第2章 电视传像基本原理.ppt

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1、2.1.1 图像顺序传送原理图像顺序传送原理1.图像的表示法图像的表示法 根据三基色原理彩色图像由红、绿、蓝三个基色图像叠加而成。对于根据三基色原理彩色图像由红、绿、蓝三个基色图像叠加而成。对于彩色电视，每一个平面活动基色图像都可以表示成空间坐标彩色电视，每一个平面活动基色图像都可以表示成空间坐标x、y和时和时间间t 的三维连续函数：的三维连续函数：fR(x,y,t);fG(x,y,t);fB(x,y,t)对于黑白电视，平面活动图像只是亮度图像，表示为对于黑白电视，平面活动图像只是亮度图像，表示为fL(x,y,t)2.1 电视系统组成原理电视系统组成原理 电视系统：摄像电视系统：摄像电视系统：

2、摄像电视系统：摄像传输传输传输传输显像显像显像显像第第2章章 电视传像基本原理电视传像基本原理 根据人眼对根据人眼对细节分辨力有限细节分辨力有限的视觉特性，可以把一幅平面图像通过的视觉特性，可以把一幅平面图像通过空空间采样间采样离散化成许多小单元，这些细小单元具有单一的亮度和色度，称离散化成许多小单元，这些细小单元具有单一的亮度和色度，称为像素（为像素（pixel）。像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像就越清）。像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像就越清晰。晰。根据人眼的根据人眼的视觉惰性视觉惰性可以通过时间采样把连续的景物分解成一幅幅时可以通过时间采样把连续的景物分解成一幅幅时间不连

3、续的画面，只要画面的显示频率高于临界闪烁频率，就可以获得间不连续的画面，只要画面的显示频率高于临界闪烁频率，就可以获得连续活动图像的感觉。连续活动图像的感觉。通过空间采样和时间采样，每一个通过空间采样和时间采样，每一个平面活动基色图像平面活动基色图像都可以表示成都可以表示成空间坐标空间坐标m、n和时间和时间k 的的三维离散函数三维离散函数:fR(m,n,k);fG(m,n,k);fB(m,n,k)对于黑白电视，平面活动亮度图像可表示为：对于黑白电视，平面活动亮度图像可表示为：fL(m,n,k)通过电视图像离散化压缩了需要传送的信息量，但是如何传送三维通过电视图像离散化压缩了需要传送的信息量，但

4、是如何传送三维活动电视图像？活动电视图像？2.2.图像的顺序传送图像的顺序传送图像的顺序传送图像的顺序传送 若把不同位置上的像素同时转变成相应的电信号，分别用相应信道同时若把不同位置上的像素同时转变成相应的电信号，分别用相应信道同时若把不同位置上的像素同时转变成相应的电信号，分别用相应信道同时若把不同位置上的像素同时转变成相应的电信号，分别用相应信道同时并行传送出去，至少需要并行传送出去，至少需要并行传送出去，至少需要并行传送出去，至少需要4040万个信道万个信道万个信道万个信道 ，不经济，也不可能。不经济，也不可能。不经济，也不可能。不经济，也不可能。利用人眼的视觉惰性，利用人眼的视觉惰性，

5、利用人眼的视觉惰性，利用人眼的视觉惰性，采用采用采用采用顺序传送顺序传送顺序传送顺序传送方法，方法，方法，方法，将各个像素的光信号按一定将各个像素的光信号按一定将各个像素的光信号按一定将各个像素的光信号按一定的顺序变成电信号在一个信道内传输，接收端再按同样的顺序将电信号的顺序变成电信号在一个信道内传输，接收端再按同样的顺序将电信号的顺序变成电信号在一个信道内传输，接收端再按同样的顺序将电信号的顺序变成电信号在一个信道内传输，接收端再按同样的顺序将电信号变成光信号，只要速度足够快，人眼感觉图像就是完整和连续的。变成光信号，只要速度足够快，人眼感觉图像就是完整和连续的。变成光信号，只要速度足够快，

6、人眼感觉图像就是完整和连续的。变成光信号，只要速度足够快，人眼感觉图像就是完整和连续的。顺序传送示意图顺序传送示意图顺序传送示意图顺序传送示意图对比对比对比对比:同时同时同时同时传送示意图传送示意图传送示意图传送示意图3.3.扫描扫描扫描扫描将光图像转换成顺序传送的电信号的过程及其逆过程称为将光图像转换成顺序传送的电信号的过程及其逆过程称为将光图像转换成顺序传送的电信号的过程及其逆过程称为将光图像转换成顺序传送的电信号的过程及其逆过程称为扫描扫描扫描扫描。fL(m,n,k)三维图像信号三维图像信号f(t)一维电视信号一维电视信号扫描扫描 行扫描行扫描行扫描行扫描正程：正程：正程：正程：从左到右

