电视原理、制式和CCD简介
4第一节CCD的工作原理
第一节CCD的工作原理一、概述电视摄像器件是电视系统发送端的首要器件,它完成光电变换作用,其性能指标关键性地决定了电视系统图象信号的质量。
摄像器件的主要特性参数有:灵敏度、光谱特性、光电变换特性、分解力、惰性、信杂比、抗灼伤能力、工作寿命、耗电、可靠性等。
CCD是"电荷耦合器件"的缩写。
不同于以往摄像器件,它是以电荷作为图象信号以时钟信号控制代替扫描实现图象信号的摄取变换和输出的。
二、工作原理1. CCD器件的结构CCD摄像器件的单元结构如图4-1,由金属、绝缘层、半导体构成。
工作原理是依靠MOS电容与其电子势阱的存储电荷作用,以及改变栅压高低可以使势阱内电荷包逐个势阱转移的效应。
当MOS电容栅压增高时,在半导体内部被排斥的电荷数也增加,耗尽层厚度增加,半导体内电势越低,电子则向耗尽层移动、存储象对电子的陷阱一样,称为电子势阱。
电子势阱可以用来存放电子。
其特点是:当增加,势阱变深;当减小,势阱变浅,电子向势阱深处移动如图4-2。
2.信号电荷的注入、转移和输出1)注入势阱内的电荷包是由光敏材料受光照射后激发,产生电子空穴对。
空穴被排斥,电子作为反映光强的载体--电荷包被收集,成为光电荷注入,这就是CCD摄像器件的光电变换过程。
势阱内电荷包的大小与光照强度和光照时间成正比。
2)转移势阱内的电荷包逐步顺序转移时有三相时钟驱动、二相时钟驱动和四相时钟驱动等几种方式,都是依靠相应的时钟脉冲序列控制电压高低来实现。
A.三相时钟驱动如图4-3所示,每三个势阱为一组,对它们加入三相时钟脉冲。
由于每个时刻上三个栅压只有一个为高电平,其余两个为低电平,所以只有一个势阱深,其余两个为浅势阱。
深势阱中有电荷包,浅势阱中没有电荷包。
随着时间的推移,深势阱也向前推进,势阱中的电荷包随之转移。
每经过一个半时钟周期,电荷包顺序转移三个势阱。
如果改变三个电压的高低顺序,,可以改变电荷的移动方向,实现电荷包的双向移动。
电视机的基本工作原理及结构组成
电视机的基本工作原理及结构组成电视机的基本工作原理是由于射频信号在空中传输的过程中要混入一些干扰信号并随着传输距离的增大而衰减,电视机从有线或天线(RF-IN)接收到微弱的射频电视信号后,首先要通过调谐器对它进行解调,经过放大、混频和检波,滤掉高频载波分量,得到PAL、NTSC或SECAM制式的复合全电视信号。
电视信号从点到面的顺序采样、传输和再现是通过扫描完成的。
电视扫描系统因国家而异。
在中国,每秒25帧,每帧625行。
每一行从左到右扫描,每一帧按照隔行从上到下分为奇数行和偶数行,以减少闪烁感。
图像信息在扫描过程中传输。
当扫描电子束从上一行结束回到下一行起点之前的行回扫线,以及每一场从上到下扫描完之后的场回扫线时,应消隐。
在行场的消隐期间,发送行场同步信号以同步接收和发送的扫描,从而精确地再现原始图像。
电视摄像机将景物的光像聚焦在摄像管的光敏(或光导)靶面上,靶面各点的光电子激发或光导的变化随光像各点的亮度而变化。
当电子束用于扫描目标表面时,会产生一个电信号,其幅度与每一点处的场景光图像的亮度成正比。
传输到电视接收机的扫描电子束使显像管屏幕随输入信号的强弱而变化。
当与发送端同步扫描时,发送的原始图像会出现在显像管的屏幕上。
电视信号传输和分发的过程,以其他城市的直播为例,一般是从摄像机、电视中心或面包车,到微波中继线路、发射台,最后到用户电视接收机。
电视机有以下几个部分组成:机箱、面板控制器、机芯(电路板)、显像管、遥控手机等。
机芯由电源、信号处理、扫描电路和总线控制组成。
其中:第一,电源是高效的开关稳压器,为整机提供能量。
二、信号处理部分还包含:调谐器、图像回放、解码、视频放大、声音等电路。
麦克风的作用是对天线接收到的信号进行转换、放大和解码,形成图像信号,送到显像管还原为图像,音频信号送到扬声器还原为声音。
第三,扫描电路由场扫描和行扫描组成。
作用是形成光栅,为图像奠定基础。
总线控制器,这个单元的作用是管理和控制电视机,保证机器的正常工作,辅助用户使用电视机。
电视剧成像的原理和应用
电视剧成像的原理和应用一、电视剧成像的原理电视剧成像是指通过电视摄像机将现实世界中的画面转变为电子信号的过程。
在电视剧成像过程中,主要涉及到光学成像、图像传感器、信号处理和显示等环节。
1. 光学成像电视剧成像的第一步是通过光学镜头将现实世界的图像聚焦到图像传感器上。
光学成像的原理是利用透镜的折射作用,将物体发出的光线聚焦到传感器上,形成倒立的实时图像。
2. 图像传感器图像传感器是电视摄像机中的核心组件,它能够将光学成像得到的图像转换为电子信号。
常用的图像传感器有CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。
3. 信号处理信号处理是将图像传感器采集到的电子信号进行分析、处理和编码的过程。
在信号处理阶段,可以对图像进行增强、调整亮度、对比度等操作,以提高图像的质量和逼真度。
4. 显示经过信号处理后的图像信号,会通过电视机或其他显示设备进行解码和显示。
显示设备能够将电子信号转化为人眼可见的图像,使观众能够观看到电视剧的内容。
二、电视剧成像的应用电视剧成像技术不仅应用于电视节目的制作,还广泛应用于各个领域,包括医疗、安防、教育和娱乐等。
1. 医疗领域在医疗领域,电视剧成像技术被应用于医学影像的获取和诊断。
