電視原理1教材與參考書目教材 《電視原理》（高等學(xué)校電子信息類規(guī)劃教材） 俞斯樂(lè)等國(guó)防工業(yè)出版社第6版2005年參考書目《數(shù)字電視技術(shù)基礎(chǔ)》惠新標(biāo)等編電子工業(yè)出版社《彩色電視原理》楊琳等編東南大學(xué)出版社《數(shù)字視頻技術(shù)及其應(yīng)用》黎洪松清華大學(xué)出版社

2內(nèi)容簡(jiǎn)介本課程是電子信息類電子信息工程、通信工程和相近專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)主干課程，目的是使學(xué)生掌握電視系統(tǒng)的基本原理，因?yàn)樗菍I(yè)課程專業(yè)知識(shí)的綜合體現(xiàn)。本課程對(duì)電視系統(tǒng)從基本原理、圖像攝取、處理、傳輸、存儲(chǔ)、重現(xiàn)做較為系統(tǒng)的分析。3俄裔德國(guó)科學(xué)家尼普科夫于1884年發(fā)明了“尼普科夫圓盤”，并申請(qǐng)了專利，提出了電視工作的三個(gè)基本要素：把圖像分解成像素，逐個(gè)傳輸像素的傳輸逐行進(jìn)行用畫面?zhèn)魉瓦\(yùn)動(dòng)的過(guò)程時(shí)，許多畫面快速逐一出現(xiàn)，在眼中這個(gè)過(guò)程融合為一。電視的發(fā)展4電視的誕生，是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。1925年，蘇格蘭發(fā)明家約翰.洛吉.貝爾德用自行裝置的機(jī)械電視設(shè)備，第一次將移動(dòng)的圖像傳向遠(yuǎn)處的接收機(jī)現(xiàn)場(chǎng)。電視的誕生51925年10月2日，位于倫敦一間頂樓的臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室里，貝爾德用攝像機(jī)掃描了一個(gè)木偶的頭部。他欣喜地發(fā)現(xiàn)，木偶的頭部被閃爍不定地復(fù)制在他安置于另一間屋子的熒屏上。于是，他飛快地跑出實(shí)驗(yàn)室，臨時(shí)雇了一個(gè)小伙計(jì)坐在他的攝像機(jī)前，重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)。這位名叫威廉.泰因頓的年輕小伙子幸運(yùn)地成為歷史上第一個(gè)出現(xiàn)在電視上的人。

671926年1月，貝爾德在倫敦皇家科學(xué)研究所首次示范電視技術(shù)。81908年，英國(guó)肯培爾、斯文頓、俄國(guó)羅申科夫提出電子掃描原理，奠定了近代電視技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1923年，美籍俄國(guó)人茲沃爾金（V.K.Zworykin）發(fā)明靜電積貯式攝像管和電子掃描式顯像管。9最早的電視廣播最早的電視廣播于1929年在倫敦開播，使用了約翰·洛吉·貝爾德建造的系統(tǒng)。畫面引起了一陣轟動(dòng)，但它們一點(diǎn)兒也不像現(xiàn)代的電視廣播。現(xiàn)代彩色電視畫面是由500至1000條以上的掃描線組合起來(lái)的。貝爾德的畫面只有30條掃描線，并且是黑白兩種顏色，這使得畫面非常模糊。世界上最早的電視臺(tái)是1936年11月2日在倫敦郊外亞歷山大宮建立的大眾電視臺(tái)。我國(guó)第一座電視臺(tái)是1958年5月1日試運(yùn)行的北京電視臺(tái)，也就是現(xiàn)在的中央電視臺(tái)。

101958年國(guó)營(yíng)天津無(wú)線電廠（后改為天津通信廣播公司）研制的中國(guó)第一臺(tái)電視接收機(jī)實(shí)地接收試驗(yàn)成功。

