电视原理第1章1.pptx
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1、内容简介内容简介本课程是电子信息工程专业主干课程,目的本课程是电子信息工程专业主干课程,目的是使学生掌握电视系统的基本原理,它是专是使学生掌握电视系统的基本原理,它是专业知识的综合体现。业知识的综合体现。本课程对电视系统从基本原理、图像摄取、本课程对电视系统从基本原理、图像摄取、处理、传输、存储、重现,进行较系统的学处理、传输、存储、重现,进行较系统的学习。习。教教材与参考书目材与参考书目教材教材电视原理电视原理(高等学校电子信息类规划教材)(高等学校电子信息类规划教材)俞斯乐等俞斯乐等国防工业出版社国防工业出版社第第6版版2005参考书目参考书目1、电视原理实验电视原理实验国防工业出版社国防
2、工业出版社2、数字电视技术基础数字电视技术基础惠新标惠新标郑志航编著郑志航编著电子工业出版社电子工业出版社作业与实验要求作业与实验要求1、完成规定课堂作业。、完成规定课堂作业。2、独立完成实验操作,上交实验报告。、独立完成实验操作,上交实验报告。电视的诞生电视的诞生电视是电视是20世纪人类最世纪人类最伟大的发明之一。伟大的发明之一。1925年,苏格兰发明年,苏格兰发明家贝尔德用自行装置家贝尔德用自行装置的机械电视设备,第的机械电视设备,第一次将移动的图像传一次将移动的图像传向远处的接收机现场。向远处的接收机现场。1925年年10月月2日,位于伦敦一间顶楼的临时实日,位于伦敦一间顶楼的临时实验室
3、里,贝尔德用摄像机扫描了一个木偶的验室里,贝尔德用摄像机扫描了一个木偶的头部。他欣喜地发现,木偶的头部被闪烁不头部。他欣喜地发现,木偶的头部被闪烁不定地复制在他安置于另一间屋子的荧屏上。定地复制在他安置于另一间屋子的荧屏上。于是,他飞快地跑出实验室,临时雇了一个于是,他飞快地跑出实验室,临时雇了一个小伙计坐在他的摄像机前,重复他的实验。小伙计坐在他的摄像机前,重复他的实验。这位名叫泰因顿的年轻小伙子幸运地成为历这位名叫泰因顿的年轻小伙子幸运地成为历史上第一个出现在电视上的人。史上第一个出现在电视上的人。1926年年1月,贝尔德在伦敦皇家科学研究所首次示范电视技术。月,贝尔德在伦敦皇家科学研究所
4、首次示范电视技术。最早的电视广播最早的电视广播最最早早的的电电视视广广播播于于1929年年在在伦伦敦敦开开播播,使使用用了了约约翰翰洛洛吉吉贝贝尔尔德德建建造造的的系系统统。画画面面引引起起了了一一阵阵轰轰动动,但但它它们们一一点点儿儿也也不不像像现现代代的的电电视视广广播播。现现代代彩彩色色电电视视画画面面是是由由500至至1000条条以以上上的的扫扫描描线线组组合合起起来来的的。贝贝尔尔德德的的画画面面只只有有30条条扫扫描描线线,并并且且是是黑黑白两种颜白两种颜色,这使得画面非常模糊。色,这使得画面非常模糊。世世界界上上最最早早的的电电视视台台是是1936年年11月月2日日在在伦伦敦敦郊
5、郊外外亚亚历历山山大大宫宫建建立立的的大大众众电电视视台台。我我们们国国家家第第一一座座电电视视台台是是1958年年5月月1日日试试运运行行的的北北京京电电视视台台,也也就是现在的中央电视台。就是现在的中央电视台。电视技术的发展电视技术本身:第一代黑白电视(20世纪20年代)第二代彩色电视(20世纪40年代)第三代高清晰度电视(20世纪80年代)信号处理技术:第一代模拟电视第二代数字处理电视第三代数字电视电路工艺:第一代电子管第二代晶体管第三代大规模集成电路传输媒介:单一的地面微波扩充到电缆、卫星、网络、无线移动 功能覆盖:单一的活动图像广播扩充到数据广播、视频点播、收费电视、立体电视、多视点
6、视频等 电视技术的特点:快速发展模拟、数字电视并存各种制式群雄并起各类设备争奇斗艳 多学科综合的、代表性的电子信息工程(物理学、生理学、数学、电子电路、计算机、信号处理、通信技术)深入日常生活,可见可感构思奇巧、实现精到 有助于实现知识的贯穿和系统概念的建立 天津大学电子信息工程专业以电视技术为特色 20世纪60年代在全国高校最早开设电视原理课程。20世纪70年代参加全国电视会战。1979年创建了天津大学电视研究室(现为天津大学电视与图像信息研究所),是中国高校中唯一经国家教育部批准设立的从事这一领域研究的科研单位。1980年代“91mm钻孔彩色电视设备”获国家科技进步二等奖,“电视多工广播”
7、获国家教委科技进步一等奖,“彩色电视屏幕墙系统”获机电部科技进步三等奖 “数字HDTV/TV频带压缩编解码技术”,被电子部评为电子行业“八五”国家科技攻关重大成果。“HDTV信源解码器”的研制任务,被国家计委、科技部等评为“九五”国家重点攻关重大成果。“数字高清晰度电视系统关键技术与设备”2002年获国家科技进步二等奖及上海市科技进步一等奖。“数字高清晰度电视机顶盒技术”2003年获天津市科技进步一等奖。出版了我国电视技术领域的首部专著电视原理,作为全国统编教材目前已修编了6版,获电子部全国工科电子类专业优秀教材一等奖。2009年电视原理被批准为国家级精品课。电视:根据人眼视觉特性以一定的信号
