视频信号基础知识与视频定位技术教学PPT

1、视频信号基础与视频定位技术视频信号基础与视频定位技术 1 1 模拟视频模拟视频 视频形成原理：视频形成原理：每一张每一张35 mm35 mm胶片均为胶片均为 静止图片，在相邻两张图片中只有很小静止图片，在相邻两张图片中只有很小 的动作变化，每秒中变换的动作变化，每秒中变换2424张图片，利张图片，利 用人眼的视觉暂留特性，以达到播放活用人眼的视觉暂留特性，以达到播放活 动图像的效果。动图像的效果。 特点：整幅画面扫描呈现特点：整幅画面扫描呈现 1.11.1模拟黑白视频模拟黑白视频 顺序传送示意图 n顺序传送顺序传送 n扫描扫描 从左到右从左到右 从上到下从上到下 n同步同步 图像的顺序传送图像

2、的顺序传送 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a bcd e f g h i j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a bcd e f g h i j 1.21.2黑白电视的工作原理黑白电视的工作原理 视频图像的帧及帧频视频图像的帧及帧频 帧帧：在视频图像中，一幅完整的静止的图像称：在视频图像中，一幅完整的静止的图像称 为一为一“帧帧”。 帧频帧频：与电影放映类似，：与电影放映类似，palpal制的帧频为：制的帧频为：2525帧帧 /s (/s (帧周期为帧周期为40 ms)ntsc40 ms)ntsc制的帧频为：制的帧频为：3030帧帧/s/s 特点：整幅画面扫描呈现。特点：

3、整幅画面扫描呈现。 1 1 模拟视频模拟视频 扫描及每帧扫描行数扫描及每帧扫描行数 扫描扫描：按一定规律做周期性的运动称为扫描。：按一定规律做周期性的运动称为扫描。 行扫描与场扫描：电子束在水平方向的扫描运动行扫描与场扫描：电子束在水平方向的扫描运动 称为行扫描，在垂直方向的扫描为场扫描。称为行扫描，在垂直方向的扫描为场扫描。 一帧图像的一帧图像的扫描行数扫描行数： palpal制中制中1 1 帧分帧分625625个扫个扫 描行。描行。ntscntsc制中制中1 1 帧分帧分525525个扫描行。个扫描行。 1.21.2黑白电视的工作原理黑白电视的工作原理 1 1 模拟视频模拟视频 逐行扫描与

4、隔行扫描逐行扫描与隔行扫描 逐行扫描逐行扫描：在一帧图像中，各扫描行按次：在一帧图像中，各扫描行按次 序扫描的方式为逐行扫描（显示器一般都采序扫描的方式为逐行扫描（显示器一般都采 用逐行扫描）。用逐行扫描）。 隔行扫描隔行扫描：在一帧图像中，分别按奇数或：在一帧图像中，分别按奇数或 偶数扫描行扫描的方式为隔行扫描。偶数扫描行扫描的方式为隔行扫描。 1.21.2黑白电视的工作原理黑白电视的工作原理 1 1 模拟视频模拟视频 1 3 5 7 9 11 13 15 17 a b 隔行扫描（奇数场扫描）隔行扫描（奇数场扫描） 回归线（回归期）回归线（回归期） 1 1 模拟视频模拟视频 2 b c 6

5、10 8 4 12 14 16 隔行扫描（偶数场扫描）隔行扫描（偶数场扫描） 1 1 模拟视频模拟视频 2 b c 6 10 8 4 12 14 16 b 1 3 5 7 9 11 13 15 一帧扫描一帧扫描 1 1 模拟视频模拟视频 隔行扫描图像再现隔行扫描图像再现 1 1 模拟视频模拟视频 pal制与制与ntsc制视频信号参数表制视频信号参数表 pal（625h50v）ntsc（525h60v） 每帧中行数每帧中行数625h525h 每帧有效数每帧有效数576(575)480 多场正程多场正程 奇数场奇数场偶数场偶数场奇数场奇数场偶数场偶数场 288h (287.5) 288h (287

