第二章廣播電視的基本知識(shí)

1、數(shù)字電視機(jī)原理物理學(xué)院物理學(xué)院 電子信息工程專業(yè)電子信息工程專業(yè)2012春季學(xué)期春季學(xué)期第二章第二章 廣播電視的基本知識(shí)廣播電視的基本知識(shí)2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參量重現(xiàn)電視圖像的基本參量2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)2.5 2.5 電視信號(hào)的發(fā)送電視信號(hào)的發(fā)送2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程電視實(shí)現(xiàn)的是什么過程呢？電視實(shí)現(xiàn)的是什么過程呢？ 電視是用電信號(hào)來傳送活動(dòng)圖像的，因此首先電視是用電信

2、號(hào)來傳送活動(dòng)圖像的，因此首先要把被傳送的要把被傳送的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的相應(yīng)的電信號(hào)電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)通道的傳送后，再經(jīng)過電視機(jī)的顯像管將通道的傳送后，再經(jīng)過電視機(jī)的顯像管將電信號(hào)還電信號(hào)還原成圖像原成圖像。 前一光電轉(zhuǎn)換是前一光電轉(zhuǎn)換是圖像的分解過程圖像的分解過程，后一電光轉(zhuǎn)，后一電光轉(zhuǎn)換是換是圖像的復(fù)合過程圖像的復(fù)合過程。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程電視圖像是由什么構(gòu)成的？電視圖像是由什么構(gòu)成的？ 如果用放大鏡仔細(xì)觀察報(bào)紙上刊登的照片，就如果用放大鏡仔細(xì)觀察報(bào)紙上刊登的照片，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是由許多大小不等、疏密不同的黑點(diǎn)兒會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是由許多大小不

3、等、疏密不同的黑點(diǎn)兒組成，而且點(diǎn)兒越小、越密，照片就越細(xì)膩、清晰。組成，而且點(diǎn)兒越小、越密，照片就越細(xì)膩、清晰。 同樣，同樣，呈現(xiàn)在電視機(jī)屏幕上的圖像也是由許多呈現(xiàn)在電視機(jī)屏幕上的圖像也是由許多相互聯(lián)系、彼此配合、亮度相同或不同的小單元組相互聯(lián)系、彼此配合、亮度相同或不同的小單元組成成。 這些構(gòu)成電視圖像的基本單元稱為這些構(gòu)成電視圖像的基本單元稱為像素像素。顯然，像素越多、越密，圖像就越清晰、細(xì)致。顯然，像素越多、越密，圖像就越清晰、細(xì)致。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 實(shí)際上，由于實(shí)際上，由于人眼視覺分辨力人眼視覺分辨力有一定的極限，有一定的極限，在正常觀看距離

4、下，一幅電視圖像大約有在正常觀看距離下，一幅電視圖像大約有40萬個(gè)像萬個(gè)像素時(shí)素時(shí)，就可以使圖像具有令人滿意的清晰程度。就可以使圖像具有令人滿意的清晰程度。如何傳送像素？如何傳送像素？ 在電視技術(shù)中，在電視技術(shù)中，采用一種順序傳送的方法，就采用一種順序傳送的方法，就是在發(fā)送端把圖像中各個(gè)像素的亮度按一定順序變是在發(fā)送端把圖像中各個(gè)像素的亮度按一定順序變成相應(yīng)的電信號(hào)，并一個(gè)一個(gè)的傳送出去，而在接成相應(yīng)的電信號(hào)，并一個(gè)一個(gè)的傳送出去，而在接收端則按同樣的順序把電信號(hào)轉(zhuǎn)變成一個(gè)一個(gè)相應(yīng)收端則按同樣的順序把電信號(hào)轉(zhuǎn)變成一個(gè)一個(gè)相應(yīng)的亮點(diǎn)重現(xiàn)出來。的亮點(diǎn)重現(xiàn)出來。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程

5、圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程思考：順序傳送像素是否可行？思考：順序傳送像素是否可行？ 由由于人眼的視覺惰性，只要順序傳送的速度足于人眼的視覺惰性，只要順序傳送的速度足夠快，就會(huì)在主觀感覺上覺得所有像素同時(shí)發(fā)亮。夠快，就會(huì)在主觀感覺上覺得所有像素同時(shí)發(fā)亮。 這種順序傳送實(shí)質(zhì)上就是按時(shí)間順序傳送空間這種順序傳送實(shí)質(zhì)上就是按時(shí)間順序傳送空間分布的像素的亮度。分布的像素的亮度。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)轫樞騻魉偷碾娦盘?hào)（圖像的分解）將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)轫樞騻魉偷碾娦盘?hào)（圖像的分解）或?qū)㈨樞騻魉偷碾娦盘?hào)重新恢復(fù)成光圖像（圖像的或?qū)㈨樞騻魉偷碾娦盘?hào)重新恢復(fù)成光圖像（圖像的

6、復(fù)合）的過程稱為復(fù)合）的過程稱為掃描掃描。 由于電視要傳送活動(dòng)圖像，即圖像上各像素的由于電視要傳送活動(dòng)圖像，即圖像上各像素的亮度是隨時(shí)間不斷變化的，所以必須在一秒內(nèi)傳送亮度是隨時(shí)間不斷變化的，所以必須在一秒內(nèi)傳送很多幅畫面，才會(huì)在電視屏幕上重現(xiàn)連續(xù)活動(dòng)的圖很多幅畫面，才會(huì)在電視屏幕上重現(xiàn)連續(xù)活動(dòng)的圖像。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定像。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一秒鐘傳送一秒鐘傳送25幅畫面幅畫面，也就，也就是說電視系統(tǒng)必須具備每秒約是說電視系統(tǒng)必須具備每秒約1000萬個(gè)像素的掃描萬個(gè)像素的掃描速度。這么高的掃描速度，只有采用電子掃描的方速度。這么高的掃描速度，只有采用電子掃描的方法才能實(shí)現(xiàn)。法才能實(shí)現(xiàn)。2.1 2.

7、1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的器件是發(fā)送端的實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的器件是發(fā)送端的攝像管攝像管。圖2.1 光電導(dǎo)攝像管結(jié)構(gòu)圖2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程攝像管攝像管主要由主要由光敏靶光敏靶和和電子槍電子槍兩部分組成。兩部分組成。 光敏靶：由光敏半導(dǎo)體材料制成，位于電子槍前光敏靶：由光敏半導(dǎo)體材料制成，位于電子槍前端。景物在光敏靶上成像。由于光像各部分的亮端。景物在光敏靶上成像。由于光像各部分的亮度不同，靶上各相應(yīng)部分的電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)的變度不同，靶上各相應(yīng)部分的電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)的變化。于是將景物各像素亮度不同變成了靶面上個(gè)化。于是將景物各像素亮

8、度不同變成了靶面上個(gè)單元的電導(dǎo)不同，單元的電導(dǎo)不同，光像變成了光像變成了“電像電像”。 電子槍：任務(wù)是電子槍：任務(wù)是發(fā)射電子束發(fā)射電子束。當(dāng)電子束按一定規(guī)。當(dāng)電子束按一定規(guī)律在靶面上掃描時(shí)，便依次得到與景物各點(diǎn)亮度律在靶面上掃描時(shí)，便依次得到與景物各點(diǎn)亮度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，完成了將圖像分解為像素以及相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，完成了將圖像分解為像素以及各像素按順序轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電轉(zhuǎn)換過程。各像素按順序轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電轉(zhuǎn)換過程。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖2.2 電子槍結(jié)構(gòu)圖電子槍由燈絲、陰極、柵極、加速極（每一陽極）、聚焦極（第電子槍由燈絲、陰極、柵極、加速極（每一陽極

