Цветовое ТВ

1. Цвет

Воспринимаемый цвет (цветовой тон)
зависит от длины волны света.
0,4
0,52
0,7 мкм
УФ Ф С Г З Ж О
К ИК
Кроме того, можно получать разные цветовые
тона, складывая другие цвета.
Оказывается, любой цветовой тон можно
получить как сумму трех основных цветов:
R (red) – красный; G (green) – зеленый;
B (blue) – синий,
взятых в определенных количествах.

2. Восприятие цветов глазом

380
x – «красные» колбочки,
y – «зеленые», z – «синие».
Суммарная кривая
видности

3. Характеристики цвета

Светлота – насколько светлым воспринимается свет.
Цветовой тон – что это за цвет.
Насыщенность (чистота цвета) – насколько
цвет близок к спектрально-чистому цвету.
Цвет можно представить как сумму
спектрально-чистого цвета (насыщ. 100%)
и белого цвета (насыщенность 0%).

4. Цветовой график XYZ

Белый цвет:
x
=
1/3;
y
=
1/3.
Локус
Насыщенность
возрастает при
движении от
точки белого к
точке на локусе.

5. Какие цвета можно получить на экране кинескопа?

Вершины треугольника – стандартные цвета
свечения люминофоров на экране кинескопа.
Сложением можно получить все цвета внутри
и на границах треугольника.
Следовательно, можно получить все цветовые
тона, но ограниченный диапазон насыщенности.
Однако в реальных изображениях большие
значения насыщенности и не встречаются.

6. Сложение цветов

Mg (Magenta) Пурпурный.
Ye (Yellow) –
Желтый.
Cy (Cyan) –
Голубой.

7. Одновременное сложение цветов

Примеры: проекционные телевизоры,
цветомузыкальные установки, освещение
в театрах и т.д.

8. Последовательное сложение цветов

Последовательность передачи кадров: К,З,С,К... .
Частота смены кадров не менее 150 Гц.
Примеры: экспериментальные системы цветного
ТВ начала 50-х годов; мультимедийные шлемы.

9. Пространственное сложение цветов

Примеры: экраны цветных телевизоров
и дисплеев, цветные иллюстрации в
книгах, журналах и т.д.

10. Баланс белого

При передаче неокрашенного изображения в
ТВ камере устанавливают настройки так, чтобы
выполнялось равенство
ER = EG = EB.
В телевизионном приемнике устанавливают
настройки так, чтобы при выполнении равенства
ER = EG = EB
на экране получалось неокрашенное изображение.

11. Принцип совместимости

1. Сигнал цветного ТВ должен приниматься
на черно-белый телевизор с получением
нормального черно-белого изображения.
2. Сигнал черно-белого ТВ должен приниматься на цветной телевизор с получением
нормального черно-белого изображения.
3. Сигналы цветного и черно-белого
телевидения должны передаваться по
одним и тем же каналам.
(Совместимые системы: SECAM, NTSC и PAL.)

12. Предпосылки построения совместимых систем цветного ТВ

1. Все цвета реальных изображений можно
воспроизвести, складывая три основных
цвета R, G, B.
2. Зрение не воспринимает цвет мелких
деталей изображения. Поэтому для мелких
деталей достаточно передавать только
информацию об их яркости.
3. Спектр сигнала черно-белого ТВ имеет
дискретную структуру – мощность в основном
сосредоточена у гармоник частоты строк.

13. Яркостный и цветоразностные сигналы

Яркостный сигнал:
E`Y = 0,30E`R + 0,59E`G + 0,11E`B .
Имеет верхнюю частоту 5 – 6 МГц.
Создает черно-белое изображение.
Цветоразностные сигналы: передают два
цветоразностных сигнала:
E`R-Y = E`R - E`Y и E`B-Y = E`B - E`Y .
Их верхняя частота не более 1,5 МГц.
Они «раскрашивают» изображение.
(Штрихи показывают, что сигналы прошли гамма-коррекцию)

14. Свойства цветоразностных сигналов

1. Для монохромного (черно-белого)
изображения E`R = E`G = E`B , поэтому
E`R-Y = E`G-Y = E`B-Y = 0.
2. Цветоразностные сигналы могут быть
как положительными, так и отрицательными.
3. Цветоразностные сигналы не влияют
на яркость изображения, но определяют
его цвет – цветовой тон и насыщенность.
4. При увеличении насыщенности цвета
уровни цветоразностных сигналов растут.

15. Получение E`G-Y

Цветоразностные сигналы имеют свойство:
0,3E`R-Y + 0,59E`G-Y + 0,11E`B-Y = 0.
Отсюда следует:
E`G-Y = - (0,3E`R-Y + 0,11E`B-Y ) / 0,59; или
E`G-Y = - 0,508E`R-Y - 0,186E`B-Y .
Следовательно, E`G-Y можно получить в
приемнике из принятых сигналов E`R-Y и E`B-Y .

16. Получение основных цветов в приемнике

1. Приняли E`Y , E`R-Y , E`B-Y
2. По E`R-Y и E`B-Y получили E`G-Y.
3. Получаем сигналы основных цветов:
E`R = E`Y + E`R-Y ;
E`G = E`Y + E`G-Y ;
E`B = E`Y + E`B-Y .

17. Передача цветоразностных сигналов

Цветоразностные сигналы передают на
цветовой поднесущей, расположенной в
верхней части полосы частот сигнала яркости.
Промодулированная цветовая поднесущая
называется сигналом цветности.
Значения частоты цветовой поднесущей и
способы ее модуляции цветоразностными
сигналами разные в SECAM, NTSC и PAL.

18. Спектр ПЦТС

S
Сигнал яркости E`Y
Сигнал цветности
fцп
f
ПЦТС – полный цветовой ТВ сигнал;
fцп – частота цветовой поднесущей;
S – спектральная плотность сигнала.

19. Перемежение спектров

Пример – система NTSC.
Перемежение спектров яркости и цветности
уменьшает взаимные помехи и искажения.