电视原理12

光的度量：光谱光视效能：K(λ)=1/Ф(λ)用来衡量视觉对波长为λ的光的敏感程度当λ=555nm时，有最大的光谱光视效能：Km=K(555)光谱光视效率（相对视敏度），用函数V(λ)表示：V(λ)=K(λ）/Km或V(λ)=Ф（555）/Ф(λ)光度学中几个度量单位发光强度I，单位是cd，读作坎德拉光通量Φ：单位是lm,读作流明按人眼光感觉度量的辐射功率。非单一波长的光源，其发出之光通量，是它在各波长范围所发出的光通量总和。对于N个单色光λ1、λ2、…λN组成的光源，Φ=683Σφ(λi)V(λi)[lm]对于具有连续光谱功率分布密度φe(λ)的光源Φ=683∫φe(λ)V(λ)dλ[lm]亮度L:单位是cd/m2，读作坎/米2亮度表示发光面的明亮程度。（同样的发光强度面积越小亮度越大）照度E：单位是lx,读作勒克斯，照度表示物体表面受到光照射时，单位面积上入射的光通量。1lx=1lm/m2（同样的光通量面积越小光照度越大）明暗视觉亮环境下锥体细胞、杆体细胞共同起作用，分辨明暗、彩色，称为明视觉。暗环境下只有杆体细胞起作用，只能分辨明暗，称为暗视觉。暗视觉比明视觉的相对视敏度曲线偏左。彩色视觉1）彩色光的三个基本参量(彩色三要素)：（1）亮度——光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉。（2）色调——表示颜色的种类。（3）饱和度——表示颜色的深浅程度。即彩色的纯度，掺入白色的程度。色度——色调和饱和度又合称为色度。色度既说明彩色的类别，又说明彩色的深浅程度。亮度取决于人眼感觉的光功率的大小。色调取决于进入人眼的光的波长。饱和度取决于纯色光中混入白光的程度设某彩色光的功率分布为Φe(λ)，对应三种光敏细胞有三个光通量，总光通量Φ=ΦR+ΦG+ΦB(格拉斯曼定律）人对该彩色光的亮度感觉决定于总光通量Φ，人对该彩色光的色度感觉决定于ΦR、ΦG、ΦB之间的比例。彩色重现并不要求恢复景物的原始光谱成分，只需获得与原景物相同的彩色感觉。具有不同光谱功率分布的光，只要ΦR、ΦG、ΦB相同,则它们的色彩视觉完全等效。形成双眼立体视觉的主要因素是视差和辐辏对比度：图像中最大亮度Lmax与最小亮度Lmin的比值C称为对比度。C=Lmax/Lmin只要重现的图像与实际景物在主观感觉上具有相同的对比度和亮度差别级数（亮度层次n)就能给人以真实感。亮度差别级数（亮度层次n）：画面上最大亮度与最小亮度之间可分辨的亮度级差数环境光会使C和n下降非线性度对对比度c也有直接影响，γs1,C随亮度的增加而增大，n也就增加；当γs1时，C随亮度的增加而减小，n也就将减小视敏角(分辨角)θ——观测点（眼睛所在点）与人眼能分辨的相距最近的两个点所形成的夹角。正常人的视敏角θ≈1～1.5分。人眼的分辨力——视敏角θ的倒数θ=3438*d/D人眼相当于一个低通滤波器。人眼对彩色细节的分辨力远比对黑白细节的分辨力低。彩色电视系统传送彩色图像时，细节部分只传送黑白图像。——大面积着色原理色调分辨阈:人眼能分辨出色调差别的最小波长变化。色调分辨力与色调分辨阈成反比饱和度变小时，人眼的色调分辨力下降。亮度太大或太小时，人眼的色调分辨力下降三基色原理：适当选择三种基色，它们相互独立，其中任一色均不能由其它二色混合产生。它们又是完备的，即所有其它颜色都可以由这三种基色按不同的比例组合而得到。三基色原理对于彩色电视的重要性：把传送无数彩色的任务简化为传送三个基色信号。两种基色系统相加混色：红、绿、蓝—用于电视系统红+绿=黄绿+蓝=青蓝+红=紫相减混色：青、品、黄—用于彩色印刷、彩色胶片和绘画黄-青=绿紫-黄=红青-紫=蓝混色方法：时间混色法：将三种基色光按一定的顺序轮流投射到同一个表面上。是顺序制彩色电视的基础。空间混色法：将三种基色光分别投射到同一个表面上邻近的三个点上。是同时制彩色电视的基础。生理混色法：两只眼睛同时分别观看两种不同颜色的同一幅图像。规定了红、绿、蓝三个基色单位，并分别用〔R〕、〔G〕、〔B〕表示。