彩色电视的基本原理
平衡调幅波 uDSB=UΩmUm sinΩt sinωSCt
=1/2UΩmUm cos(ωSC−Ω)t
−1/2UΩmUm cos(ωSC+Ω)t
同步检波示意图
K 平衡调幅波
Y=0.3X08+0.59X0309+0.11X0.7=0.5 不变
2、色差信号的波形
ER-Y
EB-Y
EG-Y
白黄青绿紫红兰黑
1
0
1
0
1
0
1 0 10 10 10
1
0.89
0.7 0.59 0.41
0.3
0.11
0.59 0.7
0
0 0.11
0
-0.7
-0.11
-0.59
0
0.3
0.59
0.89
0
-0.89 -0.59
R+B=紫
G+B=青
红光
待配色光 观察方向
绿光 兰光
R+G+B=白
三、亮度公式
亮
暗
白黄青绿紫红兰黑
B R R+B G G+B R+G R+G+B
某彩色亮度 Y=0.3R+0.59G+0.11B (NTSC) 系数意义:彩色中各基色分量对亮度的贡献
例1: 100%饱和度100%幅度彩条图像 各颜色的亮度
-0.3
0 0.11 0.3 0.41
0
-0.41 -0.3 -0.11
三、频带压缩与频谱间置
(一) 色差信号带宽 1.3MHz 窄带 图像色调和色饱和度 亮度信号带宽 6MHz 宽带 图像明暗和清晰度
(二) 频谱间置(色度信号安插在亮度信号频谱空隙处) 1、 亮度信号和色差信号的频谱
人眼对彩色细节的分辨力
=0.8 80 %幅度灰色
彩条对 应的黑 白灰度 等级图 像
例3:某彩色 R=1 G ' =B ' =0.2
可表示为 0.8R+0.2(R+G+B)
Y=0.3X0.8+0.2=0.44 该色为红色 100%幅度80%饱和度(粉红色)
EY 1 0.89
彩条的亮度电信号
0.7
(正极性)
某彩色 R ' =G ' =0.8 B ' =0.2 计算得 Y=0.73
荧光粉
B电子束轰 击发兰光的
荧光粉
镜
景物图像
头
ER
分
R摄像管
G管靶面光像
色
信号 E'R
传输 G摄像管 EG 和
E'G
棱 B管靶面光像
处理 电路 E'B
镜
B摄像管 EB
重现的镶嵌 混合图像
§ 3 兼容制彩色电视制式
1 兼容性对彩色电视信号的要求 1、图像信号由亮度和色度两种信号组成
绿差信号G-Y获得方法: 由 Y=0.3R+0.59G+0,11B
绿基色 图像
+
兰基色 图像
二、彩条图像中的三基色信号波形 白黄青绿紫红兰黑
ER
1
0
1
0
EG
1
0
EB 1 0 1 0 1 0 1 0
EY 1
0.89 0.7 0.59 0.41 0.3 0.11 0
三、 彩色图像的分解与重现
彩色显像管荧光粉 R管靶面光像
R电子束轰 击发红光的
荧光粉
G电子束轰 击发绿光的
约4 '
fH
fH
亮度信号频谱
0
fH
2fH 3fH
283fH 284fH 285fH
283fH
284fH
25Hz 25Hz
频谱空隙
6MHz f
384fH
以行频为间隔的主谱 线两侧排列着以帧频 为间隔的谱线群
频谱高端空隙 率大于90 %
色差信号频谱
fH
0
fH
2fH
1.3MHz f 83fH
频谱结构与亮 度信号类似
彩色电视的基本原理
§ 1 色度学基础
一、彩色三要素
彩色三角形
绿
色度
1、亮度: 彩色的明暗程度 2、色调: 彩色的种类 3、色饱和度: 彩色的浓淡(被白光冲淡的程度)
青
白黄
二、三基色原理 几乎所有彩色光都可由不同比例
兰 紫
红
的红、绿、兰三基色光混合得到
例:R=G=B=1(基色单位)时
配色实验
R+G=黄
接收彩色图像信号时
2 彩色广播电视系统为实现兼容采取的措施 -、接收机中设置亮度和色度两个通道
二、传送亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y
Y、R-Y、B-Y的获得方法
R摄像管 R
混合
R1
-Y
G摄像管 G R2
倒相
R-Y Y
-(R-Y) G-Y矩阵 -(G-Y)
-(B-Y)
-R 往
混合
彩
-G 混合
色 显
⑴ 兼容性好
⑵ G-Y易于恢复
ER
⑶ 能实现恒定亮度原理 EG
例: R=0.7,G=0.4、B=0.5
可表示为 0.3R+0.1B+0.4(R+G+B) EB
淡紫偏红色
EY
计算得 Y=0.5 R-Y=0.2 B-Y=0
设传输通道失真:
Y不变,但 R-Y=0.3 B-Y=0.2
接收端 R=0.8、G=0.309、B=0.7 有彩色失真
2、色差信号信号的调制(频谱搬迁)
⑴ 平衡调幅和平衡调幅波的特点 ① 不含载波分量 ② 调制信号过零点,平衡调幅波反相 180°。调制信号为零时平衡调幅波也为零 ③ 需用载波信号对平衡调幅波峰值取样 解调出原调制信号(同步检波)
平衡调幅波表达式
调制波 载波
uΩ=UΩmsinΩt uSC=UmsinωSCt
设 R=G=B=1 白色:Y=0.3X1+0.59X1+0.11X1=1 黄色:Y=0.3X1+0.59X1=0.89 青色:Y=0.59X1+0.11X1=0.7 绿色:Y=0.59X1=0.59 紫色:Y=0.3X1+0.11X1=0.41 红色 Y=0.3 兰色 Y=0.11
例2:某彩色 R'=G ' =B ' =0.8 Y=0.3X0,8+0.59X0.8+0.11X0.8
像
-B 混合
管 阴
极
-Y
B B摄像管
R3 R4
-Y 混合
B-Y
接收黑白图像信号时
∵黑白电视图像信号中 R=G=B ∴Y=0.3R+0.59G+0.11B=R=G=B
R4 0.3 R4 0.59 R4 0.11 ∴R-Y=B-Y=0,对黑白信号无干扰
R1 R4
R2 R4
R3 R4
1、传送Y、R-Y、B-R的优点
该彩色可表示为 0.6(R+G)+0.2(R+G+B)
黄色
80 %幅度
饱和度为 0.6 100% 75% 0.6 0.2
0.59 0.41
0.3 0.11 0
B R R+B G G+B R+G R+G+B
=
§ 2 彩色图像的分解与重现
一、彩条图像的分解 白黄青绿紫红兰黑
彩条 图像
红基色 图像
+
Y=0.3Y+0.59Y+0.11Y 得
2、色度与亮度易于分离,色度对亮度干扰小 0.59(G-Y)=-0.3(R-Y)-0.11(B-Y)
3、频带宽度与黑白电视信号相同
G-Y=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)
4、复合同步信号、复合消隐信号、扫描制式与
用电阻矩阵
黑白电视信号相同
5、图像载频、伴音载频与黑白电视信号相同。