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1、第二章：电视图像转换原理与第二章：电视图像转换原理与电视信号电视信号12.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.1-2.1.1 顺序传像原理顺序传像原理 无线电广播中的声音信号、电视广播中的光学图像信号无线电广播中的声音信号、电视广播中的光学图像信号在传送时首先都要转换成相应的电信号。在传送时首先都要转换成相应的电信号。广播中声音的电信号广播中声音的电信号：是时间的一维函数，即只随时间：是时间的一维函数，即只随时间而变化。而变化。电视中光学图像电信号电视中光学图像电信号：是空间（二维、三维）和时间是空间（二维、三维）和时间的函数，即不同空间位置的光分布各有不同，同时该信号也是的函数，即
2、不同空间位置的光分布各有不同，同时该信号也是随时间变换。随时间变换。2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.1-2.1.1 顺序传像原理顺序传像原理 客观的景物图像是客观的景物图像是由无数个点的集合体，由无数个点的集合体，每一个点都有它的每一个点都有它的光光学特性学特性和和几何位置几何位置，而且它们的光学特性而且它们的光学特性随时间变化。随时间变化。n景像上的任何一点可用下列函数来表示：景像上的任何一点可用下列函数来表示：如如立体彩色电视立体彩色电视图像：图像：黑白电视黑白平面黑白电视黑白平面图像：图像：或或2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.1-2.1.1 顺序传像原
3、理顺序传像原理 式中，t 表示时间，x,y,z 表示空间坐标，代表光的波长(颜色),表示某点的光学特性，既包括亮度又包括颜色亮度亮度色调色调饱和度饱和度n像素像素：任何一幅图像都是有许多密集的细小点子任何一幅图像都是有许多密集的细小点子(小单元小单元)组成，这些小单元面积相等，分布均匀。这些细小点子是组成，这些小单元面积相等，分布均匀。这些细小点子是构成一幅图像的构成一幅图像的基本单元基本单元，称为，称为像素像素。像素越小，一定像素越小，一定面积上的像素数目越多，图像就越清晰面积上的像素数目越多，图像就越清晰.n像素是传送图像的信息单元，它的集合代表了图像总的信像素是传送图像的信息单元，它的集
4、合代表了图像总的信息。息。n将图像分解成像素，然后顺序传送的方法叫做将图像分解成像素，然后顺序传送的方法叫做顺序传送原顺序传送原理。理。2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.1-2.1.1 顺序传像原理顺序传像原理n图像的顺序传送：图像的顺序传送：(相对于同时传送相对于同时传送)开关S1、S2 既要快速转换(电子束扫描转换实现)，同时要严格保持步调一致即收发端要同步工作，收端每个像素的几何位置要与发端一一对应。同步电路同步电路像素像素摄像器件摄像器件显像器件显像器件图像的顺序传送：图像的顺序传送：利用利用人眼的视觉惰性人眼的视觉惰性，把被传送图像上把被传送图像上各个像各个像素的亮度
5、按一定顺序转素的亮度按一定顺序转变成电信号变成电信号，并依次传，并依次传送出去，在接收端的屏送出去，在接收端的屏幕上，再按同样顺序将幕上，再按同样顺序将各个电信号在相对应位各个电信号在相对应位置上转变为光，使我们置上转变为光，使我们感到整幅图像同时发光感到整幅图像同时发光而没有顺序感。而没有顺序感。2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.1-2.1.1 顺序传像原理顺序传像原理n图像的摄取图像的摄取(光电转换光电转换)：电视摄像管电视摄像管n图像的重现图像的重现(电光转换电光转换)：电视显像管电视显像管电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现
6、n电视摄像管：电视摄像管：电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现电子束的产生：电子束的产生：电子枪电子枪电子束的偏转：电子束的偏转：偏转线圈偏转线圈光电转换：光电转换：光电靶光电靶分光系统：分光系统：分色棱镜分色棱镜镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT靶压15至40VRL聚焦线圈偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现光电靶光电靶：内光电效应：内光电效应电子枪电子枪：真空玻璃
