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Colorimetria e TV a Cores

Colorimetria e TV a Cores. PTC 2547 Princípios de Televisão Digital Guido Stolfi – EPUSP - 2014. Experimento de Newton. branco. Cores Opostas.  (nm). cor.  (nm). cor. 590-560. amarelo. . 470-430. Azul/violeta. 605-590. laranja. . 430-380. azul/verde. 780-605. vermelho.

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Presentation Transcript


  1. Colorimetria e TV a Cores PTC2547 Princípios de Televisão Digital Guido Stolfi – EPUSP - 2014

  2. Experimento de Newton branco

  3. Cores Opostas  (nm) cor  (nm) cor 590-560 amarelo  470-430 Azul/violeta 605-590 laranja  430-380 azul/verde 780-605 vermelho  500-470 ciano - - - magenta  560-500 verde

  4. Modelo de Oponentes para Percepção Visual

  5. Sensibilidade Espectral da Visão

  6. Processos de Colorimetria Objetivo: Reproduzir os estímulos visuais R, G e B artificialmente F FG FR FW FB   (a) (b)

  7. Colorimetria de uma Cor Real FR+ FG+ FB X = FG X() FR FB   Estímulos R, G, B iguais nos dois casos

  8. Colorímetro Tri-Estímulos

  9. Funções de Cromaticidade para Observador Padrão 0.3 R B G 0.2 Valor tri-estímulos 0.1 0.0 -0.1 400 500 600 700 800 Comprimento de Onda (nm) Primários em 700nm (R), 546.1 nm (G) e 435.8 nm (B)

  10. Cálculo das Coordenadas Colorimétricas

  11. Coordenadas r-g Verde (0,1) Branco (0.33, 0.33) Vermelho Azul (0,0) (1,0)

  12. Cores Espectrais nas Coordenadas r-g

  13. Colorimetria com primários X,Y,Z

  14. Funções de Cromaticidade x,y,z Z Z Z Z 1.5 X Y 1.0 X 0.5 0.0 400 500 600 700 Comprimento de Onda (nm)

  15. Coordenadas de Cromaticidade

  16. Diagrama de Cromaticidade CIE

  17. Linearidade na Superposição de Cores A = (yG + xB)/(x+y) P = (wA + zR)/(w+z) x z A w P y

  18. Sensibilidade da Visão para Diferenças de Cromaticidade

  19. Exemplo: Colorimetria de uma Lâmpada de Descarga a Gás Z Z Z Z 1.5 X Y 1.0 X 0.5 0.0 400 500 600 700 Comprimento de Onda (nm)

  20. Exemplo: Colorimetria de uma Lâmpada de Descarga a Gás Comprimento de onda dominante: ~538 nm

  21. Exemplo: Colorimetria de um Corpo Negro Aquecido

  22. Exemplo: Colorimetria de LED’s RGB LED Nichia NSCM315C

  23. Exemplo: Balanceamento de LED’s Características dos LED’s: Aplicando a função de luminância:

  24. Exemplo: Balanceamento de LED’s r (204 X + 80 Y + 0 Z) + + g (104 X + 130 Y + 0.3 Z) + + b (53 X + 25 Y +353 Z) = = 1000 X + 1000 Y + 1000 Z Resolvendo, temos: r = 0,745  0,112  2,23 mA g = 6,68  1,00  20 mA b = 2,83  0,423  8,47 mA Intensidade luminosa de R + G + B = branco: 0,112 x 80 + 1 x 130 + 0,423 x 25 = 150 mcd

  25. Primários de um Cinescópio (NTSC)

  26. Coordenadas de Cromaticidade dos Primários (NTSC e P22)

  27. Funções de Cromaticidade Correspondentes aos Primários (NTSC e EBU)

  28. Requisitos de Fidelidade Colorimétrica •   Fidelidade Física (espectral) •   Fidelidade de Valores Tri-estímulos (R, G, B) •   Fidelidade Colorimétrica (x, y) •   Reprodução Correspondente (mesma iluminação) •   Fidelidade Subjetiva (ao gosto do usuário)

  29. Diagrama de um Sistema de TV a Cores

  30. Banda Passante Necessária para Sistema RGB L t 4.2 MHz R f t G t f B t f

  31. Banda Passante para Luminância e Oponentes Cromáticas L t 4.2 MHz Y t f CB ~1.5 MHz t f CR t f

  32. Testes Subjetivos de requisitos de Banda Passante Inaceitável Imagem Satisfatória Completa- mente Aceitável Frequência de Corte, MHz

  33. Componentes de Luminância e Crominância (NTSC) Y' = 0.299 R' + 0.587G' + 0.114 B‘ (4.2 MHz) I' = 0.74 (R' - Y') - 0.27 (B' - Y') = = 0.60 R' - 0.28 G' - 0.32 B‘ (1.5 MHz) Q' = 0.48 (R' - Y') + 0.41 (B' - Y') = = 0.21 R' - 0.52 G' + 0.31 B'(0.5 MHz)

  34. Modulador NTSC

  35. Exemplo: Padrão de Barras Coloridas (RGB)

  36. Padrão de Barras YUV

  37. Formas de Onda na Modulação NTSC

  38. Padrão de Barras Modulado em NTSC

  39. Intercalamento Espectral

  40. Intercalamento Espectral no Tempo

  41. Freqüência da Sub-portadora de Cor Intercalamento Espectral: fsc = (2n+1)/2 fh fsc – 4.5 MHz = (2p+1)/2 fh frequências multiplicadas por 1000/1001  fh = 15734,265... Hz  fv = 59.94 Hz fsc = 455/2 fh = 5  7  13 / 2 fh = 3.579545 MHz

  42. Diagrama Fasorial da Sub-portadora de Crominância

  43. Referência de Fase: “Burst”

  44. Espectro de um Canal NTSC

  45. Espectro Real de um Canal de TV

  46. Modulador PAL-M

  47. Formas de Onda na Modulação PAL-M

  48. Outros Sistemas de Codificação PAL-B/G/H/I (Europa) 50 Hz / 625 linhas fsc = 4,433618 MHz BW (Y) = 5 MHz (padrões B/G/H) ou 5,5 MHz (padrão I) BW(canal) = 7 MHz (B) ou 8 MHz (G/H/I)

  49. Outros Sistemas de Codificação PAL-N (Argentina, Paraguai, Uruguai) 50 Hz / 625 linhas fsc = 3,582056 MHz BW (Y) = 4,2 MHz BW(canal) = 6 MHz (Resolução diferente na Vertical e Horizontal)

  50. Outros Sistemas de Codificação SECAM (França, URSS)

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