三个基色光量刻度分别为1〔R〕、1〔G〕、1〔B〕时，配出等能白光E白配得等能白光E白，测得三基色光通量的比例为：1：4.5907：0.0601任意彩色光F的颜色方程：F＝R［R］＋G［G］＋B［B］其中：R、G、B称为三刺激值取1［R］的光通量为1流明，则光通量(亮度)方程：│F│＝(R＋4.5907G＋0.0601B)lm光谱三刺激值：配出单位辐射功率、波长为λ的单色光的三刺激值该单色光颜色方程：色度（色调、饱和度）只与三刺激值的比例有关。令：R+G+B=mm称为色模，代表某彩色光所含三基色单位的总量。r=R/mg=G/mb=B/mr、g、b称为色度坐标，且有：r+g+b=1RGB色度图：将彩色的色度用r-g二维坐标图显示——色度图。RGB色度图：[R]的色度坐标（1，0，0）[G]的色度坐标（0，1，0）[B]的色度坐标（0，0，1）[E白]的色度坐标（1/3，1/3，1/3）以[R]、[G]、[B]为顶点的三角形称为彩色三角形()()R()G()BFrgb由谱色光的色度坐标连成的舌形曲线称为谱色轨迹，实色都在谱色轨迹内坐标越靠近谱色轨迹饱和度越高，越靠近[E白]饱和度越低麦克斯韦计色三角形由三基色相加混合配出的各种彩色都在彩色三角形内。为使隐含的b坐标显现出来，可利用麦克斯韦计色三角形三个顶点分别代表[R]、[G]、[B]三角形内任意点F对应的彩色坐标r、g、b为到[R]、[G]、[B]对边的距离r+g+b=1[E白]在三角形的重心，穿过[E白]的任意直线连接的三角形上的两个点对应互补色RGB计色制存在的问题：用物理三基色[R][G][B]计色时出现负系数。负系数代表负光，表示用[R][G][B]三基色相加混合配不出此种颜色的光。RGB色度图只表示色度，不表示亮度，需用公式再计算亮度。谱色的坐标不全在第Ⅰ象限，作图不方便。XYZ色度系统：颜色方程F=X[X]+Y[Y]+Z[Z]三基色单位[X]、[Y]、[Z]的确定:对于任何实色光，三刺激值X、Y、Z值均为正，即全部在第Ⅰ象限。为便于计算亮度，要求彩色光的亮度仅由Y[Y]项决定。同时规定1[Y]的光通量为1流明。X、Y、Z的比例仍决定彩色光的色度，当X=Y=Z时，仍代表等能白光E白。XYZ色度系统又叫计算三基色。同一彩色在两种色度系统中三刺激值的关系：(光谱三刺激值也一样)：C光源—白天的自然光D65光源—白天的平均光照NTSC彩色电视系统以C白为标准白光PAL彩色电视系统以D65为标准白光在色度图的不同位置，沿不同方向，人眼可识别颜色变更的最小距离称为刚辨差。显像三基色：以红、绿、蓝三种荧光粉发出的非谱色光作为显像三基色光。显像三基色的选择色域越大越好，即显像三基色的三角形面积尽可能大荧光粉发出的光越亮越好显像三基色的配色方程：Fe=Re[Re]+Ge[Ge]+Be[Be]1[Re]+1[Ge]+1[Be]=Fc白(1lm)NTSC显像三基色亮度方程Y=0.299Re+0.587Ge+0.114Be显像三基色与XYZ三刺激值转换关系见书38页1-53行扫描基本参数行正程扫描时间:THt行逆程扫描时间:THrTHr＜＜THt行扫描周期TH=THt+THr行扫描频率fH=1/TH场扫描基本参数场正程扫描时间:TVt场逆程扫描时间:TVrTVr＜＜TVt场扫描周期TV=TVt+TVr场扫描频率fV=1/TV行场扫描关系fH＞＞fV正程扫描时间应占整个扫描周期的大部分，即：TH＞＞THrTV＞＞TVrTHr/TH=a称行扫描逆程系数，一般18％TVr/TV=b称场扫描逆程系数，一般8％逐行扫描方式中，每场的光栅都应互相重叠。设每场扫描行数为Z，则：TV＝ZTHfH＝ZfV即场周期是行周期的整数倍。扫描行数越多，图像越清晰。隔行扫描：根据人眼的视觉特性：一帧图像分两次扫描，每次称为一场，两场合为一帧,即采用隔行扫描方式。