例如,通过摄像机将患者的体征实时传输到医生的电视屏幕上,医生可以根据图像进行诊断和治疗。
2. 安防领域电视剧成像技术在安防领域起到了重要作用。
安防摄像机能够将监控区域的实时图像传输到中心监控室,通过显示设备进行实时监控和录像,以提供安全保护和追踪调查的功能。
3. 教育领域电视剧成像技术在教育领域被广泛运用。
例如,通过摄像机将教师的讲解实时传输到学生的电视屏幕上,学生可以通过远程观看来参与教学活动,提高学习效果和互动性。
4. 娱乐领域电视剧成像技术在娱乐领域有着广泛的应用。
如今,电视剧已经成为人们生活中不可或缺的娱乐方式之一。
通过电视剧成像技术,制作出逼真的画面和效果,吸引观众的注意力,提供精彩的娱乐体验。
电视机显示工作原理
电视机显示工作原理电视机作为家庭娱乐的重要设备之一,已经成为人们日常生活中不可或缺的部分。
然而,你是否曾想过电视机是如何实现图像显示的呢?本文将为你详细介绍电视机的显示工作原理。
一、显示原理概述电视机的显示原理基于光电效应和电子束扫描技术。
简单来说,电视机通过将电信号转化为光信号,再通过电子束扫描技术将光信号逐行扫描,最终形成完整的图像。
二、电视机主要部件电视机主要由屏幕、电子枪、光栅和电子控制系统等部件组成。
1. 屏幕屏幕是电视机的显示装置,一般采用液晶(LCD)或者等离子(PDP)技术。
液晶屏采用液晶分子的光电效应来控制光的透过程度,从而实现图像显示。
等离子屏幕则利用激发气体,使其发射紫外线,并通过荧光物质转化为可见光,完成图像显示。
2. 电子枪电子枪是电视机的核心部件之一,通常由阴极、聚焦器和加速器等组成。
阴极通过加热,释放出电子流。
聚焦器将电子流聚焦为一个细小的束团。
加速器为电子束提供高速动能。
3. 光栅光栅是电子束扫描的关键部件,它控制电子束水平和垂直方向的移动。
光栅包含水平偏转系统和垂直偏转系统,通过调节电流大小和方向来控制电子束的扫描位置。
4. 电子控制系统电子控制系统是电视机工作的“大脑”,负责接收和处理输入的信号,并控制电子枪和光栅的运行。
它可以解码电视信号,将其转化为图像和声音。
三、图像生成过程电视机的图像生成过程可以分为三个阶段:图像信号接收、信号解码和电子束扫描。
1. 图像信号接收电视机通过天线、有线电视或其他视频输入设备接收图像信号,将信号传输至电子控制系统。
2. 信号解码电子控制系统对接收到的图像信号进行解码处理,将其转化为电视机可识别的信号,包括亮度、色度和音频信号。
3. 电子束扫描在电视机内部,电子枪会产生一束高速电子,通过光栅的控制,电子束会逐行扫描屏幕。
具体而言,电子束从屏幕的左上角开始扫描第一行,然后逐行移动至最后一行,并回到下一行的起始位置。
在扫描过程中,电子枪会在需要显示亮度的地方发射更多的电子,而在暗的区域减少电子的发射。
电子电视工作原理
电子电视工作原理电子电视是一种通过电子技术将图像和声音传输到接收器上播放的先进媒体设备。
它采用了复杂的工作原理,经过多个步骤实现图像和声音的捕捉、传输和显示。
本文将详细介绍电子电视的工作原理。
一、图像获取与传输电子电视的图像获取与传输主要通过摄像机和电视信号传输系统来实现。
摄像机采用CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器来捕捉图像。
当被拍摄的场景中的光线照射到传感器上时,传感器会将光信号转换为电信号,并经过增强、处理和编码后,在电视信号传输系统中通过电缆或无线信号发送到接收器。
二、电视信号解码与处理接收器是电子电视的重要组成部分,它负责接收信号、解码信号并对其进行处理。
接收器通过接收到的信号进行解码,恢复出原始的图像和声音信息。
在解码过程中,接收器会使用特定的解码算法,将数字信号解码为模拟信号。
解码完成后,接收器会对图像信号进行去噪、增强和调整,以提高图像的质量,并对声音信号进行处理、放大和调整,以获得更好的音频效果。
三、图像显示与声音输出经过解码和处理后,图像信号和声音信号会发送到电子电视的屏幕和扬声器上进行显示和输出。
在一般液晶电视中,屏幕由若干个液晶像素组成,每个像素可以根据接收到的信号决定是显示黑色还是白色,并通过调整液晶的偏振状态来控制光线的透过程度,从而形成图像。
同时,电视还可以通过调整液晶的亮度、对比度和色彩等参数来改善图像的质量。
扬声器则负责播放接收到的声音信号。
声音信号经过放大后,通过扬声器转化为可听的声音。
一些高级电视还可能配备多声道音响系统,以提供更好的声音效果和立体声体验。
总结:电子电视工作原理包括图像获取与传输、电视信号解码与处理以及图像显示与声音输出。
通过摄像机和电视信号传输系统,图像信号被捕捉并发送到接收器。
接收器通过解码和处理信号,恢复图像和声音的原始信息。
最后,图像通过屏幕显示,声音通过扬声器输出,给观众带来沉浸式的视听体验。
以上便是电子电视工作原理的详细介绍。
数字电视视频格式与制式的概念
数字电视视频格式与制式的概念1数字电视视频格式与制式的概念在数字视频中,格式和制式有类似的含义。
一般情况下,格式是指表达、记录图像信息的方式,例如,扫描格式,规定了每行像素数、每帧行数,一般将数字流按一定的方式记录在磁带上的规定也称为格式,如D-1格式、D-2格式、D-3格式和D-5格式等。
严格来说,D-1格式专指录像格式,但因其简单明了,有时也引申为数字分量格式的代名词。