7、管内的灯丝、阴极、控制栅极、加速极：真空玻璃管内的灯丝、阴极、控制栅极、加速极(第一第一阳极阳极)和聚焦极、网电极和聚焦极、网电极偏转线圈偏转线圈：水平偏转线圈；垂直偏转线圈：水平偏转线圈；垂直偏转线圈n电视摄像管：电视摄像管：光电靶、电子枪光电靶、电子枪n电视摄像管中光电转换应用的是电视摄像管中光电转换应用的是光电效应光电效应来实现的来实现的.光电效应分两种：光电效应分两种：外光电效应外光电效应：光能量激发下发射电子，如金属钾、铯：光能量激发下发射电子，如金属钾、铯 内光电效应内光电效应：在光能量的激发下改变其电阻：在光能量的激发下改变其电阻(增加自由电子增加自由电子量量)，如半导体材料硫化
8、锑，如半导体材料硫化锑n内光电效应的光电转换效率高于外光电效应。内光电效应的光电转换效率高于外光电效应。2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现光电效应光电效应:金属中的自由电子在光的照射下，金属中的自由电子在光的照射下，吸收光能而逸出金属表面的现象吸收光能而逸出金属表面的现象n光电靶：光电靶：光敏半导体材料共性光敏半导体材料共性：无光照时具有极高的电阻率；受光照无光照时具有极高的电阻率；受光照以后电阻率下降，电阻率的变化与光以后电阻率下降，电阻率的变化与光通量成正比；通量成正比；当被摄的光学景物成像于光电靶上当被摄的光学景物成像于光电
9、靶上时，由于光学图像各部分的亮度不同，时，由于光学图像各部分的亮度不同，靶面上各处的电阻率也不同，靶面上各处的电阻率也不同，图像亮图像亮处电阻小，图像暗处电阻大，处电阻小，图像暗处电阻大，则靶面则靶面上形成了一幅与被摄上形成了一幅与被摄光学图像光学图像明暗分明暗分布相对应的电阻大小的分布图像，即布相对应的电阻大小的分布图像，即电子图像。电子图像。2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现信号电流第二行第三行第四行LLLHHHMM第一行LLLLLHM信号电压RL正极性图像信号正极性图像信号：指图像信号的大小与景物的亮暗成正比，即：指图像信号
10、的大小与景物的亮暗成正比，即景物越亮，信号电平越高；景物越亮，信号电平越高；负极性图像信号负极性图像信号：指图像信号的大小与景物的亮暗成反比，即：指图像信号的大小与景物的亮暗成反比，即景物越亮，信号电平越低景物越亮，信号电平越低;n摄像管光电转换的基本工作原理摄像管光电转换的基本工作原理：n分光系统分光系统将景物的彩色光分解成将景物的彩色光分解成3 3种基色光，并分别用种基色光，并分别用3 3个个摄像管摄取，每只摄像管将图像信号转换为摄像管摄取，每只摄像管将图像信号转换为3 3个相应的基个相应的基色电信号色电信号2.1 2.1 电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现
11、图像的摄取与重现分色棱镜系统分色棱镜系统：分光棱镜通常由三块或四块楔状多棱镜粘分光棱镜通常由三块或四块楔状多棱镜粘合而成；合而成；棱镜棱镜1 1和和2 2的表面分别镀有多层干涉膜的表面分别镀有多层干涉膜Mg和和Mb，使第一分色面和第二分色面形成双向，使第一分色面和第二分色面形成双向分色镜。分色镜。利用光波干涉原理可使进入棱镜的绿光在利用光波干涉原理可使进入棱镜的绿光在第一个薄膜第一个薄膜M Mg g表面反射出来，而红光和蓝表面反射出来，而红光和蓝光则透射过去；同理，第二个薄膜光则透射过去；同理，第二个薄膜M Mb b表面表面使蓝光反射出来，红光透射过去。这样，使蓝光反射出来，红光透射过去。这样
12、，就可将进入棱镜的光分解成红、绿、蓝三就可将进入棱镜的光分解成红、绿、蓝三基色光。基色光。由于两个干涉膜的分光特性不可能完全符由于两个干涉膜的分光特性不可能完全符合设计要求，因此在分光棱镜的三个出口合设计要求，因此在分光棱镜的三个出口处各自固定了一个滤色片处各自固定了一个滤色片R,B，G。n电视显像管（电光转换）：电光效应电视显像管（电光转换）：电光效应 电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现电子束的产生：电子束的产生：电子枪电子枪电子束的偏转：电子束的偏转：偏转线圈偏转线圈电光转换：电光转换：荧光粉荧光粉n电视显像管：（电光转换）电视显像管：（电光
