第二部分电视传象基本原理.ppt
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1、信息工程学院,第二章 电视传象基本原理,信息工程学院,第二章 电视传象基本原理,电影: 电影和电视的相同点都是用来显示活动图象,它是根据人眼的视觉惰性,在一秒中内连续放映24幅图象从而产生图象活动的感觉。,信息工程学院,如上图眼睛感觉亮度的曲线近于指数规律,t1t2为视觉暂留时间约0.1秒,当f10帧/秒时,感觉出活动感,但有跳动感,要实现连续感则f24帧/秒;这时图象仍有闪烁感,为消除闪烁感,则需要f46帧/秒。 结论:显示活动图象应有f24帧/秒。,信息工程学院,传真: 传真与电视的共同点是传送(静止)图象和文字的。其传送过程是:将图象分解成像素变成电信号通过机械扫描将像素恢复合成图象。
2、结论:传送图象通过传送像素来实现。,信息工程学院,无线电广播: 无线电广播与电视的共同点都是远距离传送电信号,其工作过程是将声音转换成电信号放大后调制载波发送出去接收机收到电信号后通过信号处理还原成原来的声音信号,即:声电声。 结论:远距离传送电信号通过载波调制方式来实现。,信息工程学院,由此图像传输过程为:图像分解成像素(约40万个)光电转换(图象信号)调制发射信号接收处理像素合成;而且为保证图象活动的连续性,f24帧/秒,这样在一秒钟内将有2440万像素,只能采用电子扫描的方式来进行。,信息工程学院,2.1电视传象原理 2.1.1顺序传送原理 .图象的表示 亮度L、色调和饱和度S 是空间坐
3、标x、y、z和时间t的函数,即L、H、S都是四维函数,因此任何图象都可用下列方程组表示L=fL(x,y,z,t) H=fH(x,y,z,t) S=fS(x,y,z,t) 若传送的是二维图象,则变为: L=fL(x,y,t) H=fH(x,y,t) S=fS(x,y,t) 讨论最简单的黑白图象,则只有亮度方程: L=fL(x,y,t),信息工程学院,.图象分解与顺序传送 实现顺序传送需解决三个问题: A、图象像素电信号 B、电信号图象 C、同步,信息工程学院,2.1.2图象摄取与重现 1. 光电效应 光敏材料的电阻率随光照的强弱而不同,这种现象叫光电效,信息工程学院,2. 光电转换 利用光电效应
4、,将光信号转换为电信号的过程称为光电转换。 图象信号:与图象像素亮度成比例的电信号称为图象信号。 若信号电平与图象亮度成正比U(L)L或U(L)=kL,则称为正极性图象信号;反之,如果信号电平大小与图象的亮度成反比U(L)1/L则称为负极性图象信号。我国电视标准规定发射时采用负极性图象信号。,信息工程学院,2.2电视扫描原理 2.2.1 逐行扫描 定义:一行挨一行的扫描方式称为逐行扫描。 行扫描正程,用THr表示。行扫描逆程,用THr表示。 一般THrTHr, 且有TH=THr + THr。,信息工程学院,信息工程学院,场扫描正程(电子束从上到下的扫描) ,用TV t表示。 场扫描逆程(电子束
5、从下快速返回顶端 ),用TV r表示。 一般有TV rTVtr,TV=TV r + TV r。,信息工程学院,2.2.2 隔行扫描 定义:将整个光栅分奇偶行进行两次扫描,先从上到下扫1、3、5、数行,形成奇数场,然后再从上到下扫2、4、6、偶数行,形成偶数场,两场光栅互相嵌套、均匀镶嵌,共同构成一幅完整的光栅,这种扫描方式叫做隔行扫描。因为两场合在一起的总行数不变,故清晰度未减,且送50场,也无闪烁感。,信息工程学院,综上所述, 隔行扫描应满足的要求可归纳为两条: (1).对于每一帧,扫描的起点应相同,以保证各帧光栅的重叠,这就要求每帧的扫描光栅行数为整数。 (2).相临两场扫描光栅必须均匀镶