格式往往是范围较小的概念,而制式则是更大范围的概念。
格式可以是一个系统中的不同格式,而制式则可以是不同的系统,如NTSC制、PAL制、SECAM制、顺序传输制、同时传送制等,又如黑白电视制式、彩色电视制式和数字电视制式等。
2数字电视视频标准与规范的概念标准和规范的含义相近,标准指要遵照执行的规定和必须采用的参数,往往是强制性的,而规范强制性色彩较弱,说明的成分更强,但也有较为强制性的规范。
在没有管理权的情况下,有些标准称为建议,如ITU的各种标准均称为建议(Recommendation)。
其实,格式、制式、标准和规范的中文含义和英文名称有一定的交叉,有时翻译可能不尽吻合,如格式英文通常是指“Format”,但扫描格式的英文是“ScanningStandard”,直译是扫描标准;而磁带格式“D-1格式”的英文是“D-1Format”,与中文含义相同;制式和标准的英文则都是“Standard”,如NTSC制、PAL制、SECAM制,它们相互之间的转换称为“制转”,英文是“StandardConversion”。
有时电视制式也用“System”,如“PALSystem”,规范的英文是“Specification”,但中文的说明书有时也是“Specification”,两者的含义相差甚远。
3数字电视清晰度的概念清晰度有时也叫分辨率,是电视理论中用来表示图像质量的一个基本参数,是人的视力主观感觉,与电视制式有关,一般地,清晰度用M=0.7Z来计算,其中Z是扫描正程的行数。
电视的原理到底是什么
电视的原理到底是什么电视的原理基于电子显像技术,通过电子学、光学、电工和机械工程的原理和技术实现图像的捕捉、处理、传输和显示。
电视的原理主要包括图像信号的获取、传输、解码和显示。
下面分别介绍这几个方面的原理。
1. 图像信号的获取:电视中使用的图像传感器主要是光电三极管或逐行电荷耦合设备(CCD)。
当光线照射在图像传感器上时,传感器会将光转化成电信号。
这些电信号会根据不同光的强度、颜色等特性被量化并转换成数字信号。
2. 信号处理:获取到的图像信号经过模数转换器(ADC)转换为数字信号后,进入图像处理器。
图像处理器会对数字信号进行放大、滤波、去噪等处理,以提高图像质量。
此外,还会对图像进行色彩空间转换和压缩等处理,以减小数据量和提高传输效率。
3. 信号传输:经过信号处理后,图像信号通过编码器进行压缩编码,然后通过传输介质(例如电缆、卫星信号等)传输到接收端。
传输介质可以是模拟信号也可以是数字信号,具体取决于电视的类型。
4. 解码和显示:接收端的电视中有解码器,用于解码接收到的压缩编码的信号。
解码后的信号会传递到显示器。
显示器可以是阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等不同类型的屏幕。
解码后的信号会控制像素点的亮度和颜色来显示图像。
在以上这些原理背后,还有一些辅助技术和原理用于提高电视的性能和用户体验。
例如,音频信号的获取和解码,以及音响的设计和放大等;遥控信号的发送和接收,以及与电视的互动功能等。
总结起来,电视的原理是基于光电传感器将光转化为电信号,经过信号处理、编码和解码,最终通过显示器显示图像和音频。
通过这些原理,电视实现了图像和声音的传输和展示,为用户提供了丰富的视听体验。
ccd的基本功能
CCD的基本功能CCD(Charge-Coupled Device)是一种用于光电转换的器件,广泛应用于数字相机、摄像机、光学扫描仪等领域。
它能够将光信号转换成电荷,并将电荷传输至读出电路进行信号放大和处理。
本文将详细介绍CCD的基本功能及其在各个领域中的应用。
1. CCD的工作原理CCD是由一系列光敏元件组成的二维阵列,每个光敏元件对应图像中一个像素点。
其基本工作原理如下:1.光信号的接收:当光照射到CCD表面时,光子会激发CCD中的光敏元件产生电子-空穴对。
2.电荷转移:通过控制时钟信号,CCD将产生的电荷传输至相邻位置,最终集中到输出端。
3.信号放大和读出:输出端通过增益放大器等电路对传输过来的电荷进行放大和处理,最终得到图像信号。
2. CCD的基本功能2.1 光信号转换CCD能够将光信号高效地转换成电荷信号,实现图像信息的捕捉。
其高灵敏度和低噪声特性使得CCD成为优秀的图像传感器之一。
2.2 像素级控制CCD中的每个光敏元件对应一个像素点,通过对每个像素点的电荷进行读取和处理,可以实现对图像的细节捕捉和调整。
2.3 高速连续采集CCD具有较快的连续采集速度,能够在较短时间内捕捉到大量图像信息。
这使得CCD在需要高速连续拍摄的应用场景中得到广泛应用,如运动跟踪、高速摄影等领域。
2.4 高动态范围CCD能够在较宽的光照范围内获取准确的图像信息,具有较高的动态范围。
这使得CCD在需要同时获取亮部和暗部细节的场景中表现出色,如摄影、天文学观测等领域。
3. CCD在不同领域中的应用3.1 数字相机数字相机是最常见的使用CCD技术的设备之一。
CCD作为图像传感器,能够将光信号转化为电信号,并通过后续的图像处理和存储,最终得到高质量的数字图像。
3.2 摄像机CCD在摄像机中的应用广泛,包括安防监控、电视摄像、工业检测等领域。
其高速连续采集和高动态范围的特性使得CCD能够捕捉到清晰、细腻的图像,满足各种实时监控和录制需求。
电视工作原理
