電視基礎(chǔ)知識(shí)

電視基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．1電子掃描

1．1．1像素的概念1．像素一幅平面圖像，根據(jù)人眼對(duì)細(xì)節(jié)分辨力有限的視覺(jué)持性，總可以看成是由許許多多的小單元組成。在圖像處理系統(tǒng)中，這些組成畫(huà)面的細(xì)小單元稱為像素。像素越小，單位面積上的像素?cái)?shù)目就越多，由其構(gòu)成的圖像就越清晰。

一幅黑白平面圖像，表征它的特征參量是亮度。這就是說(shuō)，組成黑白畫(huà)面的每個(gè)像素，不但有各自確定的幾何位置，而且它們各自還呈現(xiàn)著不同的亮度；又由于電視系統(tǒng)傳送的是活動(dòng)圖像，因而每個(gè)在確定位置上的像素其亮度又隨時(shí)間不斷地變化著。也就是說(shuō)像素的亮度又是時(shí)間的函數(shù)。可見(jiàn)，像素亮度既是空間（二維）函數(shù)，同時(shí)又是時(shí)間函數(shù)。第2頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．圖像幀電視系統(tǒng)中把構(gòu)成一幅圖像的各像素傳送一遍稱為進(jìn)行了一個(gè)幀處理，或稱為傳送了一幀，每幀圖像由許多像素組成。3．并行傳輸

（無(wú)法實(shí)現(xiàn)）理論上講，可同時(shí)把不同位置上具有不同亮度的像素轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)，再分別用各個(gè)相應(yīng)信道把這些信號(hào)同時(shí)傳送出去。4．串行傳輸（實(shí)際應(yīng)用）根據(jù)人的視覺(jué)惰性，可把組成一幀圖像的各個(gè)像素的亮度按一定順序一個(gè)一個(gè)地轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)并依次傳送出去，接收端再按同樣順序?qū)⒏鱾€(gè)電信號(hào)在對(duì)應(yīng)位置上轉(zhuǎn)變成具有相應(yīng)亮度的像素。這種像素的串行傳輸具有兩個(gè)特點(diǎn)：第一是要求傳送速度快。只有傳送迅速，傳送時(shí)間小于視覺(jué)暫留時(shí)間，重現(xiàn)圖像才會(huì)給人以連續(xù)無(wú)跳動(dòng)的感覺(jué)；第二是傳送要準(zhǔn)確。每個(gè)像素一定要在輪到它傳送時(shí)才被轉(zhuǎn)換、傳送，并被接收方接收。且收、發(fā)雙方每個(gè)像素被轉(zhuǎn)換、還原的的幾何位置要一一對(duì)應(yīng)。即收發(fā)雙方應(yīng)同步工作，同步在電視系統(tǒng)中是十分重要的。第3頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

5．順序轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)——掃描將組成一幀圖像的像素，按順序轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過(guò)程（或逆過(guò)程）稱為掃描。掃描的過(guò)程和我們讀書(shū)時(shí)視線從左到右、自上而下依次進(jìn)行的過(guò)程類似。從左至右的掃描稱為行掃描；自上而下的掃描稱為幀(或場(chǎng))掃描。電視系統(tǒng)中，掃描多是由電子槍進(jìn)行的，通常稱其為電子掃描。通過(guò)電子掃描與光電轉(zhuǎn)換，就可以把反映一幅圖像亮度的空間與時(shí)間的函數(shù)，轉(zhuǎn)換為只隨時(shí)間變化的單值函數(shù)（電信號(hào)），從而實(shí)現(xiàn)平面圖像的順序傳送

1．1．2電子掃描的實(shí)現(xiàn)與光電與電光變換電視圖像的傳送，在發(fā)端是基于光電轉(zhuǎn)換器件，在收端是基于電光轉(zhuǎn)換器件，實(shí)現(xiàn)這兩種轉(zhuǎn)換的器件分別稱為攝像管和顯像管。第4頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1．?dāng)z像管與光電轉(zhuǎn)換（光電導(dǎo)）攝像管是一種電真空器件。它主要由鏡頭、光電靶、電子槍、聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈組成。光電靶由光敏半導(dǎo)體材料構(gòu)成，具有受光作用之后電阻率變小的性能，靶面上的光圖像使靶面各單元受光照的強(qiáng)度不同，因而其各單元的電阻率不同，與較亮像素對(duì)應(yīng)的靶單元阻值較小，與較暗像素對(duì)應(yīng)的靶單元阻值較大。這樣一幅因像上各像素的不同亮度就表現(xiàn)為靶面上各單元的不同電阻值。電子槍第5頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一從攝像管陰極發(fā)射出來(lái)的電子束，在電子槍的電場(chǎng)及偏轉(zhuǎn)線圈的磁場(chǎng)力作用下，高速、順序地掃過(guò)靶面各單元。當(dāng)電子束接觸到靶面某單元時(shí)，就使陰極、信號(hào)板(靶)、負(fù)載、電源構(gòu)成一個(gè)回路。在負(fù)載RL中就有電流流過(guò)，其電流大小取決于光電靶在該單元的電阻值大小。光照強(qiáng)處，對(duì)應(yīng)阻值較小、流過(guò)負(fù)載的電流就較大，因而RL兩端產(chǎn)生的壓降也就較大，輸出信號(hào)的電位也就越低。負(fù)極性信號(hào)第6頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．顯像管與電光轉(zhuǎn)換顯像管是在接收端重現(xiàn)圖像的電真空器件，主要由電子槍、熒光屏、偏轉(zhuǎn)線圈等組成。由陰極發(fā)射出的電子束，在偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力作用下，按從左到右，從上到下的順序依次轟擊熒光屏。屏面上涂有熒光粉，在電子束轟擊下熒光粉發(fā)光，其發(fā)光亮度正比于電子束攜帶的能量。若將攝像端送來(lái)的信號(hào)加到顯像管電子槍的陰極與柵極之間，就可以控制電子束攜帶的能量，使熒光屏的發(fā)光強(qiáng)度受圖像信號(hào)的控制。設(shè)顯像管的電一光轉(zhuǎn)換是線性的(實(shí)際為非線性的)，那么，屏幕上重現(xiàn)的圖像，其各像素的亮度都正比于所攝圖像相應(yīng)各像素的亮度，屏幕上便重現(xiàn)了發(fā)端的原圖像。第7頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一這里需要說(shuō)明的是；對(duì)于攝像管來(lái)說(shuō)，光電轉(zhuǎn)換特性可近似認(rèn)為是線性的；而顯像管電光轉(zhuǎn)換特性則是非線性的。顯像管的顯示亮度(以Bd表示)，與其柵、陰極間電壓(ugk表示)的γ次方成正比例，即(1-1)式中，Kd為比例常數(shù)，γ為顯像管光電轉(zhuǎn)換持性的非線性失真系數(shù)、通常γ＝2～3。由式(1-1)可見(jiàn)，電視系統(tǒng)中重現(xiàn)亮度與攝取亮度之間存在著由于γ引起的非線性失真、這種失真常稱為γ失真。如果圖像信號(hào)由發(fā)送端傳到接收端的傳輸過(guò)程中未產(chǎn)生非線性失真，考慮到顯像管電光轉(zhuǎn)換的非線性，為保持重現(xiàn)圖像與原景像亮度成正比，則需在攝像端預(yù)先將圖像信號(hào)電壓開(kāi)γ次方，即（1-2）式中，u0代表攝像電壓，B0為攝像亮度，K0為比例常數(shù)。重現(xiàn)亮度則為(1-3)由式(1-3)可見(jiàn)，經(jīng)校正．系統(tǒng)將不再產(chǎn)生非線性失真。顯象端也可，為何不用？第8頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1．1．3電子掃描將一幅圖像上各像素相應(yīng)的電信號(hào)，以及將這些順序傳送的電信號(hào)再重新恢復(fù)為一幅重現(xiàn)圖像的過(guò)程（即圖像的分解與重現(xiàn)），都是通過(guò)電子掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的。攝像管與顯像管中，電子束按一定規(guī)律在靶面上或熒光屏面上運(yùn)動(dòng)，即可完成攝像與顯像的掃描過(guò)程。