11電視技術(shù)的發(fā)展電視技術(shù)本身：第一代——黑白電視（20世紀(jì)20年代）第二代——彩色電視（20世紀(jì)40年代）第三代——高清晰度電視（20世紀(jì)80年代）12信號(hào)處理技術(shù)：第一代——模擬電視第二代——數(shù)字處理電視第三代——數(shù)字電視電路工藝：第一代——電子管第二代——晶體管第三代——大規(guī)模集成電路13傳輸媒介：?jiǎn)我坏牡孛嫖⒉〝U(kuò)充到電纜、衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線移動(dòng)功能覆蓋：?jiǎn)我坏幕顒?dòng)圖像廣播擴(kuò)充到數(shù)據(jù)廣播、視頻點(diǎn)播、收費(fèi)電視、立體電視、多視點(diǎn)視頻等14電視技術(shù)的特點(diǎn)：快速發(fā)展模擬、數(shù)字電視并存各種制式群雄并起各類設(shè)備爭(zhēng)奇斗艷多學(xué)科綜合的、代表性的電子信息工程技術(shù) （電子學(xué)，大規(guī)模集成電路、光學(xué)、人類視覺科學(xué)電磁學(xué)、材料科學(xué)、衛(wèi)星技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理、色彩學(xué)、）深入日常生活，可見可感構(gòu)思奇巧、實(shí)現(xiàn)精到有助于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)的貫穿和系統(tǒng)概念的建立15本課程的基本要求有：掌握電視學(xué)基礎(chǔ)：光度學(xué)、色度學(xué)；掌握電視傳象的基本原理及其基本視頻標(biāo)準(zhǔn)；了解電視制式的基本內(nèi)容，以及NTSC、PAL、SECAM制的根本區(qū)別，掌握PAL制編碼及PALD解碼；掌握廣播電視系統(tǒng)的基本參數(shù)及其制定的理論依據(jù)；了解電視中心臺(tái)結(jié)構(gòu)及其電路校正，掌握電視發(fā)射原理及其標(biāo)準(zhǔn)；掌握PALD彩色電視接收機(jī)的組成原理及其典型電路分析方法；161.1光的特性1.2人眼的視覺特性1.3三基色原理與色度圖1.4彩色的重現(xiàn)第一章視覺特性與三基色原理17本章重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：人眼的視覺特性，三基色混色原理難點(diǎn)：色度圖18電視：根據(jù)人眼視覺特性以一定的信號(hào)形式實(shí)時(shí)傳送活動(dòng)景物圖像的技術(shù)。電視攝像機(jī)（光電轉(zhuǎn)換）景物處理設(shè)備傳輸信道接收設(shè)備電視顯示器（電光轉(zhuǎn)換）觀看者19電視技術(shù)的精髓就是研究如何用最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法重現(xiàn)光像，能夠使人感到最逼真地模擬實(shí)際景物的光像。為使使重現(xiàn)光像逼真地模擬實(shí)際景物的光像必須首先了解光特性，了解人對(duì)光像的感覺特性。201.1光的特性

1.1.1電磁輻射與可見光譜1.光的本質(zhì)光是一種以電磁波形式存在的物質(zhì)。 2.可見光

可見光21對(duì)于不同波長(zhǎng)的光，人眼有不同的顏色感覺，隨著可見光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短，呈現(xiàn)的顏色依次為：

紅-橙-黃-綠-青-藍(lán)-紫3.單色光:只含有單一波長(zhǎng)的光；復(fù)合光:包含兩種或兩種以上波長(zhǎng)成分的光，復(fù)合光作用于人眼，呈現(xiàn)混合色。例：太陽(yáng)光是一種復(fù)合光，由七種單色光組成給人以白光的綜合感覺。224、譜色光太陽(yáng)發(fā)出的白光中包含了所有的可見光，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，就不能再分解了，這種單一波長(zhǎng)的色光稱譜色光235、彩色感覺：1.人眼的主觀視覺效果2.物體、光源屬性的等客觀條件 （光源的光譜成分以及景物反射或吸收光譜成分的特性。） 例：太陽(yáng)光下呈現(xiàn)綠色的葉子，拿到紅光下觀察就變成黑色。為了真實(shí)重現(xiàn)彩色景物需要研究光源。光源包括太陽(yáng)光和人造光源。——白光24太陽(yáng)光輻射功率波譜人造光源類似太陽(yáng)光的光，但是又不盡相同，怎樣描述？251.色溫a.色溫的概念（1）色溫：當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定絕對(duì)溫度下，其輻射的相對(duì)光譜功率分布與某一光源的光譜相同時(shí)，則完全輻射體的這一特定溫度稱為光源的色溫，單位是（K）；（2）相關(guān)色溫：在某一特定溫度下，絕對(duì)黑體與光源有相近的光譜功率分布★色溫表征光源光譜特性的參量1.1.2光源262.標(biāo)準(zhǔn)照明體和標(biāo)準(zhǔn)光源照明體：具有特定的相對(duì)光譜功率分布的光；光源：發(fā)光物體為了比較和區(qū)別各種光源，CIE規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)照明體以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源：標(biāo)準(zhǔn)照明體代表模擬A色溫于2856K完全輻射體的光近日出或日落時(shí)之日光C色溫約6774K的平均日光相似北方45度仰角之日光D55色溫約5503K的日光印刷工藝用之標(biāo)準(zhǔn)光D65色溫約6504K的日光平均太陽(yáng)光D75色溫約7504K的日光相似北方天空之日光27各標(biāo)準(zhǔn)照明體的相對(duì)光譜功率分布：色度學(xué)中：等能白光E白——光譜范圍內(nèi)的所有波長(zhǎng)的光都具有相同的輻射功率時(shí)形成的白光，用以簡(jiǎn)化色度學(xué)的計(jì)算。28

這些標(biāo)準(zhǔn)照明體是通過(guò)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源來(lái)實(shí)現(xiàn)的：標(biāo)準(zhǔn)光源A：由分布溫度為2856K的透明殼充氣鎢絲 燈來(lái)實(shí)現(xiàn)，