电视工作原理电视,作为我们日常生活中不可或缺的娱乐和信息传播工具,给我们带来了丰富多彩的视觉享受。
然而,对于电视工作原理的了解,或许对于大部分人来说仍然是一个迷。
本文将带您深入了解电视的工作原理,从图像传输到声音合成,全方位解析其工作机制。
一、显示器件电视的显示器件是电视机中最重要的组成部分,一般可以分为两种类型:CRT(阴极射线管)和液晶显示器。
CRT电视通过电子束的发射、精确的导向和照射屏幕上的荧光物质来显示图像。
而液晶电视则利用液晶层的电场调制特性来实现图像的显示。
液晶电视在追求更薄、更省电方面具有明显的优势。
二、图像传输电视中的图像传输技术主要有模拟传输和数字传输两种。
在模拟传输中,图像信号会经过扫描过程、采样和量化等处理,被转化成模拟电视信号,通过电缆或空中传输到接收端电视机上显示。
而数字传输则是将图像信号以数字形式进行编码和传输,通常使用HDMI(高清多媒体接口)或者数字电视广播技术进行数字信号的传输。
三、图像处理无论是模拟传输还是数字传输,电视都需要对接收到的信号进行处理以呈现清晰、逼真的图像。
图像处理主要包括去噪、锐化、对比度调整、色彩校正等多个环节。
这些处理过程旨在提升图像的质量,使观众能够获得更好的视觉体验。
四、声音合成除了图像,电视中的声音合成也是非常重要的一部分。
在电视中,声音是通过扬声器发出的。
接收信号后,电视会对声音信号进行解码处理,再通过扬声器发出声音。
现代电视往往配备了多声道环绕音效,以营造更加沉浸式的观影体验。
五、信号接收电视的信号接收主要分为有线电视和无线电视两类。
有线电视通过有线电视网络提供多个频道的信号传输,观众可以通过电视机的有线接收端口接收信号。
而无线电视则是通过无线电波来传输信号,观众可以通过天线将电视信号引入电视中。
六、遥控器遥控器是电视机不可或缺的配件。
遥控器通过红外线或无线电信号与电视机进行远程操作。
通过遥控器,观众可以方便地切换频道、调整音量、调节亮度等。
电视系统制式工作原理
电视系统制式工作原理
副载波处理
在SECAM制中,由于每行只传送一个色差信号,因 而色度信号的传送不必采用正交平衡调幅的方式,而采 用一般的调频方式。这样,在传输中引入的微分相位失 真对大面积彩色的影响较小。
这样既压缩了色度信号 的带宽,又不会造成串色。
电视系统制式工作原理
NTSC制编码方框图
电视系统制式工作原理
NTSC制解码方框图
电视系统制式工作原理
NTSC制的主要性能
1.在现在用的3种兼容制中,NTSC制色度信号的 组成方式最为简单,因而解码电路也最简单,容易集 成化。
2.NTSC制色度信号每行都以同一方式传送,因 而不存在对图像质量有损害的行顺度效应。
SECAM制是用错开传输时间的办法,即时分 原则来避免串色及由其造成的彩色失真。
电视系统制式工作原理
SECAM制式解析
由于在同一时间内传输通道中只传送一个色差 信号,而接收机中必须同时存在Y、R-Y和B-Y 三个信号才能解调出三基色信号成R、G、B,所以 在SECAM帛中也采用了超声延时线。它将上一行 的色差信息贮存一行的时间,然后与这一行传送的 色差信息使用一次;这一行传送的信息又被贮存下 来,再与下一行传送的信息使用一次。这样,每行 所传送的色差信息均使用两次,就把两个顺序传送 的色差信号变成同时出现的色差信号。将两个色差 信号和Y信号送入矩阵电路,就解出了R、G、B信 号。
PAL是相位逐行交变(Phase Alternation Line) 的缩写。
按色度信号的特点,PAL制又称逐行倒相正交 平衡调幅制。
电视系统制式工作原理
彩色相序交变原理
色度矢量在同一方向的相位误差,在相反的彩 色相序下将产生方向相反的色度偏差,就能趋向于 抵消偏差而恢复正确的彩色。
电视传像基本原理
电视传像基本原理电视传像是指将电视信号转换为可视图像的过程。
基本原理是通过捕捉光信号、转换为电信号、传输和解码等过程将图像传输到电视机上。
电视传像的基本原理可以分为以下几个步骤:1.采集图像:电视摄像机使用图像传感器(如CCD或CMOS)来捕捉光信号。
当光线照射在传感器上时,会产生电荷。
然后经过模拟电路处理,将光信号转换为电信号。
电视摄像机在每秒钟内进行多次图像采集,以获得运动图像。
2.颜色编码:电视图像通常使用RGB(红、绿、蓝)颜色系统来表示颜色信息。
但是由于RGB颜色空间过于庞大,不方便传输,因此常常使用亮度与色度编码系统(YUV)来减少数据量。
Y代表亮度,U和V代表色度。
亮度通道(Y)用于传输图像的明暗部分,色度通道(U和V)用于传输图像的颜色信息。
3.数字化处理:将模拟电信号转换为数字信号,以便于传输和处理。
这个过程通常通过使用模数转换器(ADC)将模拟信号转换为数字信号来完成。
模数转换器将连续的模拟信号转换为数字化的离散信号,然后通过速率转换器(S/P转换器)将数据流速率转换为通信所需的合适速率。
4.图像压缩:为了减少数据量、提高传输效率和加快处理速度,电视信号通常需要经过图像压缩处理。
其中常用的压缩算法包括JPEG(联合图像专家组)和MPEG(动态图像专家组)等。
这些压缩算法通过删除冗余数据和使用复杂的编码技术,使得图像数据量大大减少。
5.传输和接收:压缩后的数字信号通过电视信号传输介质(如电缆、卫星或数字广播)进行传送。
传输媒介将数字信号转换为电磁波,通过信号传输线路传输到接收端。
