电视原理第一章 彩色与视觉特性
电视机原理
电视机原理联系地点:武汉市华中科技大学电子与信息工程系联系人:冯启明老师转载时间：yekai：这是一本很不错的电视技术启蒙书。
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绪论第一章黑白电视原理1.1 光和视觉特性1.2 黑白电视系统组成原理1.3 电视扫描与同步1.4 黑白全电视信号1.5 电视图象的基本参量第二章色度学与彩色电视2.1 光与颜色2.2 颜色的计量系统2.3 电视中彩色的分解与重现2.4 电视RGB计色制与彩色正确重现第三章彩色电视制式3.1 概述3.2 兼容制彩色电视基础3.3 NTSC制3.4 PAL制3.5 SECAM制简介第四章电视摄象与发送技术4.1 广播电视系统的组成4.2 电视摄像机4.3 摄象器件4.4 电视图像信号的处理4.5 同步信号的形成4.6 PAL全电视信号的形成4.7 电视信号的发送第五章电视接收技术5.1 电视接收技术概论5.2 高频调谐器5.3 图象通道电路5.4 解码电路5.5 同步分离电路5.6 扫描电路5.7 显象管及其附属电路第六章电视新技术概论6.1 卫星电视广播6.2 数字电视6.3 高清晰度电视（HDTV)6.4 共用天线电视（CATV）系统6.5 电视多工广播6.6 立体电视内容简介本书是一部系统地讲述电视原理及其最新实用性技术的新作。
共分六章：前三章讲述黑白和彩色电视传象的基本原理与彩色电视制式，并包括与学习电视技术有关的视觉特性、光度学和色度学等知识；四、五两章以广播电视系统为例，系统地讲述电视图像信号的摄取、处理、发送、接收与图像重现的原理及其实用性电路；第六章介绍电视新技术，如卫星电视、数字电视、高清晰度电视、立体电视、电缆电视和电视多工广播等。
本书的特点是深入浅出，简明易懂；理论紧密联系实际。
书中涉及的内容广泛、凝聚了现代电视技术的主要最新成就。
本书可作为大专院校电子、通信等专业的教材或参考书；亦可供从事电视科研、生产、运行、维修的人员阅读；也适宜于有一定电子技术基础知识的青年作为自学读物。
电视基本原理
几种典型光源的色温
• • • • • • • • 蜡烛光1930K 钨丝白 灯3000K 碘钨灯3200K 水银灯4500~5500K 日光灯6000K 阴雨天的天空光7000K 日出、日落2000~3000K 烟雾弥漫的天空8000K
• 光源色温低， 光线偏红；光 源色温高，光 线偏蓝。 • 要正确再现景 物的色彩，就 必须控制光源 的色温。
色温
• 光源的色调通常用色温表示。 • 将一种“绝对黑体辐射体”（如一个绝对不反射 入射光的封闭的炭块）燃烧，在不同的温度下 ，它发射出的光的颜色不同，当某一类光源与 绝对黑体在某一特定温度下辐射的光具有相同 的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的 色温，用热力学绝对温标开尔文来表示，单位 为K。 • 开氏温标的0K为摄氏温标的-273°C。任何光 源，都可以用色温来表示。
§1、模拟电视原理
三、电视系统的分解力
2、垂直分解力 电视系统的垂直分解力取决于一帧图像有效扫描行数，即垂直方向的像素数。 在625/50系统中：
有效扫描行数Z’ ＝ 575行，所以理想的垂直分解力M＝575TVL（电视线）， 即垂直方向最多能显示575条黑白相间的水平条纹。
然而，实际的垂直分解力要小于有效扫描行数，因为摄像器件的扫描行不一定 正好落在黑、白条上，往往会覆盖一部分黑条和一部分白条，所以要打个折扣。
பைடு நூலகம்
§1、模拟电视原理
二、黑白全电视信号
4、槽脉冲和均衡脉冲
§1、模拟电视原理
二、黑白全电视信号
5、说明 电视信号的行序号（简称行序）不是按图像上行的位置编号，而是按扫描顺序 编号，即以信号的时序作为行序标准。 规定： 奇数场场同步前沿为一帧第一行的开始，行序自此处计数。计数到312.5行，即 313行的中点，是该场结束，即偶数场的起点，那里也是偶数场场同步的前沿。行序 接着往下计数，直至625行，完成一帧。 由此看来，所谓每帧的第一行，并非是奇数场扫描正程中显示在光栅顶部的首 行，它是隐匿于场消隐期间的，而奇数场内重现出图像的首行应该是第23行的后半 行。
彩色电视基础知识
彩色电视基础知识彩色电视的理论基础是建立在色度学与视觉生理学基础上的。
因此要了解彩色电视应该首先了解色度学方面的有关基础知识。
一、彩色的三要素人眼对任何一种颜色的光引起的视觉反应，都可用亮度、色调和色饱和度三个参量来描述，通常把颜色的亮度、色调和色饱和度称为彩色的三要素。
1.亮度：是指彩色光对人眼作用后，人眼所能感觉到的明暗程度。
2.色调：表示颜色的种类，如红、绿、黄等的区别，取决于该种颜色的主要波长。
3.色饱和度：表示颜色的深浅程度，是按该种颜色混入白光的比例来表示。
没有掺入白色光的单色光的色饱和度是100％。
在彩色电视技术中，色调和色饱和度常常被用来组成色度的概念。
也就是说，在彩色电视中所说的色度就是色调和色饱和度的合称，它即表明了彩色光的颜色种类，又表明了颜色的深浅程度。
二、三基色原理与混色方法1.三基色原理在自然界中，绝大多数的彩色光都可以分解为红（Red）、绿（Green）、篮（Blue）三种基色光；相反，利用红、绿、篮三种基色光按不同比例混合，又可以模拟出自然界的绝大多数的彩色。
