电视传像的基本原理
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• 行逆程扫描：电子束在水平方向上自右端至 左端的快速返回扫描。
• 只有行扫描时
只有场扫描时
• 行扫描电流的电子束在水平方向上的运动速 度远大于场扫描电流电子束在垂直方向上的 运动速度，所以在屏幕上出现了稍微倾斜的 直线光栅。
• 一场 • 有6行
• 消除了逆程回扫线
• 625行时，光栅近似为水平直线
图2－6蔭罩板的作用示意图
2.2 电视扫描原理
• 2.2.1 逐行扫描 • 行偏转线圈中有行偏转电流，产生水平方
向的偏转磁场。场偏转线圈中有场偏转电 流，产生垂直方向的偏转磁场。
• 电子束在行、场偏转磁场的共同作用下， 一行接一行的扫描方式叫逐行扫描。
•
• 行扫描：电子束在水平方向上的扫描
• 行正程扫描：电子束在水平方向上自左端至 右端的扫描。
• 逐行扫描对图像进行垂直空间抽样， • 逐场扫描对图像进行时间轴抽样， • 再按行、场顺序依次发送就成为视频信号。
• 2.1.2 光和电的转换原理
• 1. 摄像 • （第四章讲CCD）
• 2.1.3 彩色图像的摄取与重现 • 1.彩色图像的摄取
• 彩色图像的重现
图2－5蔭罩式彩色显像管简图
•
❖ 2.3.3 扫描行数及有关参数的确定 ❖ 1. 清晰度与分解力
❖ 分解力：电视系统传送图像细节的能力 ❖ 标称分解力：扫描行数 ❖ （1）垂直分解力 ❖ 垂直分解力<扫描行数 ❖ 分解图像的有效行数为 Z (1 )
❖ 垂直分解力M表示：M KeKi (1 )Z
❖ Ke——凯尔系数 K—i —隔行因子
• 手动扫描
• 收发端的同步：顺序传送要求迅速、准确， 每个像素的几何位置要一一对应，不能错位， 否则收端将分辨不出原画面。
• 3. 扫描
• 行扫描：自左至右的扫描
• 场扫描：自上而下的扫描
• 将空间、时间函数L=fL(x,y,t)变成 时间函数的 电信号UL=f(t) ,这就实现了平面图像亮度的顺 序传送。
❖ （2）水平分解力 ❖ 通道的通频带宽度将限制图像的水平分解力
❖ 分解力受到电子束孔径（直径）大小限制 （主要因素）的现象，称为孔阑效应。
❖ 实验证明：水平分解力 与垂直分解力相当 时图像质量为最佳
❖ 适应这一要求的水平分解力为：
N KM KKe (1 )Z
❖ 其中K为光栅的宽高幅型比
❖ 2.图像信号的最高频率——电视通道的频带 宽度
❖ 沿水平方向扫过一个像素所需的时间为：
扫描 正程时间
行扫描周期
行扫描逆程系数
td
THt N
• 2. 图像的顺序传送 • 一幅图像由许多像素构成，要同时把他们的
变化有甲地传到乙地几乎是不可能的。 • 合理的解决方法是：把各个像素的变化按照
一定顺序转变为电信号，按照顺序传送。在 接受端，再按照同样顺序将各个电信号在相 应的位置上转变为光。只要速度快，人眼的 视觉惰性和发光材料的余辉特性会使有同时 发光的感觉。
• 最佳情况：左侧，（a）（b）对应。 • 最坏情况：一条灰色竖条。
• 中间情况：右侧，不准确重现黑白条纹，垂 直分解力是有效行数的一半。
• 考虑到图像内容的随机性，垂直分解力介于 是有效行数和一半有效行数之间。
• 凯尔等人研究：垂直方向上，能分解到0.64Z 的水平条纹数。
• 625×0.64=400线，我国取0.76×625=475
❖ 两场的同步脉冲的起始点的时间差异的消 除
❖ 在场同步脉冲前、后的窄脉冲分别称为前均 衡脉冲与后均衡脉冲
❖ 黑白全电视信号wenku.baidu.com
2.3 电视图像的基本参量
❖ 2.3.1 图像的几何特征
•
❖ 一般用扫描非线性系数 来度量非线性畸变 的程度
❖
行、场扫描非线性系数分别用
和
H
V表示，
计算如下：
H
dmax dmin (dmax dmin ) / 2
❖ 1. 隔行扫描的提出 ❖ 根据人眼的视觉惰性和分辨能力
❖ 保证人眼的舒适度和观看的清晰度 ❖ 隔行扫描的原理：一帧图像两场扫描 ❖ 帧频概念：隔行扫描时，帧扫描频率是场频的 1/2 ❖ 2. 隔行扫描光栅的形成