6.解码和显示:接收端的电视机通过解码器将数字信号转换为模拟信号。
解码器还会对压缩的信号进行解压缩,以恢复原始的图像数据。
之后,模拟信号经过视频处理器处理,最后由显示器显示出来。
显示器可以是传统的CRT(阴极射线管)电视或液晶显示器(LCD)电视等。
总结来说,电视传像的基本原理就是通过捕捉光信号、转换为电信号、传输和解码等过程来传输图像信息。
CCD摄像机原理
CCD摄像机原理电视监控系统(CCTV)的前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器和多功能解码器等部件组成,它们各司其职,并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系(传输视/音频信号及控制、报警信号)。
在实际的电视监控系统中,这些前端设备不一定同时使用,但实现监控现场图像采集的摄像机和镜头是必不可少的。
1 CCD摄像机概述摄像机是获取监视现场图像的前端设备,它以面阵CCD图像传感器为核心部件,外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。
近年来,新型的低成本MOS图像传感器有了较快速的发展,基于MOS图像传感器的摄像机已开始被应用于对图像质量要求不高的可视电话或会议电视系统中。
由于MOS 图像传感器的分辨率和低照度等到主要指标暂时还比不上CCD图像传感器,因此,在电视监控系统中使用摄像机仍为CCD摄像机。
摄像机具有黑白和彩色之分,由于黑白摄像机具有高分辨率、低照度等优点,特别是它可以在红外光照下成像,因此在电视监控系统中,黑白CCD摄像机仍具有较高的市场占有率。
在实际应用中,应根据监控现场的实际环境及用户要求而定。
1.1 CCD摄像机的主要参数在电视监控系统中选择摄像机,一般要看几个主要的参数,即分辨率、最低照度和信噪比等,另外还要考虑摄像机的附带功能及价格等因素。
以下对摄像机的几个主要参数作一介绍。
A、CCD感光尺寸及像素数CCD上感光组件的表面具有储存电荷的能力,并以矩阵的方式排列。
当其表面感受到光线时,会将电荷反应在组件上,整个CCD上的所有感光组件所产生的信号,就构成了一个完整的画面。
如果分解CCD图像传感器,你会发现C CD图像传感器的结构为三层,第一层是“微型镜头”,第二层是“分色滤色片”以及第三层“感光层”。
第一层“微型镜头”我们知道,数码相机成像的关键是在于其感光层,为了扩展CCD的采光率,必须扩展单一像素的受光面积。
但是提高采光率的办法也容易使画质下降。
电视工作原理详解
电视工作原理详解电视是我们日常生活中不可或缺的娱乐和信息传播工具。
然而,你是否真正知道电视是如何工作的呢?在本文中,我们将详细解析电视的工作原理,从而帮助你更好地理解这个神奇的设备。
一、显示屏幕的原理电视的核心部件是显示屏幕,它负责把图像和视频内容呈现给观众。
目前,最常见的电视显示技术是液晶显示技术(LCD)和有机发光二极管显示技术(OLED)。
1. 液晶显示技术(LCD)液晶显示屏是由许多液晶单元组成的,每个液晶单元由一对玻璃板和夹层的液晶材料构成。
当电流通过液晶材料时,它们会以特定方式改变光线的传播路径,从而形成像素。
每个像素的颜色由背后的荧光灯或发光二极管决定。
通过控制液晶单元的电流,电视可以调整每个像素的亮度和颜色,从而呈现出丰富多彩的图像。
2. 有机发光二极管显示技术(OLED)与LCD不同,OLED显示屏是由有机化合物构成的。
在OLED中,每个像素都是由发光二极管构成的,它们可以在电流的激发下发光。
这意味着OLED显示屏不需要背光源,因此可以实现更高的对比度和更快的响应速度。
此外,OLED还能够逐像素地独立发光,使画面更加逼真和生动。
无论是LCD还是OLED,显示屏都是电视的核心组成部分,通过控制每个像素的亮度和颜色,来呈现出清晰、生动的图像。
二、信号的接收与处理在电视中,信号的接收和处理是一个关键步骤。
电视可以接收广播信号、有线信号或者通过网络传输的流媒体信号。
1. 广播信号接收对于通过天线接收广播信号的电视,天线会接收到由电视台发送的电磁波信号。
这些信号会被电视机内置的调谐器接收,并将其转化为电视所能识别的视频和音频信号。
随后,信号经过解调和解码的处理,最终转化为可视化和听觉化的内容。
2. 有线信号接收对于有线电视信号,电视通过与有线电视接入点连接,接收到来自有线电视供应商的电视信号。
类似于广播信号的处理过程,有线信号也需要经过解调和解码的步骤,才能呈现在显示屏上。
3. 流媒体信号接收随着互联网的快速发展,越来越多的电视可以通过网络接收和播放流媒体内容。
电视原理、制式及CCD简介
电视原理、制式及CCD简介13.1.1 电视原理当人们实现了文字、声音信息的远距离传送(电报、电话、无线电通信广播)之后,自然就有一种强烈的愿望——把远方活动景象传送到眼前而实时地看到视力范围之外的世界。
这就是人类“千里眼”的梦想,“TELEVISION(电视)”的由来。
毕竟使人类通过视觉器官获取的信息量,远远超过其他感觉器官获得的信息量,所谓“百闻不如一见”就是这个道理。
人眼观看的景象,是在视力范围的空间中存在并与外界环境相联系的一切活动的和静止的人、物形象的反映。
外界存在是客观的,但给各人的映像又有其个人主观的心理和生理因素的影响。