1．電子束偏轉(zhuǎn)的基本原理電子掃描是通過(guò)電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)裝在攝像管或顯像管的外面的偏轉(zhuǎn)線圈中通過(guò)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生偏顯像管內(nèi)電子束偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)線圈的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向取決于流過(guò)線圈的電流方向。電子束垂直穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)力的作用下要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)方向遵從左手定則。若偏轉(zhuǎn)線圈中電流方向改變，則電子束的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變；偏轉(zhuǎn)線圈中的電流為零、則電子束不偏轉(zhuǎn)，射向熒光屏的中央。因此，流過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈中電流的幅度和方向，決定著偏轉(zhuǎn)線圈中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，最終決定了電子束偏轉(zhuǎn)角度的大小和方向。第9頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．逐行掃描當(dāng)線圈偏轉(zhuǎn)中分別流過(guò)行、場(chǎng)鋸齒波掃描電流時(shí)就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的垂直方向與水平方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在這兩個(gè)磁場(chǎng)的共同作用下，使電子束作水平與垂直方向的掃描運(yùn)動(dòng)。在鋸齒波電流作用下，電子束產(chǎn)生自左向右、自上而下，一行緊按行的運(yùn)動(dòng)，因而稱其為逐行掃描。掃描光柵演示

3．隔行掃描

所謂隔行掃描，就是在每幀掃描行數(shù)不變的情況下，將每幀圖像分為兩場(chǎng)來(lái)傳送，這兩場(chǎng)分別稱為奇場(chǎng)和偶場(chǎng)。奇數(shù)場(chǎng)傳送1、3、l5、…奇數(shù)行；偶數(shù)場(chǎng)傳送2、4、6、…偶數(shù)行。世界各國(guó)都采用隔行掃描的掃描方式。

fH=1/TH

=1/(THS+THR

)fV=1/TV

=1/(TVS+TVR)第10頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

4．隔行掃描的意義在電視系統(tǒng)中、要使傳送的圖像清晰，并具有活動(dòng)、連續(xù)而又無(wú)閃爍感，則要求傳送頻率大于臨界閃爍頻率47Hz（人眼的臨界閃爍頻率與圖像的亮度、對(duì)比度等因素有關(guān)）。即每秒傳送47場(chǎng)以上的圖像。因此，我國(guó)電視制式規(guī)定，場(chǎng)掃描頻率fV為50Hz，每幀圖像的掃描行數(shù)為625行。若采用逐行掃描的話，幀頻與場(chǎng)頻相等。理論分析可以得出，電視圖像信號(hào)的最高頻率約為11～12MMz，可見(jiàn)視頻信號(hào)帶寬將相當(dāng)寬。要傳送頻譜這樣寬的信號(hào)，不但會(huì)使設(shè)備復(fù)雜化，而且使在規(guī)定的可供電視系統(tǒng)使用的頻段內(nèi)可容納的電視頻道數(shù)目減少。如若為了減少帶寬而降低場(chǎng)頻，將會(huì)導(dǎo)致重現(xiàn)圖像的閃爍；減少每場(chǎng)掃描行數(shù)，又會(huì)降低圖像的清晰度?？梢?jiàn)逐行掃描是無(wú)法解決帶寬與閃爍感及清晰度的矛盾。因而提出了既可克服閃爍感，又不增加圖像信號(hào)帶寬的隔行掃描方式。在我國(guó)隔行掃描每秒傳送50場(chǎng)，即場(chǎng)頻fV為50Hz，因而將有效地降低閃爍感，幀頻卻為25Hz，隔行掃描即減小了閃爍感，并使圖像信號(hào)的帶寬僅為逐行掃描的一半，大約為5.5MHz左右，所以我國(guó)規(guī)定視頻信號(hào)帶寬按照6MHz分析計(jì)算。

閃爍頻率演示第11頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

5．隔行掃描的實(shí)現(xiàn)這里要強(qiáng)調(diào)指出的是，隔行掃描方式要求每幀掃描總行數(shù)為奇數(shù)。因?yàn)橹挥羞@樣，在場(chǎng)掃描鋸齒波電流波形頂點(diǎn)位置對(duì)齊的情況下方可使相鄰兩場(chǎng)均勻嵌套。其次，在隔行掃描中，整個(gè)畫(huà)面的變化是按場(chǎng)頻重復(fù)的，它高于臨界閃爍頻率因而減少了閃爍感。但就每行而言，它仍是按幀頻重復(fù)的，即每40ms重復(fù)一次，每秒重復(fù)25次，這是低于臨界閃爍頻率的。所以，當(dāng)我們接近電視機(jī)觀看時(shí)，仍會(huì)感覺(jué)到行間閃爍；但當(dāng)離開(kāi)一定距離觀看時(shí)，行間閃爍就不怎么明顯了。忽略了掃描的逆程的隔行掃描光柵及掃描電流波形示意圖如圖示，實(shí)線表示掃描的正程，虛線表示掃描逆程期間的回掃線。（實(shí)際系統(tǒng)中回掃線被消隱掉了）隔行掃描場(chǎng)掃描電流圖光柵奇偶鑲嵌演示第12頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

6．掃描電流的非線性對(duì)顯示圖像的影響由于電子束是在掃描正程期間傳送圖像信號(hào)的，因此在正程期間要求掃描速度均勻，這就要求流過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈的電流線性良好，否則重現(xiàn)圖像將產(chǎn)生非線性失真。若原圖像為方格信號(hào)，當(dāng)行、場(chǎng)掃描電流波形均為線性變化的鋸齒波時(shí)，重現(xiàn)圖形無(wú)失真，仍為方格圖形。當(dāng)行、場(chǎng)掃描電流只要有其中之一失真，顯示的圖形將出現(xiàn)非線性失真，圖1-10(b)和(c)分別表示行、場(chǎng)掃描電流其中之一出現(xiàn)非線性失真的情況。若二者同時(shí)失真，將顯示出復(fù)雜的失真圖形。

