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数字广播电视 技术原理
新媒体与音视频编解码技术
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参考资料：
第六章 电视原理与发展
所谓电视，就是以一定的方式将图像画面从一处传送到另一处。这个过程包括
了光一电转换、信号处理与传愉、电一光转换等环节。
第一节 电视成像原理
人眼的视觉惰性和闪烁感觉（描述人眼对光亮变化连续性感觉的特性）
学信息表达式为：fB,λ,S( x,y,z,t)，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： fB( x,y,t)。
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： u(t) 。电视系统的任务是将各像素的fB( x,y,t) ，变换成u(t), 实现 fB( x,y,t)→u(t)转换的方式，有同时传输制和顺序传输制两种。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
二、光电与电光的变换
电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器 件，实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。光电转换过程即摄 像过程，其原理与所使用的摄像材料有关。可分为摄像管和 CCD 器件。
光电导摄像管： 属电真空器件。由镜头、光电靶、聚焦线圈和偏转线圈组成。 20世纪80年代后，CCD进人实用阶段，这种摄像器件无须电子束的扫描就 能实现光电转换，且在体积、重量、功耗等方面明显优于摄像管。
1 ．逐行扫描 在电视系统中，摄像管和显像管的外部装有 偏转线圈，当线圈中分别流过行、场锯齿波 扫描电流时就会产生相应的垂直方向与水平 方向的偏转磁场，在这两个磁场的共同作用 下，使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。
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第六章 电视原理与发展
率为45.8Hz
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第六章 电视原理与发展
第一节 电视成像原理
一、图像的分解与传送
1 ．像素的概念
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，就是电视系统分解和综合图像的最小单元。
传像时，首先须将待传景像分解成一个个像素，每个像素的亮度、色
调、饱和度随景物的位置和时间而不同。因此，待传景物图像诸像素的光
闪烁感觉和临界闪烁频率
➢ 闪烁感觉
如果周期性重复的脉冲光源作用到视网膜上，当脉冲光的重复频率不够高时，人眼
会对之产生一明一暗交替变化的Байду номын сангаас烁感觉。
➢ 临界闪烁频率
把不再引起闪烁感觉的光源的最低重复频率称为临界闪烁频率，它与很多因素有关
如：脉冲光源亮度、背景亮度和明暗时间占空比等。研究表明：一般的临界闪烁频
实用的CCD摄像器件有三种类型： 行间转移式(IT)CCD ； 帧间转移式(FT)CCD ； 帧行间转移式(FIT)CCD
参考资料：
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
二、光电与电光的变换
CCD摄像器件： 实用的CCD摄像器件有三种类型： 行间转移式(IT)CCD ；帧间转移式(FT)CCD ；帧行间转移式(FIT)CCD
2 ．图像的传送
同时传输每个像素信息的方式称为同时传输制。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，这显然
是不现实的。因此，实际中同时传输制未被采用。
实际电视传像是通过一条传输通道，将每个像素信息按一定顺序一个
个进行传送的，这种顺序传输每个像素信息的方式称为顺序传输制。
黑白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fB( x,y,t)按时间顺序变换成相应的电信号u(t), 这时传输通路只
需一条。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
一、图像的分解与传送 2 ．图像的传送
黑白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fB( x,y,t)按时间顺序变换成相应的电信号u(t), 这时传输通 路只需一条。扫描过程即相当于开关轮流接通每一对相应的发光单元。只 要轮换的速度足够快，由于人眼的视觉暂留特性，看起来即是所有的像素 同时发光的效果，可显示出完整的画面。
视觉惰性
当有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失
都需要一定的过程，即具有一定的隋性会在
视觉中保留一段时间，称为视觉暂留或视觉 惰性，t3-t4为视觉暂留时间，通常为 0.05-0.2s 。实验表明，若景物以间歇性光 亮重复呈现，只要重复频率大于 20Hz 即保留有景像存在的印象，该重复频率可称
为融合频率．视觉惰性是活动画面有连续感的前提。
CCD摄像器件： CCD(Charge Coupled Devic）即电荷藕合器件，它作为图像传感器是一个 晶体半导体，它可以将入射光线转换成视频信号。CCD 是一种金属氧化物 半导体 (CMOS互补金属氧化物半导体）集成电路器件，具有电荷存储功能。 在外加时钟脉冲的驱动下， CCD 中的电荷包按一定顺序从 CCD 中转移出 去，形成图像信号输出到外电路，这就是CCD 的电荷转移功能。 CCD是以电荷的多少代表图像信号的亮暗、以时钟信号控制代替电子束扫 描实现图像信号的摄取、变换和输出的固态电子器件。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
二、光电与电光的变换
CCD摄像器件： CCD 的表面包含一个像素或图像元素的阵列，排列成一系列精确的、水平 的行和垂直的列。摄像机镜头所拍下的场景转化成一系列的像素，每个像 素复制出画面的一部分。每一个像素都包含有一个金属氧化物或硅半导 体，它们将入射光线转化成电荷。电荷的强弱是与照射到像素上光线的强 度及曝光时间成正比的。入射光线转化成电荷后，它被传输并存储在另一 层芯片上。随后，像素上所存储的信息按正常电视扫描速率被一个个逐行 读出。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
三、电子扫描
将一幅图像上各像素的明暗变化转换为顺序传送的相应的电信号，以及将这些顺序传 送的电信号再重新恢复为一幅图像的过程，都是通过电子扫描来实现的。在摄像管与 显像管中，电子束按一定规律在靶面上或荧光屏面上运动，就可以完成摄像与显像的 扫描过程。