在视力范围之外的景象,是由电视作为传送的媒介,如图13-1,其任务就是尽可能逼真的再现外界的客观景象,使其符合一般人的视觉生理特性,让观察者没有异样的感觉,如同直接对自然景象的观察。
为实现这一目标,电视技术的发展和完善必然涉及生理学、心理学、光学、电子信息材料等学科和各种机械、电子、半导体等工艺技术。
这里仅就几个最基本的问题作简单的介绍。
图13-1 介于人与外界之间的电视系统1.图像的扫描传送电视系统原理简述框图如图13-2所示。
在电视之前,照相机、电影摄影机已对镜头有了深入的研究。
电信通信理论和技术的发展解决了传送通路的问题。
阴极射线示波管奠定了显示器件的基础。
要实现电视的功能,在有完善的光电传感器件和电光转换显示器件的基础上,技术原理首要解决的是图像的实时传送并原样恢复的问题。
图13-2 电视系统简述框图声音是一种只随时间单一变化的量,当它变换为电信号(电压或电流)后在电信通道内传送时,符合电信通道传送的电流或电压只能是时间的单值函数的要求。
声/电传感器和电/声变换器只解决非电量和电量的转换问题。
但是图像的传送却要复杂得多。
自然景物和人构成的图像,它是在三维空间中存在和活动的,而且各个景物和人的各部位给人眼有着不同的明暗和色彩感觉,这种随时可能变化的丰富多彩的画面,怎样变成随时间变化的单值函数来传送而后又实时地恢复为满意的图像呢?人们首先将问题由空间简化为平面。
CCD的工作原理及应用现状
一、CCD的简介CCD(Charged Coupled Device)于1969年在贝尔试验室研制成功,后由日、美等国公司开始量产,期间从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。
CCD分为线型(Linear)与面型(Area)两种,其中线型应用于影像扫瞄器及传真机上,而面型主要应用于数码相机(DC)、摄录影机、监视摄影机等影像产品上。
对于面型CCD,根据其工作方式又分为:帧转移型(FT:Frame Transfer),行间转移型(IT:Interline Transfer)和行帧转移型(FIT:Frame Interline Transfer)三种,根据其扫描方式又分为全帧(full frame)和隔行(interlline)两种,全帧型多用于专业级,隔行多用于民用级。
二、CCD的特点1、高解析度(High Resolution):像点的大小为μm级,可感测及识别精细物体,提高影像品质。
从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到现在的1/9寸,像素数目已从初期的10多万增加到千万像素,以后还有继续增加的趋势。
2、低躁声(Low Noise)高敏感度:CCD具有很低的读出噪声和暗电流噪声,因此有比较高的信噪比(SNR),同时具有高敏感度0.0003~0.0005LUX甚至0LUX低光度的入射光也能检测到,其信号不会被噪声掩盖,所以CCD的应用基本不受气候的限制;3、动态范围广(High Dynamic Range):通过数字处理的CCD信号,其动态范围可达到400%,专业级可达到600%,可同时适用于强光和弱光,提高系统环境的使用范围,不因亮度差异大而造成信号反差现象;4、良好的线性特性曲线(Linearity):入射光源强度和输出信号大小成良好的正比关系,能很好地反映被摄图像的细节层次,降低信号补偿处理成本;5、光子转换效率高(High Quantum Efficiency):很微弱的入射光照射都能被记录下来,若配合影像增强管及投光器,即使在黑夜远处的景物仍然还可以拍摄到;6、大面积感光(Large Field of View):利用半导体技术已可制造大面积的CC D晶片,目前与传统胶片尺寸相当的35mm的CCD已经开始应用在数码相机中,成为取代专业光学相机的关键元件;7、光谱响应广(Broad Spectral Response):从0.4~1.1μm,能检测很宽波长范围的光,增加系统使用弹性,扩大系统应用领域;当然根据不同的应用场合和要求,需用滤色片或复合滤色片;8、低影像失真(Low Image Distortion):使用CCD感测器,其图处理不会有失真的情形,使原物体表面信息忠实地反应出来;9、体积小、重量轻:CCD具备体积小且重量轻的特性,应用广泛.CCD的工作原理及应用现状□许学勇一线视听界广播电视技术10、低耗能,不受强电磁场影响;11、电荷传输效率佳:该效率系数影响信噪比、解像率,若电荷传输效率不佳,影像将变较模糊;12、可大批量生产,品质稳定,坚固,不易老化,使用方便及保养容易。
电视工作原理
电视工作原理电视作为现代社会不可或缺的媒体设备,扮演着传递信息、娱乐休闲等重要角色。
而要了解电视的工作原理,我们首先需要了解它的构成和运行机制。
一、电视的构成电视主要由图像部分和音频部分组成。
1. 图像部分图像部分包括摄像机和显示屏两个关键组件。
(1)摄像机:摄像机是将现实世界中的视觉信息转化为电信号的关键设备。
摄像机使用摄像面板(如CCD或CMOS)将光信号转化为电信号,并经过采样、增益控制、编码等步骤,最终形成视频信号。
(2)显示屏:显示屏是将电信号转化为可见图像的装置。
常用的显示屏包括CRT电视、液晶显示器、等离子显示屏等。
这些显示屏通过荧光物质、液晶层或气体等物质的激发来产生亮度和颜色的变化,从而呈现出视频图像。
