第三章 视觉特性和彩色电视信号
第三章彩色电视制式3
g(t)
cossc t=
4
n
1 sin 2n 1
2n
1
H
2
t
cos
sct
2
n
1 sin 2n 1
sc
2n
1
H
2
t
2
n
1 sin 2n 1
sc
2n
1
五、PAL制彩色副载波频率的选择
选择原则
(1)使亮度信号与色度信号频谱的主谱线彼此错 开；
(2)减小副载波的谐波干扰；（fSC尽量高） (3)不能使已调色差信号的上边带超出规定的
6MHz范围。（fSC不能太高）
电视原理
• 副载波频率的选择
F=FU±FV=Usinωsct＋g(t)Vcosωsct 其中g(t)的傅立叶级数为：
13
第314行 8 2
第2行 7 1
第315行 6 8
第3行 5 7
第316行 4 6
d
571357
6
246
5
135
246824
135713
824682 1 2 3 456 7 8
d
d/4
第1行 1 3 5 7 1 3 5 7
第314行 8 2 4 6 8 2 4 6
第2行 7 1 3 5 7 1 3 5
置相同如2行和
314行
第315行 6 8
1行上第1、3、5、 第 3 行 5 7
7场的亮点右移
d/4
第316行 4 6
d 571357 468246 357135 246824 135713 824682
人眼的视觉特性与彩色电视系统
第２章
兼容制彩色电视机原理
2.1 人眼的视觉特效与亮度方酲
图2-3 XYZ色度图
如图2-3所示是以物理三基色实 验数据为基础，经过推导和计算画出 来的XYZ色度 图。其中[x]、[y]、[z] 分别为假想的“过饱和红”“过饱和 绿”“过饱和蓝”，也称为“标准三 基色”，这种标准三基色能够配出所 有理想中存在的彩色。以标准三基色 为三维直角坐标， 以[x ]、[ y ]、[ z ] 为它们的单位量，可以使任何颜色都 有确切的坐标。任意一种彩色都可表 示为
2 . 1 . 2 物佈的颜色
物体的颜色除了与光的照射有关外，还与物体吸收和反射哪些频率 成分有关。如某 物体对所有的彩色光都反射，就呈白色，若全吸收，就 呈黑色。又如某物体只反射绿色光， 其他光均被吸收，此物体就呈绿色。 而此绿色物体在红色光的照射下，却变成了黑色，这 是因为光源中只有 红色光，且全部被物体吸收，无色光反射使物体呈黑色。我们还有这样 的经历，晚上在灯光下看好的花布，到了白天明显感到花布的颜色变了。 这正是因为照射 到花布上的光源的色光成分不同，才导致了色彩感觉不 同。
某种颜色的光，可以是单色光，也可以由几种单色光混合 而成。彩色光的混合遵循相 加混色规律。比如说，黄色光，可 以是单色黄光，也可以是单色红光和单色绿光相加而成 的复合 光。
第２章
兼容制彩色电视机原理
2.1 人眼的视觉特效性与彩色电视系统
2 . 1 . 4 三基色原理及混色方法
三基色原理是指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互独立的 基色按一定的比 例混合得到。所谓独立，是指其中任何一种基色都不能 由另外两种基色合成得到。
此外，物体的颜色还跟人眼特性有关。
第２章
兼容制彩色电视机原理
电视原理彩色与视觉特性
电视原理彩色与视觉特性电视是一种广泛使用的电子设备，能够接收和显示来自广播或其他源的视听信号。
其原理涉及彩色显示和视觉特性，其中彩色显示技术主要包括三基色混合和电视屏幕的构成，而视觉特性则涉及像素、分辨率和刷新率等因素。
彩色显示技术是电视的核心。
电视屏幕的构成通常采用RGB三基色混合的方法，即利用红色、绿色和蓝色三种基色的不同组合来产生各种颜色。
这种混合是通过发光二极管（LED）或液晶显示屏（LCD）来实现的。
在LED技术中，每个像素具有红、绿、蓝三种LED灯，通过改变每种LED的亮度来调节颜色的深浅。
而在LCD技术中，每个像素则通过液晶层以不同的透过程度来显示相应的颜色。
视觉特性在电视显示中也发挥着重要作用。