7、从左到右从左到右从左到右水平扫描水平扫描水平扫描水平扫描 扫描扫描扫描扫描 逆程：快速从右端返回左端逆程：快速从右端返回左端逆程：快速从右端返回左端逆程：快速从右端返回左端 场扫描场扫描场扫描场扫描正程：正程：正程：正程：从上到下从上到下从上到下从上到下垂直扫描垂直扫描垂直扫描垂直扫描 逆程：快速从下端返回上端逆程：快速从下端返回上端逆程：快速从下端返回上端逆程：快速从下端返回上端 在时间上每帧图像周期重复上述扫描在时间上每帧图像周期重复上述扫描在时间上每帧图像周期重复上述扫描在时间上每帧图像周期重复上述扫描2.1.2 光光-电电/电电-光转换原理光转换原理发端发端：通过摄像机实现光（三维图像

8、）：通过摄像机实现光（三维图像）电（一维信号）转换电（一维信号）转换收端收端：通过显像管或显示屏实现电（一维信号）：通过显像管或显示屏实现电（一维信号）光（三维图像）转换光（三维图像）转换1.摄像摄像CCD摄像机，摄像机，CCD（Charge Couple Device）：）：电荷耦合器件电荷耦合器件 MOS（Metal Oxide Semiconductor）：金属氧化物半导体：金属氧化物半导体CMOS摄像机，摄像机，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor):互补互补金属氧化物半导体金属氧化物半导体彩色电视传送示意图彩色电视传送示意图读出移位

9、寄存器（遮光）读出移位寄存器（遮光）图像信图像信号号感光单感光单元元存存贮贮转转移移区区光光敏敏成成像像区区转转移移移移位位寄寄存存器器（遮遮光光）帧转移帧转移CCD摄像机摄像机三相三相CCD电荷转移（电荷转移（参见参见5.2.3节节）2.显像显像 阴极射线管（阴极射线管（Cathode Ray Tube CRT)工作原理工作原理 由电子枪阴极发出电子束，由电子枪阴极发出电子束，由电子枪阴极发出电子束，由电子枪阴极发出电子束，在偏转磁场作用下，按照与在偏转磁场作用下，按照与在偏转磁场作用下，按照与在偏转磁场作用下，按照与摄像管相同的扫描规律，在摄像管相同的扫描规律，在摄像管相同的扫描规律，在摄

10、像管相同的扫描规律，在高压阳极的吸引下轰击荧光高压阳极的吸引下轰击荧光高压阳极的吸引下轰击荧光高压阳极的吸引下轰击荧光屏。电视信号加到显屏。电视信号加到显屏。电视信号加到显屏。电视信号加到显像像像像管的管的管的管的栅极，控制电子束的能量，栅极，控制电子束的能量，栅极，控制电子束的能量，栅极，控制电子束的能量，从而控制荧光粉的发光亮度，从而控制荧光粉的发光亮度，从而控制荧光粉的发光亮度，从而控制荧光粉的发光亮度，使荧光屏正确重现发端图使荧光屏正确重现发端图使荧光屏正确重现发端图使荧光屏正确重现发端图像像像像。（1 1）空间混色方式）空间混色方式）空间混色方式）空间混色方式 荫罩式彩色显像管荫罩式

11、彩色显像管荫罩式彩色显像管荫罩式彩色显像管三枪三束显像管三枪三束显像管三枪三束显像管三枪三束显像管RGBRGB点阵点阵点阵点阵单枪三束自会聚显像管单枪三束自会聚显像管单枪三束自会聚显像管单枪三束自会聚显像管RGBRGB点阵（点阵（点阵（点阵（参见参见参见参见6.4.56.4.5节节节节）品字形排列品字形排列一字形排列一字形排列 新型显示器：平板显示器新型显示器：平板显示器(FPD-Flat Panel Display)参见参见6.9节节u液晶显示器：液晶显示器：LCD (Liquid Crystal Display)扭曲向列型扭曲向列型LCD原理原理薄膜晶体管（薄膜晶体管（TFT）矩阵驱动电极

12、矩阵驱动电极信号电压信号电压扫扫描描电电压压衬底衬底红绿蓝滤色膜红绿蓝滤色膜液晶阀液晶阀基片基片冷冷阴阴极极荧荧光光灯灯亮亮状状态态暗暗状状态态u等离子体显示屏等离子体显示屏PDP(Plasma Display Panel)惰性气体辉光放电惰性气体辉光放电红绿蓝荧光粉红绿蓝荧光粉表面放电式表面放电式ACPDP单元单元表面放电式彩色表面放电式彩色ACPDP结构结构维持电极（脉数调制）维持电极（脉数调制）2.2.同时投影混色方式：同时投影混色方式：同时投影混色方式：同时投影混色方式：参见参见参见参见6.106.10节节节节 CRTCRT背投背投背投背投 光源信息源合一光源信息源合一光源信息源合一光

13、源信息源合一 LCOSLCOS硅基板液晶硅基板液晶硅基板液晶硅基板液晶 (Liquid Crystal On Silicon)(Liquid Crystal On Silicon)光源信息源分离光源信息源分离光源信息源分离光源信息源分离PBS-极化分光镜：反射极化分光镜：反射S偏振光，投射偏振光，投射P偏振光偏振光 DLPDLP数字光处理器数字光处理器数字光处理器数字光处理器 (Digital Light Processing)(Digital Light Processing)光源信息源分离光源信息源分离光源信息源分离光源信息源分离像素单独控制像素单独控制像素单独控制像素单独控制DMDDig