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所谓电视，就是以一定的方式将图像画面从一处传送到另一处。这个过程包括
了光一电转换、信号处理与传愉、电一光转换等环节。
第一节 电视成像原理
人眼的视觉惰性和闪烁感觉（描述人眼对光亮变化连续性感觉的特性）
学信息表达式为：fB,λ,S( x,y,z,t)，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： fB( x,y,t)。
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： u(t) 。电视系统的任务是将各像素的fB( x,y,t) ，变换成u(t), 实现 fB( x,y,t)→u(t)转换的方式，有同时传输制和顺序传输制两种。
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二、光电与电光的变换
电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器 件，实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。光电转换过程即摄 像过程，其原理与所使用的摄像材料有关。可分为摄像管和 CCD 器件。
光电导摄像管： 属电真空器件。由镜头、光电靶、聚焦线圈和偏转线圈组成。 20世纪80年代后，CCD进人实用阶段，这种摄像器件无须电子束的扫描就 能实现光电转换，且在体积、重量、功耗等方面明显优于摄像管。
1 ．逐行扫描 在电视系统中，摄像管和显像管的外部装有 偏转线圈，当线圈中分别流过行、场锯齿波 扫描电流时就会产生相应的垂直方向与水平 方向的偏转磁场，在这两个磁场的共同作用 下，使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。
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第六章 电视原理与发展
率为45.8Hz
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第一节 电视成像原理
一、图像的分解与传送
1 ．像素的概念
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，就是电视系统分解和综合图像的最小单元。
传像时，首先须将待传景像分解成一个个像素，每个像素的亮度、色
调、饱和度随景物的位置和时间而不同。因此，待传景物图像诸像素的光
闪烁感觉和临界闪烁频率
➢ 闪烁感觉
如果周期性重复的脉冲光源作用到视网膜上，当脉冲光的重复频率不够高时，人眼
会对之产生一明一暗交替变化的Байду номын сангаас烁感觉。
➢ 临界闪烁频率
把不再引起闪烁感觉的光源的最低重复频率称为临界闪烁频率，它与很多因素有关
如：脉冲光源亮度、背景亮度和明暗时间占空比等。研究表明：一般的临界闪烁频
实用的CCD摄像器件有三种类型： 行间转移式(IT)CCD ； 帧间转移式(FT)CCD ； 帧行间转移式(FIT)CCD
参考资料：
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
二、光电与电光的变换
CCD摄像器件： 实用的CCD摄像器件有三种类型： 行间转移式(IT)CCD ；帧间转移式(FT)CCD ；帧行间转移式(FIT)CCD
2 ．图像的传送
同时传输每个像素信息的方式称为同时传输制。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，这显然
是不现实的。因此，实际中同时传输制未被采用。
实际电视传像是通过一条传输通道，将每个像素信息按一定顺序一个
个进行传送的，这种顺序传输每个像素信息的方式称为顺序传输制。
黑白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fB( x,y,t)按时间顺序变换成相应的电信号u(t), 这时传输通路只
需一条。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
一、图像的分解与传送 2 ．图像的传送
黑白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fB( x,y,t)按时间顺序变换成相应的电信号u(t), 这时传输通 路只需一条。扫描过程即相当于开关轮流接通每一对相应的发光单元。只 要轮换的速度足够快，由于人眼的视觉暂留特性，看起来即是所有的像素 同时发光的效果，可显示出完整的画面。
视觉惰性
当有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失
都需要一定的过程，即具有一定的隋性会在
视觉中保留一段时间，称为视觉暂留或视觉 惰性，t3-t4为视觉暂留时间，通常为 0.05-0.2s 。实验表明，若景物以间歇性光 亮重复呈现，只要重复频率大于 20Hz 即保留有景像存在的印象，该重复频率可称
为融合频率．视觉惰性是活动画面有连续感的前提。
CCD摄像器件： CCD(Charge Coupled Devic）即电荷藕合器件，它作为图像传感器是一个 晶体半导体，它可以将入射光线转换成视频信号。CCD 是一种金属氧化物 半导体 (CMOS互补金属氧化物半导体）集成电路器件，具有电荷存储功能。 在外加时钟脉冲的驱动下， CCD 中的电荷包按一定顺序从 CCD 中转移出 去，形成图像信号输出到外电路，这就是CCD 的电荷转移功能。 CCD是以电荷的多少代表图像信号的亮暗、以时钟信号控制代替电子束扫 描实现图像信号的摄取、变换和输出的固态电子器件。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
二、光电与电光的变换
CCD摄像器件： CCD 的表面包含一个像素或图像元素的阵列，排列成一系列精确的、水平 的行和垂直的列。摄像机镜头所拍下的场景转化成一系列的像素，每个像 素复制出画面的一部分。每一个像素都包含有一个金属氧化物或硅半导 体，它们将入射光线转化成电荷。电荷的强弱是与照射到像素上光线的强 度及曝光时间成正比的。入射光线转化成电荷后，它被传输并存储在另一 层芯片上。随后，像素上所存储的信息按正常电视扫描速率被一个个逐行 读出。
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第六章 电视原理与发展 第一节 电视成像原理
三、电子扫描
将一幅图像上各像素的明暗变化转换为顺序传送的相应的电信号，以及将这些顺序传 送的电信号再重新恢复为一幅图像的过程，都是通过电子扫描来实现的。在摄像管与 显像管中，电子束按一定规律在靶面上或荧光屏面上运动，就可以完成摄像与显像的 扫描过程。