行、場(chǎng)掃描電流幅度不足時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生失真。

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1．1．4我國(guó)廣播電視掃描參數(shù)

(教材上沒(méi)有，注意筆記)掃描方式：隔行掃描。行頻fH：15625Hz；場(chǎng)頻fV：50Hz（幀頻25Hz）；行周期TH：64μs場(chǎng)周期TV：20ms行正程時(shí)間THS：≥52μs場(chǎng)正程時(shí)間TVS：≥18.4ms行逆程時(shí)間THR：≤12μs場(chǎng)逆程時(shí)間TVR：≤1.6ms每幀掃描行數(shù)Z：625行每幀顯示行數(shù)Z/：575行每場(chǎng)掃描行數(shù)：312.5行每場(chǎng)顯示行數(shù)：287.5行

1．1．5圖像的分解力（清晰度）與信號(hào)帶寬廣播電視的掃描參數(shù)是在參數(shù)確定時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)條件的制約下，根據(jù)人們對(duì)電視圖像清晰度的要求，經(jīng)過(guò)折衷考慮而確定的。掃描參數(shù)一經(jīng)確定，其圖像的清晰度和圖像信號(hào)帶寬亦隨之確定了。電視圖像的分解力通常用能分辨黑白相間線條的線數(shù)來(lái)表示。例如，說(shuō)500線清晰度，則表示可以分辨黑白相間的線條的總數(shù)為500條，即黑白相間的線條個(gè)250條。電視的分解力分為垂直（方向）分解力和水平（方向）分解力。

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1．垂直分解力M電視圖的垂直分解力受每幀掃描行數(shù)Z的限制，實(shí)際上是受每幀顯示行數(shù)Z/的限制。理想條件下，M=Z/。但在實(shí)際上M與當(dāng)時(shí)的圖像狀態(tài)和掃描線的相對(duì)位置有關(guān)（如圖示，圓點(diǎn)表示正在掃描的電子束），則總是有M＜Z/。（FLASH動(dòng)畫(huà)）

由于掃描線具有一定的寬度（電子束具有一定的截面積），所以再現(xiàn)圖象可以完全恢復(fù)第一列和第三列的原圖形，而第二列則完全復(fù)不能恢復(fù)了，第四列可以部分恢復(fù)。這種極端的情形在實(shí)際的圖象是很少見(jiàn)的，一般的圖像總是具有一定的隨機(jī)性，所以垂直分解力M介于有效掃描行數(shù)Z/到Z/的一半之間，可以用一個(gè)小于一的系數(shù)k與Z/的乘積來(lái)表示：M=kZ/。通常k=0.76，則M=427線。由此可見(jiàn)，我國(guó)廣播電視的垂直清晰度大于400線。VHS家用錄像機(jī)為200左右，S-VHS在400線左右，VCD在280左右。第15頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．水平分解力N

水平分解力N是指圖像在水平方向上可以區(qū)分出垂直的黑白相間的線條數(shù)目。電子束在垂直方向上掃描是一行一行進(jìn)行的，相鄰兩行互不重疊，則垂直方向上象素是不連續(xù)的，水平方向每一行的掃描則是連續(xù)進(jìn)行的。由于掃描電子束具有一定的截面，對(duì)于豎直的黑白相間的線條掃描時(shí)，在黑白的交界處，轉(zhuǎn)換圖像信號(hào)的電平不能突變。若圖象的細(xì)節(jié)比電子束的直徑更小，則會(huì)完全反映不了這種細(xì)節(jié)的變化，即存在孔闌效應(yīng)。從提高水平分解力的觀點(diǎn)上看，電子束截面的直徑d越小圖像的水平分力就會(huì)越高，但是電子束截面的直徑太小畫(huà)面轉(zhuǎn)換的效率將會(huì)降低，所以電子束截面的直徑d一般以掃描的行距相等為宜，此時(shí)的水平分辨力與垂直分辨力相同（單位長(zhǎng)度上），試驗(yàn)證明此時(shí)的圖像質(zhì)量最佳。在畫(huà)面寬高比為4:3時(shí)，線。

孔闌效應(yīng)第16頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．圖像信號(hào)的帶寬任何景物都有一定的背景亮度，反映在圖像信號(hào)上就是信號(hào)的直流分量，也就是說(shuō)圖像信號(hào)最低頻率是直流?？梢?jiàn)只要知道了圖像信號(hào)的最高頻率，就可以確定圖像信號(hào)的帶寬。圖像信號(hào)的最高頻率應(yīng)出現(xiàn)在傳輸一幅全是細(xì)節(jié)圖象的情況下，且圖像細(xì)節(jié)相當(dāng)于一個(gè)像素，與一個(gè)掃描點(diǎn)相當(dāng)，我們可用圖像信號(hào)的帶寬計(jì)算圖來(lái)討論。

圖像信號(hào)的帶寬計(jì)算圖電視的水平分解力為N，則在行掃描正程時(shí)電子束掃過(guò)每個(gè)象素的時(shí)間為td=THS/N。由于存在孔闌效應(yīng)，所以攝像輸出的信號(hào)近似為正弦波，周期為2td，因而圖像信號(hào)的最高頻率fmax為第17頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．2黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)由“圖像信號(hào)”和確保掃描同步的“復(fù)合同步信號(hào)”以及消除掃描逆程回掃線的“復(fù)合消隱信號(hào)”等輔助信號(hào)而構(gòu)成的。

1．2．1主體信號(hào)——圖像信號(hào)1．圖像信號(hào)及其特征圖像信號(hào)是由攝像管將明暗不同的景像經(jīng)過(guò)電子掃描和光電轉(zhuǎn)換而得的電信號(hào)。五條由白→灰→黑而變化的圖像的圖線信號(hào)如圖l-13所示（有正負(fù)極性之分），所示波形為一個(gè)行正程的對(duì)應(yīng)波形。一般來(lái)說(shuō)，圖像信號(hào)是隨機(jī)的，圖1-13(c)給出了一行的隨機(jī)的圖像信號(hào)的波形。⑴圖像信號(hào)具有直流成分，其數(shù)值確定了圖象的背景亮度，是單極性信號(hào)。⑵對(duì)于一般活動(dòng)圖像，相鄰兩行或相鄰兩幀信號(hào)間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，信號(hào)差別極小，可近似認(rèn)為是周期信號(hào)。正負(fù)極性圖象信號(hào)第18頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．圖像信號(hào)的基本參量(亮度、對(duì)比度和灰度)

亮度，通常是指單位面積的光通量。因?yàn)閱挝幻娣e光通量愈大，人眼感覺(jué)愈明亮，所以也可以說(shuō)，亮度是人眼對(duì)光的明暗程度的感覺(jué)。亮度常以B表示，光通量的單位是燭光(cd)，亮度的單位是尼持(nit)或熙提(sb)。電視圖像的亮度取決于電視圖像信號(hào)的平均直流成分，改變電視圖像信號(hào)的直流成分，可以改變其亮度。

