%。白光的色饱和度为0。 3、三基色原理和混色法 （1）混色效应 ：单色光可以用几种颜色的混合光来等效，几种颜色的混合光可以用其他几种颜色的混合光束等效，这种现象称为混色效应。 （2）三基色原理 根据人眼彩色视觉的特性及混色效应，可以从可见光中选取三单色按比例混合，来得到其它单色光。 ①三基色（R、G、B）的选取：。波长700 nm为红基色光R ，波长546.1 nm为绿基色光G。波长435.8 nm为蓝基色光B。 人眼对红、绿、蓝比较敏感； 红、绿、蓝三基色彼此互为独立； 红、绿、蓝三基色混合而成的彩色较为丰富，几乎能 重现自然界中的各种彩色。 红 绿 蓝 黄 青 紫 白 红色＋绿色 = 黄色 绿色＋蓝色 = 青色 蓝色＋红色 = 紫色 红色＋绿色＋蓝色 = 白色 红色 ＋ 青色=白色绿色 ＋ 紫色=白色蓝色 ＋ 黄色=白色 两两互为补色 ②三基色原理的内容： 混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定。 混合色亮度等于三基色亮度之和。 三基色是人为选取的，将它们按一定比例混合，可以得到自然界中绝大多数颜色；反之，自然界中绝大多数颜色，都可以分解为三基色。 三基色必须是相互独立。 用三基色光配成100%的白光所需三基色的百分比。 Y=0.30R＋0.59G＋0.11B 电压方程形式 ： 亮度方程式在彩色电视技术中有着很重要的地位，它是对彩色图像进行三基色分解及对三基色进行编码传输，解码都必须遵循的一个基本公式。 EY=0.30ER＋0.59EG＋0.11EB 4.亮度方程 ： 与黑白电视系统类似，彩色图像