標(biāo)準(zhǔn)光源C：是分布溫度為6774K的光源，由標(biāo)準(zhǔn)光 源A和特制的濾光器組合來(lái)實(shí)現(xiàn)；另外三種標(biāo)準(zhǔn)照明體目前還沒有相應(yīng)的規(guī)定的人工光源291.2人眼的視覺特性電影、黑白及彩色電視技術(shù)，均是利用了人眼視覺的某些特性而實(shí)現(xiàn)的，因此電視系統(tǒng)的特性應(yīng)該與人眼的視覺特性相適應(yīng)，因此這一節(jié)我們將學(xué)習(xí)人眼的視覺特性： 1.2.1眼睛的構(gòu)造； 1.2.2光的度量； 1.2.3亮度、彩色與立體視覺； 1.2.4眼睛的視覺范圍與視亮度； 1.2.5人眼的分辨力與空間頻率響應(yīng)； 1.2.6視覺惰性與閃爍感覺；301.2.1眼睛的構(gòu)造人的視網(wǎng)膜通過(guò)神經(jīng)元來(lái)感知外部世界的顏色。31視網(wǎng)膜層由大量的光敏胞組成。桿體細(xì)胞：主要分布于視網(wǎng)膜的邊緣， 在較暗的情況下，能辨形，但不能辨色 →晚上起重要作用

椎體細(xì)胞：主要分布于視網(wǎng)膜中心 在較亮的情況下，既能辨形也能辨色 →白天起重要作用

這些光敏細(xì)胞受到光的刺激，會(huì)產(chǎn)生生物信號(hào)，這些生物信號(hào)傳輸?shù)酱竽X形成視覺視網(wǎng)膜層的作用：完成“光電轉(zhuǎn)換”321.2.2光的度量本小節(jié)主要介紹從人眼的角度度量光，以及光度學(xué)的幾個(gè)基本度量單位。視覺效應(yīng)由可見光刺激人眼引起的：

a.在可見光范圍內(nèi)，同一波長(zhǎng)的光，輻射功率不同時(shí)，給人的亮度感覺是不相同的；b.輻射功率相同、波長(zhǎng)不同的光，給人的亮度感覺也是不同實(shí)踐證明：黃綠色——人眼感到最亮（最靈敏），

紅色和紫色——人眼感到最暗（最遲鈍）。

也就是說(shuō)人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的敏感度。33（1）光譜光視效能產(chǎn)生相同亮度感覺情況下，各波長(zhǎng)光的輻射功率為。越大，人眼對(duì)該波長(zhǎng)的光敏感程度越低，反之，越小，人眼對(duì)該波長(zhǎng)光的敏感程度越高，因此:光譜光視效能：K(λ)=

1/Ф(λ)

用來(lái)衡量視覺對(duì)波長(zhǎng)為λ的光的敏感程度。（2）光譜光視效率（相對(duì)視敏度）波長(zhǎng)為555nm的黃綠色光具有最大的光譜光視效能，因此:光譜光視效率:也可用獲得相同主觀亮度感覺所需各波長(zhǎng)光的輻射功率表示：1.視覺光譜光視效率曲線34該曲線反映的是人眼對(duì)相同輻射功率、不同波長(zhǎng)的光的敏感程度（也就是人眼產(chǎn)生的亮度感覺）；對(duì)于明視覺，人眼最敏感的是波長(zhǎng)為555的黃綠光，此時(shí)的光譜光視效率為1；而在暗視覺條件下，人眼的主觀亮度感覺會(huì)有所變化；或時(shí)，人眼沒有亮度感覺了。352.光度學(xué)中的幾個(gè)度量單位發(fā)光強(qiáng)度：光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量 符號(hào)：I 單位：cd光源在給定方向上發(fā)出波長(zhǎng)555nm的單色輻射，且在此方向上的輻射功率為（1/683W/sr，則稱該光源在此方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。cd是國(guó)際單位制的一個(gè)基本單位。36光通量:按人眼來(lái)度量的輻射功率符號(hào)：Φ 單位：lm1流明等于發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源，在1球面度立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。 1lm=1cd·sr波長(zhǎng)555nm的單色光輻射功率為φ(555)=1W時(shí)產(chǎn)生的光通量為1光瓦。根據(jù)坎德拉的定義，1光瓦=683流明波長(zhǎng)λ的單色光輻射功率為φ(λ)瓦時(shí)，相當(dāng)于波長(zhǎng)555nm的單色光輻射功率為φ(λ)V(λ)瓦，光通量為φ(λ)V(λ)光瓦，或683φ(λ)V(λ)流明。37非單一波長(zhǎng)的光源，其發(fā)出之光通量，是它在各波長(zhǎng)范圍所發(fā)出的光通量總和。 對(duì)于N個(gè)單色光λ1、λ2、…λN組成的光源，

NΦ=683Σφ(