13、转换）彩色显像管由彩色显像管由彩色显像管由彩色显像管由电子枪电子枪电子枪电子枪和和和和荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏两大部分组成两大部分组成两大部分组成两大部分组成锥体管颈电子束铝膜荧光粉内外石墨层高压嘴偏转线圈管脚灯丝阴极栅极（加速极）第一阳极第二、四阳极（聚焦极）第三阳极铝膜电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现阴极阴极：是一个金属圆筒，筒内装有加热灯丝，顶端涂有能发：是一个金属圆筒，筒内装有加热灯丝，顶端涂有能发射自由电子的氧化物。用于发射电子。射自由电子的氧化物。用于发射电子。栅极栅极：又称调制极，是一个套在阴极外面的金属圆筒，顶端：又称调制极，是
14、一个套在阴极外面的金属圆筒，顶端开有小孔。用于控制通过栅极的电子数量，改变电子束的强弱，开有小孔。用于控制通过栅极的电子数量，改变电子束的强弱，从而控制显像管亮度的目的。从而控制显像管亮度的目的。加速极加速极：是一个顶部开有圆孔的金属圆筒，加有几百伏的正：是一个顶部开有圆孔的金属圆筒，加有几百伏的正电压。用于使电子向荧光屏方向作加速运动。电压。用于使电子向荧光屏方向作加速运动。聚焦极聚焦极：用于改变电子束轰击在荧光屏上光点的大小。：用于改变电子束轰击在荧光屏上光点的大小。高压阳极高压阳极：进一步加速电子，使电子束告诉轰击荧光屏。：进一步加速电子，使电子束告诉轰击荧光屏。电子枪的构成：灯丝、阴极
15、、栅极（控制极）、高压阳极电子枪的构成：灯丝、阴极、栅极（控制极）、高压阳极（第一阳极（加速极）、第二阳极（高压极）和第三阳极（第一阳极（加速极）、第二阳极（高压极）和第三阳极（聚焦极）。（聚焦极）。电视传像原理电视传像原理-2.1.2-2.1.2 图像的摄取与重现图像的摄取与重现 荧光屏的发光强弱取决于冲击电子的数量和速度，电子束的荧光屏的发光强弱取决于冲击电子的数量和速度，电子束的强弱由代表图像的强弱由代表图像的三基色电信号三基色电信号来控制；来控制；荧光屏上的荧光粉以荧光屏上的荧光粉以荧光屏上的荧光粉以荧光屏上的荧光粉以红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝三基色点为三基色点为三基色点
16、为三基色点为一组彩色像素一组彩色像素一组彩色像素一组彩色像素，按一定规律组成。按一定规律组成。按一定规律组成。按一定规律组成。图像的重现图像的重现图像的重现图像的重现：空间混色法空间混色法空间混色法空间混色法2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转n电子束的偏转方式：静电偏转电子束的偏转方式：静电偏转 电磁偏转电磁偏转 静电偏转：静电偏转：靠静电场的作用使电子受力而发生偏转，偏靠静电场的作用使电子受力而发生偏转，偏转系统是水平、垂直两对偏转板，偏转角小。示波管（示转系统是水平、垂直两对偏转板，偏转角小。示波管（示波器）波器）电磁偏转：电磁偏转：靠磁场的
17、作用使电子受力而发生偏转，偏转靠磁场的作用使电子受力而发生偏转，偏转系统是行、场两副互相垂直的偏转线圈，偏转角大。系统是行、场两副互相垂直的偏转线圈，偏转角大。显显像管像管(电视机、电脑电视机、电脑)。n静电偏转静电偏转2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转n磁偏转（洛伦兹力方向的确定）：磁偏转（洛伦兹力方向的确定）：正电荷正电荷负电荷负电荷2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转F=Bn显像管：显像管：电子束的偏转电子束的偏转：电子枪发射出来的电子束，只能在屏幕：电子枪发射出来的电子束，只能在屏幕中心产生一
18、个光点，要使光点与图像摄取一样有规则的中心产生一个光点，要使光点与图像摄取一样有规则的移动（扫描），就要在显像管外附加一个移动（扫描），就要在显像管外附加一个磁偏转磁偏转系统，系统，使电子束受力而偏转。使电子束受力而偏转。在显像管中磁场是两组通电线圈产生的，改变线圈中的在显像管中磁场是两组通电线圈产生的，改变线圈中的电流方向，就可以改变磁场的方向，从而使电子束作垂电流方向，就可以改变磁场的方向，从而使电子束作垂直方向和水平方向的偏转。直方向和水平方向的偏转。改变磁场方向的线圈称为改变磁场方向的线圈称为偏转线圈。偏转线圈。行偏转线圈、场偏行偏转线圈、场偏转线圈转线圈 2.2 2.2 电子扫描电子