14、ital Micromirror Device数字微镜器件数字微镜器件根据显示的数据信息控制微镜根据显示的数据信息控制微镜在一帧内开关的时间间隔在一帧内开关的时间间隔TIR棱镜棱镜全反射棱镜全反射棱镜 （高速旋转）（高速旋转）逐行扫描电流波形：逐行扫描电流波形：（a）行扫描锯齿波电流）行扫描锯齿波电流（b）帧扫描锯齿波电流）帧扫描锯齿波电流 2.2 电视扫描原理电视扫描原理以以CRT显像管为例，通过行（水平）扫描和帧（垂直）扫显像管为例，通过行（水平）扫描和帧（垂直）扫描共同形成矩形扫描光栅：描共同形成矩形扫描光栅：2.2.1 逐行扫描逐行扫描逐行扫描光栅逐行扫描光栅逐行扫描光栅逐行扫描光栅a

15、.只有行扫描时只有行扫描时 b.只有场扫描时只有场扫描时 c.帧正程扫描帧正程扫描 d.帧逆程扫描帧逆程扫描 e.消去行帧逆程后的扫描光栅消去行帧逆程后的扫描光栅 逐行扫描动画逐行扫描动画逐行扫描动画逐行扫描动画 行扫描基本参数行扫描基本参数行扫描基本参数行扫描基本参数行正程扫描时间行正程扫描时间行正程扫描时间行正程扫描时间:，行逆程扫描时间，行逆程扫描时间，行逆程扫描时间，行逆程扫描时间:行扫描周期：行扫描周期：行扫描周期：行扫描周期：，行扫描频率：，行扫描频率：，行扫描频率：，行扫描频率：帧扫描基本参数帧扫描基本参数帧扫描基本参数帧扫描基本参数帧正程扫描时间帧正程扫描时间帧正程扫描时间帧正

16、程扫描时间:，帧逆程扫描时间，帧逆程扫描时间，帧逆程扫描时间，帧逆程扫描时间:帧扫描周期：帧扫描周期：帧扫描周期：帧扫描周期：，帧扫描频率：，帧扫描频率：，帧扫描频率：，帧扫描频率：正程扫描时间占整个扫描周期的大部分：正程扫描时间占整个扫描周期的大部分：正程扫描时间占整个扫描周期的大部分：正程扫描时间占整个扫描周期的大部分：行扫描逆程系数行扫描逆程系数行扫描逆程系数行扫描逆程系数：，一般，一般，一般，一般1818帧扫描逆程系数帧扫描逆程系数帧扫描逆程系数帧扫描逆程系数：，一般，一般，一般，一般8 8 每帧的光栅互相重叠，设每帧的光栅互相重叠，设每帧的光栅互相重叠，设每帧的光栅互相重叠，设每帧扫

17、描行数每帧扫描行数每帧扫描行数每帧扫描行数为为为为Z Z，则：，则：，则：，则：2.2.2 隔行扫描隔行扫描1.1.隔行扫描的提出隔行扫描的提出 我国标准为我国标准为我国标准为我国标准为625625行行行行/帧（按帧正程帧（按帧正程帧（按帧正程帧（按帧正程600600行计算），帧频行计算），帧频行计算），帧频行计算），帧频50Hz50Hz，每行有，每行有，每行有，每行有800800个个个个像素像素像素像素(按按按按400400个正弦波周期计算个正弦波周期计算个正弦波周期计算个正弦波周期计算)，采用逐行扫描方式，要求电视信号带宽采用逐行扫描方式，要求电视信号带宽采用逐行扫描方式，要求电视信号带宽

18、采用逐行扫描方式，要求电视信号带宽为：为：为：为：对电子线路系统和频率资源都提出很高的要求。对电子线路系统和频率资源都提出很高的要求。对电子线路系统和频率资源都提出很高的要求。对电子线路系统和频率资源都提出很高的要求。希望使电视信号带宽减半。一种方法是帧频减半，会引起电视画面的大面希望使电视信号带宽减半。一种方法是帧频减半，会引起电视画面的大面希望使电视信号带宽减半。一种方法是帧频减半，会引起电视画面的大面希望使电视信号带宽减半。一种方法是帧频减半，会引起电视画面的大面积闪烁；另一种方法是每帧扫描行数减半，会引起垂直分解力降低，图像积闪烁；另一种方法是每帧扫描行数减半，会引起垂直分解力降低，图

19、像积闪烁；另一种方法是每帧扫描行数减半，会引起垂直分解力降低，图像积闪烁；另一种方法是每帧扫描行数减半，会引起垂直分解力降低，图像清晰度下降。这两种方法都不可取。清晰度下降。这两种方法都不可取。清晰度下降。这两种方法都不可取。清晰度下降。这两种方法都不可取。根据人眼的视觉特性，根据人眼的视觉特性，根据人眼的视觉特性，根据人眼的视觉特性，一帧一帧一帧一帧图像分图像分图像分图像分两场两场两场两场扫描，一场扫描奇数行，另一场扫扫描，一场扫描奇数行，另一场扫扫描，一场扫描奇数行，另一场扫扫描，一场扫描奇数行，另一场扫描偶数行，两场合为一帧，即采用描偶数行，两场合为一帧，即采用描偶数行，两场合为一帧，即