6、.5) 240h240h 每场逆程每场逆程24h(25)25h22h23h 1 1 模拟视频模拟视频 行周期与行频行周期与行频 由于场周期为由于场周期为20 ms ,20 ms ,而每场有而每场有312.5312.5行行, ,所以有行所以有行 周期为周期为 usus； 行频为行频为: : hzhz。 场频与场周期场频与场周期 palpal制帧频为制帧频为:25 hz,:25 hz,而一帧分为两场而一帧分为两场, ,所以所以 场频为场频为:fv=50 hz:fv=50 hz；场周期为；场周期为:tv:tv=1/fv=20 ms=1/fv=20 ms ntscntsc制帧频为制帧频为:30 hz,

7、:30 hz,所以所以 场频为场频为:fv=60 hz :fv=60 hz ；场周期为；场周期为:tv:tv=1/fv=16.67 ms=1/fv=16.67 ms 1.21.2黑白电视的工作原理黑白电视的工作原理 1 1 模拟视频模拟视频 行视频信号行视频信号= = 图像信号图像信号+ +消隐信号消隐信号+ +同步信号同步信号 模拟视频的时域波形模拟视频的时域波形 全电视信号全电视信号： 1.31.3全电视信号全电视信号 图象信号；复合消隐信号图象信号；复合消隐信号 ；复合同步信号。；复合同步信号。 1 1 模拟视频模拟视频 video(复合视频cvbs) 水平清晰度水平清晰度 一般指视频图

8、像在水平方向上的最小显像单元，用一般指视频图像在水平方向上的最小显像单元，用 “线线”来表示来表示。 1.41.4视频信号的主要参数视频信号的主要参数 主要包括水平清晰度、垂直清晰度、带宽、宽高比、主要包括水平清晰度、垂直清晰度、带宽、宽高比、 场频和帧频。场频和帧频。 垂直清晰度垂直清晰度 眼睛可分辨的水平线数目。一般只有眼睛可分辨的水平线数目。一般只有575575行为正程，行为正程， 有有76%76%的有效区，垂直清晰度约为的有效区，垂直清晰度约为437437线。线。 1 1 模拟视频模拟视频 黑白条信号及其图像黑白条信号及其图像 1 1 模拟视频模拟视频 视频信号带宽视频信号带宽 视频图

9、像信号的频率范围。我国规定的视频信号带视频图像信号的频率范围。我国规定的视频信号带 宽为宽为6mhz6mhz。 宽高比宽高比 在电视系统中宽高比为在电视系统中宽高比为4:3;4:3;新型电视中为新型电视中为16:916:9。 场频和帧频场频和帧频 场频为场频为50hz50hz；帧频为；帧频为25hz25hz。 1.41.4视频信号的主要参数视频信号的主要参数 1 1 模拟视频模拟视频 n 隔行扫描隔行扫描，每帧，每帧625行，每帧两场行，每帧两场 n每场扫描行数：每场扫描行数： n 帧频：帧频： n 场频：场频： n 场周期：场周期： n 行频：行频： fh=25(帧帧)625(行行)=156

10、25hz n 行周期：行周期： (tvt=？， tvr=？)(tvt=18.4ms， tvr=1.6ms) 312.5行行 ff=25hz fv=50hz tv=20ms th=64s (tht =52s ，thr =12s) 我国电视扫描标准：我国电视扫描标准： 1 1 模拟视频模拟视频 为了实现同步扫描，电视发送端每当扫描完一行时加入一 个行同步脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲。 同步信号控制扫描频率和相位的脉冲信号。 2、 扫描的同步扫描的同步 同步脉冲同步脉冲 行同步脉冲行同步脉冲发送端行扫描正程结束后发出的脉冲信号，发送端行扫描正程结束后发出的脉冲信号， 控制接收端行扫描逆程

11、的开始。控制接收端行扫描逆程的开始。 ( 行同步信号仅起控制行同步作用，不应在行同步信号仅起控制行同步作用，不应在 屏幕上显示出来，故应叠加在行消隐脉冲屏幕上显示出来，故应叠加在行消隐脉冲 之上。之上。) 场同步脉冲场同步脉冲发送端场扫描正程发送端场扫描正程 结束后发出的脉冲信号，控制接收结束后发出的脉冲信号，控制接收 端场扫描逆程的开始。端场扫描逆程的开始。 ( 同理，场同步信号应叠加在场消同理，场同步信号应叠加在场消 隐脉冲之上。隐脉冲之上。) 4.7s 1.6s 5.7s 行同步信号行同步信号 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 消隐脉冲与复合同步脉