19、扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转场偏转线圈场偏转线圈：产生的磁场是：产生的磁场是？方向的，方向的，因此电因此电子束穿过磁场作子束穿过磁场作？方向的运动。呈环形，也分方向的运动。呈环形，也分成连个绕组，分别绕在铁氧体磁环上。成连个绕组，分别绕在铁氧体磁环上。行偏转线圈行偏转线圈：产生的磁场是：产生的磁场是？方向的，方向的，因此电子束因此电子束穿过磁场作穿过磁场作？方向的运动。呈喇叭形，分成两个绕方向的运动。呈喇叭形，分成两个绕组，分别位于显像管颈与锥体连接处的上、下方。组，分别位于显像管颈与锥体连接处的上、下方。n 在显像管中有两种偏转线圈：在显像管中有两种偏转线圈：垂直垂
20、直水平水平水平水平垂直垂直2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.1-2.2.1 电子束的偏转电子束的偏转n电子束按一定的规律在靶面上或荧光屏上的运动过程，即图电子束按一定的规律在靶面上或荧光屏上的运动过程，即图像的分解与复合过程，像的分解与复合过程，叫做叫做扫描扫描。图像的分解图像的分解：图像上的各像素的光学信息转变为顺序传送：图像上的各像素的光学信息转变为顺序传送的电信号的过程的电信号的过程 图像的复合图像的复合：把顺序传送的电信号再重现为光学图像的过：把顺序传送的电信号再重现为光学图像的过程程12345N
21、12345N.N125N34图像的分解和传送图像的分解和传送1一幅完整的图像：由无数多个像素组成一个个像素图像的分解过程图像的分解过程12345N12345N.N125N34图像的合成图像的合成1一幅完整的图像图像的合成过程图像的合成过程由于人眼的视觉惰由于人眼的视觉惰性和发光材料的余性和发光材料的余辉特性辉特性2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描q逐行扫描：电子束扫描从图像上端开始，从左到右、从上逐行扫描：电子束扫描从图像上端开始，从左到右、从上到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行的扫描，到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行的扫描，称为称为逐逐行扫描。行扫描
22、。q电子束移动轨迹的集合就形成了矩形的扫描光栅。电子束移动轨迹的集合就形成了矩形的扫描光栅。行正程：行正程：q电子束从左到右的扫描过程称为电子束从左到右的扫描过程称为行正程扫描行正程扫描。q行正程扫描所需的时间称为行正程扫描所需的时间称为行扫描正程时间行扫描正程时间。用用T THtHt表示。表示。q电子束从右到左的扫描过程称为电子束从右到左的扫描过程称为行逆程扫描行逆程扫描。q行逆程扫描所需的时间称为行逆程扫描所需的时间称为行扫描逆程时间行扫描逆程时间。用用T THrHr表示。表示。q行扫描周期行扫描周期 T TH=H=T THtHt +T+THrHr 2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2
23、.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描帧正程帧正程q电子束从上到下的扫描过程称为电子束从上到下的扫描过程称为帧正程扫描帧正程扫描。q帧正程扫描所需的时间称为帧正程扫描所需的时间称为帧扫描正程时间帧扫描正程时间。用用T TVtVt表示。表示。q电子束从下到上的扫描过程称为电子束从下到上的扫描过程称为帧逆程扫描帧逆程扫描。q帧逆程扫描所需的时间称为帧逆程扫描所需的时间称为帧扫描逆程时间帧扫描逆程时间。用用T TVrVr表示。表示。q帧扫描周期帧扫描周期 T TV V=T=TVtVt+T+TVrVr q实现逐行扫描偏转线圈中电流的
24、波形图如下：实现逐行扫描偏转线圈中电流的波形图如下：q行扫描电流波（锯齿波）形图：行扫描电流波（锯齿波）形图：T THt T THr2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描 q实现逐行扫描偏转线圈中电流的波形图如下：实现逐行扫描偏转线圈中电流的波形图如下：q帧扫描电流波（锯齿波）形图：帧扫描电流波（锯齿波）形图：T TVt T TVr2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描n逐行扫描光栅逐行扫描光栅2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描行逆程系数行逆程系数 和帧逆程系数和帧逆程系数 =THr