對(duì)比度，是客觀景物最大亮度Bmax與最小亮度Bmin之比。當(dāng)以K表示對(duì)比度時(shí)

K=Bmax/Bmin。電視圖像的亮度一般都低于原景物亮度，考慮到人眼的適應(yīng)性，只要保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度與原景物的對(duì)比度接近相等即可。圖像信號(hào)的黑、白電平差別愈大，則對(duì)比度愈高。

灰度，即亮度級(jí)差或稱亮度層次。它反映電視系統(tǒng)所能重現(xiàn)的原圖像明、暗層次的程度。通常電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)具有10級(jí)灰度的階梯信號(hào)(或稱級(jí)差信號(hào))，接收系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整后在重現(xiàn)圖像中能加以區(qū)分的從黑到白的層次數(shù)，稱其為該系統(tǒng)具有的灰度級(jí)。由于顯像管調(diào)制特性的非線性，電視接收機(jī)一般都達(dá)不到10級(jí)灰度，一般只要能達(dá)到6級(jí)灰度，就可收看到明、暗層次較滿意的圖像了。受到顯像管發(fā)光亮度的限制，重現(xiàn)的圖像無(wú)法達(dá)到景物實(shí)際亮度，但只要能反映客觀景物的對(duì)比度和灰度，便可獲得滿意的效果。第19頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．2．2輔助信號(hào)1．復(fù)合消隱信號(hào)

在圖像的分解或恢復(fù)的掃描逆程中，若不采取措施，將出現(xiàn)行、場(chǎng)回掃線，這將對(duì)正程所傳送的圖像起干擾作用。消除回掃線的方法是在行、場(chǎng)掃描的逆程期間，在攝像管與顯像管中分別加入能使掃描電子束截止的消隱脈沖，即復(fù)合消隱脈沖或復(fù)合消隱信號(hào)。發(fā)送端在發(fā)送圖像信號(hào)的同時(shí)，在逆程期間將消隱信號(hào)也發(fā)送出去。行、場(chǎng)消隱信號(hào)的電平等于圖像信號(hào)的黑色電平；行、場(chǎng)消隱信號(hào)的周期應(yīng)分別與行、場(chǎng)掃描周期相同；行、場(chǎng)消隱脈沖的寬度應(yīng)分別等于行、場(chǎng)掃描的逆程時(shí)間。即行消隱脈沖寬度為12μs，場(chǎng)消隱脈沖寬度為1612μs(其中，包含著一個(gè)行的逆程12μs)。復(fù)合消隱信號(hào)第20頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．復(fù)合同步信號(hào)電視系統(tǒng)中發(fā)掃描必須嚴(yán)格同步，即收、發(fā)掃描對(duì)應(yīng)的行、場(chǎng)起始和終止位置必須嚴(yán)格一致，否則就會(huì)出現(xiàn)畫(huà)面失真或不穩(wěn)定現(xiàn)象。為了收、發(fā)同步的需要，電視發(fā)送端每當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一個(gè)行同步脈沖；每當(dāng)掃描完一場(chǎng)時(shí)加入一個(gè)場(chǎng)同步脈沖，它們分別在行與場(chǎng)逆程期間傳送，其寬度分別小于行、場(chǎng)逆程時(shí)間。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行同步脈沖寬度為4.7μs，脈沖前沿滯后行消隱信號(hào)前沿約復(fù)合同步信號(hào)1.3μs；場(chǎng)同步脈沖寬度為160μs（2.5個(gè)行周期），脈沖前沿滯后場(chǎng)消隱信號(hào)前沿160μs。在接收端必須先將這些行、場(chǎng)同步脈沖分離出來(lái)，用以分別控制接收機(jī)中的行、場(chǎng)掃描鋸齒波電流的周期和相位。換言之，只有當(dāng)行、場(chǎng)同步脈沖到來(lái)時(shí)才開(kāi)始行與場(chǎng)的回掃，這就可保證收、發(fā)雙方掃描電流的頻率和相位都相同，即可保證同步。圖1-15(a)中給出了行、場(chǎng)同步信號(hào)，通常將行、場(chǎng)同步信號(hào)合稱為復(fù)合同步信號(hào)。掃描頻率對(duì)重現(xiàn)圖像的影響相位不同對(duì)重現(xiàn)圖像的影響并行現(xiàn)象同步脈沖前沿—逆程開(kāi)始時(shí)刻第21頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

3．槽脈沖和均衡脈沖電視系統(tǒng)中，提取行同步信息的方法，是利用鑒相或微分電路來(lái)提取行同步脈沖的前沿。由于場(chǎng)同步脈沖較寬，因而在場(chǎng)同步期間會(huì)使行同步信息丟失。這樣，在場(chǎng)逆程期間行就可能失步，可能會(huì)造成每場(chǎng)開(kāi)始時(shí)的前幾行不能立刻同步，而使屏幕顯示圖像的最上面幾行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是在場(chǎng)同步脈沖上加開(kāi)幾個(gè)槽，稱為槽脈沖，并使槽脈沖的后沿(即上升沿)恰好對(duì)應(yīng)于應(yīng)該出現(xiàn)原行同步脈沖的前沿位置。加入槽脈沖之后就可以保證在場(chǎng)同步脈沖期間可以檢測(cè)出行同步脈沖。槽脈沖的寬度與行同步脈沖相同，也是4.7μs。行、場(chǎng)同步脈沖幅度相同、寬度不同，所以分離行、場(chǎng)同步脈沖一般借助于微分與積分電路的組合。微分電路可提取出行同步脈沖或槽脈沖的上升沿用于行同步；積分電路卻可以選出寬度較大的場(chǎng)同步脈沖。第22頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一但是，由于電視系統(tǒng)一般采用隔行掃描，相鄰兩場(chǎng)掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置都不相同。對(duì)于奇數(shù)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，它是在半行處結(jié)束，場(chǎng)消隱信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)在行掃描到半行時(shí)加入；對(duì)于偶數(shù)場(chǎng)掃描來(lái)說(shuō)，它是在一個(gè)整行后結(jié)束，場(chǎng)消隱與場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)在一個(gè)整行結(jié)束后加入。若將奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的同步脈沖分兩排畫(huà)出，并令場(chǎng)同步脈沖起始沿對(duì)齊，則得如圖所示波形。在進(jìn)行、場(chǎng)同步分離時(shí)，每一個(gè)行同步脈沖出現(xiàn)，要對(duì)積分電容器進(jìn)行一次充電，行同步脈沖過(guò)后則進(jìn)行放電。由于奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)同步脈沖前沿出現(xiàn)時(shí)、行同步脈沖相互錯(cuò)開(kāi)半行，造成積分電容器上的起始電壓不同，這就必然導(dǎo)致兩場(chǎng)同步時(shí)間的差異，如圖所示，存在時(shí)差Δt。對(duì)場(chǎng)同步脈沖的檢測(cè)造成影響。場(chǎng)同步積分輸出第23頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一為了保證偶數(shù)場(chǎng)的掃描線準(zhǔn)確地嵌套在奇數(shù)場(chǎng)各掃措線之間，必須保證相鄰兩場(chǎng)場(chǎng)同步脈沖前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電容器上要有相同的起始電壓，否則就無(wú)法保證正確的嵌套，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)掃描光柵完全重合的現(xiàn)象。為此，在場(chǎng)同步脈沖前后（場(chǎng)消隱期間）以及中間，每隔半行都增加一個(gè)行同步脈沖，這樣就可以使相鄰兩場(chǎng)的場(chǎng)同步脈沖前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電容器上所充的電壓基本相等。為了使增加脈沖后的平均電平不增加，把這部分脈沖寬度減小為原來(lái)的一半(即2.35μs)。場(chǎng)同步脈沖上的槽也每半行一個(gè)，槽寬仍為4.7μs，場(chǎng)同步期間要開(kāi)5個(gè)槽。每個(gè)場(chǎng)同步脈沖前、后各有5個(gè)2.35μs寬的脈沖，常稱其為前、后均衡脈沖，如圖l-17(c)所示。這樣一來(lái)，無(wú)論奇場(chǎng)還是偶場(chǎng)，送到場(chǎng)積分電路去的波形都是完全相同的。開(kāi)槽場(chǎng)同步第24頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1．2．3黑白全電視信號(hào)1．全電視信號(hào)波形