9、）、聚焦極（第三陽極）和高壓陽極（第二、四陽極）組成。三陽極）和高壓陽極（第二、四陽極）組成。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程電子槍各部分的作用電子槍各部分的作用： 燈絲：燈絲加上額定電壓后，就會(huì)產(chǎn)生電流而發(fā)熱。燈絲：燈絲加上額定電壓后，就會(huì)產(chǎn)生電流而發(fā)熱。其作用是烘烤陰極，使陰極發(fā)射電子。其作用是烘烤陰極，使陰極發(fā)射電子。 陰極：作用是發(fā)射電子。陰極：作用是發(fā)射電子。 柵極：改變柵陰電壓就可以控制電子束的強(qiáng)弱，從柵極：改變柵陰電壓就可以控制電子束的強(qiáng)弱，從而控制熒光屏的發(fā)光程度。而控制熒光屏的發(fā)光程度。 加速極：工作時(shí)它加有加速極：工作時(shí)它加有100V400V電壓

10、，以對(duì)陰極電壓，以對(duì)陰極發(fā)射的電子進(jìn)行加速，使之向熒光屏運(yùn)動(dòng)。發(fā)射的電子進(jìn)行加速，使之向熒光屏運(yùn)動(dòng)。 聚焦極：使電子束聚焦成直徑很小的細(xì)束。聚焦極：使電子束聚焦成直徑很小的細(xì)束。 高壓陽極：高壓陽極上加有高壓陽極：高壓陽極上加有1萬伏以上的直流高壓，萬伏以上的直流高壓，其作用是使電子束高速轟擊熒光屏。其作用是使電子束高速轟擊熒光屏。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 當(dāng)電子槍發(fā)射的電子束不發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)時(shí)，電當(dāng)電子槍發(fā)射的電子束不發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)時(shí)，電子束會(huì)始終掃描靶面上的固定一個(gè)點(diǎn)，此時(shí)只會(huì)產(chǎn)子束會(huì)始終掃描靶面上的固定一個(gè)點(diǎn)，此時(shí)只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。為了使組成整個(gè)圖像的各

11、個(gè)像素都生一個(gè)電信號(hào)。為了使組成整個(gè)圖像的各個(gè)像素都能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，必須在電子槍外套上偏轉(zhuǎn)線圈，能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，必須在電子槍外套上偏轉(zhuǎn)線圈，使電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下發(fā)生水平、垂直方向使電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下發(fā)生水平、垂直方向的偏轉(zhuǎn)，這又稱的偏轉(zhuǎn)，這又稱電子束掃描電子束掃描。 在掃描過程中，像素的傳送和恢復(fù)順序是從左在掃描過程中，像素的傳送和恢復(fù)順序是從左到右、從上到下一行一行的進(jìn)行的。到右、從上到下一行一行的進(jìn)行的。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程1、電子束在聚焦線圈和、電子束在聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的聯(lián)合作用下，以聚焦?fàn)盥?lián)合作用下，以

12、聚焦?fàn)顟B(tài)按一定規(guī)律（即從左態(tài)按一定規(guī)律（即從左到右、從上到下一行一到右、從上到下一行一行）掃描靶上個(gè)點(diǎn)。行）掃描靶上個(gè)點(diǎn)。2、當(dāng)電子束接觸到靶面某點(diǎn)時(shí)，電子槍的陰極與信號(hào)板、負(fù)、當(dāng)電子束接觸到靶面某點(diǎn)時(shí)，電子槍的陰極與信號(hào)板、負(fù)載載RL和電源和電源E構(gòu)成一個(gè)回路，在構(gòu)成一個(gè)回路，在RL中就有電流流過，該電流的中就有電流流過，該電流的大小取決于光敏靶該點(diǎn)電導(dǎo)率的大小。大小取決于光敏靶該點(diǎn)電導(dǎo)率的大小。3、因此，當(dāng)電子束按一定規(guī)律在靶面上掃描時(shí)，便在負(fù)載上、因此，當(dāng)電子束按一定規(guī)律在靶面上掃描時(shí)，便在負(fù)載上依次得到與景物各點(diǎn)亮度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，進(jìn)而完成將圖像分依次得到與景物各點(diǎn)亮度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，

13、進(jìn)而完成將圖像分解為像素以及各像素按順序轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換過程。解為像素以及各像素按順序轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換過程。圖像信號(hào)的分類：圖像信號(hào)的分類： 負(fù)極性圖像信號(hào)負(fù)極性圖像信號(hào)：若：若攝像管攝取的圖像信號(hào)（電攝像管攝取的圖像信號(hào)（電信號(hào)）信號(hào)）具有具有像素越亮，對(duì)應(yīng)的輸出電平越低；像像素越亮，對(duì)應(yīng)的輸出電平越低；像素越暗，輸出信號(hào)電平越高的光電轉(zhuǎn)換規(guī)律，素越暗，輸出信號(hào)電平越高的光電轉(zhuǎn)換規(guī)律，則則該圖像信號(hào)被該圖像信號(hào)被稱為稱為負(fù)負(fù)極性的圖像信號(hào)。極性的圖像信號(hào)。 正極性圖像信號(hào)正極性圖像信號(hào)：若圖像信號(hào)滿足：若圖像信號(hào)滿足輸出電平值與輸出電平值與像素亮度成正比像素亮度成正比的關(guān)

14、系，則該圖像信號(hào)的關(guān)系，則該圖像信號(hào)為為正正極性極性的圖像信號(hào)的圖像信號(hào)。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像是如何重現(xiàn)的呢？圖像是如何重現(xiàn)的呢？ 圖像的重現(xiàn)是依靠電視接收機(jī)的圖像的重現(xiàn)是依靠電視接收機(jī)的顯像管顯像管來完成來完成的，的，顯像管的任務(wù)顯像管的任務(wù)是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為光圖像，完是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為光圖像，完成成電到光的轉(zhuǎn)換電到光的轉(zhuǎn)換。顯像管主要由顯像管主要由電子槍電子槍和和熒光屏熒光屏兩部分組成。兩部分組成。 電子槍電子槍：用于發(fā)射電子束。電子束的強(qiáng)度：用于發(fā)射電子束。電子束的強(qiáng)度取決于取決于加在

15、控制柵極的正極性圖像信號(hào)或加在陰極上的加在控制柵極的正極性圖像信號(hào)或加在陰極上的負(fù)極性圖像信號(hào)負(fù)極性圖像信號(hào)的的電平大小。電子束轟擊熒光屏電平大小。電子束轟擊熒光屏?xí)r所產(chǎn)生光像的亮度取決于電子束的強(qiáng)弱。時(shí)所產(chǎn)生光像的亮度取決于電子束的強(qiáng)弱。 熒光屏熒光屏：重現(xiàn)亮度，亮度是由：重現(xiàn)亮度，亮度是由受圖像信號(hào)控制的受圖像信號(hào)控制的一個(gè)個(gè)亮點(diǎn)所組成。一個(gè)個(gè)亮點(diǎn)所組成。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程因此，圖像信號(hào)重現(xiàn)成一幅完整的光圖像需因此，圖像信號(hào)重現(xiàn)成一幅完整的光圖像需要滿足以下條件：要滿足以下條件：p 電子束在電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下完成從左到右、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下完成從左