25、/TH=18%=TVr/TV=8%2.2 电子扫描-2.2.2 逐行扫描 只有行扫描只有帧扫描只有场逆程扫描轨迹消除逆程后的正常扫描光栅n 在广播电视系统中，在行扫描与帧扫描的逆程期间不用来在广播电视系统中，在行扫描与帧扫描的逆程期间不用来传送图像信号；传送图像信号；n 逆程扫描线消失：在行、帧逆程期间，利用消隐脉冲来截逆程扫描线消失：在行、帧逆程期间，利用消隐脉冲来截止扫描电子束。止扫描电子束。2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描电子束的面积电子束扫描过程：电子束扫描过程：在逐行扫描中，每帧的光栅都应互相重合，这就要求帧在逐行扫描中，每帧的光栅都应互相重
26、合，这就要求帧扫描周期扫描周期T TV V为行扫描周期为行扫描周期T TH H的整数倍。的整数倍。这是实现逐行扫描的这是实现逐行扫描的条件条件。q如果每帧的扫描行数用如果每帧的扫描行数用Z Z来表示，则来表示，则 T TV V=T TH H Z Z 或或 Z=Z=T TV V/T TH H=f=fH H/f/fV V fH 与与 fV 分别为行扫描频率与场扫描频率。分别为行扫描频率与场扫描频率。q在人眼于屏幕保持一定距离的情况下，当行数（在人眼于屏幕保持一定距离的情况下，当行数（500）足够多时，人眼将分辨不出行结构，只是看到一个均匀发足够多时，人眼将分辨不出行结构，只是看到一个均匀发光的面。
27、光的面。2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描n逐行扫描的特点逐行扫描的特点 优点优点：简单、可靠。：简单、可靠。缺点缺点：传输图像要很宽的频带（：传输图像要很宽的频带（fV=48Hz,Z=500）。）。2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.2-2.2.2 逐行扫描逐行扫描2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.3-2.2.3 隔行扫描隔行扫描q隔行扫描隔行扫描 是将一帧电视图像分成两场进行扫描（从上至是将一帧电视图像分成两场进行扫描（从上至下一次为一场）。第一场扫出光栅的下一次为一场）。第一场扫出光栅的1 1、3 3、5 5、.等奇数等奇数行，第二场
28、扫第行，第二场扫第2 2、4 4、6 6、等偶数行。等偶数行。113356424682879579奇数场结束点奇数场结束点偶数场开始点偶数场开始点隔行扫描过程：隔行扫描过程：扫奇数行的场叫扫奇数行的场叫奇数场；奇数场；扫偶数行的场叫扫偶数行的场叫偶数场；偶数场；每帧图像经过两场扫描，所有像素全部扫每帧图像经过两场扫描，所有像素全部扫完。完。注意注意：两场光栅要均匀交错！：两场光栅要均匀交错！2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.3-2.2.3 隔行扫描隔行扫描q电子束从上边一行始端扫到最下边一行的终端，又返电子束从上边一行始端扫到最下边一行的终端，又返回最上边一行的始端称场扫描时间回最上边
29、一行的始端称场扫描时间 T T场场。q把一帧（幅）图像全部扫描完毕所需时间称为帧扫描把一帧（幅）图像全部扫描完毕所需时间称为帧扫描时间时间T T帧帧。q在逐行扫描中，在逐行扫描中，T T帧帧=T=T场场。q在隔行扫描中在隔行扫描中 T T帧帧=2T=2T场场。f f帧帧=1/2f=1/2f场场.q隔行扫描总的扫描行数隔行扫描总的扫描行数 Z=ZZ=Z奇数场奇数场+Z+Z偶数场偶数场.q相对于逐行扫描，隔行扫描使图像信号带宽减少一半，相对于逐行扫描，隔行扫描使图像信号带宽减少一半，行数保持一致。行数保持一致。n实现奇数行隔行扫描的条件：实现奇数行隔行扫描的条件：q保证各帧扫描光栅重叠，每帧行数必
30、须为整数；（保证各帧扫描光栅重叠，每帧行数必须为整数；（逐逐行扫描的条件行扫描的条件）q两场光栅均匀交错（镶嵌）的条件：行数必须是两场光栅均匀交错（镶嵌）的条件：行数必须是奇数奇数，隔行扫描第一场结束于最后一行的一半，第二场开始隔行扫描第一场结束于最后一行的一半，第二场开始于半行（电子束必须返回到屏幕上方的中央）。于半行（电子束必须返回到屏幕上方的中央）。q行频行频 f fH H 与场频与场频 f fV V:2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.3-2.2.3 隔行扫描隔行扫描q我国电视制式：我国电视制式：一幅图像的总行数为一幅图像的总行数为625 625 行，采用行，采用2:12:1隔行