这个规律称为三基色原理。
特点：三基色的选择不是唯一的。
在彩色电视中选择红、绿、篮作为三基色是因为人眼对这三种基色的光最敏感。
三基色必须是相互独立的，即其中任一种基色不能由另两种基色混合产生。
合成后的彩色的色调和饱和度由三基色的比例决定；它的亮度等于三基色亮度的总和。
2.混色法在彩色电视中采用相加混色法。
相加混色法有直接混色法和间接混色法两种。
直接混色法——是把三种等量的基色光同时投射到一个白屏幕上，会得到不同的颜色。
让我们做一个试验吧，请从三基色中选择步步不同的颜色组合，注意摄像机屏幕有什么变化。
利用这种方法，我们调节三种基色的不同比例，可以混合出自然界绝大多数色彩。
间接混色法——是利用人眼视觉的特性进行混色的。
通常可分为时间混色法和空间混色法。
1）时间混色法：将三种基色的光轮交替的投射到白屏幕上，只要色轮的转速够快，利用人眼视觉暂留特性，可得到与直接混色法相同的效果。
电视机课程标准
数字平板电视技术第一部课程总说明（一）课程性质和任务：1、课程名称和课程代码：电视机原理与技术，032612、学时：48学时3、学分：3学分4适应对象：云南开放大学中高职一体化应用电子技术专业（二）与相关课程的衔接：《电工基础》、《电路基础》、《电子技术基础》应设为本课程的前导课程，本课程是在电子电工专业学习的基础上建立起来的一门实践性较强的课程，本课程强调理论与实训要密切结合。
（三）课程教学基本要求、教学要求的层次：本课程介绍了彩色电视的基本原理、数字电视基础、液晶显示屏和等离子显示屏，平板电视的接口与格式变换、电视机驱动板电路、电视机软件、开关电源、逆变器和液晶电视的维修等内容。
《数字平板电视》围绕培养学生的职业技能这条主线设计教材的内容、结构和形式；合理安排基础知识和实践知识的比例，基础知识以“必须、够用”为度，强调专业技术应用能力的训练；注重立体化教材建设，通过本教材的教学可以提高学生的主动学习的能力以及技能素质。
（四）教学方法和教学形式建议：注重立体教材建设。
通过主教材、电子教案、配套素材光盘、实训指导和习题及解答等教学资源的有机结合，提高教学服务水平，为高素质技能人才培养创造良好的条件。
（五）课程考核方案：1、考核形式：分理论考核及实训考核。
以实训为主考核为主，理论考核为辅。
2、考核时间：期中、期末。
3、课程总成绩：理论考试，满分100分，其中期中考试占30%，期末考试占40%，平时成绩占30%；实作考试，平时占50%,期末占50%。
第三部分教学内容与教学要求主要教学内容包括九章的相关章节。
第一章电视基本原理一、教学要求1、了解色彩与视觉特性2、掌握电视图像信号的产生与发射3、理解彩色电视信号的制式二、内容要点第一节彩色与视觉特性1、可见光的特性2、人眼的视觉特性3、色度学概念第二节电视图像信号的产生与发射1、电视图像信号的产生2、图像的基本操作3、黑白全电视信号的组成4、模拟电视信号的发射第三节彩色电视信号的制式1、彩色电视信号的兼容问题2、彩色电视的色差处理方式3、彩色电视制式第四节习题三、重点、难点1、重点：电视图像信号的产生与发射2、难点：彩色电视信号的制式第二章电视基础一、教学要求1、了解电视图像信号数字化的方法和取样形式2、理解信号源压缩编码的原理和方法3、理解信道纠错编码的的原理和方法4、掌握中国数字电视的卫星、地面和有线广播3的标准的主要内容二、内容要点第一节数字电视组成及高清与标清电视的标准1、数字电视系统的组成2、模拟电视信号的数字化3、标清和高清数字标准第二节电视图像信号压缩编码原理及方法1、压缩编码的基础2、压缩编码的方法3、信号编码的国际标准第三节电视信号传输的信道编码1、信道编码基础2、能量扩散3、信道编码的方法第四节数字调制技术1、概述2、四相移相键控3、正交幅度调制4、残留边带调制5、正交频分复用调制6、字节到符号映射第五节数字电视标准1、数字电视标准概述2、数字有线电视标准3、地面数字电视标准4、直播卫星电视标准第六节数字音频压缩技术1、人耳的听觉特性2、MPEG的音频压缩技术3、MUSICAM的音频压缩技术4、AC-3的音频压缩技术第六节习题三、重点、难点1、重点：信道编码基础、能量扩散、信道编码的方法2、难点：MPEG的音频压缩技术、MUSICAM的音频压缩技术、AC-3的音频压缩技术第三章彩色电视机液晶显示屏一、教学要求1、了解液晶基础知识和彩色液晶屏频的结构2、掌握液晶屏内部电路组成3、熟练液晶电视的基本操作盒电路板的拆装二、内容要点第一节液晶基础知识和彩色液晶屏频的结构1、液晶的基本概念2、液晶显示屏模组结构3、液晶显示屏的光学系统第二节液晶屏内部电路组成及IC概述1、屏电路的组成2、逻辑板3、列驱动板及排线4、行驱动板及排线5、Υ校正原理及方法第三节液晶屏的驱动特性1、液晶屏的各种极性变换方式2、屏电容与驱动特性的关系第四节液晶屏的主要技术指标与新技术1、主要技术指标2、背光源的改进3、加快响应速度4、液晶电视机的其他性能改进第五节实验1液晶电视的基本操作盒电路板的拆装第六节习题三、重点、难点1、重点：液晶屏内部电路组成2、难点; 