16、到右、從上到下全屏幕的掃描從上到下全屏幕的掃描；p 電子束在熒光屏上轟擊的幾何位置也必須電子束在熒光屏上轟擊的幾何位置也必須與發(fā)送端圖像像素的位置一一對(duì)應(yīng)，即收與發(fā)送端圖像像素的位置一一對(duì)應(yīng)，即收發(fā)兩端要保持同步的工作狀態(tài)。發(fā)兩端要保持同步的工作狀態(tài)。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程一幀圖像的分解與重現(xiàn)過程：一幀圖像的分解與重現(xiàn)過程：圖2.3 圖像的分解與復(fù)合(a) 圖像的分解(b) 圖像的重現(xiàn)攝像管靶面上的圖像攝像管靶面上的圖像顯像管熒光屏上的圖像顯像管熒光屏上的圖像2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程8、9行電壓波形4、5、6、7行電壓波

17、形2、3行電壓波形1、10行電壓波形圖2.4 攝像管輸出電壓電壓高電壓高時(shí)，電時(shí)，電子束弱，屏幕子束弱，屏幕上被轟擊到的上被轟擊到的部分為部分為暗像暗像；電壓低電壓低時(shí)，電時(shí)，電子束強(qiáng)，屏幕子束強(qiáng)，屏幕上被轟擊到的上被轟擊到的部分呈部分呈亮像亮像。2.1 2.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程總結(jié)（圖像的分解與復(fù)合）：總結(jié)（圖像的分解與復(fù)合）：p 首先，掃描速度要足夠快，這樣利用首先，掃描速度要足夠快，這樣利用熒光熒光屏的余輝特性屏的余輝特性和和人眼視覺惰性人眼視覺惰性，即可重現(xiàn)，即可重現(xiàn)連續(xù)的圖像。連續(xù)的圖像。p 其次其次，顯像管中電子束掃描必須與攝像管，顯像管中電子束掃描必須

18、與攝像管的的掃描規(guī)律完全一致，即掃描規(guī)律完全一致，即同步掃描同步掃描。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理電視圖像的攝取與重現(xiàn)過程電視圖像的攝取與重現(xiàn)過程：基于光和電的相互轉(zhuǎn)換。：基于光和電的相互轉(zhuǎn)換。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理光圖像電信號(hào)電子掃描電信號(hào)光圖像電子掃描(a) 圖像的攝取(b) 圖像的重現(xiàn)由上圖可知，把空間的光圖像變換為隨時(shí)間變化的電由上圖可知，把空間的光圖像變換為隨時(shí)間變化的電信號(hào)；或者把隨時(shí)間變化的電信號(hào)再轉(zhuǎn)換為一幅空間信號(hào)；或者把隨時(shí)間變化的電信號(hào)再轉(zhuǎn)換為一幅空間光圖像，都是通過光圖像，都是通過電子掃描電子掃描來完成的。來完成的。2.2 2.2 電視掃描原

19、理電視掃描原理思考：如何實(shí)現(xiàn)從左到右、從上到下的電子掃描呢？思考：如何實(shí)現(xiàn)從左到右、從上到下的電子掃描呢？ 在電視接收機(jī)中，采用在電視接收機(jī)中，采用磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)的方式來控制顯像管的方式來控制顯像管中電子束的掃描運(yùn)動(dòng)，即中電子束的掃描運(yùn)動(dòng)，即在器件外裝置的偏轉(zhuǎn)線圈中通在器件外裝置的偏轉(zhuǎn)線圈中通以鋸齒電流，使電子束受到電磁力的作用而偏轉(zhuǎn)以鋸齒電流，使電子束受到電磁力的作用而偏轉(zhuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)順序掃描，顯像管的管頸上安裝的為了實(shí)現(xiàn)順序掃描，顯像管的管頸上安裝的偏轉(zhuǎn)線偏轉(zhuǎn)線圈圈有以下兩種（不同頻率的鋸齒波電流作用下）：有以下兩種（不同頻率的鋸齒波電流作用下）： 水平偏轉(zhuǎn)線圈水平偏轉(zhuǎn)線圈：作用是產(chǎn)生垂直磁場(chǎng)

20、，實(shí)現(xiàn)水平掃描；：作用是產(chǎn)生垂直磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)水平掃描； 垂直偏轉(zhuǎn)線圈垂直偏轉(zhuǎn)線圈：作用是產(chǎn)生水平磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)垂直掃描。：作用是產(chǎn)生水平磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)垂直掃描。電子束在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈電子束在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用下，完成產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用下，完成從左到右、從上到下的全屏幕掃描，形成了矩形光柵從左到右、從上到下的全屏幕掃描，形成了矩形光柵。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理水平掃水平掃描工作描工作原理：原理：1、偏轉(zhuǎn)電流a點(diǎn)時(shí)，電子束應(yīng)射到熒光屏左邊的a1點(diǎn)處；2、偏轉(zhuǎn)電流逐漸變化到b點(diǎn)時(shí)，電子束偏移隨之減小，光點(diǎn)由a1點(diǎn)回到熒光屏中央的b1點(diǎn)；3、偏轉(zhuǎn)電流由b點(diǎn)向c點(diǎn)正向增加到最大值時(shí)，電子

21、束向屏幕右側(cè)移動(dòng)，光點(diǎn)由b1點(diǎn)到c1點(diǎn)。行掃描正程：行掃描正程：THs：行掃描正程期：行掃描正程期在在THs期間，電子束由屏期間，電子束由屏幕左側(cè)掃至右側(cè)，并顯幕左側(cè)掃至右側(cè)，并顯示亮線。示亮線。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理水平掃水平掃描工作描工作原理：原理：偏轉(zhuǎn)電流由最大值c點(diǎn)經(jīng)d變到最大負(fù)值e點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的，電子束很快的由熒光屏右側(cè)的c1點(diǎn)經(jīng)熒光屏中央的d1點(diǎn)折回到左邊的e1點(diǎn)。行掃描逆程：行掃描逆程：THr：行掃描逆程期：行掃描逆程期在在THr期間，電子束迅速回期間，電子束迅速回掃至左側(cè)，并采用消隱措施掃至左側(cè)，并采用消隱措施不在屏幕上顯示亮線。不在屏幕上顯示亮線。2.2 2.2

22、 電視掃描原理電視掃描原理在水平掃描中，在水平掃描中，行掃描周期為：行掃描周期為：HHsHrTTT且滿足：且滿足：HrHsTT 假若電子束只有水平掃描而沒有垂直掃描，假若電子束只有水平掃描而沒有垂直掃描，在熒光屏上將呈現(xiàn)一條水平線。在熒光屏上將呈現(xiàn)一條水平線。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理垂直掃描工作原理：垂直掃描工作原理：1、場(chǎng)掃描正程：當(dāng)場(chǎng)掃描鋸齒電流由a點(diǎn)經(jīng)b點(diǎn)逐漸變化到c點(diǎn)時(shí)，電子束由熒光屏最上方的a1點(diǎn)經(jīng)b1點(diǎn)掃描至最下方c1點(diǎn)，電子束自上而下完成掃描正程；2、場(chǎng)掃描逆程：當(dāng)場(chǎng)掃描鋸齒電流由c點(diǎn)很快變化到e點(diǎn)，電子束也很快的由熒光屏最上面的c1點(diǎn)經(jīng)d1點(diǎn)迅速折回到最上面e1

23、點(diǎn)，完成場(chǎng)掃描逆程。場(chǎng)掃描過程：場(chǎng)掃描過程：場(chǎng)掃描正程期場(chǎng)掃描正程期場(chǎng)掃描逆程期場(chǎng)掃描逆程期場(chǎng)掃描周期為：場(chǎng)掃描周期為：VVsVrTTT且滿足：且滿足：VrVsTT2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理 假若電子束只有水平掃描而沒有垂直掃描，假若電子束只有水平掃描而沒有垂直掃描，在熒光屏上將呈現(xiàn)一條水平線。在熒光屏上將呈現(xiàn)一條水平線。 當(dāng)既有水平掃描又有垂直掃描時(shí)，熒光屏將當(dāng)既有水平掃描又有垂直掃描時(shí)，熒光屏將呈現(xiàn)滿屏幕近似平行的水平線，即呈現(xiàn)滿屏幕近似平行的水平線，即掃描光柵掃描光柵。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理電子掃描的方式電子掃描的方式： 逐行掃描逐行掃描 隔行掃描隔行掃描