2. 音频部分音频部分主要由麦克风、音频放大器和喇叭等组成。
(1)麦克风:麦克风是将声音转化为电信号的装置。
麦克风会将声波振动转化为电压变化,进而形成音频信号。
(2)音频放大器:音频放大器将音频信号进行放大处理,以便后续通过喇叭输出。
(3)喇叭:喇叭是将电信号转化为可听声音的设备。
它将电信号转化为机械振动,从而产生声音。
二、电视的工作原理在了解了电视的构成之后,我们来探讨电视的工作原理。
1. 彩色电视的工作原理彩色电视的工作原理是基于三原色图像合成的原理。
它使用三基色(红、绿、蓝)和亮度信号来生成彩色图像。
(1)摄像机:摄像机通过采用三个传感器或分别设置红、绿、蓝三组滤光片,将不同颜色的光信号分别采集。
这些信号经过数字处理和编码,最终形成三个不同基色的模拟电信号。
(2)显示屏:彩色显示屏通过在屏幕上点阵排列红、绿、蓝三基色发光单元(如荧光物质、液晶层等),然后通过电子束的扫描和驱动,控制不同颜色的亮度和色彩。
这些基色单元混合在一起,形成彩色图像。
2. 音频信号的传输音频信号的传输主要基于调幅(AM)或调频(FM)的原理。
(1)调幅:调幅原理是通过改变载波波峰的幅度来传输音频信号。
电视原理18554548
电视原理18554548一、彩色电视机的全然概念1、彩电-彩色电视广播接收机。
2、彩色电视的制式:指一个国度在播放电视节目时采取的特定轨制和技巧标准。
基于世界各国关于彩色电视三基色(红、绿、蓝)全然光束采取的编码、解码方法不合,有三种不合的彩色电视制式:NTSC、PAL、SECAM。
NTSC制:美国、墨西哥、日本、台湾、加拿大年夜等国和地区采取;PAL制:德国、中国、喷鼻港、英国、意大年夜利、荷兰、中东一带等国和地区采取;SECAM制:法国、前苏联及东欧和非洲各国采取。
3、彩色电视机伴音制式:电视机伴音旌旗灯号的调制方法(调频或调幅)和载波频率所采取的技巧标准。
重要分为D/K、I、B/G、MD/K:6.5MHz,中国大年夜陆采取;I:6.0MHz,喷鼻港地区采取;B/G:5.5MHz、国外部分地区采取;M:4.5MHz, 美国、日本、加拿大年夜等国采取。
二、彩色电视机的分类1、电视机按旌旗灯号的处理方法来分类:仿照电视机:指能对仿照电视调制旌旗灯号进行接收处理,最终能输出图形,声音供用户直截了当应用的视听产品。
数码电视:采取了一些数字处理技巧的仿照电视,数码电视的范畴比较宽,从早期的遥控电视,到倍频,逐行电视,甚至现在我们高清电视也应当属于此范畴。
数字电视:能接收电视数字调制旌旗灯号(经由过程卫星,地面或有线传输的数字电视调制旌旗灯号)经由过程数字解调和数字视音频解码处理还原出本来的图像及伴音,供用户直截了当接收的视听产品。
2、按清晰度分类:能够分为低清晰度数字电视(图像程度清晰度大年夜于250线)、标准清晰度数字电视(图像程度清晰度大年夜于500线)、高清晰度数字电视(图像程度清晰度大年夜于800线,即HDTV)。
VCD 的图像格局属于低清晰度数字电视(LDTV)程度,DVD的图像格局属于标准清晰度数字电视(SDTV)程度。
3、按显示器件分类:能够分为CRT电视机、LCD电视机、LED电视机、等离子电视机、背投电视机等。
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电视原理、制式及CCD简介
13.1.1 电视原理
当人们实现了文字、声音信息的远距离传送(电报、电话、无线电通信广播)之后,自然就有一种强烈的愿望——把远方活动景象传送到眼前而实时地看到视力范围之外的世界。
这就是人类“千里眼”的梦想,“TELEVISION(电视)”的由来。
毕竟使人类通过视觉器官获取的信息量,远远超过其他感觉器官获得的信息量,所谓“百闻不如一见”就是这个道理。
人眼观看的景象,是在视力范围的空间中存在并与外界环境相联系的一切活动的和静止的人、物形象的反映。
外界存在是客观的,但给各人的映像又有其个人主观的心理和生理因素的影响。
在视力范围之外的景象,是由电视作为传送的媒介,如图13-1,其任务就是尽可能逼真的再现外界的客观景象,使其符合一般人的视觉生理特性,让观察者没有异样的感觉,如同直接对自然景象的观察。
为实现这一目标,电视技术的发展和完善必然涉及生理学、心理学、光学、电子信息材料等学科和各种机械、电子、半导体等工艺技术。
这里仅就几个最基本的问题作简单的介绍。
图13-1 介于人与外界之间的电视系统
1.图像的扫描传送
电视系统原理简述框图如图13-2所示。
在电视之前,照相机、电影摄影机已对镜头有了深入的研究。
电信通信理论和技术的发展解决了传送通路的问题。
阴极射线示波管奠定了显示器件的基础。
要实现电视的功能,在有完善的光电传感器件和电光转换显示器件的基础上,技术原理首要解决的是图像的实时传送并原样恢复的问题。
图13-2 电视系统简述框图
声音是一种只随时间单一变化的量,当它变换为电信号(电压或电流)后在电信通道内传送时,符合电信通道传送的电流或电压只能是时间的单值函数的要求。
声/电传感器和电/声变换器只解决非电量和电量的转换问题。
但是图像的传送却要复杂得多。
自然景物和人构成的图像,它是在三维空间中存在和活动的,而且各个景物和人的各部位给人眼有着不同的明暗和色彩感觉,这种随时可能变化的丰富多彩的画面,怎样变成随时间变化的单值函数来传送而后又实时地恢复为满意的图像呢?