31、扫描，隔行扫描，每一场的扫描行数位每一场的扫描行数位行。正程扫描行数？行。正程扫描行数？逆程扫描逆程扫描行数？像素数？行数？像素数？2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.3-2.2.3 隔行扫描隔行扫描n隔行扫描：隔行扫描：q为了进一步压缩图像信号的带宽，是否可以隔多行扫为了进一步压缩图像信号的带宽，是否可以隔多行扫描呢？描呢？答案是不可以。答案是不可以。1 1、行间闪烁效应。、行间闪烁效应。2 2、出现并行现象。、出现并行现象。3 3、出现垂直边沿锯齿化现象。、出现垂直边沿锯齿化现象。2.2 2.2 电子扫描电子扫描-2.2.3-2.2.3 隔行扫描隔行扫描n电视图像的基本参数电视图像的
32、基本参数q图像的宽高比图像的宽高比：用：用W和和H分别代表在电视屏幕上显示出分别代表在电视屏幕上显示出来的图像宽度和高度，二者之比则称为图像的宽高比。来的图像宽度和高度，二者之比则称为图像的宽高比。电视图像的基本参量电视图像的基本参量-2.3.1-2.3.1 图像的宽高比图像的宽高比电视的宽高比电视的宽高比：4:3高清晰度电视的宽高比高清晰度电视的宽高比：16:9n根据人眼视觉特性，视觉最清楚的范围约为垂直夹角根据人眼视觉特性，视觉最清楚的范围约为垂直夹角15150 0，水平夹角，水平夹角20200 0的一个矩形面积的一个矩形面积n电视图像的基本参数电视图像的基本参数q矩形屏幕的大小用矩形屏幕
33、的大小用对角线长度对角线长度表示：表示：例如：例如：46cm,51cm(46cm,51cm(相应于相应于1818英寸，英寸，2020英寸英寸)1)1英寸英寸 电视图像的基本参量电视图像的基本参量-2.3.1-2.3.1 图像的宽高比图像的宽高比n电视图像的基本参数电视图像的基本参数场扫描频率的确定：场扫描频率的确定：q利用人眼的暂留特性，要使电视画面没有闪烁感觉，利用人眼的暂留特性，要使电视画面没有闪烁感觉，场频应场频应高于临界闪烁频率高于临界闪烁频率46Hz46Hz；q选择场频还受电视接收机中存在的选择场频还受电视接收机中存在的交流电源干扰交流电源干扰。当。当场频与电源频率不同时，所造成的光
34、栅不但扭曲而且场频与电源频率不同时，所造成的光栅不但扭曲而且摆动。为了避免这种现象，场频就选用了与电源频率摆动。为了避免这种现象，场频就选用了与电源频率相同，即相同，即50Hz50Hz（我国）或（我国）或60Hz60Hz(如美国）如美国）.帧频？帧频？电视图像的基本参量场扫描频率的确定电视图像的基本参量场扫描频率的确定25Hz每帧图像扫描行数人眼的分辨角 人眼视角清楚张角：垂直15，对应L 4（水平20）L显示图像扫描行数应为:z =h/d实际取图像显示行Z575行，加上逆程50行，得每帧扫描行数为Z625行Ln电视图像的基本参数电视图像的基本参数q图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关
35、，图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关，这种能力称为这种能力称为电视系统的分解力电视系统的分解力。q电视系统的分解力：扫描行数来表征，称为电视系统的分解力：扫描行数来表征，称为标准分解标准分解力。力。q扫描行数越多，分解成的图像像素数就越多，原景物扫描行数越多，分解成的图像像素数就越多，原景物的细节就呈现的越清楚，主观感觉的图像清晰度也就的细节就呈现的越清楚，主观感觉的图像清晰度也就越高。越高。q分解力：分解力：垂直分解力，水平分解力垂直分解力，水平分解力。电视图像的基本参量扫描行数的确定电视图像的基本参量扫描行数的确定q垂直分解力：垂直分解力：1 1、沿图像垂直方向所能分解的像素数、
36、沿图像垂直方向所能分解的像素数(或黑白相间的条纹或黑白相间的条纹数数)称为称为电视系统的垂直分解力电视系统的垂直分解力。以线数或行数表示。以线数或行数表示。总行数总行数-逆程行数逆程行数=Z-8%Z=(1-）Z2.3 2.3 电视图像的基本参量扫描行数的确定电视图像的基本参量扫描行数的确定 2 2、垂直分解力取决于扫描行数，、垂直分解力取决于扫描行数，小于扫描行数；小于扫描行数；3 3、垂直分解力的确定：、垂直分解力的确定：在一帧周期内，扫描逆程包在一帧周期内，扫描逆程包括的行数不能分解图像，令一帧括的行数不能分解图像，令一帧图像的扫描行数为图像的扫描行数为Z,Z,则垂直分则垂直分解力等于解力