像素是组成电视图像的最小单元，它指的是屏幕上的一个点，像素的数量决定了图像的细腻程度。
分辨率则表示屏幕上能够显示的像素数量，通常以水平像素数和垂直像素数来衡量。
分辨率越高，图像越清晰，但同时也需要更高的处理能力和更大的带宽。
刷新率是指电视屏幕每秒显示的图像帧数，通常以赫兹（Hz）来表示。
刷新率越高，图像就越流畅，但低刷新率可能会导致图像闪烁或模糊。
此外，电视还涉及颜色的显示准确性、亮度对比度、视野角度等视觉特性。
颜色的显示准确性取决于电视的调校和色彩管理系统，能够确保显示出真实的颜色。
亮度对比度则体现了图像中明暗部分的差异，较高的亮度对比度能够显示更生动逼真的图像。
视野角度表示在不同角度观看时，图像的可见性和色彩保真度，宽视角可以给观众提供更好的观赏体验。
总的来说，电视的原理涉及彩色显示和视觉特性两方面，通过采用三基色混合和调节像素、分辨率、刷新率等视觉特性来实现高质量的图像显示。
这些技术和特性的不断改进和创新，使得电视在今天的家庭娱乐中扮演着不可或缺的角色。
电视作为一种常见的电子设备，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭娱乐中还是商业应用中，电视都承载着重要的信息传递和娱乐功能。
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。
我校正了文中的部分错别字和部份错误信息，增加了少部分信息。
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。
第3章 模拟彩色电视制式
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未压缩色度信号波形图
对于100-0-100-0彩条信号，黑白电平的变化范围在0到1之 间。黄条和青条的最大值分别超过白色电平78％和46％； 红条和蓝条的最小值又分别低于黑条电平40％和78％。
影响：（对于负极性信号）
➢蓝条和红条：超过了同步头电平（同步头对应的幅度为 - 0.43V） ——破坏同步，使重现图像不稳
• 同步检波
解调平衡调幅波采用同步检波技术。 方法：用与副载波同频同相的本振载波乘色度信号信号。
色度信号： CF (t) =（R-Y）cosωsct +（B-Y）sinωsct 用2cosωSCt相乘，解出(R-Y)分量:
CF (t)2 cossct 2(R Y ) cos2 sct 2(B Y )sin sct cossct
绿 0.587 -0.59 -0.59 0.83 225° 1.42 -0.24
品 0.413 0.59 0.59 0.83 45° 1.24 -0.42
红 0.299 0.70 -0.30 0.76 113° 1.06 -0.46
蓝 0.114 -0.11 0.89 0.90 353° 1.01 -0.78
黄色：Y+C不超过1.33 青色：Y+C不超过1.33
黄色： 青色：
0.89
(-0.89k1)2 (0.11k2 )2 1.33
0.70 (0.30k1)2 ( 0.70k2 )2 1.33
得： k1=0.493, k2=0.877
压缩后的色差信号（B-Y） 、 （R-Y）称为U 、 V信号：
• 副载频选择原则
1、频谱交错原理：
电视原理彩色与视觉特性
电视原理第一章彩色与视觉特性第一章彩色与视觉特性1光的性质2人眼的视觉特性3色度学4思考和习题光的性质1人眼的视觉特性2色度学3思考和习题4光是一种电磁辐射。
电磁辐射的波长范围很宽，按波太阳光包含全部可见光谱，给人以白色感觉。
Â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。
1.1.2 物体的颜色Â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。
1.1.3 标准光源Â在彩色电视系统中，用标准白光作为照明光源。