24、 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一秒鐘傳送一秒鐘傳送25幅畫面幅畫面，這樣這樣圖像不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)感圖像不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)感。 在電視中，將一幅畫面稱為在電視中，將一幅畫面稱為一幀一幀。規(guī)定每秒傳。規(guī)定每秒傳送送25幀（即幀頻為幀（即幀頻為25Hz）。）。 每幀圖像分成每幀圖像分成625行傳送，每秒傳送行傳送，每秒傳送15625行，行，即行頻為：即行頻為：15625 HzHf為了達(dá)到觀看效果，掃描參數(shù)如何選擇？為了達(dá)到觀看效果，掃描參數(shù)如何選擇？2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理逐行掃描存在的問題逐行掃描存在的問題： 會(huì)使人產(chǎn)生畫面的閃爍效應(yīng)。會(huì)使人產(chǎn)生畫面的閃爍效應(yīng)。原因：原因：逐行掃描的幀頻

25、為逐行掃描的幀頻為1/25s 當(dāng)電子束掃描過去后，該像素開始變暗，當(dāng)電子束掃描過去后，該像素開始變暗，直到直到經(jīng)過經(jīng)過1/25s后電子束又掃到該像素時(shí)，后電子束又掃到該像素時(shí)，其其又由最暗變又由最暗變到最亮。到最亮。解決方法：解決方法：減少換幀時(shí)間，即提高幀頻減少換幀時(shí)間，即提高幀頻 隨之產(chǎn)生的問題是隨之產(chǎn)生的問題是信號(hào)的頻帶寬度增大信號(hào)的頻帶寬度增大。 目前在廣播電視中，普遍采用隔行掃描的方法來目前在廣播電視中，普遍采用隔行掃描的方法來克服閃爍效應(yīng)，并保持信號(hào)頻帶寬度不變。克服閃爍效應(yīng)，并保持信號(hào)頻帶寬度不變。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理隔行掃描原理：隔行掃描原理： 在保持行頻在

26、保持行頻25Hz、行頻、行頻15625Hz不變的情況下，不變的情況下，把一幀畫面分成兩場(chǎng)來掃描。把一幀畫面分成兩場(chǎng)來掃描。 電子束在掃描一幀圖像時(shí)，首先掃描所有的奇電子束在掃描一幀圖像時(shí)，首先掃描所有的奇數(shù)行（按空間排列順序）即第數(shù)行（按空間排列順序）即第1、3、直至第直至第625行的前半行，該場(chǎng)即為行的前半行，該場(chǎng)即為奇數(shù)場(chǎng)奇數(shù)場(chǎng)； 然后然后，電子束再返回頂部掃描所有的偶數(shù)行，電子束再返回頂部掃描所有的偶數(shù)行，即自即自625行后半行開始，接著掃第行后半行開始，接著掃第2、4、直至直至624行，該場(chǎng)稱為行，該場(chǎng)稱為偶數(shù)場(chǎng)偶數(shù)場(chǎng)。 只要兩場(chǎng)的周期相等（包括各自的正程、逆程只要兩場(chǎng)的周期相等（包括

27、各自的正程、逆程時(shí)間亦相等）且為幀周期的一半，則奇、偶場(chǎng)光柵時(shí)間亦相等）且為幀周期的一半，則奇、偶場(chǎng)光柵在屏幕上可以實(shí)現(xiàn)均勻嵌套，構(gòu)成一幅完整的圖像。在屏幕上可以實(shí)現(xiàn)均勻嵌套，構(gòu)成一幅完整的圖像。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理圖2.5 隔行掃描示意圖 iH值表示電子束在熒光屏值表示電子束在熒光屏水平方向水平方向上的位置；上的位置； iV值表示電子束在熒光屏值表示電子束在熒光屏垂直方向垂直方向上的位置上的位置。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理圖中紅點(diǎn)處電平相等，說明奇圖中紅點(diǎn)處電平相等，說明奇偶場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)在熒光屏偶場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)在熒光屏上的垂直位置是相同的。上的垂直位置

28、是相同的。然而：然而： 場(chǎng)周期場(chǎng)周期=行周期行周期*（整數(shù)倍（整數(shù)倍+0.5）則奇、偶兩場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)則奇、偶兩場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的iH值是不同的。值是不同的。奇、偶兩場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)在水平位置上差半行奇、偶兩場(chǎng)的場(chǎng)正程起始點(diǎn)在水平位置上差半行，因此兩場(chǎng)的光柵不會(huì)重疊，實(shí)現(xiàn)均勻的嵌套。因此兩場(chǎng)的光柵不會(huì)重疊，實(shí)現(xiàn)均勻的嵌套。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理圖2.6 一幀圖像的隔行掃描示意圖2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理結(jié)論結(jié)論：p 為了實(shí)現(xiàn)隔行掃描時(shí)奇、偶兩場(chǎng)掃描光柵均勻相為了實(shí)現(xiàn)隔行掃描時(shí)奇、偶兩場(chǎng)掃描光柵均勻相嵌，每幀圖像的掃描行數(shù)（包括場(chǎng)逆程在內(nèi)）必嵌，每

29、幀圖像的掃描行數(shù)（包括場(chǎng)逆程在內(nèi)）必須為奇數(shù)。須為奇數(shù)。p 為了保證各幀光柵的重疊，要求每幀的掃描行數(shù)為了保證各幀光柵的重疊，要求每幀的掃描行數(shù)必須是整數(shù)。必須是整數(shù)。2.2 2.2 電視掃描原理電視掃描原理我國廣播電視采用的隔行掃描主要參數(shù)如下我國廣播電視采用的隔行掃描主要參數(shù)如下：行頻：行頻：15625 Hz 場(chǎng)頻：場(chǎng)頻：50 Hz 行周期：行周期： 64 s 場(chǎng)周期：場(chǎng)周期： 20 ms行正程時(shí)間：行正程時(shí)間： 52 s 場(chǎng)正程時(shí)間：場(chǎng)正程時(shí)間： 18.4ms行逆程時(shí)間：行逆程時(shí)間：12 s 場(chǎng)逆程時(shí)間：場(chǎng)逆程時(shí)間： 1.6ms幀頻：幀頻：25 Hz 每幀行數(shù)：每幀行數(shù)：625幀周期：幀

30、周期：40 ms 每場(chǎng)行數(shù)：每場(chǎng)行數(shù)：312.52.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 理想情況下，電視機(jī)熒光屏上重現(xiàn)圖像的幾何理想情況下，電視機(jī)熒光屏上重現(xiàn)圖像的幾何形狀、相對(duì)大小、細(xì)節(jié)的清晰程度、亮度分布及物形狀、相對(duì)大小、細(xì)節(jié)的清晰程度、亮度分布及物體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)感等，都應(yīng)該與原景物一致。這實(shí)際體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)感等，都應(yīng)該與原景物一致。這實(shí)際上是不可能的。上是不可能的。 本節(jié)根據(jù)人眼的視覺特性，分析黑白電視圖像本節(jié)根據(jù)人眼的視覺特性，分析黑白電視圖像轉(zhuǎn)換中的幾個(gè)基本參數(shù)。轉(zhuǎn)換中的幾個(gè)基本參數(shù)。2.3 2.3 重現(xiàn)