將圖像信號(hào)、復(fù)合同步、復(fù)合消隱、槽脈沖和均衡脈沖等疊加，即構(gòu)成黑白全電視信號(hào)，通常也稱其為視頻信號(hào)。我國(guó)現(xiàn)行電視標(biāo)推規(guī)定：以負(fù)極性全電視的同步信號(hào)頂電平作為100％；則黑色電平和消隱電平的相對(duì)幅度為75％；白色電平相對(duì)幅度為10％～12.5％；圖像信號(hào)電平介于白色電平與黑色電平之間。各脈沖的寬度為：正極性信號(hào)黑白全電視信號(hào)行同步4.7μs；場(chǎng)同步160μs均衡脈沖2.35μs；槽脈沖4.7μs；場(chǎng)消隱脈沖1612μs；行消隱脈沖12μs。第25頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．全電視信號(hào)的頻譜所謂頻譜，就是信號(hào)中所含的頻率成份及其能量分布，即各頻率成份的相對(duì)幅度。全電視信號(hào)的頻譜，應(yīng)是它所包含的主體信號(hào)(圖像信號(hào))與輔助信號(hào)的頻譜之和，圖象信號(hào)的譜有一定規(guī)律性。⑴靜止圖像的頻譜①只在水平方向有亮度變化的靜止圖像這種情況下，每個(gè)行掃描得到的圖象信號(hào)都是一樣的（以行頻重復(fù)）。為了方便討論，我們忽略了行逆程。根據(jù)傅立葉分析，頻譜是線狀譜，位于行頻fH及其諧波nfH上。且n越大，能量（幅度）越?。▽?duì)于我國(guó)，6MHz帶寬最高諧波次數(shù)n=384）。

n＝∞

e(t)=∑Cn*ejnwHt

n＝－∞

wH是行角頻率；Cn為復(fù)振幅,n為行頻的諧波次數(shù).第26頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

②在垂直方向也有亮度變化信號(hào)仍然是以行頻重復(fù)的，用二維傅立葉級(jí)數(shù)分解，可得頻譜分布圖。頻譜成份為nfH±m(xù)fV，其頻譜分布是離散譜線簇(譜線群)，主譜線為nfH。特點(diǎn)是信號(hào)能量集中在行頻fH及其各次諧波nfH的主譜線上，n越大能量越小。在每個(gè)主譜線兩旁存在著場(chǎng)頻及其諧波的許多副譜線。m越大，副譜線能量也越小。

③垂直方向有細(xì)節(jié)變化垂直方向有精細(xì)細(xì)節(jié)變化時(shí)，兩場(chǎng)信號(hào)會(huì)有差異，其信號(hào)波形以幀為周期重復(fù)，故頻譜成應(yīng)為nfH±m(xù)fF（fF為幀頻，25Hz）。由于垂直方向內(nèi)容有不小的相關(guān)性，所以，幀間差引起奇數(shù)倍成份相對(duì)較小。

n＝∞e(t)=∑Cn,m*ej(nwH+mwV)tn＝－∞wV為場(chǎng)頻角頻率我們?nèi)〉脴O其重要的結(jié)論：上述電視信號(hào)的頻譜是由行頻的基、諧波為主頻譜和分布于它們兩側(cè)的以場(chǎng)頻的基、諧波為副頻譜線的離散頻譜群組成的。第27頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

⑵運(yùn)動(dòng)圖象信號(hào)的頻譜對(duì)于一般速度運(yùn)動(dòng)的物體，形成的幀周期信號(hào)波形表現(xiàn)為隨運(yùn)動(dòng)情況而在時(shí)間軸上的相位有變化。隨景物運(yùn)動(dòng)，兩旁的依時(shí)間左右擺動(dòng)，主譜線兩旁的副譜線近乎連續(xù)。因電視圖像相鄰幀間、行間相關(guān)較大，因此相鄰群之間有信號(hào)能量的空白區(qū)。或活動(dòng)圖像，行頻主譜線兩旁的副譜線諧波次數(shù)不大于20。按m=20計(jì)算，各譜線群所占寬度僅為2mfV＝20×20×50＝2kHz，相鄰兩主譜線間距為15.625kHz，可見(jiàn)各群譜線間存在著很大的空隙。