液晶电视的基本操作盒电路板的拆装第四章彩色电视等离子显示屏一、教学要求1、理解PDP屏的结构、灰度等级实现原理---子场驱动法、基本单元（像元）的工作过程、高压驱动电路了解输出参数品质、参数可靠性、电气参数2、了解输出参数、品质参数3、掌握显示电路的组成二、内容要点第一节等离子显示屏的基本原理1、PDP屏的结构2、灰度等级实现原理---子场驱动法3、基本单元（像元）的工作过程4、高压驱动电路5、子场驱动技术的改进第二节等离子显示器内部电路简介1、显示器电路的组成2、日立PDP屏简介第三节等离子显示屏的主要技术参数1输出参数3、品质参数4、可靠性5、电气参数第四节习题三、重点、难点1、重点：等离子显示屏的基本原理、子场驱动技术的改进2、难点：基本单元（像元）的工作过程、显示器电路的组成第五章平板电视机的接口与格式变换一、教学要求1、了解TTL接口、LVDS接口、RSDS接口2、理解平板电视驱动板的电路接口3、掌握I2C总线的工作原理及电视机中存储器的使用二、内容要点第一节平板电视驱动的输出接口1、TTL接口2、LVDS接口3、RSDS接口4、Mini-LVDS接口第二节平板电视驱动板的电路接口1、模拟信号接口2、数字信号接口第三节I2C总线的工作原理及电视机中存储器的使用1、I2C总线的工作原理2、平板电视内的I2C总线3、存储器的容量扩展4、平板电视极中的存储器第四节电视信号的格式变换1、图像格式2、格式变化3、彩色空间变化(CSC)4、缩放处理（Scale）5、电影模式处理第五节实验2 LVDS屏线制作第六节习题三、重点、难点1、重点：I2C总线的工作原理及电视机中存储器的使用、LVDS屏线制作2、难点：电视信号的格式变换、LVDS屏线制作第六章平板电视机驱动板电路一、教学要求1、了解液晶电视机电路2、理解驱动电路板原理3、掌握液晶电视电路图的读图训练、工厂菜单的调试、电视驱动板关键点电压值和波形的测量二、内容要点第一节驱动电路板原理1、电视接收系统2、模拟电视驱动板电路原理3、数字电路接收机原理第二节液晶电视机电路简介1、主要技术指标2、电视机试验箱简介3、鸿岚液晶电视机驱动板原理4、电源管理第三节调谐器和解码芯片及缩放处理芯片1、频率合成式高频调谐器ET-5C112、解码芯片LA768183、缩放处理芯片NT68565第四节微控器和电子切换开关及伴音功放芯片1、微控器（NT68F633）简介2、电子切换开关3、伴音功放芯片TDA7496第五节实验3液晶电视电路图的读图训练实验4工厂菜单的调试实验5电视驱动板关键点电压值和波形的测量第六节习题三、重点、难点1、重点：驱动电路板原理、实验2、难点：驱动电路板原理、驱动板关键点电压值和波形的测量第七章平板电视机软件一、教学要求1、了解电视机软件的主要架构2、理解NT68565液晶电视软件3、掌握电视机软件升级原理和方法二、内容要点第一节电视机软件概论1、电视机软件的主要架构2、电视机软件的系统模块第二节开发平台KeilC51简介1、开发平台KeilC51uVision2集成开发环境2、开发平台KeilC51流程和主要组建功能3、开发平台KeilC51软件的使用第三节NT68565液晶电视软件1、软件各模块的功能2、Main.c/main.h程序介绍3、Panel.c/Panel.h程序介绍4、电视机软件升级原理和方法第四节实验6用KeilC51改写和重新编译电视机软件实验7液晶电视机软件升级方法第五节习题二、重点、难点1、重点：视机软件升级原理和方法、液晶电视机软件升级方法2、难点：用KeilC51改写和重新编译电视机软件第八章液晶电视机的开关电源一、教学要求1、了解2、理解3、掌握二、内容要点第一节开关稳压电源的工作原理1、开关电源工作原理概述2、开关电源基本组成3、PWM控制模式及其特点4、开关电源的主要技术指标第二节开关电源的主要元器件1、功率开关2、高频整流管3、开关电源中的其他元器件第三节进线滤波器和有源功率因数校正电路1、进线滤波器2、有源功率因数校正电路3、实际的功率因数校正电路第四节液晶电视机的开关稳压电源1、主要技术指标2、稳压电源的组成3、集成芯片介绍4、200W液晶电视机的开关稳压电源电路原理5、开关电源的维修第五节液晶屏的背光灯电源1、CCFL背光灯的特性2、CCFL背光灯的DC/AC电路3、60W4灯CCFL逆变器4、EEFL背光灯简介5、LED灯背光灯简介。
天津大学：电视原理 教学大纲
《电视原理》教学大纲课程编号：2040240学时：48学分：3授课学院：电子信息工程学院适用专业：电子信息工程教材（名称、主编或译者、出版社、出版时间）：电视原理（第6版），俞斯乐，国防工业出版社，2005主要参考资料：《电视原理实验》国防工业出版社《数字电视技术基础》惠新标郑志航编著电子工业出版社一．课程的性质、目的及任务本课程为电子信息工程专业专业课，通过本课程的学习使学生掌握电视信号的产生、传输和接收原理，以较大篇幅学习数字电视系统及现代电视技术。
使学生了解现代电视技术的发展以及与多媒体技术的融合。
二．教学基本要求通过本课程学习，使学生掌握模拟电视的基本组成及工作原理，了解数字电视相关制式。
培养学生能在广播电视领域从事科学研究、教学、科研、产品设计及管理工作的初步能力。
重点讲解第二、三、四章，并安排1～2个实验。