20、采用描偶数行，两场合为一帧，即采用隔行扫描隔行扫描隔行扫描隔行扫描方式。此时：方式。此时：方式。此时：方式。此时：活动图像活动图像活动图像活动图像2525帧帧帧帧/秒秒秒秒=50=50场场场场/秒秒秒秒 临界闪烁频率临界闪烁频率临界闪烁频率临界闪烁频率=48Hz=48Hz 每场扫描行数：每场扫描行数：每场扫描行数：每场扫描行数：312.5312.5行，每帧扫描行数：行，每帧扫描行数：行，每帧扫描行数：行，每帧扫描行数：625625行行行行,理论垂直分解力不变。理论垂直分解力不变。理论垂直分解力不变。理论垂直分解力不变。由于帧频减半，电视信号带宽减半：由于帧频减半，电视信号带宽减半：由于帧频减半

21、，电视信号带宽减半：由于帧频减半，电视信号带宽减半：f f =6MHz=6MHz 即在不引起大面积闪烁同时垂直分解力基本不变的情况下，比逐行扫描方即在不引起大面积闪烁同时垂直分解力基本不变的情况下，比逐行扫描方即在不引起大面积闪烁同时垂直分解力基本不变的情况下，比逐行扫描方即在不引起大面积闪烁同时垂直分解力基本不变的情况下，比逐行扫描方式节省一半信号带宽。式节省一半信号带宽。式节省一半信号带宽。式节省一半信号带宽。2.隔行扫描光栅的形成隔行扫描光栅的形成 奇数行扫描（奇数场）奇数行扫描（奇数场）偶数行扫描（偶数场）偶数行扫描（偶数场）两场均匀镶嵌形成一帧图像两场均匀镶嵌形成一帧图像隔行扫描应满

22、足的基本要求隔行扫描应满足的基本要求隔行扫描应满足的基本要求隔行扫描应满足的基本要求 每帧起点相同，各帧扫描光栅重叠。要求：每帧必须为整数行；每帧起点相同，各帧扫描光栅重叠。要求：每帧必须为整数行；每帧起点相同，各帧扫描光栅重叠。要求：每帧必须为整数行；每帧起点相同，各帧扫描光栅重叠。要求：每帧必须为整数行；相邻奇偶两场光栅均匀镶嵌，各场扫描波形一样相邻奇偶两场光栅均匀镶嵌，各场扫描波形一样相邻奇偶两场光栅均匀镶嵌，各场扫描波形一样相邻奇偶两场光栅均匀镶嵌，各场扫描波形一样 ，要求：每场为整数行，要求：每场为整数行，要求：每场为整数行，要求：每场为整数行加半行，即加半行，即加半行，即加半行，即

23、每帧必须为每帧必须为每帧必须为每帧必须为奇数行，奇数行，奇数行，奇数行，Z Z=2=2n n+1+1 行频与场频关系：行频与场频关系：行频与场频关系：行频与场频关系：隔行扫描光栅隔行扫描光栅忽略行场扫描逆程的隔行扫描光栅示意图忽略行场扫描逆程的隔行扫描光栅示意图 我国模拟电视扫描标准：我国模拟电视扫描标准：我国模拟电视扫描标准：我国模拟电视扫描标准：隔行扫描，每帧隔行扫描，每帧隔行扫描，每帧隔行扫描，每帧625行，每帧两场，每场行，每帧两场，每场行，每帧两场，每场行，每帧两场，每场312.5行行行行 帧频：帧频：帧频：帧频：，场频：，场频：，场频：，场频：场周期：场周期：场周期：场周期：(，)

24、行频：行频：行频：行频：行周期：行周期：行周期：行周期：(，)3.隔行扫描的缺点隔行扫描的缺点 行间闪烁效应行间闪烁效应 每行按帧频每行按帧频25Hz出现，低于临界闪烁频率，观看比较亮的细节，会感觉行间出现，低于临界闪烁频率，观看比较亮的细节，会感觉行间闪烁。闪烁。并行现象并行现象 a.真实并行真实并行:行逆程以及扫描非线性等因素使奇偶场光栅不能均匀镶嵌。行逆程以及扫描非线性等因素使奇偶场光栅不能均匀镶嵌。b.视在并行视在并行:若若图像中的运动物体在垂直方向有足够大的速度分量，例如每场图像中的运动物体在垂直方向有足够大的速度分量，例如每场刚好下移一行，则后一场物体图像与前一场相同，看起来好象两

25、行变成一行。刚好下移一行，则后一场物体图像与前一场相同，看起来好象两行变成一行。视在垂直分解力视在垂直分解力视在垂直分解力视在垂直分解力：是逐行扫描垂直分解力的：是逐行扫描垂直分解力的：是逐行扫描垂直分解力的：是逐行扫描垂直分解力的 倍（倍（倍（倍（隔行因子隔行因子隔行因子隔行因子 ）。）。）。）。高速水平运动物体出现垂直边缘的高速水平运动物体出现垂直边缘的“锯齿化锯齿化”现象。现象。2.2.3 扫描的同步扫描的同步1.同步扫描同步扫描 为了正确重现图像，发送端和接收端的扫描必须严格保持步调一致，即为了正确重现图像，发送端和接收端的扫描必须严格保持步调一致，即同频同相。同频同相。行不同频：行不