❖ 奇数行隔行扫描需满足要求：
❖ （1）下一帧扫描起始点应与上一帧起始点 相同，以便保证各帧扫描光栅重叠
V
hmax hmin (hmax hmin ) / 2
❖ 我们用几何畸变系数表示光栅几何畸变的程 度。实验表明当它小于3%时，畸变不显著
❖ 2.3.2 图像的连续性与场频的确定 ❖ 选择场扫描频率时应考虑到不出现光栅闪烁、
不易受干扰、传送活动图像时有连续感觉、 图像信号占用频带不应过宽等方面
• 电源频率和场频为差频时：滚道
• 2.2.3 扫描的同步 ❖ 1.扫描的同步
❖ 解决方法：加入同步脉冲 ❖ 2.消隐脉冲与复合同步脉冲
❖ 复合同步脉冲只要经过简单的微分电路和积 分电路，就可以分别得到行同步脉冲和场同 步脉冲
❖ 3.开槽场同步脉冲与均衡脉冲
❖ 开槽场同步脉冲提出原因：场同步期间没有 行同步信号，影响在整个扫描过程中的严格 同步
❖ （2）相邻两场扫描光栅必须均匀镶嵌，以 获得最高清晰度
❖
因此行频
f
与场频
H
fV存在下列关系：
fH z 2n 1 n 1
fV 2 2
2
❖ 式中，n为正整数，z 2n 1 为扫描行数， 且为奇数
❖ 偶数行 隔行扫描未被采用原因是技术实现 比较困难。
❖ 3. 隔行扫描的缺点
❖ （1）行间闪烁效应 ❖ （2）并行现象 ❖ （3）特定条件下的“锯齿化”现象
2. 电视传像的基本原理
• 电视系统：摄像、传输、显像组成
• 本章讨论：电视系统组成原理、扫描原理、 图像基本参量、传送彩色图像时信号的选 择及有关原理。
2.1 电视系统组成原理
• 2.1.1 图像顺序传送原理 • 1. 图像的表示法：亮度L、色调H、饱和度S •
• 对于黑白图像在二维空间平面图像： •
• 逆程期间不传送图像，让电子束截止 ，称为 消隐
• 正程扫描时间要大于大于逆程扫描时间
• 行扫描逆程系数（18%）：α=THr/TH
• 其中： THr 行扫描逆程时间
•
TH 行扫描总时间
• 场扫描逆程系数（8%） ：β=TVr/TV
• 其中： TVr场扫描逆程时间
•
TV场扫描总时间
• 2.2.2 隔行扫描
• 只有行扫描时
只有场扫描时
• 行扫描电流的电子束在水平方向上的运动速 度远大于场扫描电流电子束在垂直方向上的 运动速度，所以在屏幕上出现了稍微倾斜的 直线光栅。
• 一场 • 有6行
• 消除了逆程回扫线
• 625行时，光栅近似为水平直线
图2－6蔭罩板的作用示意图
2.2 电视扫描原理
• 2.2.1 逐行扫描 • 行偏转线圈中有行偏转电流，产生水平方
向的偏转磁场。场偏转线圈中有场偏转电 流，产生垂直方向的偏转磁场。
• 电子束在行、场偏转磁场的共同作用下， 一行接一行的扫描方式叫逐行扫描。
•
• 行扫描：电子束在水平方向上的扫描
• 行正程扫描：电子束在水平方向上自左端至 右端的扫描。
• 逐行扫描对图像进行垂直空间抽样， • 逐场扫描对图像进行时间轴抽样， • 再按行、场顺序依次发送就成为视频信号。
• 2.1.2 光和电的转换原理
• 1. 摄像 • （第四章讲CCD）
• 2.1.3 彩色图像的摄取与重现 • 1.彩色图像的摄取
• 彩色图像的重现
图2－5蔭罩式彩色显像管简图
•
❖ 2.3.3 扫描行数及有关参数的确定 ❖ 1. 清晰度与分解力
❖ 分解力：电视系统传送图像细节的能力 ❖ 标称分解力：扫描行数 ❖ （1）垂直分解力 ❖ 垂直分解力<扫描行数 ❖ 分解图像的有效行数为 Z (1 )
❖ 垂直分解力M表示：M KeKi (1 )Z
❖ Ke——凯尔系数 K—i —隔行因子
• 手动扫描
• 收发端的同步：顺序传送要求迅速、准确， 每个像素的几何位置要一一对应，不能错位， 否则收端将分辨不出原画面。
• 3. 扫描
• 行扫描：自左至右的扫描
• 场扫描：自上而下的扫描
• 将空间、时间函数L=fL(x,y,t)变成 时间函数的 电信号UL=f(t) ,这就实现了平面图像亮度的顺 序传送。
❖ （2）水平分解力 ❖ 通道的通频带宽度将限制图像的水平分解力