活动图像25帧/秒=50场/秒≥临界闪烁频率=48Hz每场扫描行数——312.5行每帧扫描行数——625行即:按我国标准为625行，50Hz，按幅型比4/3，则黑白电视信号的最高频率达12MHz按隔行扫描方式，要求黑白电视信号带宽为：Δf=6MHz隔行扫描应满足的基本要求1）每帧起点相同——要求每帧必须为整数行2）要求每场存在半行，即每帧必须为奇数行Z=2n+1行频与场频关系：我国电视扫描标准：隔行扫描，每帧625行，每帧两场，每场312.5行帧频：fF=25Hz场频：fv=50Hz场周期：Tv=20ms(Tvt=18.4ms，Tvr=1.6ms)行频：fH=25(帧)×625(行)=15625Hz行周期：TH=64μs(THt=52μs，THr=12μs)隔行扫描的缺点（1）行间闪烁效应在隔行扫描中，整个画面的变化是按场频重复的，它高于临界闪烁频率因而没有大面积闪烁感。但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每秒重复25次，这是低于临界闪烁频率的。所以，当我们观看比较亮的细节时，仍会感觉到行间闪烁。（2）并行现象a.真实并行——奇偶光栅并行现象b.视在并行（3）高速水平运动物体出现“锯齿化”现象（4）隔行扫描产生的视频信号对于压缩处理和后期视频制作带来困难扫描的同步：同步扫描——发送端和接收端的扫描运动严格保持步调一致，即同频同相1.行频不同，场频相同：接收端行频发送端向左倾斜消隐接收端行频发送端向右倾斜消隐2.场频不同，行频相同：场频发送端：图像向下移动场频发送端：图像向上移动为了实现同步扫描，电视发送端每当扫描完一行时加入一个行同步脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲。同步信号——控制扫描频率和相位的脉冲信号。消隐脉冲：扫描逆程期间让信号电平为黑电平，电子束截止，屏幕为黑色，起到消隐逆程光栅痕迹的作用。行消隐信号(或称行消隐脉冲)——行逆程12μs,则行消隐脉冲脉宽为12μs，电平为黑电平场消隐信号(或称场消隐脉冲)——场逆程1.6ms,则场消隐脉冲脉宽为1.6ms，电平为黑电平复合消隐信号：行消隐信号：12μs场消隐信号：25H+12μs同步脉冲：行同步脉冲——发送端行扫描正程结束后发出的脉冲信号，控制接收端行扫描逆程的开始。(行同步信号仅起控制行同步作用，不应在屏幕上显示出来，故应叠加在行消隐脉冲之上。)场同步脉冲——发送端场扫描正程结束后发出的脉冲信号，控制接收端场扫描逆程的开始。(同理，场同步信号应叠加在场消隐脉冲之上。)为了将其区分开，使用幅度相同但宽度不同的脉冲：行同步脉冲一般为行周期的7.5%，而场同步脉冲则为行周期的2~3倍一般要求行消隐脉冲超前同步脉冲一定时间，即存在一个一定宽度的行消隐脉冲前肩行同步脉冲：12μs，前肩：1.6μs，后肩：5.7μs4.7μs分离同步脉冲与图像信号：幅度分离方法微分与积分方法开槽脉冲：为解决在场同步期间，行同步失落而造成的行不同步的问题，场同步期间不丢失行同步的信息，在场同步脉冲中开槽，对应每行的位置开一个槽，槽宽为：4.7μs。问题：由于最后一个行同步到达奇数场、偶数场的场同步前沿的时间不同，造成积分后积分电容上的起始电压不等，使奇偶相邻两场的积分波形不同。同时，奇偶相邻两场的开槽位置不同也使积分波形不同。造成：奇偶相邻两场到达同一触发电平时刻不同（相差Δt），使相邻两场的逆程始点相差Δt使相邻两场扫描起始位置不同，影响了隔行扫描的准确性。措施：加均衡脉冲、槽脉冲，使相邻两场的复合同步信号通过积分后波形一致。加开槽场同步脉冲与均衡脉冲方法.在场同步期间加槽脉冲2.在奇偶相邻两场场同步信号的前后2.5行每隔半行加一个均衡脉冲，把脉冲宽度减半，即4.7μs的一半为：2.35μ。前5个脉冲为前均衡脉冲后5个脉冲为后均衡脉冲幅型比屏幕尺寸标清电视4：334in.高清电视16：934in.几何失真：行扫描非线性，产生左伸，右缩的非线性失真场扫描非线性，产生上拉，下压的非线性失真还有枕型畸变，桶形畸变，菱形，梯形，吊角。几何畸变系数3%是畸变不显著。桶形失真时x