8、形式实时传送活动景物图像的技术。电视摄像机(光电转换)景物 处理设备传输信道 接收设备 电视显示器(电光转换)观看者第第1章章视觉特性与三基色原理视觉特性与三基色原理电视技术的精髓就是研究如何用最经济、最有效的方法使重现光像能够使人感到最逼真地模拟实际景物的光像。电视使人人都是千里眼、顺风耳,人人不出屋,便见天下物。“电”“视”顾名思义是物理学与生理学结合的科学。为使使重现光像逼真地模拟实际景物的光像必须首先了解光特性,了解人对光像的感觉特性。1.1光的特性光的特性1.1.1电磁辐射与可见光谱电磁辐射与可见光谱780nm380nm可见光可见光1.光光的波长范围有限,它只占整个电磁波波谱的波长范
9、围有限,它只占整个电磁波波谱中极小的一部分。中极小的一部分。2.不同波长的光呈现出的颜色各不相同,随着不同波长的光呈现出的颜色各不相同,随着波长由长到短,呈现的颜色依次为:波长由长到短,呈现的颜色依次为:红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、蓝蓝、紫紫 3.只含有单一波长的光称为只含有单一波长的光称为单色光单色光;包含有两;包含有两种或两种以上波长的光称为种或两种以上波长的光称为复合光复合光,复合光,复合光作用于人眼,呈现混合色。太阳辐射的光含作用于人眼,呈现混合色。太阳辐射的光含有各种单色光的波谱,给人以白光的综合感有各种单色光的波谱,给人以白光的综合感觉。觉。4.太阳发出的白光中包含了所有的可见光
10、,若把太太阳发出的白光中包含了所有的可见光,若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上,太阳光会经过棱阳辐射的一束光投射到棱镜上,太阳光会经过棱镜分解成一组按镜分解成一组按红红红红、橙橙橙橙、黄黄黄黄、绿绿绿绿、青青青青、蓝、蓝、蓝、蓝、紫紫紫紫顺顺序排列的连续光谱,被分解之后的色光,若再次序排列的连续光谱,被分解之后的色光,若再次经过棱镜,就不能再分解了,这种单一波长的色经过棱镜,就不能再分解了,这种单一波长的色光称光称谱色光谱色光。太阳光谱辐射大部分为可见光,感谢造物主,人恰恰对这部分电磁辐射敏感。电视不但可以把视线不可及的景物变成可及的,还可以把视力不可见的变成可见的,如红外电视和紫外电视。为了真
11、实重现彩色景物需要研究光源。光源包括太阳光和人造光源。彩色感觉是人眼主观视觉功能和物体、光源属性等客观条件结合的产物。同一物体在不同光源下可呈现不同的彩色。1.1.2光源光源一、一、色温色温的概念的概念定量地描述光源所发出的定量地描述光源所发出的白光白光的品位。的品位。绝对黑体绝对黑体-指既不反射也不透射而完全吸收指既不反射也不透射而完全吸收入射波的理想物体。入射波的理想物体。色温色温-当绝对黑体在某一特定绝对温度下,当绝对黑体在某一特定绝对温度下,其辐射的其辐射的相对光谱功率分布相对光谱功率分布与某一光源的光与某一光源的光谱相同时,则绝对黑体的这一特定温度就定谱相同时,则绝对黑体的这一特定温
12、度就定义为该光源的色温,单位是开(义为该光源的色温,单位是开(K)。)。1.1.2光源光源二、标准照明体和标准光源二、标准照明体和标准光源标准照明体标准照明体代表代表模拟模拟A色温于色温于2856K完全辐射体的光完全辐射体的光近日出或日落时之日光近日出或日落时之日光B色温约色温约4874K的直射阳光的直射阳光近正午之阳光近正午之阳光C色温约色温约6740K的平均日光的平均日光相似北方相似北方45度仰角之日光度仰角之日光D50色温约色温约5000K的日光的日光印刷工艺用之标准光印刷工艺用之标准光D65色温约色温约6504K的日光的日光平均太阳光平均太阳光D75色温约色温约7500K的日光的日光相
13、似北方天空之日光相似北方天空之日光标准光源A白光源(2800K2800K)B白光源(4800K4800K)C白光源(6770K6770K)D65白光源(6500K6500K)E白光源(5500K5500K)(等能白光:(等能白光:E E白白)1.2.1眼睛的构造眼睛的构造1.2人眼的视觉特性人眼的视觉特性人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性:人的视觉系统对颜色的感知可归纳出如下几个特性:眼睛可类比与一个摄像机。眼睛可类比与一个摄像机。人人的的视视网网膜膜通通过过神神经经元元来来感感知知外外部部世世界界的的颜颜色。色。每每个个神神经经元元或或者者是是一一个个对对亮亮度度和和颜颜色色敏敏感
14、感的的锥锥体体细细胞胞,或或者者是是一一个个只只对对亮亮度度敏敏感感而而对对颜颜色不敏感的色不敏感的杆体细胞杆体细胞。1.2.2 1.2.2 光的度量光的度量1.光谱光视效率光谱光视效率光的度量是指用人眼的视觉度量光。光的度量是指用人眼的视觉度量光。视觉效应是由可见光刺激人眼引起的。如果视觉效应是由可见光刺激人眼引起的。如果光的辐射功率相同而波长不同,则引起的视光的辐射功率相同而波长不同,则引起的视觉效果也不同,不仅颜色感觉不同,而且亮觉效果也不同,不仅颜色感觉不同,而且亮度感觉也不同。度感觉也不同。在产生相同亮度感觉的情况下,测出各种波在产生相同亮度感觉的情况下,测出各种波长长光的辐射功率光
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