图像光电转换的基本过程

图像光电转换的基本过程

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图像光电转换的基本过程

电视图像的传送是基于光电转换原理，而实现光电转换的关键器件是发送端的摄像管和接收端的显像管。

1. 图像的分解

电视系统处理和传送的对象是光的景物，景物存在于三维空间，其光学特性（即景物的亮度和色度信息）不仅随空间位置的不同而不同，而且还与时间有关系（静止景物除外）。因此，景物信息是三维空间和时间的函数，可用光学信息表达式为：。

但是目前的电视系统仍为平面彩色电视，只传输景物的二维光学信息，因此上式中的z可不考虑。另外，这里仅讨论黑白平面活动图像，只需传输各像素的亮度信息，其光学信息表达式简化为：。

但是，亮度仍然是x、y、t的三维函数，而经传输通道传送的电信号为电压（或电流），只能是时间的一维函数为：。实现转换的方法是：将景物信息分解成很多小点，这样

就能以每个小点为单位进行光电转换和传送。因此，对于每个小点来说，其光学特性以及经光电转换得到的电信号就只与时间有关了，也就是将景物信息转化成时间的一维函数。

将景物图像化整为零的方法称为图像的分解，分解之后的小点称为像素。所谓像素，就是组成图像的元素，即基本单位，具有单值的亮度信息和空间位置。一幅电视图像由许许多多个像素组成，电视系统能够分解的像素数越多，图像就越清晰、细腻。在我国的黑白广播电视标准中，一幅图像包含大约40～50万个像素。图像的结构—导学。

图像的分解是在摄像端的光电转换和扫描过程中完成的。在接收端，通过显示装置的扫描和电光转换作用，这些被分解的像素又会在屏幕上合成出原来的图像，从而实现电视的全过程。

2.图像的传送

一幅图像由许多像素组成，这些像素的亮度信息经光电转换之后变成相应的电信号。电视系统的任务是将各像素的变换成, 实现转换的方式，有同时传输制和顺序传输制。

●像素信息同时传输制

将构成一幅图像的所有像素同时转换成电信号，并同时传送出去称为同时传输制，同时传输制所示，每个像素均需占用一条传输通道，一帧画面分解成几十万个像素就需要几十万条通道，这在技术和经济上都是不现实的。因此，实际中同时传输制未被采用。

●像素信息顺序传输制

实际电视传像是按一定顺序将一个个像素的光学信息轮流转换成电信号，用一条传输通道依次传送出去，把顺序传输每个像素信息的方式称为顺序传输制。在接收端的屏幕上再按同样的顺序将电信号在相应的位置上转换成光学信息。图像的传送—导学 .

电视系统中通过电子束扫描将景物分解成许多像素，把每个像素的亮度信息按时间顺序一一变换成相应的电信号，这时传输通路只需一条。扫描过程即相当于轮流开关接通每一对相应的发光单元。在接收端的显示屏上，尽管各个像素是轮流发光的，但轮换速度很快。由于人眼的视觉暂留现象及发光材料的余辉效应，使前一个发光像素的印象尚未消失，后一个像素又开始发光，结果给视觉造成的感觉是所有像素都同时发光，于是在发送端被分解成像素的景物图像，在接收端又被重新复合成一幅完整的图像，并不会造成顺序出现的感觉。

在电视技术中，转换开关的作用是用电子方法实现的，有很高的接

通速度。除此之外，收、发两端开关的接通要同步，否则无法保证图像的正确重现。同步问题上是电视系统中一个非常重要的问题，在以后的内容中还要进一步介绍。

用顺序制传送图像的方法构成的电视系统称为顺序制传送系统，现行电视系统均采用了这种方法。