Â国际照明委员会（CIE）规定了ABCDE几种标准白色光源。
为了便于对标准白光进行比较和计算，用绝对黑体的辐射温度——色温表示光源的光谱性能。
Â绝对黑体也称全辐射体，是指不反射、不透射，完全吸收入射辐射的物体。
它对所有波长辐射的吸收系数均为1。
绝对黑体在自然界是不存在的，其实验模型是一个中空的、内壁涂黑的球体，在其上面开了一个小孔，进入小孔的光辐射经内壁多次反射、吸收，已不能再逸出到外面，这个小孔就相当于绝对黑体。
绝对黑体的温度越高，辐射的光谱中蓝色成分越多，红色成分越少。
Â光源的色温定义：光源的可见光谱与某温度的绝对黑体辐射的可见光谱相同或相近时，绝对黑体的温度称为该光源的色温，单位以绝对温度开氏度(K)表示。
钨丝灯泡的白光与温度保持在2854K的绝对黑体所辐射的白光功率谱相一致。
(广告传媒)彩色电视制式
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实现电视的一种特定方式，称为电视的一种制式。
在黑白电视和彩色电视发展过程中，分别出现过许多种不同的制式。
黑白电视制式通常是按其扫描参数、视频信号带宽以及射频特性的不同而分类的。
目前世界上的黑白电视制式大致分为13种，如表3－1所示。
我国黑白电视属于D/K制。
对于彩色电视而言，除了上述有关特性以外，还根据在收、发两端对图象三基色信号不同的处理方式分成许多种彩色电视制式。
1.按使用目的不同，彩色电视分兼容制和非兼容制两大类。
所谓“兼容”是指“彩色电视和黑白电视可以相互收看”。
即彩色电视节目可以为黑白电视机接收，而显示为黑白图象；黑白电视节目也可以为彩色电视机接收，而显示为黑白图象。
通常将前者称为兼容性，后者称为逆兼容性。
目前世界上的广播彩色电视都采用兼容制，而非兼容制彩色电视主要用于应用电视。
2.按信息传输的方式和显示的时间不同，彩色电视可以分为：(1)同时制（SimultaneousColorTelevision）；(2)顺序制（SequentialColorTelevision）；(3)顺序－同时制。
在顺序制中，摄象机行到的红、绿、蓝三基色图象信号按一定顺序传送到显象管，利用人眼的视觉暂留特性将三基色图象混合成彩色图象，如图3.1－1(a)所示。
顺序制又分为场顺序制、行顺序制和点顺序制，它们分别是逐场、逐行、逐点地顺序传送三基色信号。
顺序制的优点是设备简单，彩色图象质量较好，但是兼容性很差或者不能兼容。
为了克服顺序制的缺点而出现了同时制，它将R、G、B三基色编码成亮度信号和色度信号来同时传送，经过解码得出三基色信号R、G、B，然后由显象管合成彩色图象，如图3.1-1(b)所示。
同时制的优点是可以兼容，图象质量较好，但是设备复杂，亮度与色度信号往往存在相互干扰。
多媒体通信技术基础(第4版)课后复习题
第一章课后习题1、请论述什么是多媒体和多媒体技术的基本特征？多媒体技术的定义与特征以数字化为基础，能够对多种媒体信息进行采集、编码、存储、传输、处理和表示，综合处理多种媒体信息，并使之建立起有机的逻辑联系，集成为一个系统并能具有良好交互性的技术。
多媒体技术的基本特征多媒体的特征：具有集成性、同步性和交互性。
其中，集成性包括多种媒体的集成和多种业务的集成；交互性包括人与人的交互和人——机交互。
能够通过计算机对视频数据进行操作，即交互性。
2、多媒体系统有哪几种主要的类型？每一种类型中最关键的技术有哪些？基本的多媒体系统除了以多媒体计算机为基础的独立商亭式系统外，通过网络提供业务的系统可以分为两大类：一类是人与人之间交互的系统，如多媒体会议与协同工作、多媒体即时通信等；另一类是人机交互的系统，如多媒体信息检索与查询、视频点播等。
独立商亭式系统，凡是以一台多媒体计算机为核心的应用系统，都成为独立商亭式系统。
多媒体信息检索与查询（MIS），除可以根据关键字等对文本资料进行查询之外，同时具有对活动图像和声音的查询能力。