26、同频：行不同频：行不同频：行频略高行频略高行频略低行频略低原图像原图像场不同频：场不同频：场不同频：场不同频：场频略高（图像向下移动）；场频略低（图像向上移动）场频略高（图像向下移动）；场频略低（图像向上移动）场频略高（图像向下移动）；场频略低（图像向上移动）场频略高（图像向下移动）；场频略低（图像向上移动）行、场不同相：行、场不同相：待传送图像待传送图像收、发端扫描收、发端扫描相差半行相差半行收、发端扫描收、发端扫描相差半场相差半场为了实现同步扫描，电视发送端每扫描完一行加入一个为了实现同步扫描，电视发送端每扫描完一行加入一个行同步脉冲行同步脉冲；每扫描完；每扫描完一场加入一个一场加入一个场

27、同步脉冲。场同步脉冲。行同步脉冲和场同步脉冲组合成行同步脉冲和场同步脉冲组合成复合同步脉冲复合同步脉冲：行行同步同步场场同步同步312.5行行2.5行行4.7s2.消隐：消隐：扫描逆程期间信号电平为黑电平，使电子束截止，屏幕为黑色，扫描逆程期间信号电平为黑电平，使电子束截止，屏幕为黑色，起到消隐逆程光栅痕迹的作用。起到消隐逆程光栅痕迹的作用。行消隐脉冲：行消隐脉冲：脉宽脉宽12s，场消隐脉冲：场消隐脉冲：脉宽脉宽1.6ms（25行），二者组成行），二者组成复合消隐脉冲复合消隐脉冲：场消隐场消隐1600s (25行行)12 s黑电平黑电平 行消隐行消隐负极性电视信号负极性电视信号 复合同步脉冲复

28、合同步脉冲复合同步脉冲复合同步脉冲仅起控制同步作用，不应在屏幕上显示出来，仅起控制同步作用，不应在屏幕上显示出来，仅起控制同步作用，不应在屏幕上显示出来，仅起控制同步作用，不应在屏幕上显示出来，故叠加在复合消隐脉冲之上。故叠加在复合消隐脉冲之上。故叠加在复合消隐脉冲之上。故叠加在复合消隐脉冲之上。4.7s1.6s5.7s行行同步脉冲和行消隐脉冲同步脉冲和行消隐脉冲的时间关系的时间关系 同步电平同步电平100%黑电平黑电平70%12s前肩前肩后肩后肩160s(2.5TH)160s(2.5TH)1600s(25TH)场同步脉冲和场消隐脉冲场同步脉冲和场消隐脉冲的时间关系的时间关系 用用幅度分离方法

29、幅度分离方法实现复合同步脉冲与图像信号分离。实现复合同步脉冲与图像信号分离。复合同步信号演示复合同步信号演示复合同步信号演示复合同步信号演示用用微分与积分方法微分与积分方法实现行同步脉冲与场同步脉冲分离。实现行同步脉冲与场同步脉冲分离。行同步分离行同步分离行同步分离行同步分离：微分电路：微分电路：微分电路：微分电路 （T T为行同步脉宽为行同步脉宽为行同步脉宽为行同步脉宽4.7s4.7s）入入出出AB 开槽：开槽：开槽：开槽：为避免行同步失落而造成行不同步，在场消隐期间仍为避免行同步失落而造成行不同步，在场消隐期间仍为避免行同步失落而造成行不同步，在场消隐期间仍为避免行同步失落而造成行不同步，

30、在场消隐期间仍需传输行同步，在场同步期间，需要对应每行的位置开一个需传输行同步，在场同步期间，需要对应每行的位置开一个需传输行同步，在场同步期间，需要对应每行的位置开一个需传输行同步，在场同步期间，需要对应每行的位置开一个宽为宽为宽为宽为4.7s4.7s的槽。的槽。的槽。的槽。3.为便于行场同步分离所采取的措施为便于行场同步分离所采取的措施场同步分离：积分电路场同步分离：积分电路场同步分离：积分电路场同步分离：积分电路出出入入AC触发电平触发电平分离的场同步脉冲分离的场同步脉冲开槽的复合同步开槽的复合同步 问题：问题：问题：问题：由于一场中最后一个行同步到达奇数场和偶数场场同步前沿的时间不由于

31、一场中最后一个行同步到达奇数场和偶数场场同步前沿的时间不由于一场中最后一个行同步到达奇数场和偶数场场同步前沿的时间不由于一场中最后一个行同步到达奇数场和偶数场场同步前沿的时间不同，造成积分电容上的起始电压不等，使奇偶相邻两场的积分波形不同，另同，造成积分电容上的起始电压不等，使奇偶相邻两场的积分波形不同，另同，造成积分电容上的起始电压不等，使奇偶相邻两场的积分波形不同，另同，造成积分电容上的起始电压不等，使奇偶相邻两场的积分波形不同，另外，奇、偶场开槽的位置不同也使积分波形不同，外，奇、偶场开槽的位置不同也使积分波形不同，外，奇、偶场开槽的位置不同也使积分波形不同，外，奇、偶场开槽的位置不同也