⑶圖像信號(hào)的頻譜待征

①以行頻及其諧波為中心,形成梳齒狀的離散頻譜。

②隨著行頻諧波次數(shù)的增高，譜線幅度逐漸減小。這說(shuō)明黑白圖像信號(hào)的主要能量分布在視頻信號(hào)的低頻端。

③實(shí)踐證明，無(wú)論是靜止全電視信號(hào)的頻譜第28頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一④輔助信號(hào)的頻譜由于各輔助信號(hào)均為周期性脈沖信號(hào)，其頻譜與脈沖寬度有關(guān)。若以τ表示脈沖寬度，則周期性脈沖信號(hào)的頻譜如圖所示。一般來(lái)說(shuō)，能量主要集中在f＝3/τ以內(nèi)，故可近似認(rèn)為這類脈沖信號(hào)的最高頻率為fmax＝3/τ。以行同步脈沖為例，τ＝4.7μs，則3/τ＝638kHz。因而我們可以說(shuō)，各輔助信號(hào)也都是小于6MHz的離散譜。結(jié)論：全電視信號(hào)具有在0～6MHz范圍內(nèi)、離散分布的頻譜結(jié)構(gòu)。為了分析問(wèn)題簡(jiǎn)單，常以圖l-21表示全電視信號(hào)的頻譜。第29頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．3彩色的基本概念1．3．1彩色和光密不可分1．可見(jiàn)光的特性光是一種以電磁波形式存在的物質(zhì)，人眼可以看見(jiàn)的光叫可見(jiàn)它是波長(zhǎng)范圍為380nm到780nm之間的電磁波。不同波長(zhǎng)的光呈現(xiàn)出的顏色各不相同，隨著波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短，呈現(xiàn)的顏色依次為：紅、橙、黃、綠、言、藍(lán)、紫。只含有單一波長(zhǎng)的光稱為單色光，包含有兩種或兩種以上波長(zhǎng)的光標(biāo)為復(fù)合光（復(fù)色光），復(fù)合光作用于人眼，呈現(xiàn)混合色。例如，太陽(yáng)輻射的光含有七種單色光的波譜，但卻給認(rèn)以白光的綜合感覺(jué)。太陽(yáng)發(fā)出的白光中包含了所有的可見(jiàn)光，若把太陽(yáng)輻射的一束光投射到棱鏡上太陽(yáng)光會(huì)經(jīng)過(guò)棱鏡分解成一組按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫順序排列的連續(xù)光譜。被分解之后的色光，若再次經(jīng)過(guò)棱鏡，它是不能再分解了，這種單一波長(zhǎng)的色光也稱譜色光?？梢?jiàn)光譜圖第30頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．物體的顏色我們看到的顏色有兩種不同的來(lái)源：一種是發(fā)光體所呈現(xiàn)的顏色，例如各種彩色燈和霓紅燈等所發(fā)出的彩色光；另一種是物體反射或透射的彩色光。那些本身不發(fā)光的物體，在外界光線照射下，能有選擇地吸收一些波長(zhǎng)的光，而反射或透射另一些波長(zhǎng)的光，從而使物體呈現(xiàn)一定的顏色。例如，紅旗反射紅光而吸收其它顏色的光，因而呈現(xiàn)紅色；綠色的植物因反射綠色光而吸收所有其它色光而呈現(xiàn)綠色，白云反射全部陽(yáng)光而呈白色；煤炭吸收全部照射光而呈現(xiàn)黑色等等。既然物體呈現(xiàn)的顏色是由于物體反射(或透射)光的種類不同而產(chǎn)生的，那么物體呈現(xiàn)的顏色顯然與照射它的光源有關(guān)。綠草的綠色是由于它在日光照射下才表現(xiàn)出來(lái)的，如果把綠草拿到紅光下觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它不再是紅色而近乎是黑色的，這是因?yàn)榧t色光源中沒(méi)有綠光成分，綠草全部吸收了紅光，所以變成黑色。人們?nèi)粘Ｉ钪卸紩?huì)有這樣的經(jīng)驗(yàn)，某些東西在日光下看到的顏色與在燈光下看到的顏色有差異，恰恰說(shuō)明由于日光與燈光這兩種光源所含的光譜成分不同，使同一物體表現(xiàn)為不同的顏色。應(yīng)該指出，不能從看到的顏色來(lái)判斷光譜的分布。這是因?yàn)殡m然一定的光譜分布表現(xiàn)為一定的顏色，但同一顏色則可由不同的光譜分布而獲得。例如，黃色可以由單一波長(zhǎng)的黃光產(chǎn)生，也可以由兩種波長(zhǎng)不同的光(紅光和綠光)按一定比例混合而產(chǎn)生，二者給人的顏色感覺(jué)卻是相同的。第31頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．色溫和標(biāo)準(zhǔn)光源通常的照明光源，如太陽(yáng)、日光燈、白熾燈泡等所發(fā)出的光雖然都籠統(tǒng)地稱其為白光，但由于發(fā)光物質(zhì)不同，它們的光譜成分相差很大，用它們照射相同物體時(shí)，呈現(xiàn)的顏色則相差較大。例如，白熾燈泡偏橙紅（呈暖色調(diào)），而汞燈偏青藍(lán)（呈冷色調(diào)）。為了比較和區(qū)別各種光源的特性，國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定了A、B、C、D、E等幾種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，并以基本參量“色溫”予以表征。(1)色溫的概念色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。所謂絕對(duì)黑體是指既不反射光、也不透射光，而完全吸收入射光的物體，被加熱時(shí)的電磁波輻射波譜僅由溫度決定。隨著溫度的增加，黑體輻射能量將增大，其功率波譜向短波方向移動(dòng)。所以當(dāng)溫度升高時(shí)，不僅亮度增大，其發(fā)光顏色也隨之變化。為了區(qū)分各種光源的不同光譜分布與顏色，可以用絕對(duì)黑體的溫度來(lái)表征。當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定絕對(duì)溫度下，所輻射的光譜與某光源的光譜具有相同的特性時(shí)，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫，單位以K表示。例如，溫度保持在2800K時(shí)的鎢絲燈泡所發(fā)的白光，與溫度保持在2854K的絕對(duì)黑體所輻射光的功率波譜基本一致，于是既稱該白光的色溫即為2854K?？梢?jiàn)、色溫并非光源本身的實(shí)際溫度，而是表征光源波譜持性的參量。第32頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(2)標(biāo)準(zhǔn)白光源A光源：相當(dāng)于2800K鎢絲燈所發(fā)的光。其色溫為2854K。它的光譜能量分布主要集中于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的區(qū)域，因而A光源的光總帶著橙紅色。B光源：相當(dāng)于中午直射的太陽(yáng)光。其色溫為4800K。在實(shí)驗(yàn)室中可由特制的濾色鏡從A光源中獲得。C光源：相當(dāng)于白天的自然光。色溫為6800K。其波譜成分在400～500nm處較大，因此C光源的光偏藍(lán)色。它被選作為NTSC制彩色電視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)白光源。D光源：相當(dāng)于白天平均照明光。因其色溫為6500K，故又稱D65光源。它被選作為PAL制彩色電視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)白光源。E光源：是一種理想的等能量的白光源，其色溫為5500K。其光譜能量分布是一條平行于橫軸的水平直線，在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)，各波長(zhǎng)具有相同的輻射功率。采用這種光源有利于彩色電視系統(tǒng)中問(wèn)題的分析和計(jì)算。這種光源在實(shí)際中是不存在的，是假想的光源。第33頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．3．2視覺(jué)特性電影、黑白及彩色電視技術(shù)，均是利用了人眼視覺(jué)的某些特性而實(shí)現(xiàn)的。黑白電視中，不但利用了人眼的視覺(jué)惰性，同時(shí)還利用了人眼分辨力的局限性(即當(dāng)相鄰像素靠近到一定程度時(shí)，人眼無(wú)法分辨，會(huì)產(chǎn)生連續(xù)象素的感覺(jué))。彩色電視中，除了利用以上特性外，還利用了人眼的彩色視覺(jué)特性，主要包括視敏特性和彩色視覺(jué)。1．相對(duì)視敏曲線