通信方式，MIS是点对点（信息中心对一个用户），或一点对多点（信息中心对多个用户）的双向非对称系统。
WWW技术意味着在超媒体原理下发展起来的一系列概念和通信协议。
Web代表了世界范围内由因特网相互连接起来的众多的信息服务器所构成的巨大数字化信息空间，也有学者称之为超空间。
伴随着视频和音频查询而发展起来的多媒体检索方式称为基于内容的检索，在其基础上发展起来的，找出具有同样“概念”或“事件”的图像或视频的更高级的查询方式称为基于语义的检索。
1.4.3多媒体会议与协同工作（1、会议室会议电视系统2、桌面或手持终端会议电视系统3、多媒体协同工作）1.4.4多媒体即时通信，即时通信系统更完整的表述是出席与即时消息系统（IMS）一个典型的IM系统包含两种基本服务：出席服务和即时消息服务。
1.4.5视频点播（VOD）与直播：在一个VOD系统中，负责按用户要求向用户传送节目数据流的设备称为视频服务器。
彩色电视基础详解
3．2．1 亮度、色差与 、G、B的关系 ． ． 亮度、色差与R、 、 的关系 由亮度方程： 由亮度方程： Y =0.30R + 0.59G + 0.11B 可得色差信号： 可得色差信号： R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B （ ） G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B （ ） B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B （ ） 三个色差信号中只有二个是独立的，常选用(R - Y)和(B - Y)两 三个色差信号中只有二个是独立的，常选用 和 两 个色差代表色度信号。这是因为对大多数彩色来说，(G-Y)比 个色差代表色度信号。这是因为对大多数彩色来说，(G-Y)比(R Y)和(B - Y)数值要小，如选择 数值要小， 对改善信噪比不利。 和 数值要小 如选择(G-Y)对改善信噪比不利。 对改善信噪比不利 在已知(R 的情况下， 在已知 - Y)和(B - Y)的情况下，可以容易地求得 和 的情况下 可以容易地求得(G-Y)。 。 令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并与亮度方程相减： ， 与亮度方程相减： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 （ ） （ ） （ ） 得： 0.30 0.11
G−Y = − 0.59 (R − Y) − 0.59 (B − Y) = −0.51(R − Y) − 0.19(B − Y)
3．2 亮度信号与色差信号 ． 为了传送彩色图像，从兼容的角度出发， 为了传送彩色图像，从兼容的角度出发，彩色电视系统中应 传送一个只反映图像亮度的亮度信号， 表示， 传送一个只反映图像亮度的亮度信号，以 Y 表示，其特性应与黑 白电视信号相同。同时还需传送色度信息， 表示。 白电视信号相同。同时还需传送色度信息，常以 F 表示。根据三 基色原理，必须传送反映R 三个基色的信息。 基色原理，必须传送反映 、G、B三个基色的信息。亮度方程： 三个基色的信息 亮度方程： Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B 告诉我们在Y 个变量中， 个是独立的。 告诉我们在 、R、G、B这4个变量中，只有 个是独立的。所以 这 个变量中 只有3个是独立的 只要在传送Y 的同时，再传送三个基色中的任意两个即可。 只要在传送 的同时，再传送三个基色中的任意两个即可。 由于每个基色信息中都含有亮度信息， 由于每个基色信息中都含有亮度信息，如果直接传送基色信 巳传送的亮度信号Y(为各基色亮度总和 为各基色亮度总和)与所选出的两个基色 号，巳传送的亮度信号 为各基色亮度总和 与所选出的两个基色 所包含的亮度参量就重复了， 所包含的亮度参量就重复了，因而使得基色与亮度之间的相互干 扰也会十分严重（带宽不同）。 ）。所以通常选择不反映亮度信息的 扰也会十分严重（带宽不同）。所以通常选择不反映亮度信息的 信号传送色度信息， 信号传送色度信息，例如基色信号与亮度信号相减所得到的色差 信号(R-Y)、(G-Y)和(B-Y)，可从中选取两个代表色的度信息。因 信号 、 和 ，可从中选取两个代表色的度信息。 在彩色电视系统中，为传送彩色图像， 此，在彩色电视系统中，为传送彩色图像，选用了一个亮度信号 和两个色差信号。 和两个色差信号。
第二章 视觉特性与彩色视频信号
（基带）电视信号的带宽计算
如果播送一幅左右相邻像素为黑白交替
的脉冲信号画面，显然这是一幅变化最
快的图像，每两个像素为一个脉冲信号
变化周期，而我国电视规定一秒钟传送
25帧画面，因此该图像的最高频率为 :
（基带）电视信号的带宽计算
黑白交替的脉冲信号画面示意图
2.2.4彩色空间的处理
2.2.4.1 由RGB值转换成彩色电视制式信号
W Kk1 2 计算公式： f Z Байду номын сангаасff max H 2k 2
K:凯尔系数，取0.7； k1：场正程扫描时间与场周期之比； k2：行正程扫描时间与行周期之比； Z：每帧图像的总扫描行数； ff：帧率，隔行扫描取25Hz，逐行扫描取50Hz ；
•电视图像信号的上限频率，在数值上等于视频信号的带宽；
彩色摄像信号的形成： 1、图像传感器（CCD）：是数码摄像机、照相机或扫描 仪中，用于摄取图像的半导体器件，由二维的感光单元阵 列构成。
•将感光单元阵列的电信号读出后，通过ADC转换成RGB 阵列数字值，就可以得到一幅图像或一帧视频数据；
由CCD获取彩色图像的原理
2.2.3（基带）电视信号的带宽
第2章 视觉特性与彩色视频信号
2.1 人的视觉特性
2.2 彩色电视信号
2.3 彩色电视信号的数字化
2.1 人的视觉特性
人眼的视觉特性
和人的视觉特性有关的一些概念：
•图像的对比度； •临界对比度（视觉阈值）； •对比度灵敏度； •韦伯定律； •视觉的掩蔽效应； •空间频率； •视觉惰性； •临界闪烁频率； •运动的连续性； •时间域的掩蔽效应；
RGB→ YUV模型 在PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表示彩色图像。 其是Y表示亮度，U，V用来表示色差，是构成彩色的 两个分量。 U，V的比值决定色调，UV的模代表彩色 的饱和度； RGB→ YIQ模型 在NTSC彩色电视制式中使用YIQ模型，其中的Y表示 亮度，I，Q是两个彩色分量。
讲彩色电视的基本原理PPT课件
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。
第3章 彩色电视的基本原理
绿
绿黄 红
白青紫蓝来自(a)青黄
白 A
蓝
紫
红
(b)
图3-2 (a)相加混色图；(b)彩色三角形
第3章 彩色电视的基本原理 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。
EY＝0.30ER+0.59EG+0.11EB
第3章 彩色电视的基本原理
这里，EY、ER、EG、EB各代表亮度信号、红基色 信号、绿基色信号和蓝基色信号的电压，且分别独立。 已知其中任意三种，就可通过加、减法矩阵电路来合 成第四种。在后面的讨论中，为了书写方便，仍把以 上四种信号电压EY、ER、EG、EB分别以Y、R、G、B 来表示。
图3-4给出了由R、G、B这三种基色信号通过编码 合成的亮度信号Y与色差信号R-Y、B-Y的示意图。
第3章 彩色电视的基本原理
R
G 矩 阵
B
R－Y 叠加
－Y
倒相 Y
－Y
第3章 彩色电视的基本原理
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。
第3章 视觉信息处理