三．教学内容第一章视觉特征与三基色原理电视传像基本原理§1.1光的特性§1.2人眼视觉特性§1.3三基色原理与色度图§1.4彩色重现第二章电视传像基本原理§2.1电视系统组成原理§2.2电视扫描原理§2.3电视图像基本参量§2.4视频图像信号§2.5视频图像信号的数字化与分量编码第三章彩色电视制式§3.1模拟彩色电视制式概述§3.2 NTSC制式§3.3 PAL 制式§3.4 SECAM制式§3.5近代模拟卫星电视制式第四章数字彩色电视制式§4.1 数字彩色电视制式概述§4.2视频信源编码原理§4.3 ATSC数字电视制式§4.4 DVB制式§4.5 ISDB-T制式第五章电视信号的形成、处理与记录§5.1数字演播室系统§5.2彩色电视摄像机§5.3图像信号的处理§5.4彩色电视信号编码器§5.5模拟电视射频信号的形成§5.6模拟电视同步信号的形成§5.7电视信号的录放原理第六章电视信号接收与显示原理§6.1模拟电视信号的接收§6.2高、中频电视信号处理§6.3视频信号处理§6.4采用数字处理技术的电视机四．学时分配第一章视觉特征与三基色原理 4学时第二章电视传像基本原理 12学时第三章彩色电视制式 12学时第四章数字彩色电视制式 10学时第五章电视信号的形成、处理与记录 6学时第六章电视信号接收与显示原理 6学时。
彩色电视工作原理
彩色电视工作原理
彩色电视工作原理是利用RGB（红绿蓝）三原色混合的原理
来显示彩色图像。
彩色电视的图像原始信号经过三个颜色通道的处理，分别对应红、绿、蓝三个原色。
每个颜色通道的信号经过放大、调整电路等处理后，分别在电视屏幕的相应位置形成三个不同的亮度信号。
在彩色电视屏幕上，由红、绿、蓝三个电子枪分别发射出红、绿、蓝三种颜色的电子束，并通过电子加速器使电子束具有一定的能量。
这些电子束穿过电子透镜，并通过电磁偏转系统控制其扫描的位置，最终打到电视屏幕上的荧光物质上。
屏幕上的荧光物质包含红、绿、蓝三种不同的荧光材料，分别对应于电子束的三种颜色。
当电子束打到荧光物质上时，荧光物质会被激发并发出相应的颜色光线。
三种不同颜色的光线经过光学系统的混合和放大，最终形成了我们所看到的彩色图像。
为了使图像更加清晰和平滑，彩色电视还采用了扫描线和逐行扫描的技术。
电子束随着时间的推移逐行扫描屏幕上的像素点，从而形成连续的图像。
同时，彩色电视还利用视觉暂留的特性，即人眼对连续的光信号有一个持续的感知，使得图像在屏幕上看起来是连续的。
综上所述，彩色电视工作原理是通过控制红、绿、蓝三个原色的电子束在屏幕上的位置和能量，并利用荧光物质的发光特性，最终形成彩色图像。
这种原理使得彩色电视能够呈现出丰富多彩的图像，为我们提供了更好的视觉体验。
彩色电视机原理
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这样，任一色度信号既可以用 V、U 表示，也可以用 I、Q 表示，I、Q 信号波形如图所示。 与 I 轴正交的 Q 轴（与 B-Y 夹角 330）是人眼最不敏感的色轴，可以用 0～0. 5MHz 较窄的 频带传送。定量说，I, Q 正交轴与 V、U 正交轴有 330 夹角关系，如图 幻灯片 27
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VY a2 (R Y )2 b2 (B Y )2 0.89 a2 (R Y )2 b2 (B Y )2 1.33
当传送青色时：
VY a2 (R Y )2 b2 (B Y )2 0.89 a2 (R Y )2 b2 (B Y )2 1.33
求得 a= 0.877， b=0.493。因此，压缩后的色差信号 V=0.877 (R-Y)，U=0. 493(B-Y）。 幻灯片 15 用压缩后的色差信号去调制副载波，这样彩色电视色度信号表示式为:
1 彩色电视的基础知识
1 彩色电视的基础知识
1.5 人眼的视觉特性与电视的基本参数
1.5.1 人眼视力范围与电视机屏幕形状 人眼的视觉最清楚的范围大约是垂直方向15°夹角、水
平方向20°夹角的一个矩形，如图1-14所示，因此电视机屏 幕多设计为宽高比4∶3的矩形。
为配合高清晰度要求增强现 场感与真实感，高清晰度电视 屏幕的宽高比一般为16∶9。
则屏幕上扫描光栅不均匀，会降低图像清晰度，甚至出现并 行现象。要保证隔行扫描准确，选取每帧扫描行数为奇数，
每场均有一个半行。
为了节约电视的传输带宽，我国电视采用隔行扫描。
1 彩色电视的基础知识
（a）隔行扫描光栅
（b）扫描电流波形
图1-6 隔行扫描光栅及 电流波形
1 彩色电视的基础知识
1.3 色度学基础知识
1.3.1 光与彩色 １．光与色
光是一种具有能量的物质，它可以电磁波的形式进行传 播，它是电磁辐射中的一小部分。电磁波的频率范围很宽， 其范围为105～1025Hz。
人眼可以看见的光叫可见光，可见光谱的波长范围在 380～780nm（毫微米）之间。如图1－7所示。
彩色是光作用于人眼而引起的一种视觉反映。不同波长
的光称为复合光。 太阳光可以分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色
光带，见图1-9所示。 白色光是由七种单色光复合而成的复合光。 某种颜色的光，可以是单色光，也可以是由几种单色光 混合而成的复合光。 彩色光的混合遵循相 加混色规律。
图1-9 阳光的波谱
1 彩色电视的基础知识
1.3.5 人眼的彩色视觉特性 在可见光的光谱范围内，人眼对不同波长光的敏感程度
通常把色调和色饱和度统称为色度。来自1 彩色电视的基础知识
1.3.3 三基色原理与混色 １．三基色原理
视觉特性