32、使积分波形不同，造成造成造成造成奇、偶场积分波形到奇、偶场积分波形到奇、偶场积分波形到奇、偶场积分波形到达同一触发电平的时刻不同（相差达同一触发电平的时刻不同（相差达同一触发电平的时刻不同（相差达同一触发电平的时刻不同（相差 t t），使相邻两场扫描的起始位置不同，），使相邻两场扫描的起始位置不同，），使相邻两场扫描的起始位置不同，），使相邻两场扫描的起始位置不同，影响隔行扫描的准确性。影响隔行扫描的准确性。影响隔行扫描的准确性。影响隔行扫描的准确性。积分输出波形演示积分输出波形演示 措施：措施：措施：措施：加均衡脉冲、槽脉冲，使相邻两场的复合同步信号通加均衡脉冲、槽脉冲，使相邻两场的复合同步

33、信号通加均衡脉冲、槽脉冲，使相邻两场的复合同步信号通加均衡脉冲、槽脉冲，使相邻两场的复合同步信号通过积分后波形一致。过积分后波形一致。过积分后波形一致。过积分后波形一致。在场同步期间每半行加一个槽脉冲。在场同步期间每半行加一个槽脉冲。在场同步期间每半行加一个槽脉冲。在场同步期间每半行加一个槽脉冲。在奇偶相邻两场场同步信号的前后在奇偶相邻两场场同步信号的前后在奇偶相邻两场场同步信号的前后在奇偶相邻两场场同步信号的前后2.52.5行每隔半行加一个均衡行每隔半行加一个均衡行每隔半行加一个均衡行每隔半行加一个均衡脉冲，为使每半行加一个脉冲后积分电容上的电压不增加，要脉冲，为使每半行加一个脉冲后积分电容

34、上的电压不增加，要脉冲，为使每半行加一个脉冲后积分电容上的电压不增加，要脉冲，为使每半行加一个脉冲后积分电容上的电压不增加，要把脉冲宽度减半，即把脉冲宽度减半，即把脉冲宽度减半，即把脉冲宽度减半，即4.7s4.7s的一半为：的一半为：的一半为：的一半为：2.35s2.35s。前前前前5 5个脉冲为个脉冲为个脉冲为个脉冲为前均衡脉冲前均衡脉冲前均衡脉冲前均衡脉冲 后后后后5 5个脉冲为个脉冲为个脉冲为个脉冲为后均衡脉冲后均衡脉冲后均衡脉冲后均衡脉冲 黑白全电视信号黑白全电视信号黑白全电视信号黑白全电视信号 黑白全电视信号黑白全电视信号2.3.1 图像的几何特征图像的几何特征幅型比幅型比屏幕尺寸屏

35、幕尺寸标清电视标清电视4：334in.垂直视角垂直视角垂直视角垂直视角水平视角水平视角水平视角水平视角 V V=15=15 H H=20=20 V V=17=17 H H=30=302.3 电视图像的基本参量电视图像的基本参量几何失真几何失真非线性畸变非线性畸变 行、场扫描非线性系数：行、场扫描非线性系数：行、场扫描非线性系数：行、场扫描非线性系数：要求非线性失真系数要求非线性失真系数要求非线性失真系数要求非线性失真系数 10%10%枕型畸变枕型畸变桶型畸变桶型畸变QQGG要求几何畸变系数要求几何畸变系数D 1000垂直分解力演示垂直分解力演示 图像信号的最高频率图像信号的最高频率（频带宽度）

36、（频带宽度）水平方向所能分解的像素数水平方向所能分解的像素数:NKMKKe(1)Z 沿水平方向扫过一个像素所需时间为：沿水平方向扫过一个像素所需时间为：图像信号的最高频率为：图像信号的最高频率为：电视图电视图像的最高像的最高频频率率对应对应水平方向周期水平方向周期为为 的正弦波的正弦波 逐行扫描逐行扫描逐行扫描逐行扫描隔行扫描隔行扫描隔行扫描隔行扫描按我国电视标准计算：按我国电视标准计算：按我国电视标准计算：按我国电视标准计算：K K=4/3 =4/3，f fV V =50Hz,=50Hz,Z Z=625,=625,=18%,=18%,=8%,=8%,K Ke e=0.760.76 ，则：，则

37、：，则：，则：f fmaxmax =5.6MH z=5.6MH z，取取 f fmaxmax=6MH z=6MH z图像的亮度层次图像的亮度层次 视亮度的视亮度的对比度灵敏度阈值对比度灵敏度阈值：设：设：则：则：对比度：对比度：人人眼能分辨的亮度层次：眼能分辨的亮度层次：人人眼能分辨的亮度层次与图像对比度的对数成正比眼能分辨的亮度层次与图像对比度的对数成正比 例例:当当=0.05，C=40时，时，N=742.3.4 图像亮度与色度的非线性矢真图像亮度与色度的非线性矢真亮度的非线性失真亮度的非线性失真显像管电光转换特性：显像管电光转换特性：栅压栅压系统的非线性对亮度层次的影响：系统的非线性对亮度