2014-4-16
需要解决的几个经典问题
运动
自体运动：摄像机/成像设备的三维刚性运动; 图像跟踪：跟踪运动的物体。
2014-4-16
需要解决的几个经典问题
场景重建
给定一个场景的二或多幅图像或者一段录像，场 景重建寻求为该场景建立一个计算机模型/三维模 型。
2014-4-16
需要解决的几个经典问题
2014-4-16
主要参考资料
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，IEEE 模式分析与机器智 能杂志 International Journal on Computer Vision，国际 计算机视觉杂志 Computer Vision and Image Understanding，计 算机视觉与图像理解 Pattern Recognition Letters，模式识别快报
微波：雷达等
（任何范围时间气 候光照条件下收集 数据，使用天线和 计算机记录图像、 微波辐射）
无线电波：医学
和天文学（MRI）
2014-4-16
人的眼睛是一个前后 直径大约23毫米的近 似球状体。 视网膜由锥体细胞 (cone cell)和杆体细 胞(rod cell)两种感 光细胞组成。
图像恢复
图像恢复的目标在于移除图像中的噪声，例如仪 器噪声，模糊等。 图像修复。
2014-4-16
主要参考资料
International Conference on Computer Vision，国际计算机视觉大会 International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition，国际计算 机视觉与模式识别大会 International Conference on Image Processing，国际图像处理大会
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背景亮度变化越剧烈，人眼的对比度灵敏度 越低。
空间频率与视觉的空间频率响应
空间频率：在单位空间距离内，周期变化的次 数。 表示亮度信号在X方向上的空间频率。 表示亮度信号在角度向上的空间频率。
涉及观察距离的空间频率
3.1.1亮度、彩色
光敏细胞按形状分：锥状和杆状细胞。
锥状：分布在视网膜的中心部分。既能
相加混色，其规律为： 红＋绿＝黄 红＋蓝＝紫 蓝＋绿＝青 红＋蓝＋绿＝白
C＝R×％＋G×％ ＋B×％
此为相加混色
CMYK模型 （相减混色）
用彩色墨水或颜料进行混合，这样得到
的颜色称为相减色。在理论上说，任何 一种颜色都可以用三种基本颜料按一定 比例混合得到。 用途：相减混色主要用于美术、印刷、 纺织等。
这三种颜色是青色(Cyan)、品红
(Magenta)和黄色(Yellow)，通常写成 CMY，称为CMY模型。用这种方法产生 的颜色之所以称为相减色，乃是因为它 减少了为视觉系统识别颜色所需要的反 射 光。
相减混色
3.2.2颜色空间
1、RGB模型
电视机和计算机显示器使用的阴极射线
管(cathode ray tube，CRT)是一个有 源物体。CRT使用3个电子枪分别产生 红(Red)、绿(Green)和蓝(Blue)三种波 长的光，并以各种不同的相对强度综合 起来产生颜色，如图所示。组合这三种 光波以产生特定颜色称为相加混色，称 为RGB相加模型。
和色度信号(U、V)是相互独立的，也就 是Y信号分量构成的黑白灰度图与用U、 V信号构成的另外两幅单色图是相互独 立的。
Hale Waihona Puke 由于Y、U、V是独立的，所以可以对这
些单色图分别进行编码。采用YUV模型 的优点之一是亮度信号和色差信号是分 离的，容易使彩色电视系统与只对亮度 敏感的黑白电视机亮度信号兼容。
Y
U
V
PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表 示彩色图像