彩色感觉：一定可见光谱成分作用于人眼引起的视觉 效果。 景物的彩色：光源发出的光谱成分被景物反射（透射） 或吸收了某些成分，再作用于人眼，而形成了景物的彩 色感觉。源自第一章 视觉特性与三基色原理
§1.1 1 光源
人眼感觉到的物体的颜色一方面与物体反射（透射） 和吸收的特性有关，另一方面与光源所含的光谱成分有 关。
§1.1 1 光源
E光源：假想的等能白光，可见光谱内所有波长的光都具 有等辐射功率时形成的白光，色温接近5500K
第一章 视觉特性与三基色原理
§1.2 人眼的视觉特性
瞳孔：由虹膜的环状肌肉来 调节瞳孔的大小。控制进入 人眼的光通量。
第一章 视觉特性与三基色原理
§1.2 人眼的视觉特性
视网膜：由大量的光敏细胞 （杆状细胞、锥状细胞）组成。 杆状细胞：分布在视网膜边缘， 在低照度时，主要由它辨别明 暗，对彩色不敏感 锥状细胞：分布在视网膜中心， 能辨别光的强弱，也能辨别彩 色。
第一章 视觉特性与三基色原理
教学内容
1、光的特性 2、人眼的视觉特性。 3、三基色原理、色度图，RGB计色制、XYZ计色制 4、彩电的显像三基色、显像三基色的色系数方程与亮度方 程。
5、彩电彩色的重现。
第一章 视觉特性与三基色原理
教学重点难点
1、光的度量，描述彩色的量 2、眼睛的视觉范围、分辨力、视觉惰性。 3、三基色原理、RGB计色制、XYZ计色制基本原理 4、显像三基色、彩色重现的过程。
第一章 视觉特性与三基色原理
§1.1 1 光源
C光源：相当于白天的自然光，色 温6770K，含蓝色成分较多，波谱 能量集中在400－500nm D65光源：相当与白天平均光照。 色温6500K，比B光源、C光源更接 近太阳光，常用作照明光源。彩 电也是以D65光源作为标准白光。
第一章 电视技术基础知识
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1.2电子扫描技术
电视是一种视觉设备，电视技术是根据人眼的视觉特性，经 过电子扫描，用光电转换的方法来传送活动图像的技术。电 视技术与电影技术的最大的区别在于，电影采用的是图片投 影成像，而电视技术的成像是逐个对像素扫描成像，因此， 首先要建立像素的概念，理解电子扫描成像的工作原理，并 了解在电视机中实现电子扫描的器件，偏转线圈的结构及工 作原理。
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1.1 绪论
纵观电视的发展，它经历了机械黑白电视、电子黑白电 视和彩色电视三个阶级。1884年德国人尼普科夫 （Nipkov）做出了第一个电视装置；1925年英国的贝尔 德（Barid）表演了实用的机械电视；1936年英国贝尔德 电视公司首次进行电子黑白电视广播，从此人类进入了电子 广播电视的新时代。 1940年美国的哥德马克（Goldmark）发明了场顺序 制彩色电视，由于它不能与黑白电视兼容，因此没有得到推 广。1953年美国发明了世界上第一个兼容制的彩色电视制 式－－NTSC（National Television System Committee）制。1960年以后法国和德国针对NTSC制 的缺点，发明了另两种兼容彩色电视，它们分别是
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1.1 绪论
如果把影像分成单个像点，就极有可能把人或景物的影像传 送到远方。1883年圣诞节 ，“尼普柯夫圆盘”问世，它是 一种光电机械扫描圆盘。1884年11月 6日，尼普可夫为这 项发明申请专利。他称这项发明可使处于A地的物体，在任 何一个B地被看到。一年后，专利被批准了。 这是世界电视 史上的第一个专利。 专利中描述了电视工作的三个基本要素：1.把图像分解 成像素，逐个传输。2.像素的传输应逐行进行。3.用画面传 送运动过程时，许多画面快速逐一出现，应用人的视觉惰性 这个过程在眼中融合为一。
彩色电视的基本原理
彩色电视的基本原理
彩色电视的基本原理是利用三基色原理来显示彩色影像。
彩色电视通过屏幕上的小点阵（像素）来展示影像，每个像素点由三种原色的发光二极管（LED）或荧光物质构成，包括红（R）、绿（G）和蓝（B）三个基色。
在图像显示时，电视接收到的信号会分解成三个基色的亮度值，即每个像素点中R、G、B三个颜色的亮度大小。
然后，电视
会根据这些亮度值来激活相应的LED或调节荧光物质的亮度，从而实现各种颜色的表现。
为了显示不同的颜色，彩色电视还需考虑色彩混合问题。
一般情况下，不同的颜色可以通过调节不同基色的亮度值来混合得到，从而呈现出更多的色彩变化。
此外，彩色电视还需要考虑图像的刷新率和分辨率。
刷新率决定了图像的流畅度，高刷新率能够产生更平滑的画面；而分辨率则决定了画面的清晰度，较高的分辨率可以展示更多细节。
综上所述，彩色电视的基本原理是利用三基色原理和色彩混合来实现对彩色影像的显示。
通过控制不同基色的亮度值，彩色电视能够呈现出丰富多样的色彩。
人眼的视觉特性与电视的基本参数
图 1图—14-—141人眼人的视眼力的范视围觉范围
彩色电视的基础知识
1.2 人眼视觉的适应性与电视图像的亮度、对比度和灰度 亮度是指人眼对光明暗程度的感觉。其大小不仅与光的