❖ 分解力受到电子束孔径（直径）大小限制 （主要因素）的现象，称为孔阑效应。
❖ 实验证明：水平分解力 与垂直分解力相当 时图像质量为最佳
❖ 适应这一要求的水平分解力为：
N KM KKe (1 )Z
❖ 其中K为光栅的宽高幅型比
❖ 2.图像信号的最高频率——电视通道的频带 宽度
❖ 沿水平方向扫过一个像素所需的时间为：
扫描 正程时间
行扫描周期
行扫描逆程系数
td
THt N
• 2. 图像的顺序传送 • 一幅图像由许多像素构成，要同时把他们的
变化有甲地传到乙地几乎是不可能的。 • 合理的解决方法是：把各个像素的变化按照
一定顺序转变为电信号，按照顺序传送。在 接受端，再按照同样顺序将各个电信号在相 应的位置上转变为光。只要速度快，人眼的 视觉惰性和发光材料的余辉特性会使有同时 发光的感觉。
• 最佳情况：左侧，（a）（b）对应。 • 最坏情况：一条灰色竖条。
• 中间情况：右侧，不准确重现黑白条纹，垂 直分解力是有效行数的一半。
• 考虑到图像内容的随机性，垂直分解力介于 是有效行数和一半有效行数之间。
• 凯尔等人研究：垂直方向上，能分解到0.64Z 的水平条纹数。
• 625×0.64=400线，我国取0.76×625=475
❖ 两场的同步脉冲的起始点的时间差异的消 除
❖ 在场同步脉冲前、后的窄脉冲分别称为前均 衡脉冲与后均衡脉冲
❖ 黑白全电视信号wenku.baidu.com
2.3 电视图像的基本参量
❖ 2.3.1 图像的几何特征
•
❖ 一般用扫描非线性系数 来度量非线性畸变 的程度
❖
行、场扫描非线性系数分别用
和
H
V表示，
计算如下：
H
dmax dmin (dmax dmin ) / 2
❖ 1. 隔行扫描的提出 ❖ 根据人眼的视觉惰性和分辨能力
❖ 保证人眼的舒适度和观看的清晰度 ❖ 隔行扫描的原理：一帧图像两场扫描 ❖ 帧频概念：隔行扫描时，帧扫描频率是场频的 1/2 ❖ 2. 隔行扫描光栅的形成
❖ 奇数行隔行扫描需满足要求：
❖ （1）下一帧扫描起始点应与上一帧起始点 相同，以便保证各帧扫描光栅重叠
V
hmax hmin (hmax hmin ) / 2
❖ 我们用几何畸变系数表示光栅几何畸变的程 度。实验表明当它小于3%时，畸变不显著
❖ 2.3.2 图像的连续性与场频的确定 ❖ 选择场扫描频率时应考虑到不出现光栅闪烁、
不易受干扰、传送活动图像时有连续感觉、 图像信号占用频带不应过宽等方面
• 电源频率和场频为差频时：滚道
• 2.2.3 扫描的同步 ❖ 1.扫描的同步
❖ 解决方法：加入同步脉冲 ❖ 2.消隐脉冲与复合同步脉冲
❖ 复合同步脉冲只要经过简单的微分电路和积 分电路，就可以分别得到行同步脉冲和场同 步脉冲
❖ 3.开槽场同步脉冲与均衡脉冲
❖ 开槽场同步脉冲提出原因：场同步期间没有 行同步信号，影响在整个扫描过程中的严格 同步
❖ （2）相邻两场扫描光栅必须均匀镶嵌，以 获得最高清晰度
❖
因此行频
f
与场频
H
fV存在下列关系：
fH z 2n 1 n 1
fV 2 2
2
❖ 式中，n为正整数，z 2n 1 为扫描行数， 且为奇数
❖ 偶数行 隔行扫描未被采用原因是技术实现 比较困难。
❖ 3. 隔行扫描的缺点
❖ （1）行间闪烁效应 ❖ （2）并行现象 ❖ （3）特定条件下的“锯齿化”现象
2. 电视传像的基本原理
• 电视系统：摄像、传输、显像组成
• 本章讨论：电视系统组成原理、扫描原理、 图像基本参量、传送彩色图像时信号的选 择及有关原理。
2.1 电视系统组成原理
• 2.1.1 图像顺序传送原理 • 1. 图像的表示法：亮度L、色调H、饱和度S •
• 对于黑白图像在二维空间平面图像： •
• 逆程期间不传送图像，让电子束截止 ，称为 消隐
• 正程扫描时间要大于大于逆程扫描时间
• 行扫描逆程系数（18%）：α=THr/TH
• 其中： THr 行扫描逆程时间
•
TH 行扫描总时间
• 场扫描逆程系数（8%） ：β=TVr/TV
• 其中： TVr场扫描逆程时间
•
TV场扫描总时间
• 2.2.2 隔行扫描