38、层次的影响：1：暗区域对比度减小暗区域对比度减小亮度层次减少；亮区域对比度增加亮度层次减少；亮区域对比度增加亮度层次增加；总对比度增加亮度层次增加；总对比度增加总亮度层次增加。总亮度层次增加。G G0 0，B B0 0=0=0 被摄彩色被摄彩色色调：色调：饱和度：饱和度：重现彩色重现彩色色调：色调：饱和度：饱和度：饱和度不变饱和度不变饱和度不变饱和度不变色调偏向大者（红）色调偏向大者（红）色调偏向大者（红）色调偏向大者（红）色调偏向小者（绿）色调偏向小者（绿）色调偏向小者（绿）色调偏向小者（绿）被摄彩色为非被摄彩色为非100%饱和度的彩色：饱和度的彩色：R R0 0、G G0 0、B B0 0

39、均不为零，均不为零，不全相等，设不全相等，设B B0 0最小最小被摄彩色被摄彩色色调：色调：饱和度：饱和度：重现彩色重现彩色色调：被摄彩色色调：被摄彩色F可看作色调色可看作色调色Fh与白色与白色Cw混混合而成，根据前面的分析，在重现彩色中，合而成，根据前面的分析，在重现彩色中，Cw的色度不变，的色度不变，F的色调变化与的色调变化与Fh的变化一致，即的变化一致，即当当11时，色调时，色调偏向大者，反之偏向小者。偏向大者，反之偏向小者。饱和度：饱和度：饱和度增大饱和度增大饱和度增大饱和度增大饱和度减小饱和度减小饱和度减小饱和度减小结论：结论：结论：结论：三基色、三补色和三基色、三补色和三基色、三补

40、色和三基色、三补色和C C白白白白的色度不受传输系统非线性系数的色度不受传输系统非线性系数的色度不受传输系统非线性系数的色度不受传输系统非线性系数 的影响，的影响，的影响，的影响，重现彩色在色三角形中的坐标位置不变。重现彩色在色三角形中的坐标位置不变。重现彩色在色三角形中的坐标位置不变。重现彩色在色三角形中的坐标位置不变。其它各种彩色经其它各种彩色经其它各种彩色经其它各种彩色经 1 1时的时的时的时的系统传输后，色度坐标将向三角形系统传输后，色度坐标将向三角形系统传输后，色度坐标将向三角形系统传输后，色度坐标将向三角形的三边或顶点方向移动；而的三边或顶点方向移动；而的三边或顶点方向移动；而的三

41、边或顶点方向移动；而 1 1时，移动方向恰好相反，即向时，移动方向恰好相反，即向时，移动方向恰好相反，即向时，移动方向恰好相反，即向三角形中心或三边中心靠近。三角形中心或三边中心靠近。三角形中心或三边中心靠近。三角形中心或三边中心靠近。图中箭头是图中箭头是图中箭头是图中箭头是 1 1的情况，的情况，的情况，的情况，11时箭头方向相反。时箭头方向相反。时箭头方向相反。时箭头方向相反。白白 校正校正校正校正电视系统的非线性会引起显示图像的亮度和色度失真，因此电视系统的非线性会引起显示图像的亮度和色度失真，因此校正电视系统的非线性失真是必要的。校正电视系统的非线性失真是必要的。校正校正校正校正：为校

42、正由电视接收端电光转换特性所产生的非线性为校正由电视接收端电光转换特性所产生的非线性失真，在发送端所采取的预失真措施称为失真，在发送端所采取的预失真措施称为 校正。校正。校正。校正。显像端显像端失真（电光转换非线性系数失真（电光转换非线性系数=23）：）：摄像端摄像端校正：校正：系统校正后的特性（线性）：系统校正后的特性（线性）：2.4 视频图像信号视频图像信号视频图像信号：视频图像信号：经扫描和光电转换过程由光像转变成的电信号，经扫描和光电转换过程由光像转变成的电信号，再经再经 校正和线性组合等过程而形成的视频信号。校正和线性组合等过程而形成的视频信号。2.4.1 2.4.1 2.4.1 2

43、.4.1 黑白视频信号黑白视频信号黑白视频信号黑白视频信号 黑白视频信号波形黑白视频信号波形图像亮度信号图像亮度信号单极性单极性两种极性：两种极性：正极性：图像亮度正极性：图像亮度，信号电平，信号电平负极性：图像亮度负极性：图像亮度，信号电平，信号电平图像亮度信号图像亮度信号+复合消隐信号复合消隐信号+复合同步信号复合同步信号黑白视频信号黑白视频信号负极性黑白视频信号负极性黑白视频信号（以灰度条为例）（以灰度条为例）位于行频位于行频位于行频位于行频 f fHH及其谐波及其谐波及其谐波及其谐波n n f fHH 上的线状谱（主谱线），上的线状谱（主谱线），上的线状谱（主谱线），上的线状谱（主谱线

44、），6MHz6MHz带带带带宽最高谐波次数宽最高谐波次数宽最高谐波次数宽最高谐波次数n=384 n=384，统计而言，统计而言，统计而言，统计而言，n n越大，幅度越小。越大，幅度越小。越大，幅度越小。越大，幅度越小。H：行：行频角角频率率,Cn：复振幅：复振幅设只考虑正频率：设只考虑正频率：黑白视频信号频谱黑白视频信号频谱只在水平方向有亮度变化的静止图像：以行频重复的周期只在水平方向有亮度变化的静止图像：以行频重复的周期信号信号位于位于位于位于n n f fHH m m f fF F上的上的上的上的线线线线状状状状谱谱谱谱，在，在，在，在n n f fHH主谱线两旁存在着帧频及其主谱线两旁存