YUV
U
信号：0.493（B－Y） V 信号：0.877（R－Y） Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B 1、YUV的三个信号相互独立，黑白电视 可以接受彩色电视信号。 2、YUV利用了人眼的特性来降低彩色图 像所需的存储量。
基于以上事实，有人提出了一种假设，
认为视网膜上的视锥细胞有三种类型， 即红视谁细胞、绿视锥细胞和蓝视锥细 胞。黄光既能激励红视锥细胞，又能激 励绿视锥细胞。由此可推论，当红光和 绿光同时到达视网膜时，这两种视锥细 胞同时受到激励，所造成的视觉效果与 单色黄光没有区别 。
不同比例的三基色光相加得到彩色称为
饱和度：彩色光所程彩色的深浅程度
（浓度）。对于同一色调的彩色光，其 饱和度越高，颜色就越深， 或越纯 ； 而饱和度越小，颜色 就越浅 ，或纯度 越低。
高饱和度的
彩色光可因 掺入白光而降 低纯度或变浅，变成低饱和度的色光。 因而饱和度是色光纯度的反映。 100%饱和度的色光就代表完全没有混 入白光阴纯色光。色调与饱和度又合称 为色度，它即说明彩色光的颜色类别， 又说明颜色的深浅程度。
3.3
NTSC
彩色电视信号
3.3.1彩色电视制式
(National Television Committee) PAL (Phase Alternative Line) SECAM ( Sequential Coleur Avec Memoire)
空间频率与时间频率的转换
3.3.3
2.视觉阈（Visibility Threshold）
人眼刚好分清两个相邻区域的亮度差别。
这与人眼的分辨力有关。 人眼的分辨角：指刚能看出两黑点时， 两黑点对人眼的张角。人眼分辨图像细 节的能力称为分辨力，可用分辨角来衡 量，分辨角的倒数为分辨力。它也反映 了人眼的视力。
3.掩蔽效应（Masking）
逐行和隔行扫描
1.逐行扫描
(a) 仅有水平扫描时的基线 及与之相对应的波形 (b) 仅有垂直扫描时的基线 及与之相对应的波形
请看动画
隔行扫描 (a) 奇数场； (b) 偶数场； (c) 嵌套后的一帧图像
3.3.4
电视信号带宽
场频
f fv 每秒传送 f
幅图像，有： v
f
＝2 f f
第三章
视觉特性和彩色电视信号
3.1人眼的视觉特性
1.图像的对比度 对比度：指光源或发光面的最大亮度与最小 亮度之比值。用下式表示
亮度层次：指画面最大亮度和最小亮度之间 可分辨的亮度级差数，也称灰度层次 .亮度 层次是图像质量的重要参数。亮度层次多， 图像显得明暗层次丰富，柔和细腻；亮度层 次少，图像会显得单调生硬。
人眼对闪烁频率的响应
请看动画：
视觉的彩色掩蔽效应
3.2图像的颜色基础
3.2.1三基色原理（格拉兹曼法则） 若适当选取三种基色，将它们按不同
的比例进行合成，就可以引起各种不 同的彩色感觉。
合成彩色的亮度由三基色的亮度之
和决定。三基色必须是相互独立的。 相互独立的含义：任何一种基色不 能由其他两种基色混合产生。
行扫描频率：
设n为扫描线数
所以有：
电视水平宽（w）所能分辨的线数。 由于一周对应峰值黑白，所以有2条。 则
3.2.3 彩色空间的线性变换
YUV模型
在PAL彩色电视制式中采用YUV模型来 表示彩色图像。其是Y表示亮度，U，V 用来表示色差，是构成彩色的两个分 量。与此类似，在NTSC彩色电视制式 中使用YIQ模型，其中的Y表示亮度，I， Q是两个彩色分量。
YUV表示法的重要性是它的亮度信号(Y)
感知亮度，又可感知颜色。 杆状：只能感知亮度。
视觉的时间域响应
视觉惰性 当一定强度的光，突然作用于视网
膜时，不能在瞬间形成主观亮度感 觉。
彩 色 视 觉
光的三个基本参量 亮度：光作用于人眼引起的明亮程度的
感觉 色调：由吸收和反射，透射特性有关。 例如，某物体在日光下呈现绿色是因为 它反射的光中绿色成分占有优势，而其 它成分被吸收掉了。对于透射光，其色 调则由透射光的波长分布或光谱所决定。