31、電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)亮度亮度 亮度可用亮度可用B表示，度量單位為表示，度量單位為cd/m2。cd為燭光為燭光發(fā)光強(qiáng)度坎德拉。發(fā)光強(qiáng)度坎德拉。 目前，顯像管的發(fā)光亮度能做到上百目前，顯像管的發(fā)光亮度能做到上百cd/m2的量的量級(jí)，而所攝取客觀景物的最大亮度可高至上萬級(jí)，而所攝取客觀景物的最大亮度可高至上萬cd/m2 ，兩者差別很大，重現(xiàn)圖像是無法達(dá)到客觀，兩者差別很大，重現(xiàn)圖像是無法達(dá)到客觀景物的實(shí)際亮度。景物的實(shí)際亮度。 根據(jù)實(shí)際要求，電視圖像平均亮度應(yīng)不小于根據(jù)實(shí)際要求，電視圖像平均亮度應(yīng)不小于30cd/m2 ，最大亮度應(yīng)大于，最大亮度應(yīng)大于100 cd/m2 （或（或6

32、0 cd/m2 ）。）。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)如何解決顯像管亮度無法達(dá)到要求的問題？如何解決顯像管亮度無法達(dá)到要求的問題？利用人眼的特征利用人眼的特征對(duì)背景亮度有很強(qiáng)的適應(yīng)性對(duì)背景亮度有很強(qiáng)的適應(yīng)性只要保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度與客觀景物相等只要保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度與客觀景物相等就可以獲得與客觀景物一樣的明暗感覺，而完全沒有就可以獲得與客觀景物一樣的明暗感覺，而完全沒有必要重現(xiàn)客觀景物的實(shí)際亮度。必要重現(xiàn)客觀景物的實(shí)際亮度。什么是對(duì)比度？什么是對(duì)比度？客觀景物的最大亮度與最小亮度之比稱為客觀景物的最大亮度與最小亮度之比稱為對(duì)比度對(duì)比度。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖

33、像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)對(duì)于重現(xiàn)的電視圖像，對(duì)比度對(duì)于重現(xiàn)的電視圖像，對(duì)比度K為：為：maxmaxminminDDDBBBKBBBB其中：其中：Bmax為顯像管的最大亮度；為顯像管的最大亮度； Bmin為顯像管的最小亮度；為顯像管的最小亮度； BD為周圍的環(huán)境亮度。為周圍的環(huán)境亮度。由上式可看出，環(huán)境越亮，電視圖像的對(duì)比度越低。由上式可看出，環(huán)境越亮，電視圖像的對(duì)比度越低。一般，對(duì)比度能達(dá)到一般，對(duì)比度能達(dá)到3040就可獲得滿意的收看效果。就可獲得滿意的收看效果。總結(jié)總結(jié)：重現(xiàn)圖像的對(duì)比度越大，圖像的黑白層次就越：重現(xiàn)圖像的對(duì)比度越大，圖像的黑白層次就越豐富，人眼的感覺就越細(xì)膩、柔和

34、。豐富，人眼的感覺就越細(xì)膩、柔和。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)什么是灰度？什么是灰度？圖像從黑色到白色之間的過渡色統(tǒng)稱圖像從黑色到白色之間的過渡色統(tǒng)稱灰色灰色?；叶然叶染褪菍⑦@一灰色劃分成能加以區(qū)別的層次數(shù)。就是將這一灰色劃分成能加以區(qū)別的層次數(shù)。如何鑒別電視機(jī)恢復(fù)原圖像明暗層次的程度？如何鑒別電視機(jī)恢復(fù)原圖像明暗層次的程度？ 電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)十級(jí)灰度信號(hào)。電視機(jī)經(jīng)調(diào)整后，電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)十級(jí)灰度信號(hào)。電視機(jī)經(jīng)調(diào)整后，在圖像中能區(qū)分的從黑到白的層次數(shù)稱為該在圖像中能區(qū)分的從黑到白的層次數(shù)稱為該機(jī)具有相機(jī)具有相應(yīng)級(jí)的灰度應(yīng)級(jí)的灰度。 實(shí)際上，電視機(jī)只要能達(dá)到六級(jí)灰度，

35、就能收看實(shí)際上，電視機(jī)只要能達(dá)到六級(jí)灰度，就能收看明暗層次較佳的圖像。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甲級(jí)和乙級(jí)明暗層次較佳的圖像。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甲級(jí)和乙級(jí)電視機(jī)分別達(dá)到八級(jí)和九級(jí)灰度。電視機(jī)分別達(dá)到八級(jí)和九級(jí)灰度。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 為了獲得圖像的連續(xù)感、克服閃爍效果并不使圖為了獲得圖像的連續(xù)感、克服閃爍效果并不使圖像信號(hào)的頻帶過寬，我國規(guī)定幀頻為像信號(hào)的頻帶過寬，我國規(guī)定幀頻為25Hz，采用隔，采用隔行掃描，場(chǎng)頻定為行掃描，場(chǎng)頻定為50Hz。 同時(shí)，由于同時(shí)，由于50Hz的場(chǎng)頻恰好等于電網(wǎng)頻率，還的場(chǎng)頻恰好等于電網(wǎng)頻率，還可以可以克服克服當(dāng)電源濾波不良時(shí)圖像的當(dāng)

36、電源濾波不良時(shí)圖像的蠕動(dòng)現(xiàn)象蠕動(dòng)現(xiàn)象。思考：根據(jù)什么確定的上述參數(shù)呢？思考：根據(jù)什么確定的上述參數(shù)呢？ 人眼的視覺惰性人眼的視覺惰性2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)電視標(biāo)準(zhǔn)中的掃描行數(shù)是如何確定的？電視標(biāo)準(zhǔn)中的掃描行數(shù)是如何確定的？圖2.7 人眼分辨圖像細(xì)節(jié)能力示意圖分辨角，在一定距離l時(shí)，人眼恰能分辨的兩個(gè)黑點(diǎn)間的夾角。顯然，分辨角越小，表示人眼的分辨力越強(qiáng)；反之則越弱。定義：人眼的分辨力為分辨角的倒數(shù)。兩個(gè)黑點(diǎn)間的距離，即行距。屏幕高度視覺清晰區(qū)域張角最佳觀看距離2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)由圖得到分辨角為：由圖得到分辨角為：)(

37、602360Ld人眼能分辨圖像細(xì)節(jié)的屏幕顯示行數(shù)為：人眼能分辨圖像細(xì)節(jié)的屏幕顯示行數(shù)為：360 602hhZdL 經(jīng)實(shí)驗(yàn)經(jīng)實(shí)驗(yàn), 正常人的眼分辨角為正常人的眼分辨角為12， 取取=1.5。并假設(shè)。并假設(shè)人眼的視覺清楚區(qū)域的兩點(diǎn)射線夾角為人眼的視覺清楚區(qū)域的兩點(diǎn)射線夾角為，當(dāng)，當(dāng)為為15左右時(shí)左右時(shí), 人的觀看距離一般是人的觀看距離一般是 l=4h，有：，有： 360 601573.24843.14 2 1.54Z 行2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 由上式計(jì)算出了相應(yīng)的人眼能分辨圖像細(xì)節(jié)的屏由上式計(jì)算出了相應(yīng)的人眼能分辨圖像細(xì)節(jié)的屏幕顯示行數(shù)為幕顯示行數(shù)為573行。