6、嵌,以获得最高清晰度,只有每场都包含半行才能做到这一点,因此每帧必须是奇数行。 故: Z= 2n +1,信息工程学院,信息工程学院,隔行扫描存在的缺点: A行间闪烁效应。 B并行现象,信息工程学院,2.3 电视图象基本参量 一、图象的几何特征 所谓几何特征即图象各部分的比例关系是否合适,以及容许的失真程度. .根据人眼的视觉特性,视觉最清楚的范围是垂直夹角度 15,水平夹角20的一个矩形面积,因此目前各国电视接收机的屏幕皆采用矩形,且宽高比K=4:3.(宽高比称为电视屏幕的幅型比,一般用K表示). .收发两端的K应相同. .扫描电流的非线性程度影响图象的几何相似性.,信息工程学院,信息工程学院
7、,二、亮度和对比度. 根据实测,电视图象的平均亮度应大于30nit(1nit=1烛光/米 2),最大亮度Bmax100nit. 对比度:图像最亮处的亮度Bmax与最暗处的亮度Bmin之比叫做对比度.即对比度C=Bmax/Bmin。对比度除了与电视本身有关外,还与观看条件有关,若有杂散光线照射,则对比度就会下降.,信息工程学院,三、清晰度与分解力. 图象清晰度是指人眼主观感觉到的图象细节呈现的清晰程度.它与电视系统传送图象细节的能力有关,这种能力称为分解力或分辨力。 定义:电视系统传送图象细节的能力,称为电视系统的分解力. 象素数=行数行元数(一行内的象素数) 故可以将分解力分为垂直分解力与水平
8、分解力分别讨论.,信息工程学院,.垂直分解力 沿图象垂直方向所能分解的象素数(或黑白相 间相间的条纹数),用 M表示垂直分解力,则有: M=k1 (1-) Z 式中0 k11(可取k1=0.7).,信息工程学院,.水平分解力 定义:沿图象水平方向所能分解的象素数(或黑白相间的条纹数).通常用N表示水平分解力.,信息工程学院,实验证明,水平分解力等于垂直分解力是最佳情况,又由于 K=4:3,故水平分解力是:,信息工程学院,.图象信号的频带宽度. 图象信号的频带,因任何图象信号都有一平均分量,因此fmin=0,故fmax就决定了频宽. 按我国标准, fV =50Hz,Z=62=18%,=8%, k
9、1 (1-)=0.7, 代入上式: f=fmax5.6MHz 留取一定的余量,视频带宽取6MHz.,信息工程学院,2.4 复合视频图象信号(全电视信号) 一、全电视信号的组成. 综上所述,复合视频图象信号由以下几部分组成: .图象信号 .水平消隐脉冲和水平同步脉冲. . 场消隐脉冲和场同步脉冲.,信息工程学院,.图象信号. 作用:控制显象管中射到荧光屏电子束的强弱.通常加到CRT的阴极.电平标准:若电平最大值是1,则白色电平幅度为12.5%;黑色电平幅度为75%;灰色电平幅度为12.5%75%;,信息工程学院,.复合消隐信号.,信息工程学院,消隐作用: 控制电子枪在行逆程期不发射电子,从而消除
10、回扫线.行消隐信号在行逆程期间传送,时间为12s,每行一个,其幅度与黑电平相同.场消隐脉冲在场逆程期间传送 ,脉宽为1612s,一场一个,其幅度与黑电平相同.,信息工程学院,3.复合同步信号. .同步信号的作用:所谓同步,即保持收发两端的扫描步调一致,它包含两层意思: A、接收端的行、场扫描频率与发送端相同,此即同频. B、接收端行、场扫描的起始时刻与发送端一致,此即同相.,信息工程学院,.行同步信号: A 、行同步在行消隐期间传送,脉宽4.7s,幅度比消隐高25%(100%),是电视信号中最高的幅度. B、行同步脉冲前沿距行消隐前沿1.3s(前肩). C、行同步的上升沿控制回扫的起点.,信息
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