37、等于：实际上，由于实际上，由于扫描行与图像间相对位置关系扫描行与图像间相对位置关系，并非每一有，并非每一有效行能代表垂直分解力，垂直分解力介于有效行数的效行能代表垂直分解力，垂直分解力介于有效行数的1 1与与1/21/2倍之间。倍之间。(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)M=(1-=(1-)Z)ZM=0=0M=1/2(1-=1/2(1-)Z)Z2.3 2.3 电视图像的基本参量扫描行数的确定电视图像的基本参量扫描行数的确定 通常，通常，垂直分解力垂直分解力 M=k1(1-)Z k1称为克尔称为克尔(Kell)(Kell)系数，一般取系数，一般取k1之间。之间。在在我国电视标准我国电
38、视标准中，中，Z=625行，行，=8%，取取k1,则则 M=431M=431行。行。2.3 2.3 电视图像的基本参量扫描行数的确定电视图像的基本参量扫描行数的确定q水平分解力：水平分解力：1 1、沿图像水平方向所能分解的像素数、沿图像水平方向所能分解的像素数(或黑白相间的条纹或黑白相间的条纹数数)称为称为电视系统的水平分解力电视系统的水平分解力。以线数或行数表示。以线数或行数表示。2 2、一般认为电视图像的清晰度在垂直与水平两个方向上、一般认为电视图像的清晰度在垂直与水平两个方向上应该相等最合理应该相等最合理.水平分解力，水平分解力，M=Kk1(1-)Z K 为幅型比（宽高比）为幅型比（宽高
39、比）2.3 2.3 电视图像的基本参量扫描行数的确定电视图像的基本参量扫描行数的确定n电视图像的基本参数q我国电视标准：场频fV=50Hz,帧频fF=25Hz 扫描行数Z=625行，一场扫描的时间TV=场逆程扫描的时间TVr=场正程扫描的时间TVt=一帧扫描的时间TF=行扫描时间TH=行逆程扫描时间THr=行正程扫描时间THt=行频fH=n电视图像的基本参数q我国电视标准：场频fV=50Hz,帧频fF=25Hz 扫描行数Z=625行，一场扫描的时间TV=1/fV=1/50=0.02s=20ms 场逆程扫描的时间TVr=8%*TV 场正程扫描的时间TVr=一帧扫描的时间TF=TF=1/fF=40
40、ms 行扫描时间TH=TF/Z=40ms/625=64s 行逆程扫描时间THr=18%*64=11.52=12 s 行正程扫描时间THt=64-12=52 s 行频fH=1/TH=15625Hzn电视信号的基本组成：电视信号的基本组成：q消隐信号：消隐信号：1 1、目的：为了截止扫描逆程期间的电子束。、目的：为了截止扫描逆程期间的电子束。2 2、每行传送一个消隐信号称、每行传送一个消隐信号称行消隐行消隐。3 3、每场传送一个消隐信号称、每场传送一个消隐信号称场消隐场消隐。4 4、行、场消隐信号混合在一起而成、行、场消隐信号混合在一起而成复合消隐信号复合消隐信号。5 5、复合消隐信号的幅度相当于
41、图像信号的黑电平。、复合消隐信号的幅度相当于图像信号的黑电平。64S201.623-25H12S 0.18H18.41.6行消隐场消隐287.5行25行2.4 2.4 电视信号的基本组成消隐信号电视信号的基本组成消隐信号q消隐信号：消隐信号：64S201.623-25H12S 0.18H18.41.6行消隐场消隐287.5行25行2.4 2.4 电视信号的基本组成消隐信号电视信号的基本组成消隐信号行消隐脉冲以行周期（行消隐脉冲以行周期（64 s ）重复）重复场消隐脉冲以场周期（场消隐脉冲以场周期（20ms）重复）重复复合消隐脉冲却以帧周期（复合消隐脉冲却以帧周期（40ms）重复）重复n电视信号
42、的基本组成：电视信号的基本组成：q同步信号（逆程期间传送的）：同步信号（逆程期间传送的）：1 1、目的：使接收端和发送端的扫描点几何位置一一对应。、目的：使接收端和发送端的扫描点几何位置一一对应。2 2、行同步信号：在发端每扫一行，送一个同步信号去控、行同步信号：在发端每扫一行，送一个同步信号去控制接收端的行扫描频率和相位，使其与发端同步。行制接收端的行扫描频率和相位，使其与发端同步。行同步脉冲宽度为同步脉冲宽度为4.7 s。2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.2-2.4.2 同步信号同步信号行同步信号行同步信号行扫描电路行扫描电路行偏转线圈行偏转线圈场同步信号场同步