38、行。 在此基礎(chǔ)上，我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定屏幕顯示行數(shù)為在此基礎(chǔ)上，我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定屏幕顯示行數(shù)為575行，再考慮每幀逆程的行，再考慮每幀逆程的50行，即確定了行，即確定了每幀的總每幀的總行數(shù)行數(shù)為：為：50625ZZ行2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)什么是分解力和清晰度？什么是分解力和清晰度？ 分解力：電視系統(tǒng)傳送圖像細(xì)節(jié)的能力稱為該系統(tǒng)分解力：電視系統(tǒng)傳送圖像細(xì)節(jié)的能力稱為該系統(tǒng)的分解力。的分解力。 清晰度：人對(duì)圖像細(xì)節(jié)清晰程度的感覺稱為清晰度。清晰度：人對(duì)圖像細(xì)節(jié)清晰程度的感覺稱為清晰度?？偨Y(jié)總結(jié)：分解力和清晰度的含義是一致的。因此，分解：分解力和清晰度的含義是一致的

39、。因此，分解力通常以能分辨的黑白相間的線數(shù)表示。力通常以能分辨的黑白相間的線數(shù)表示。 例如，設(shè)分解力為例如，設(shè)分解力為500線，這表示系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)的線，這表示系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)的方向上能分辨黑白線條各方向上能分辨黑白線條各250條。條。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)什么是垂直分解力？什么是垂直分解力？ 垂直分解力是指沿著圖像的垂直分解力是指沿著圖像的垂直方向垂直方向上能夠分辨上能夠分辨像素的數(shù)目像素的數(shù)目。 顯然，垂直分解力受每幀屏幕可顯示的行數(shù)限制。顯然，垂直分解力受每幀屏幕可顯示的行數(shù)限制。 在最佳情況下，在最佳情況下，垂直分解力垂直分解力M就等于顯示行數(shù)就等于顯示行數(shù)

40、Z。在一般情況下，并非每一屏幕可顯示的行數(shù)都代表垂在一般情況下，并非每一屏幕可顯示的行數(shù)都代表垂直分解力，而取決于圖像的狀況以及圖像與掃描線相直分解力，而取決于圖像的狀況以及圖像與掃描線相對(duì)位置的各種情況。對(duì)位置的各種情況。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)圖2.8 垂直分解力示意圖1、如圖，、如圖，a1和和a4的圖像細(xì)節(jié)恰好占的圖像細(xì)節(jié)恰好占據(jù)了掃描線滿格，據(jù)了掃描線滿格，攝像管輸出的圖像攝像管輸出的圖像信號(hào)的電平高低分信號(hào)的電平高低分明；圖像明；圖像b1和和b4仍仍是黑白分明的原像。是黑白分明的原像。2、若為、若為a2，圖像細(xì)節(jié)與電子束中心錯(cuò)開，即電子束恰好覆蓋黑

41、條和白，圖像細(xì)節(jié)與電子束中心錯(cuò)開，即電子束恰好覆蓋黑條和白條各一半，則各行的圖像信號(hào)均為黑、白信號(hào)電平的平均值，因而重現(xiàn)條各一半，則各行的圖像信號(hào)均為黑、白信號(hào)電平的平均值，因而重現(xiàn)圖像圖像b2是一條均勻的灰色帶，系統(tǒng)喪失了垂直分解力，即是一條均勻的灰色帶，系統(tǒng)喪失了垂直分解力，即M=0。3、當(dāng)攝取圖像為、當(dāng)攝取圖像為a3和和a5，對(duì)應(yīng)的重現(xiàn)圖像，對(duì)應(yīng)的重現(xiàn)圖像b3對(duì)比度下降、對(duì)比度下降、 b5黑白邊界不黑白邊界不明顯，但能重現(xiàn)原圖像規(guī)律，垂直分解力下降為原線數(shù)的一般，即明顯，但能重現(xiàn)原圖像規(guī)律，垂直分解力下降為原線數(shù)的一般，即M=Z/2。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基

42、本參數(shù) 考慮到圖像內(nèi)容的隨機(jī)性，則有：考慮到圖像內(nèi)容的隨機(jī)性，則有：MkZk值通常為值通常為0.51。 若取若取k=0.76，則按上面的公式有效垂直分解力為：，則按上面的公式有效垂直分解力為：M=0.76*575=437線。線。 垂直分解力垂直分解力M可用總行數(shù)可用總行數(shù)Z來表示，為：來表示，為：VSVTMkZT2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)什么是水平分解力？什么是水平分解力？ 水平分解力是指沿圖像水平分解力是指沿圖像水平方向水平方向，系統(tǒng)能分解的，系統(tǒng)能分解的像素?cái)?shù)目像素?cái)?shù)目（垂直線數(shù)），以（垂直線數(shù)），以N表示。表示。 水平分解力取決于電子束橫截面水平分解力取

43、決于電子束橫截面大小，也就是說，大小，也就是說，水平分解力與電子束直徑相對(duì)于圖像細(xì)節(jié)寬度的大小水平分解力與電子束直徑相對(duì)于圖像細(xì)節(jié)寬度的大小有關(guān)。有關(guān)。電子束在水平方向和垂直方向的掃描完全不同電子束在水平方向和垂直方向的掃描完全不同： 垂直方向垂直方向：一定為一行一行的掃描，相鄰行之間的：一定為一行一行的掃描，相鄰行之間的掃描線不重疊；掃描線不重疊； 水平方向水平方向：連續(xù)的掃描過去的。：連續(xù)的掃描過去的。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 以攝像管為例，盡管電子束可以聚焦的很細(xì)，但以攝像管為例，盡管電子束可以聚焦的很細(xì)，但總有一定的截面積（接近于像素），因此它在水平

44、掃總有一定的截面積（接近于像素），因此它在水平掃描時(shí)將使黑白像素界限模糊，進(jìn)而傳喚成的圖像信號(hào)描時(shí)將使黑白像素界限模糊，進(jìn)而傳喚成的圖像信號(hào)電壓不能突變，存在一過渡期。電壓不能突變，存在一過渡期。 若圖像細(xì)節(jié)比電子束更小，則根本反映不出這種若圖像細(xì)節(jié)比電子束更小，則根本反映不出這種細(xì)節(jié)的變化，這種現(xiàn)象稱為細(xì)節(jié)的變化，這種現(xiàn)象稱為孔闌效應(yīng)孔闌效應(yīng)。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 若白條與黑條的若白條與黑條的寬度遠(yuǎn)大于電子束寬度遠(yuǎn)大于電子束直徑直徑d，當(dāng)電子束，當(dāng)電子束從左向右掃過畫面從左向右掃過畫面時(shí)，只有當(dāng)電子束時(shí)，只有當(dāng)電子束的中心分別處于的中心分別處于x1位置

45、以左和位置以左和x2位置位置以右時(shí)，電子束截以右時(shí)，電子束截面才完全覆蓋白條面才完全覆蓋白條和黑條。此時(shí)，輸和黑條。此時(shí)，輸出圖像信號(hào)在對(duì)應(yīng)出圖像信號(hào)在對(duì)應(yīng)的的t1和和t2時(shí)間達(dá)到時(shí)間達(dá)到最高電平最高電平u1和最低和最低電平電平u2（正極性圖（正極性圖像信號(hào)）。像信號(hào)）。圖2.9 孔闌效應(yīng)示意圖2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 而當(dāng)電子束中心而當(dāng)電子束中心處于處于x1和和x2之間時(shí)，之間時(shí)，電子束覆蓋白條、電子束覆蓋白條、黑條的面積不同，黑條的面積不同，會(huì)使得信號(hào)會(huì)使得信號(hào)u存在存在一過渡期一過渡期。 此時(shí)，輸出圖像此時(shí)，輸出圖像信號(hào)如圖信號(hào)如圖(c)所示，所示，在