辐射能量大小有关，还与人眼的主观感觉有关。客观景物的 最大亮度与最小亮度之比称为对比度。人眼能感觉的亮度范 围非常宽，与所处环境的平均亮度有关，环境的平均亮度降 低时，人眼能感觉的亮度范围减小，人眼能自动降低亮度感 觉。
不引起闪烁感觉的最低重复频率称为临界闪烁频率，人 眼的临界闪烁频率大约为46Hz。
为了克服电视机电源不良对图像的影响，一般都规定场 频与本国的电网频率一致。我国广播电视采用隔行扫描，规 定场频ƒＶ＝50Hz。
彩色电视机原理及维修技术
彩色电视的基础知识
1.4 人眼的视觉惰性与图像场频 当一定亮度的光照射到人眼时，需要经过一短暂过程后
才会形成稳定的亮度感觉。当光突然消失时，也需要经过一 短暂过程后亮度感觉才能逐渐消失。人眼的这一视觉特性称 为视觉惰性或视觉暂留。
电视利用人眼的视觉惰性、荧光粉的余辉及电子束的高 速连续运动，使屏幕上不连续的亮点形成连续的图像。
彩色电视机原理及维修技术
彩色电视的基础知识
人眼的视觉特性与电视的基本参数
1.1 人眼视力范围与电视机屏幕形状 人眼的视觉最清楚的范围大约是垂直方向15°夹角、水
平方向20°夹角的一个矩形，如图1-14所示，因此电视机屏 幕多设计为宽高比4∶3视 屏幕的宽高比一般为16∶9。
黑白图像从黑色（最暗）到白色（最亮）之间的过渡色 统称为灰色。灰色所划分的能加以区分的亮度层次数，称为 灰度等级。灰度等级越多，图像就越清晰、逼真。电视用的 标准彩条信号具有８级灰度。
彩色电视的基础知识
电视基本原理
二、标准照明体和标准光源
标准照明体
代表
A
色温于2856K完全辐射体的光
B
色温约4874K的直射阳光
C
色温约6740K的平均日光
D50
色温约5000K的日光
D65
色温约6504K的日光
D75
色温约7500K的日光
模拟 近日出或日落时之日光
近正午之阳光 相似北方45度仰角之日光
印刷工艺用之标准光 平均太阳光
1.2.5 人眼的分辨力与空间频率响应
1.黑白细节分辨力
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
M条纹
θ
H
d
D
➢ d/（2πD）=θ/360*60
➢ θ=3438*d/D ➢ 分辨力与观看位置、照明强度、景物相对对比度、
根据坎德拉的定义，1光瓦=683流明
➢波长λ的单色光辐射功率为φ(λ)瓦时，相当于波 长555 nm的单色光辐射功率为φ(λ)V(λ)瓦，光 通量为φ(λ)V(λ)光瓦，或683 φ(λ)V(λ)流明。
➢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，
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。
HSL彩色模 型
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第一章 彩色与视觉特性 •
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常用的标准白光有A、 B、 C、 D65和E光源5 种， 它们的光谱分布如图1-2所示。
(1) A光源 色温为2854 K的白光， 光谱偏红， 相当于充气钨丝白炽灯所产生的光。 (2) B光源 色温为4874 K的白光， 近似中午 直射的太阳光。 (3) C光源 色温为6774 K的白光， 相当于白 天的自然光。 它是NTSC制彩色电视白光标准光 源。
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• 人眼受到频率较低的周期性的光脉冲刺激时, 会 感到一亮一暗的闪烁现象，如果将重复频率提高 到某个定值以上，由于视觉惰性，眼睛就感觉不 到闪烁了。 26
第一章 彩色与视觉特性
图 1-5 人眼的视觉惰性
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(a) 作用于人眼的光脉冲亮度；(b) 主观亮度感觉
第一章 彩色与视觉特性
• 不引起闪烁感觉的最低重复频率， 称为临界 闪烁频率。临界闪烁频率与很多因素有关， 其中 最重要的是光脉冲亮度，随着光脉冲亮度的提高， 临界闪烁频率也会提高。
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第一章 彩色与视觉特性
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因为人眼对彩色细节的分辨力较差， 所以在彩色电视系统中传送彩色图像时， 只传送黑白图像细节， 而不传送彩色细 节， 这样做可减少色信号的带宽， 这 就是大面积着色原理的依据。
表1-1 人眼对各种颜色细节的相对分辨力
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第一章 彩色与视觉特性
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1.2.4 视觉惰性 实验证明，人眼的主观亮度感觉与客 观光的亮度是不同步的。当一定强度的光 突然作用于视网膜时，不能在瞬间形成稳 定的主观亮度感觉，而是按近似指数规律 上升；当亮度突然消失后，人眼的亮度感 觉并不立即消失，而是按近似指数规律下 降。人眼的亮度感觉总是滞后于实际亮度 的，这一特性称为视觉惰性或视觉暂留。