在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，同一波長(zhǎng)的光，當(dāng)其強(qiáng)度不一樣時(shí)，給人的亮度感覺(jué)是不相同的；對(duì)于相同強(qiáng)度而波長(zhǎng)不同的光(E光源)，給人的亮度感覺(jué)也是不同的。實(shí)踐證明，人眼感到最亮（最靈敏）的是黃綠色，最暗（最遲鈍）的是藍(lán)色和紫色。如相對(duì)視敏曲線所示(E光源)?；鶞?zhǔn)是人眼最敏感的、波長(zhǎng)為555nm的黃綠光(l00％)。對(duì)于不同的人，相對(duì)視敏曲線的形狀是會(huì)稍有差異的。相對(duì)視敏曲線第34頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．人眼的亮度感覺(jué)亮度感覺(jué)，即包括人眼所能感覺(jué)到的最大亮度與最小亮度的差別及在不同環(huán)境亮度下對(duì)同一亮度所產(chǎn)生的主觀明亮程度的感覺(jué)。(1)人的視覺(jué)范圍很寬，能感受到的亮度范圍大約從百分之幾nit到幾百萬(wàn)nit(但不能同時(shí)感受到這樣大的亮度范圍，當(dāng)人眼適應(yīng)了某一平均環(huán)境亮度之后，視覺(jué)范圍就變得小多了。之所以如此，是因?yàn)槿搜鄣母泄庾饔糜须S外界光的強(qiáng)弱而自動(dòng)調(diào)節(jié)的能力)。(2)在不同環(huán)境亮度下，人眼對(duì)同一亮度的主觀感覺(jué)也不相同。在光天化日之下，如果有人在你身邊打開(kāi)手電筒，你可能毫無(wú)亮度明顯增加的感覺(jué)；但若是漆黑的夜晚，即使離你較遠(yuǎn)有人劃一根火柴，你也會(huì)感覺(jué)到光亮。實(shí)驗(yàn)表明，人眼察覺(jué)亮度變化的能力是有限的，且隨著亮度B的增大，能覺(jué)察的最小亮度變化ΔBmin也增大；但在相當(dāng)大的亮度范圍內(nèi)，可察覺(jué)的最小亮度變化與相應(yīng)亮度之比(ΔBmin/B)卻等于一個(gè)常數(shù)。上述特性告訴我們：電視重現(xiàn)景像的亮度無(wú)需等于實(shí)際景物的亮度；人眼不能覺(jué)察出的亮度差別，在重現(xiàn)景像時(shí)可不予精確復(fù)制，只要保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度，就會(huì)有十分逼真的感覺(jué)。這給電視圖象的傳輸與重現(xiàn)帶來(lái)了極大的方便。第35頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．人的彩色感覺(jué)人眼視網(wǎng)膜里存在著大量光敏細(xì)胞；按其形狀可分為桿狀相錐狀兩種。桿狀光敏細(xì)胞的靈敏度極高，主要靠它在低照度時(shí)辯別明暗，但它對(duì)彩色是不敏感的；錐狀細(xì)胞既可辨別明暗，又可辨別彩色。白天的視覺(jué)過(guò)程主要靠錐狀細(xì)胞來(lái)完成，夜晚視覺(jué)則由桿狀細(xì)胞起作用，所以在較暗處無(wú)法辨別彩色。錐狀細(xì)胞又分為三類，分別稱為紅敏、綠敏和藍(lán)敏。如果某束光線只能引起某一種光敏細(xì)胞興奮、而另外兩種光敏細(xì)胞僅受到很微弱刺激，我們感覺(jué)到的便是某一種色光；若紅敏細(xì)胞受刺激，則感覺(jué)到的是紅色；若紅、綠敏細(xì)胞同時(shí)受刺激，則產(chǎn)生的彩色感覺(jué)與由黃單色光引起的視覺(jué)效果相同。顯然，隨著三種光敏細(xì)胞所受光刺激程度上的差異，還會(huì)產(chǎn)生各式各樣的彩色感覺(jué)。因此，當(dāng)我們?cè)跀z取彩色景物時(shí)，若用三個(gè)分別具有與人眼三種錐狀細(xì)胞相同光譜特性的攝像管，分別攝取代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)彩色分量的信號(hào)，經(jīng)處理、傳輸，再通過(guò)顯像管的紅、綠、藍(lán)熒光粉受電子轟擊發(fā)光，轉(zhuǎn)換成原來(lái)比例的彩色光，即可實(shí)現(xiàn)彩色圖像的重現(xiàn)。第36頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1．3．3彩色三要素和三基色原理1．彩色三要素

亮度，這里是指彩色光作用于人眼引起明暗程度的感覺(jué)，通常用Y來(lái)表示；亮度與色光的能量及波長(zhǎng)的長(zhǎng)短有關(guān)，前面已有分析，這里不再贅述。

色調(diào)，即彩色光的顏色類別。通常所說(shuō)的紅色、綠色、黃色等等就是指不同的色調(diào)。上面所說(shuō)的不同波長(zhǎng)的光所呈現(xiàn)的顏色不同，實(shí)際上就是指其色調(diào)不同。如果改變彩色光的光譜成分，就必然引起色調(diào)的變化。例如，在紅光中混入綠光就會(huì)使人們感覺(jué)到色調(diào)變成黃色。至于彩色物體的色調(diào)，則取決于物體在光線照射下，所反射的光的光譜成分。不同光譜成分的反射光使物體呈現(xiàn)不同的色調(diào)。對(duì)于透光物體，其色調(diào)由透射光的波長(zhǎng)決定。顯然，彩色物體的色調(diào)也同樣與照射它的光源有關(guān)。

色飽和度，是指顏色的深淺程度，即顏色的濃度。對(duì)于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，它的顏色就越深；飽和度越低，它的顏色就越淺。在某一色調(diào)的彩色光中摻入白光，會(huì)使其飽和度下降，摻入的白光越多，其飽和度就越低。色調(diào)和飽和度合稱為色度。色度即說(shuō)明彩色光顏色的類別，又說(shuō)明了顏色的深淺程度。在彩色電視系統(tǒng)中，所謂傳輸彩色圖像，實(shí)質(zhì)上是傳輸圖像像素的亮度和色度。第37頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

2．三基色不同波長(zhǎng)的光會(huì)引起人眼不同的彩色感覺(jué)；兩種不同光譜成分的光經(jīng)混合，能引起人眼有產(chǎn)生與某種單色光相同的彩色感覺(jué)，即單色光的顏色可以由幾種顏色的混合光（復(fù)色光）來(lái)等效；這一現(xiàn)象稱混色。利用混色的方法，人們可以只用幾種顏色的光來(lái)仿造出大自然中大多數(shù)的彩色，而不必去追究這些彩色光的光譜成分。人們?cè)谶M(jìn)行混色實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：只要選取三種不同顏色的單色光按一定比例混合就可以得到自然界中絕大多數(shù)色彩，具有這種特性的三個(gè)單色光叫基色光，對(duì)應(yīng)的三種顏色稱三基色。彩色電視中所采用的三基色分別是紅色、綠色和藍(lán)色。三基色原理：(1)三基色必須是相互獨(dú)立的產(chǎn)生。即其中任一種基色都不能由另外兩種基色混合而得到。(2)自然界中的大多數(shù)顏色，都可以用三基色按一定比例混合得到；或者說(shuō)中的大多數(shù)顏色都可以分解為三基色。(3)三個(gè)基色的混合比例，決定了混合色的色調(diào)和飽和度。(4)混合色的亮度等于構(gòu)成該混合色的各個(gè)基色的亮度之和。彩色電視要傳送的是亮度不同、色調(diào)和色飽和度千差萬(wàn)別的彩色信息，有了三基色原理，我們只需要將要傳送的顏色分解為三基色(紅、綠、藍(lán))，然后再分別以對(duì)應(yīng)的一種電信號(hào)進(jìn)行傳送就可以了。為了與黑白電視系統(tǒng)兼容，實(shí)際傳送的是亮度和色差（表示色度）信號(hào)。第38頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