46、白條和黑條交界在白條和黑條交界處有灰色過渡區(qū)，處有灰色過渡區(qū)，它的寬度為它的寬度為d，這，這使圖像模糊從而降使圖像模糊從而降低水平分解力。低水平分解力。圖2.9 孔闌效應(yīng)示意圖2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 圖圖(d)和和(e)給出給出了當(dāng)攝取圖像細(xì)節(jié)了當(dāng)攝取圖像細(xì)節(jié)改變時(shí)，其對(duì)應(yīng)的改變時(shí)，其對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形。期。信號(hào)波形。期。 當(dāng)細(xì)節(jié)寬度越來當(dāng)細(xì)節(jié)寬度越來越窄直至等于電子越窄直至等于電子束直徑束直徑d時(shí)，由于時(shí)，由于不變，圖像信號(hào)不變，圖像信號(hào)u將由梯形波趨于正將由梯形波趨于正弦波。這時(shí)對(duì)比度弦波。這時(shí)對(duì)比度保持不變，轉(zhuǎn)換成保持不變，轉(zhuǎn)換成的圖像仍為黑和白，的圖像

47、仍為黑和白，但黑白邊緣呈現(xiàn)模但黑白邊緣呈現(xiàn)模糊的灰色，圖像的糊的灰色，圖像的清晰度下降。清晰度下降。圖2.9 孔闌效應(yīng)示意圖2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 由上面的分析可知，當(dāng)圖像細(xì)節(jié)寬度小于電子束由上面的分析可知，當(dāng)圖像細(xì)節(jié)寬度小于電子束直徑直徑d時(shí)，對(duì)比度會(huì)顯著下降。要提高水平分辨力，時(shí)，對(duì)比度會(huì)顯著下降。要提高水平分辨力，需要減小電子束直徑。但需要減小電子束直徑。但電子束直徑太細(xì)電子束直徑太細(xì)，在保持每，在保持每幀行數(shù)不變的前提下，將在行與行之間有明顯空隙，幀行數(shù)不變的前提下，將在行與行之間有明顯空隙，進(jìn)而畫面被掃描到的部分將減少，從而進(jìn)而畫面被掃描到的部分

48、將減少，從而降低傳輸效率降低傳輸效率。 實(shí)際上，在顯像管光電轉(zhuǎn)換中也存在孔闌效應(yīng)，實(shí)際上，在顯像管光電轉(zhuǎn)換中也存在孔闌效應(yīng)，但因攝像管光電靶的面積遠(yuǎn)比顯像管屏幕小得多，因但因攝像管光電靶的面積遠(yuǎn)比顯像管屏幕小得多，因而而我們主要考慮攝像管的孔闌效應(yīng)我們主要考慮攝像管的孔闌效應(yīng)。 為了克服孔闌效應(yīng)，在電視發(fā)送端采用專用電路為了克服孔闌效應(yīng)，在電視發(fā)送端采用專用電路進(jìn)行校正。進(jìn)行校正。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 電子束大小要適當(dāng)，一般以等于一幀的高度除以電子束大小要適當(dāng)，一般以等于一幀的高度除以掃描行數(shù)為宜。掃描行數(shù)為宜。 實(shí)驗(yàn)證明，在同等長度條件下，當(dāng)水平分解力

49、等實(shí)驗(yàn)證明，在同等長度條件下，當(dāng)水平分解力等于垂直分解力時(shí)，圖像質(zhì)量最佳。于垂直分解力時(shí)，圖像質(zhì)量最佳。 VSVNMTkZT屏幕寬屏幕高屏幕寬屏幕高 因此，水平分解力等于：因此，水平分解力等于：2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 圖像信號(hào)的頻帶寬度不僅是確定射頻電磁波頻帶圖像信號(hào)的頻帶寬度不僅是確定射頻電磁波頻帶寬度的主要依據(jù)，還直接關(guān)系到電視機(jī)高頻放大器和寬度的主要依據(jù)，還直接關(guān)系到電視機(jī)高頻放大器和中頻放大器的設(shè)計(jì)要求。中頻放大器的設(shè)計(jì)要求。 因此，下面我們來計(jì)算圖像信號(hào)的頻帶寬度。因此，下面我們來計(jì)算圖像信號(hào)的頻帶寬度。圖像信號(hào)的頻帶寬度：圖像信號(hào)的頻帶寬度：

50、一幅圖像本身是沒有什么頻帶可言的一幅圖像本身是沒有什么頻帶可言的, 可是圖像信可是圖像信號(hào)照在光電靶上形成號(hào)照在光電靶上形成“電阻像電阻像”，用電子束進(jìn)行行、，用電子束進(jìn)行行、 場(chǎng)掃描攝取每個(gè)像素時(shí)產(chǎn)生了頻帶的概念。場(chǎng)掃描攝取每個(gè)像素時(shí)產(chǎn)生了頻帶的概念。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 根據(jù)人眼在視覺清楚區(qū)水平掃描視角根據(jù)人眼在視覺清楚區(qū)水平掃描視角(20 )和垂直和垂直掃描視角掃描視角(15 )比例為比例為4 3來估計(jì)，一幅圖像最多能分來估計(jì)，一幅圖像最多能分解成多少像素呢？解成多少像素呢？ 設(shè)對(duì)一幅圖像有效掃描的行數(shù)即為人眼能分辨圖設(shè)對(duì)一幅圖像有效掃描的行數(shù)即為

51、人眼能分辨圖像細(xì)節(jié)的行數(shù)，則一幅圖像最多能分解的像素個(gè)數(shù)為：像細(xì)節(jié)的行數(shù)，則一幅圖像最多能分解的像素個(gè)數(shù)為：24433XZZZ因此，傳送一個(gè)像素所需的時(shí)間為因此，傳送一個(gè)像素所需的時(shí)間為t為：為：2ZZ1/1314ZftXXffZ幀頻 最復(fù)雜的圖像最復(fù)雜的圖像不過于任意相鄰兩個(gè)像素為一黑一白。不過于任意相鄰兩個(gè)像素為一黑一白。設(shè)一黑一白的像素的周期為設(shè)一黑一白的像素的周期為T，則有：，則有： 2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù) 對(duì)于黑白電視來說，最復(fù)雜的圖像由什么組成的？對(duì)于黑白電視來說，最復(fù)雜的圖像由什么組成的？22ZZ332242TtZfZf由此，可得出一幅最復(fù)雜

52、的圖像電信號(hào)的頻率由此，可得出一幅最復(fù)雜的圖像電信號(hào)的頻率fmax為：為： 2max123ZfZfT 同樣，同樣， 對(duì)于黑白電視來說，最簡(jiǎn)單的圖像由什么組對(duì)于黑白電視來說，最簡(jiǎn)單的圖像由什么組成的？成的？ 最簡(jiǎn)單的圖像最簡(jiǎn)單的圖像是像素全為黑或全為白，則是像素全為黑或全為白，則fmin =0。 2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)則一幅圖像變換成電信號(hào)的頻帶寬度則一幅圖像變換成電信號(hào)的頻帶寬度fB為：為： 上式即為各國上式即為各國電視廣播系統(tǒng)圖像信號(hào)頻帶寬度公式電視廣播系統(tǒng)圖像信號(hào)頻帶寬度公式。 22_622575255510416.67335.51 105.51MHz

53、6MHzB ChinaZfZf又例如，日本電視廣播系統(tǒng)又例如，日本電視廣播系統(tǒng): 22_622525305512500335.51 105.51MHzBJapanZfZf2maxmin23BZfffZf例如，我國電視廣播系統(tǒng)例如，我國電視廣播系統(tǒng): 2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)電視機(jī)屏幕形狀和大小電視機(jī)屏幕形狀和大小是如何確定的？是如何確定的？ 根據(jù)人眼視覺最清楚的范圍是在垂直視角約根據(jù)人眼視覺最清楚的范圍是在垂直視角約15 ，水平視角約水平視角約20 的矩形面積內(nèi)來確定的。的矩形面積內(nèi)來確定的。 目前，各國電視機(jī)屏幕的寬高比多為目前，各國電視機(jī)屏幕的寬高比多為