第一章 彩色与视觉特性
• 1.1 光的性质 • 1.2 人眼的视觉特性 • 1.3 色度学
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第一章 彩色与视觉特性
1.1 光的性质
1.1.1 可见光谱 光是一种电磁辐射。电磁辐射的波长 范围很宽，按波长从长到短的顺序排列， 依次是无线电波、 红外线、 可见光、 紫 外线、 X射线和宇宙射线等。 图1-1是电 磁波按波长的顺序排列的电磁波谱。
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第一章 彩色与视觉特性 • 经过对各种类型人的实验进行统计，国际照 明委员会推荐标准视敏度曲线(也称相对视敏函数 曲线)如图1-3中的V（λ）曲线所示。 图中曲线表 明具有相等辐射能量、不同波长的光作用于人眼 时，引起的亮度感觉是不一样的。
• 可以看出人眼最敏感的光波长为555 nm，颜色是 草绿色， 这一区域颜色，人眼看起来省力，不易 疲劳。 在555 nm两侧，随着波长的增加或减少， 亮度感觉逐渐降低。 可见光谱范围之外，辐射能 量再大，人眼也是没有亮度感觉的。
2 L 360 60 d 3438 () L d
（1-2）
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第一章 彩色与视觉特性
• 人眼的最小视角取决于相邻两个视敏细胞之间 的距离。对于正常视力的人，在中等亮度情况下观
看静止图像时，θ 为1～1.5′。
• 分辨力在很大程度上取决于景物细节的亮度和 对比度，当亮度很低时，视力很差，这是因为亮度 低时锥状细胞不起作用。但是亮度过大时，视力不 再增加，甚至由于眩目现象，视力反而有所降低。 此外，细节对比度愈小，也愈不易分辨，会造 成分辨力降低。在观看运动物体时，分辨力更低。
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第一章 彩色与视觉特性 • 人眼对彩色细节的分辨力比对黑白细节的分 辨力要低，例如，黑白相间的等宽条子，相隔一 定距离观看时，刚能分辨出黑白差别，如果用红 绿相间的同等宽度条子替换它们， 此时人眼已分 辨不出红绿之间的差别， 而是一片黄色。 实验还证明，人眼对不同彩色，分辨力也各 不相同。如果眼睛对黑白细节的分辨力定义为 100%，则实验测得人眼对各种颜色细节的相对分 辨力用百分数表示如表1-1所示。
第一章 彩色与视觉特性
1.3
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色 度 学
1.3.1 彩色三要素
描述一种色彩需要用亮度、色调和饱和度三 个基本参量，这三个参量称为彩色三要素。 亮度反映光的明亮程度。彩色光辐射的功率 越大，亮度越高，反之亮度越低。不发光物体的 亮度取决于它反射光功率的大小。若照射物体的 光强度不变，物体的反射性能越好，物体越明亮， 反之越暗。对于一定的物体，照射光越强， 物体 越明亮，反之越暗。
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第一章 彩色与视觉特性
图 1-3 标准视敏度曲线
第一章 彩色与视觉特性
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1.2.2 彩色视觉
人眼视网膜上有大量的光敏细胞，按形 状分为杆状细胞和锥状细胞，杆状细胞灵敏度 很高， 但对彩色不敏感，人的夜间视觉主要 靠它起作用，因此，在暗处只能看到黑白形象 而无法辨别颜色。 • 锥状细胞既可辨别光的强弱，又可辨别颜 色，白天视觉主要由它来完成。关于彩色视觉， 科学家曾做过大量实验并提出视觉三色原理的 假设，认为锥状细胞又可分成三类，分别称为 红敏细胞、绿敏细胞、蓝敏细胞。
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第一章 彩色与视觉特性
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图 1-2 标准光源的光谱分布
第一章 彩色与视觉特性
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(4) D65光源 色温为6504 K的白光， 相 当于白天的平均光照。 它是PAL制彩色 电视的白光标准光源。 • (5) E光源 色温为5500 K的等能量白光 (E白)。 它是为简化色度学计算所采用的 一种假想光源， 实际并不存在。 • 电视演播室卤钨灯光源的色温为3200 K， 有体积小、 亮度高、 寿命长、 色 温稳定等优点。
1.1.2 物体的颜色
物体分为发光体和不发光体。发光体的颜色 由它本身发出的光谱所确定，如白炽灯发黄和荧 光灯发白，各自有其特定的光谱色。 不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体 对照射光的反射、透射特性有关。红旗反射太阳 光中的红色光、吸收其他颜色的光而呈红色； 绿 叶反射绿色的光、 吸收其他颜色的光而呈绿色； 白纸反射全部太阳光而呈白色； 黑板能吸收全部 太阳光而呈黑色。绿叶拿到暗室的红光下观察成 了黑色， 这是因为红光源中没有绿光成分， 树 叶吸收了全部红光而呈黑色。 光的混色例子