3．混色方法把三基色按照不同的比例混合獲得彩色的方法稱為混色法?；焐ㄓ邢嗉踊焐ü獾暮铣?，彩色電視用）和相減混色（染料合成）之分。為了說(shuō)明相加混色，可以將三束圓形截面積的紅、綠、藍(lán)單色光同時(shí)投射到白色屏幕上，呈現(xiàn)出一幅品字形三基色圓圖。綠黃青紅綠藍(lán)品紅相加混色的幾種方法：(1)空間混色法。利用人眼空間細(xì)節(jié)分辨力差的特點(diǎn)，將三種基色光在同一平面的對(duì)應(yīng)位置充分靠近，只要三個(gè)基色光點(diǎn)足夠小且充分近，人眼在離開(kāi)一定距離處將會(huì)感到是三種基色光混合后所具有的顏色。這種空間混色的方法是同時(shí)制彩色電視的基礎(chǔ)。(2)時(shí)間混色法。利用人眼的視覺(jué)惰性，順序地讓三種基色光出現(xiàn)在同一表面的同一處，當(dāng)相隔的時(shí)間間隔足夠小時(shí)，人眼會(huì)感到這三種基色光是同時(shí)出現(xiàn)的，具有三種基色相加后所得顏色的效果。這種相加混色方法是順序制彩色電視的基礎(chǔ)。(3)生理混色法。人的兩眼同時(shí)分別觀看不同顏色的同一彩色景像時(shí)，使之同時(shí)獲得兩種彩色印像，兩種彩色印像在大腦中產(chǎn)生相加混色的效果。第39頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4．色度三角形由三基色混合所產(chǎn)生的各種顏色，可以由色度三角形予以說(shuō)明。該三角形直觀地表示出三基色合成的色度關(guān)系。例如，RG邊表示由紅色與綠色合成所得的所有的顏色。此邊的中點(diǎn)為黃色，說(shuō)明紅色與綠色相等時(shí)為黃色。同理，RB邊的中點(diǎn)是紫色(品色)，GB邊的中點(diǎn)為青色，色度三角形重心位置W為白色。穿過(guò)W的任一條直線，連接三角形上的兩個(gè)點(diǎn)，該兩點(diǎn)所代表的顏色相加均得到白色。因此，通常把相加后形成白色的兩種顏色稱為互補(bǔ)色。例如，在色度三角形中，通過(guò)W點(diǎn)所連的紅、青，綠、紫，黃、藍(lán)均互為補(bǔ)色。色度三角形的三個(gè)頂點(diǎn)代表三基色。例如，R點(diǎn)所代表的顏色是純紅色，其飽和度為100%。沿著直線RW不斷向W點(diǎn)移動(dòng)，紅色中的白色成分隨之增加，顏色不斷變淡，其飽和度不斷下降，但色調(diào)并不改變。第40頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.3.4計(jì)色制及色度圖1、配色實(shí)驗(yàn)圖2.2－1所示的比色計(jì)中有兩塊互成直角的白板（屏幕）將觀察者的視場(chǎng)分為兩部分，它們對(duì)所有可見(jiàn)光譜幾乎全反射。將待配色光F投射到屏幕左邊，三種基色光投射于屏幕右邊，分別調(diào)節(jié)它們的強(qiáng)度，直到它們的混合光與待色光F的亮度完全一致為止。此時(shí)，整個(gè)視場(chǎng)將出現(xiàn)待配光的顏色。選定三基色單位后，就可以進(jìn)行配色試驗(yàn)。對(duì)于任意給定的彩色光F，如果三基色調(diào)節(jié)裝置中的讀數(shù)分別為R、G、B，就可以寫出配色方程第41頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一F＝R[R]+G[G]+B[B]式中R、G、B稱為三色系數(shù)[F]是代表彩色F的亮度，通常用光通量單位F＝（R＋4.5907G+0.0601B）光瓦＝（R＋4。5907G+0。0601B）流明進(jìn)行配色試驗(yàn)，必先選定三基色單位；根據(jù)不同三基色單位，可分為不同的計(jì)色制。在RGB計(jì)色制中，國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）規(guī)定：把波長(zhǎng)為700nm，光通量為1光瓦的紅光作為一個(gè)紅基色單位（或稱單位量），用[G]表示；把波長(zhǎng)為435.8nm，光通量為0.0601光瓦藍(lán)光作為一個(gè)藍(lán)基色單位，用[B]表示。比色計(jì)的讀數(shù)將按基色單位[R]、[G]、[B]進(jìn)行刻度，而不按輻射功率或者光通量刻度。紅、綠、藍(lán)基色波長(zhǎng)的選擇，是采用汞弧光譜中經(jīng)濾波后的單一譜線作為觀標(biāo)準(zhǔn)的。它們?nèi)菀撰@得，色度穩(wěn)定而準(zhǔn)確，配出彩色也較多。光通量如此確定就是使。1[R]+1[G]+1[B]=白第42頁(yè)，共51頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（1）RGB計(jì)色制及色度圖在許多情況下，只需要討論景物與圖象的色度，而不涉及其亮度。如前所述，色度只由三色系數(shù)R、G、B的比例決定，與它們的數(shù)值大小無(wú)關(guān)。為此，令三色系數(shù)之和為m，并令：r=R/m,g=G/m,b=B/m.顯然r+g+b=1,式中m稱為色膜，反映了色光的亮度；r、g、b稱為相對(duì)色系數(shù)或色度坐標(biāo)，它們的每一組數(shù)值都確定了一種顏色的色度。由于相對(duì)色系數(shù)r、g、b之和等于1。所以知道其中任意二個(gè)（例如r和g）就可以算出第三個(gè)（例如b=1－r－g）。因此，可以用r－g平面坐標(biāo)作出包羅所有實(shí)際顏色的色度圖，即RGB系統(tǒng)色度圖。如p24圖1-29示。RGB計(jì)色制的基礎(chǔ)是配色試驗(yàn)，它的物理意義明確，但使用不方便。因?yàn)?，必須知道彩色光的三個(gè)色系數(shù)R、G、B，才能處出其亮度；分布色系數(shù)中存在負(fù)值，用求和法近似計(jì)