人们首先将问题由空间简化为平面。
实际上在此之前即有的电影、照片、彩印的图像都是平面的,现在的彩色电视图像也是平面的,供人们观看都有满意的效果。
在电视技术发展过程中,彩色电视是在黑白电视基础上发展起来的,因此,对于传送电视图像的基本原理的了解
可进一步简化为如何实现黑白电视图像的传送问题。
一幅图像可以分解为若干个成矩形阵列排列的有一定几何尺寸的微小单元(图13-3)。
现今的固体面阵传感器件正是这样的形式,其每个微小单元称之为“像素”。
处于H×V平面上的每个像素有着不同的水平h和v位置,在光线照射下,在某一时刻t每个像素反射或透射出不同的亮度L值,可以由式13-1描述。
图13-3 像素矩阵排列
L = F1(h,v,t) (13-1) 要实现电视的传送,即将平面上随时间变化的各个像素的亮度值(变换为电流或电压)有规律的逐个发送出去,而这种有规律的传送,就是将h和v变为时间的函数,即
h = F h(t) v = F v(t)
将h、v代入式13-1,亮度值便成为一个时间的单值函数。
L=F2(t) (13-2) 它正适于电信通道传送。
通过电信通道(有线的或无线的)到接收端后,只要找到准确的起始时刻,按照与发送时相同的规律,即可在显示器件上对应的像素位置重现相应的亮度,从而正确地恢复图像。
这种逐个发送和接收的过程称为扫描和同步,其特定的规律则称为扫描方式。
显然,只要收、发两端遵循同样的扫描方式,就可以实现电视图像的正确再现。
因为在电视技术的发展初期,没有统一的国际标准,形成了多种电视体制,其中重大的差别就与扫描方式有关,关于电视制式问题下面还将进一步介绍。
一幅幅电视图像的扫描,构成了动态的连续的电视画面,如同电影胶片透射的画面形成屏幕上的电影。
它们利用了人眼的“视觉暂留”特性,即一定亮度的画面连续变换频率高到一定数值就不会有闪烁感觉,这个值称为“临界频率”。
此外,对高速运动物体,还存在运动速度的影响,在无闪烁感觉时整幅画面如更替变化太慢,仍然可能出现位置上不连续的动画感。
这些就是电视扫描中场频、帧频选择的决定性因素。
2.彩色电视的基础——三基色理论
电视技术是与人眼视觉功能密切相关的科学,对于彩色视觉的研究,是实现彩色电视的基础。
大家知道,天上的彩虹,是太阳光穿过大气层,不同波长的光受到不同程度折射的结果。
一束白色的光通过玻璃三棱镜,可以大体分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫几种颜色。
这些现象证明,看似白色的阳光,它却是由不同波长的色光复合组成的,和其他电磁波一样,它们具有同样的电磁波辐射特性,只是人眼可见光的波长,大约只占380nm(纳米)~780nm(纳米)这样一个很小的区段,由长到短,依序排列为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
比红色光的波长长一些的光称近红外光,再长一些的光称远红外光,比紫色光的波长短一些的光称紫外光,这些光都不为人眼所觉察,都属不可见光。
更长、更短波长的电磁辐射波,便不属经典光学研究的范畴之内了。
自然界存在的景象呈现丰富多彩的颜色,是在特定的光照下,人眼接受了照明光光谱中被物体反射或透射的那一部分波长的光的能量而产生的彩色感觉。
人眼彩色视觉的生理机制是人
眼具有三种不同的锥状光敏细胞,它们分别只对红色、绿色和紫色光谱的光能量刺激产生视觉反映。
这是约两百年前提出的一种假设,成功地解释了绝大多数有关彩色的视觉现象,而四十年前一项获得诺贝尔奖的科学实验证实了这三种细胞的存在。
小有修正的是紫色光敏细胞为蓝色光敏细胞所代替,蓝、紫在光谱分布上相邻,而每一种颜色都与一定宽度的光谱范围对应,该实验证明的结果与原来的假设没有实质上的差别。
对蓝色光敏感的锥状细胞称α细胞,对绿、红色光敏感的锥状细胞分别称为β细胞、γ细胞。
α、β、γ细胞的存在,为此前大量实验研究得出的彩色视觉的三基色理论提供了心理物理学基础。
这就是说,对于一种色可以分解为红、绿、蓝三种成分。
反之红、绿、蓝(或其中某两种)色相加又可得出一种特定的色。
彩色摄像的原理,正是在对每个像素的色光分解为红、绿、蓝三色的基础上进行光学和电子技术处理的。
人们对彩色和彩色视觉所作的大量实验研究,总结出了色光的混合定律。
根据格拉斯曼(Grassman)色光相加混色定律得知,颜色感觉相同的色光,不论其光谱结构是否相同,在相加混色中效果是相同的。
也就是说,不同波长的可见光呈现的颜色不同,但实验证明,同一种颜色,却可以由不同波长的光混合组成。
二者可以相互代换。
把两种色调节成在视觉上相同或相等,获得与某种颜色相同色感的代替色称为色的匹配。
方法是采用红、绿、蓝作为基色相加混合,匹配得出该种样品的色彩。
红、绿、蓝三基色相加混合可以匹配出很多不同的色彩,但这三基色却是相互独立的,任意两个基色组合不可能得出另一个基色。
红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色混色所得的色调——彩色的类别,可以用三个色圈及它们的叠合部分所标出的颜色表示。
见图13-4。
图13-4 三基色的相加混色
红、黄、绿、青、蓝都是光谱分布上的主色光。
介乎红、黄之间的橙色,可调整红、绿相加混色时的配比匹配得出。
品红(或称紫红)色是一个非谱色光,它是红、蓝相加合成的色感,由它也可衍生出另一谱色主色——紫色的色感。
相加混色的方法,利用人的视觉特性可以有几种。
三色光同时相加混色称为同时混色法。
各个相加色光快速轮换刺激人眼称为轮换混色法,当轮换速率足够高时,与同时混色法有同样的效果。
另一种常在彩色电视显像管以及纺织刺绣织品中应用的方法就是镶嵌混色法。
这种方法是把相加色分为小面积单元,各色小单元互相交错相邻放置形成一个镶嵌面光源。
在一定距离远观看时将不能分辨出各小单元的个别色而看成相加混色后的一个单元。
它同样符合相加混色定律。
另外,绘画、印刷、照相、彩色影片利用了相减混色的方法(见图13-5),这些行业把黄、青、品三种颜料称为三基色。
单板彩色CCD摄像机中,为取得色度信息,所加的光学滤色片,也利用了这种黄、青、品的三基色方法。
这种三基色的相减混色方法,得到的混色结果如图13-5所示。