54、4 : 3，也有，也有采用采用5 : 4和和5 : 3等。等。 重現(xiàn)圖像的另一個(gè)幾何特征是重現(xiàn)圖像的另一個(gè)幾何特征是幾何失真幾何失真，即是重，即是重現(xiàn)圖像的形狀、大小、相對(duì)位置等與原來景物的不一現(xiàn)圖像的形狀、大小、相對(duì)位置等與原來景物的不一致程度。致程度。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)圖像的幾何失真圖像的幾何失真有兩種：有兩種：p 掃描鋸齒波電流非線性引起的幾何失真掃描鋸齒波電流非線性引起的幾何失真圖2.10 掃描非線性引起圖像失真(a)為 行場(chǎng)掃描電流均為線性時(shí)，重現(xiàn)圖像與原圖像相似，無幾何失真。在(b)和(c)中， 行場(chǎng)掃描電流為非線性時(shí)，重現(xiàn)的方格寬度、高度

55、就會(huì)不均勻，呈現(xiàn)幾何失真。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)衡量失真的程度用幾何失真系數(shù)表示。衡量失真的程度用幾何失真系數(shù)表示。maxminmaxmin2()HddNdd 垂直幾何失真系數(shù)垂直幾何失真系數(shù)為為:maxminmaxmin2()VhhNhh 水平幾何失真系數(shù)水平幾何失真系數(shù)為為:通常，電視機(jī)要求通常，電視機(jī)要求NH17%， NV12% 。2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)p 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不規(guī)則引起的幾何失真偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不規(guī)則引起的幾何失真 產(chǎn)生該類失真的主要原因是偏轉(zhuǎn)線圈繞制和安裝不產(chǎn)生該類失真的主要原因是偏轉(zhuǎn)線圈繞制和安裝不當(dāng)，使磁場(chǎng)方

56、向不規(guī)則、不均勻及行、場(chǎng)磁場(chǎng)彼此不當(dāng)，使磁場(chǎng)方向不規(guī)則、不均勻及行、場(chǎng)磁場(chǎng)彼此不垂直等。垂直等。圖2.11 圖像幾何失真示意圖2.3 2.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù)122()gHddNABCD 垂直方向幾何失真系數(shù)垂直方向幾何失真系數(shù)為為:122()gVhhNADBC 水平方向幾何失真系數(shù)水平方向幾何失真系數(shù)為為:通常，電視機(jī)要求通常，電視機(jī)要求NgH均小于均小于3%。2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)包括：黑白全電視信號(hào)包括： 圖像信號(hào)圖像信號(hào)：電視系統(tǒng)所傳送的圖像信息，是在場(chǎng)：電視系統(tǒng)所傳送的圖像信息，是在場(chǎng)掃描正程

57、期間和行掃描正程期間內(nèi)傳送的；掃描正程期間和行掃描正程期間內(nèi)傳送的； 復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合同步信號(hào)：含行、場(chǎng)同步、槽脈沖和均衡脈：含行、場(chǎng)同步、槽脈沖和均衡脈沖信號(hào)，為了確保電視機(jī)重現(xiàn)圖像與電視臺(tái)發(fā)送沖信號(hào)，為了確保電視機(jī)重現(xiàn)圖像與電視臺(tái)發(fā)送圖像嚴(yán)格同步，正確重現(xiàn)圖像并使圖像穩(wěn)定；圖像嚴(yán)格同步，正確重現(xiàn)圖像并使圖像穩(wěn)定； 復(fù)合消隱信號(hào)復(fù)合消隱信號(hào)：含行、場(chǎng)消隱信號(hào)，為了消除行、：含行、場(chǎng)消隱信號(hào)，為了消除行、場(chǎng)回掃期間的痕跡，保證圖像清晰。場(chǎng)回掃期間的痕跡，保證圖像清晰。其中，除了圖像信號(hào)外的其它信號(hào)是為了保證圖像清其中，除了圖像信號(hào)外的其它信號(hào)是為了保證圖像清晰和穩(wěn)定而設(shè)置的晰和穩(wěn)定而設(shè)置的輔助

58、信號(hào)輔助信號(hào)，這些信號(hào)都是，這些信號(hào)都是在行、場(chǎng)在行、場(chǎng)逆程期間傳送逆程期間傳送的。的。2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)什么是圖像信號(hào)？什么是圖像信號(hào)？ 圖像信號(hào)是在電子掃描作用下，由攝像管將明暗圖像信號(hào)是在電子掃描作用下，由攝像管將明暗不同的景像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，然后經(jīng)信號(hào)通道傳不同的景像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，然后經(jīng)信號(hào)通道傳送給顯像管，來控制顯像管中投射到熒光屏上電子束送給顯像管，來控制顯像管中投射到熒光屏上電子束的強(qiáng)弱。的強(qiáng)弱。 圖像信號(hào)圖像信號(hào)是反映圖像內(nèi)容的電視信號(hào)，它的電壓是反映圖像內(nèi)容的電視信號(hào)，它的電壓高低表示圖像像素的明暗程度。高低表示圖像像素的明暗程度。 由于圖像是隨機(jī)

59、性的，因此圖像信號(hào)電平也在一由于圖像是隨機(jī)性的，因此圖像信號(hào)電平也在一定范圍內(nèi)隨機(jī)起伏。定范圍內(nèi)隨機(jī)起伏。2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)圖像信號(hào)有兩個(gè)主要特點(diǎn)：圖像信號(hào)有兩個(gè)主要特點(diǎn)： p 相關(guān)性：相關(guān)性： 對(duì)于一般的活動(dòng)圖像，由于在垂直方向變化緩對(duì)于一般的活動(dòng)圖像，由于在垂直方向變化緩慢，而且每幀圖像顯示慢，而且每幀圖像顯示575行、行掃周期很短，行、行掃周期很短，故相鄰兩行的圖像信號(hào)的差別很小。因此，在幀故相鄰兩行的圖像信號(hào)的差別很小。因此，在幀間與行間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。間與行間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。 對(duì)靜止圖像而言，則具有行重復(fù)性或幀重復(fù)性，對(duì)靜止圖像而言，則具有行重復(fù)性或幀重復(fù)性，即

60、周期性。即周期性。2.4 2.4 全電視信號(hào)全電視信號(hào)p 單極性：?jiǎn)螛O性： 圖像信號(hào)電平的數(shù)值總是在零值以上或零值以圖像信號(hào)電平的數(shù)值總是在零值以上或零值以下的一定電平范圍內(nèi)變化，它不會(huì)同時(shí)跨越零值下的一定電平范圍內(nèi)變化，它不會(huì)同時(shí)跨越零值上下兩個(gè)區(qū)域，即具有單極性特點(diǎn)。上下兩個(gè)區(qū)域，即具有單極性特點(diǎn)。 因此，圖像信號(hào)具有平均值，該值決定了圖像因此，圖像信號(hào)具有平均值，該值決定了圖像的背景亮度。在傳輸中，可以隔斷直流只傳輸交的背景亮度。在傳輸中，可以隔斷直流只傳輸交流信號(hào)，但在圖像重現(xiàn)前必須恢復(fù)直流，以呈現(xiàn)流信號(hào)，但在圖像重現(xiàn)前必須恢復(fù)直流，以呈現(xiàn)背景亮度。背景亮度。 如前所示，圖像信號(hào)有正極