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第一章 彩色与视觉特性
• 当混合红绿光同时作用于视网膜时，分别使 红敏细胞、绿敏细胞同时受激励，只要混合光的 比例适当，所引起的彩色感觉，可以与单色黄光 引起的彩色感觉完全相同。
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不同波长的光对三种细胞的刺激量是不同的， 产生的彩色视觉各异， 人眼因此能分辨出五光十 色的颜色。 电视技术利用了这一原理， 在图像 重现时， 不是重现原来景物的光谱分布， 而是 利用三种相似于红、 绿、 蓝锥状细胞特性曲线 的三种光源进行配色， 在色感上得到了相同的效 果。
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第一章 彩色与视觉特性
1.2 人眼的视觉特性
• 1.2.1 视觉灵敏度 波长不同的可见光光波， 给人的 颜色感觉不同， 亮度感觉也不同， 人 眼对不同波长光的灵敏度是不同的。 • 人眼的灵敏度因人而异， 同一个人 眼睛的灵敏度也随年龄和健康状况有所 变化， 所以采用统计方法， 用许多正 常视力的观察者来做实验， 取其平均值
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第一章 彩色与视觉特性 • 图1-5(a)表示作用于人眼的光脉冲， 图15(b)表示该光脉冲造成的主观亮度感觉， 它滞 后于实际的光脉冲。 光脉冲消失后， 亮度感觉 还要一段时间才能消失。
图1-5(b)中 t1 ～ t2 就是视觉暂留时间。 在 中等亮度的光刺激下， 视力正常的人视觉暂留 时间约为0.1 s。
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第一章 彩色与视觉特性
• 它们各自的相对视敏函数曲线分别为图1-3所 示。
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VR（λ）、VG（λ）、VB（λ），其峰值分别在 580nm、540nm、440nm处。图中VB （λ）曲线幅 度很低，已将其放大了20倍。三条曲线的总和等于 相对视敏函数曲线V（λ）。三条曲线是部分交叉重 叠的，很多单色光同时处于两条曲线之下。 例如600nm的单色黄光就处在VR （λ）、VG （λ）曲线之下，所以600 nm的单色黄光既激励了 红敏细胞，又激励了绿敏细胞，可引起混合的感觉。
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第一章 彩色与视觉特性
图 1-1
电磁辐射波谱
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第一章 彩色与视觉特性 • 波长在380～780nm范围内的电磁波能够使人 眼产生颜色感觉，称为可见光。可见光在整个电 磁波谱中只占极小的一段 。 • 可见光谱的波长由780nm向380nm变化时， 人 眼产生的颜色感觉依次是红、橙、黄、绿、青、 蓝、 紫7色。
一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色。太 阳光包含全部可见光谱，给人以白色感觉。光谱 完全不同的光，人眼有时会有相同的色感。 用波长540nm的绿光和700nm的红光按一定 比例混合可以使人眼得到580nm黄光的色感。 这 种由不同光谱混合出相同色光的现象叫同色异谱。
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第一章 彩色与视觉特性
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第一章 彩色与视觉特性
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1.1.4 光的度量单位
1. 光通量 • 光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功 率， 用符号φ表示。 其单位名称为流明(lm)， 当λ＝555 nm的单色光辐射功率为1 W时， 产生 的光通量为683 lm， 或称1光瓦。 在其他波长时， 由于相对视敏度V(λ)下降， 相同辐射功率所产 生的光通量随之下降。 • 40 W的钨丝灯泡输出的光通量为468 lm， 发光效率为11.7 lm/W； 40 W的日光灯可以输出 2100 lm的光通量， 发光效率为52.5 lm/W； 电 视演播室卤钨灯发光效率可达80～100 lm/W。
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临界闪烁频率还与亮度变化幅度有关 亮度变 化幅度越大， 临界闪烁频率越高。人眼的临界闪 烁频率约为46 Hz。对于重复频率在临界闪烁频率 以上的光脉冲，人眼不再感觉到闪烁，这时主观 感觉的亮度等于光脉冲亮度的平均值。
不同频率显示图像对人眼的造成的不同感觉。