43、信号场扫描电路场扫描电路场偏转线圈场偏转线圈 3 3、场同步信号：在发端每扫一场，送一个同步信号去控制、场同步信号：在发端每扫一场，送一个同步信号去控制接收端的场扫描频率和相位，使其与发端同步。场同步脉冲接收端的场扫描频率和相位，使其与发端同步。场同步脉冲宽度为宽度为,即即2.5 64 s=160 s。4 4、同步脉冲的前沿表示上一行（场）结束，下一行（场）、同步脉冲的前沿表示上一行（场）结束，下一行（场）开始。为每一行的起始基准时刻。开始。为每一行的起始基准时刻。5 5、在隔行扫描中，奇数场与偶数场的场同步脉冲的前沿与、在隔行扫描中，奇数场与偶数场的场同步脉冲的前沿与最后一个行同步脉冲前沿的
44、距离不同，相差半行。最后一个行同步脉冲前沿的距离不同，相差半行。2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.2-2.4.2 同步信号同步信号 4 4、复合同步信号（行、场同步信号合在一起的信号）：、复合同步信号（行、场同步信号合在一起的信号）：q复合同步信号复合同步信号+复合消隐信号：复合消隐信号：64S201604.7S行同步场同步16064S100%1601601.6m4.7S12S行同步场同步行消隐场消隐1.3S消隐脉冲与同步脉冲的关系75%25%2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.2-2.4.2 同步信号同步信号q信号的分离：信号的分离：1
45、1、行场同步信号的分离行场同步信号的分离：根据它们之间的宽度的不一：根据它们之间的宽度的不一样，样，经微分电路把行同步信号取出来去控制行扫描发经微分电路把行同步信号取出来去控制行扫描发生器，经积分电路把场同步信号取出来去控制场扫描生器，经积分电路把场同步信号取出来去控制场扫描发生器。发生器。2 2、复合消隐信号与复合同步信号的分离复合消隐信号与复合同步信号的分离：同步脉冲比：同步脉冲比消隐脉冲高，通过幅度分离电路，把同步脉冲分离出消隐脉冲高，通过幅度分离电路，把同步脉冲分离出来。来。2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.2-2.4.2 同步信号同步信号n黑白全电视信号黑
46、白全电视信号(全电视信号全电视信号)：图像信号图像信号:用于携带图像的信息用于携带图像的信息 复合同步脉冲复合同步脉冲:用于使收、发两端按相同的扫描规用于使收、发两端按相同的扫描规律进行扫描律进行扫描 复合消隐脉冲复合消隐脉冲:用于消除（或关掉）逆程扫描其间用于消除（或关掉）逆程扫描其间的电子束的电子束 前后均衡脉冲前后均衡脉冲 开槽脉冲的电信号开槽脉冲的电信号 2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.3-2.4.3 黑白全电黑白全电视信号视信号n黑白全电视信号黑白全电视信号(全电视信号全电视信号)：开槽脉冲的电信号开槽脉冲的电信号 在场同步期间保证行同步的连续性，在场同
47、步脉冲上开在场同步期间保证行同步的连续性，在场同步脉冲上开了了5 5个槽，齿脉冲宽度为个槽，齿脉冲宽度为27.3 27.3 s,s,开槽宽度为开槽宽度为4.7 4.7 s s 作用：在场同步脉冲上开槽，保证行同步的连续性。作用：在场同步脉冲上开槽，保证行同步的连续性。在在场同步期间，没有行同步脉冲，在场同步期间行同步中断，场同步期间，没有行同步脉冲，在场同步期间行同步中断，使行扫描不能立即恢复工作。使行扫描不能立即恢复工作。2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.3-2.4.3 黑白全电黑白全电视信号视信号64S201.623-25H12S 0.18H18.41.6行消隐
48、场消隐287.5行25行n黑白全电视信号黑白全电视信号(全电视信号全电视信号)：前后均衡脉冲前后均衡脉冲 前、后均衡脉冲均为前、后均衡脉冲均为5 5个，各占两行半时间，脉冲间隔为个，各占两行半时间，脉冲间隔为H/2,H/2,脉冲宽度为脉冲宽度为 s s，2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.3-2.4.3 黑白全电黑白全电视信号视信号 由于奇数场与偶数场的场同步脉冲前后的行同步脉冲相差半行，在接收端用积分电路分离场同步脉冲时，造成两场的起始时间不一致，严重影响隔行扫描的的准确性，导致扫描光栅并行和分解力降低。n黑白全电视信号：黑白全电视信号：2.4 2.4 电视信号的基本组成电视信号的基本组成-2.4.3-2.4.3 黑白全电黑白全电视信号视信号