45、在着帧频及其主谱线两旁存在着帧频及其主谱线两旁存在着帧频及其谐波组成的副谱线，谐波组成的副谱线，谐波组成的副谱线，谐波组成的副谱线，幅度随幅度随幅度随幅度随mm增大增大增大增大很快很快很快很快衰减（几十对），衰减（几十对），衰减（几十对），衰减（几十对），垂直垂直垂直垂直方向相关性较强，帧频奇数倍成份相对较小。方向相关性较强，帧频奇数倍成份相对较小。方向相关性较强，帧频奇数倍成份相对较小。方向相关性较强，帧频奇数倍成份相对较小。在垂直方向也有亮度变化的静止图像：以行频和帧频重复在垂直方向也有亮度变化的静止图像：以行频和帧频重复在垂直方向也有亮度变化的静止图像：以行频和帧频重复在垂直方向也有亮度

46、变化的静止图像：以行频和帧频重复的周期信号的周期信号的周期信号的周期信号对于运动图像，增加了帧频副谱线两侧的连续频谱。对于运动图像，增加了帧频副谱线两侧的连续频谱。对于运动图像，增加了帧频副谱线两侧的连续频谱。对于运动图像，增加了帧频副谱线两侧的连续频谱。结论：结论：结论：结论：黑白黑白黑白黑白视频视频视频视频信号信号信号信号的频谱由在的频谱由在的频谱由在的频谱由在0 06 6MHzMHz范围内范围内范围内范围内以行频及其各以行频及其各以行频及其各以行频及其各次谐波为中心的谱线群组成次谐波为中心的谱线群组成次谐波为中心的谱线群组成次谐波为中心的谱线群组成。谱线群间存在着谱线群间存在着谱线群间存

47、在着谱线群间存在着较较较较大的空隙大的空隙大的空隙大的空隙，可，可，可，可以以以以在不扩展频带的情况下插入彩色信号。在不扩展频带的情况下插入彩色信号。在不扩展频带的情况下插入彩色信号。在不扩展频带的情况下插入彩色信号。运动图像信号的频谱运动图像信号的频谱运动图像信号的频谱运动图像信号的频谱 2.4.2 2.4.2 亮度信号、色差信号亮度信号、色差信号亮度信号、色差信号亮度信号、色差信号及其组成原理及其组成原理及其组成原理及其组成原理 彩色电视系统的传输信号并非三个基色信号，而是经转换彩色电视系统的传输信号并非三个基色信号，而是经转换彩色电视系统的传输信号并非三个基色信号，而是经转换彩色电视系统

48、的传输信号并非三个基色信号，而是经转换的一组传输信号：一个的一组传输信号：一个的一组传输信号：一个的一组传输信号：一个亮度信号亮度信号亮度信号亮度信号Y Y，两个代表色度的信号，两个代表色度的信号，两个代表色度的信号，两个代表色度的信号色差信号色差信号色差信号色差信号(R R-Y Y)和和和和(B B-Y Y)。亮度方程：亮度方程：亮度方程：亮度方程：Y Y=0.30=0.30R R+0.59+0.59G G+0.11+0.11B B R R-Y Y=R R-（0.300.30R R+0.59+0.59G G+0.11+0.11B B）=0.70=0.70R R-0.59-0.59G G-0.

49、11-0.11B B B B-Y Y=B B-（0.300.30R R+0.59+0.59G G+0.11+0.11B B）=-0.30=-0.30R R-0.59-0.59G G+0.89+0.89B B在接收端先用矩阵电路解出在接收端先用矩阵电路解出(G-Y)，再恢复出基色信号：，再恢复出基色信号：【因为因为 Y Y=0.30=0.30Y Y+0.59+0.59Y Y+0.11+0.11Y Y，0.300.30（R-YR-Y）+0.59+0.59（G-YG-Y）+0.11+0.11（B-YB-Y）=0=0 】(R-Y)+Y=R，(G-Y)+Y=G，(B-Y)+Y=B 三基色信号转换成亮度和

50、色差信号传送的优点：三基色信号转换成亮度和色差信号传送的优点：三基色信号转换成亮度和色差信号传送的优点：三基色信号转换成亮度和色差信号传送的优点：由于传送了一个与黑白电视相同的亮度信号，因此具有兼容性和逆兼容性；由于传送了一个与黑白电视相同的亮度信号，因此具有兼容性和逆兼容性；由于传送了一个与黑白电视相同的亮度信号，因此具有兼容性和逆兼容性；由于传送了一个与黑白电视相同的亮度信号，因此具有兼容性和逆兼容性；实现恒定亮度传输，使彩色图像具有较高的信噪比。实现恒定亮度传输，使彩色图像具有较高的信噪比。恒定亮度原理：恒定亮度原理：恒定亮度原理：恒定亮度原理：色差信号中只含有色度信息不含有亮度信息，色