12、冲消隐脉冲与复合同步脉冲 消隐脉冲：消隐脉冲： 扫描逆程期间电子束消隐扫描逆程期间让信号 电平为黑电平，电子束截止，屏幕为黑色，起到消 隐逆程光栅痕迹的作用。 行消隐信号行消隐信号(或称或称行消隐脉冲行消隐脉冲) 行逆程12s,则行消隐脉冲脉宽为12s，电平为黑 电平 场消隐信号(或称场消隐脉冲) 场逆程1.6ms,则场消隐脉冲脉宽为1.6ms，电平为 黑电平 160s (2.5th) 160s (2.5th) 1600s (25th) 场同步脉冲与场消隐脉冲场同步脉冲与场消隐脉冲 行同步行同步 场同步场同步 312.5行行 2.5行行 复合同步信号复合同步信号 复合同步脉冲复合同步脉冲 黑电

13、平黑电平 行消隐行消隐 白电平白电平 行正程行正程52s 12s (+ 12 s) 场消隐场消隐 1600s (25h) 行消隐行消隐 12 s 负极性电视信号负极性电视信号 行场消隐脉冲波形行场消隐脉冲波形 分离行同步脉冲与场同步脉冲： 微分与积分方法 行同步分离与行同步分离与微分电路：微分电路： 电路参数满足微分条件：电路参数满足微分条件： rc=1/5 t i out du ua dt 入入出出 a b （t为行同步脉宽为行同步脉宽4.74.7s）即：即：=0.51s 为解决在场同步期间，行同步失落而造成的行不为解决在场同步期间，行同步失落而造成的行不 同步的问题，在场同步脉冲中开槽，对

14、应每行的同步的问题，在场同步脉冲中开槽，对应每行的 位置开一个槽，槽宽为：位置开一个槽，槽宽为：4.7s。 开槽脉冲开槽脉冲 行 同 步 分 离 波 形 图 场同步分离与积分电路场同步分离与积分电路 积分电路： 电路参数满足积分条件：rct时 (t为输入信号脉宽) outi uku dt a c 行、场同步分离波形行、场同步分离波形 开槽场同步脉冲与均衡脉冲开槽场同步脉冲与均衡脉冲 方法：方法： 1. 在场同步期间加槽脉冲在场同步期间加槽脉冲 2. 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2.5行每隔半行加行每隔半行加 一个均衡脉冲，为使每半行加一个脉冲后积分电容上一个均衡

15、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，即的电压不增加，要把脉冲宽度减半，即4.7s的一半为：的一半为： 2.35。 前前5个脉冲为个脉冲为前均衡脉冲前均衡脉冲 后后5个脉冲为个脉冲为后均衡脉冲后均衡脉冲 黑白全电视信号 309310311312313314315316317318335336337 100%同 步 电 平 h 2 h 2 h 4.7s2.35s4.7s 2.5 h2.5 h2h 场 消 隐 脉 冲 12s t 75%黑 色 电 平 10% 12.5%白 色 电 平 零 电 平 622.623.624.625.1.2.3.4.22.23.24.

16、行 同 步 脉 冲 后 均 衡 脉 冲 齿 脉 冲 场 同 步 脉 冲前 均 衡 脉 冲 行 消 隐 脉 冲 图 像 信 号 开 槽 偶 数 场 结 束奇 数 场 开 始 场 消 隐 脉 冲 奇 数 场t 偶 数 场 5. 负极性负极性 调制信号调制信号 图像内容图像内容 正极性正极性 调制信号调制信号 高电平对应亮点高电平对应亮点 低电平对应暗点低电平对应暗点 2、负极性调制：负极性调制： 电信号的极性：电信号的极性： 3、优点：干扰呈现黑点；有利于保护荧光屏。、优点：干扰呈现黑点；有利于保护荧光屏。 1 1、正极性调制：、正极性调制： 低电平对应亮点低电平对应亮点 高电平对应暗点高电平对应暗点 一些补充和总结一些补充和总结 黑白全电视信号波形黑白全电视信号波形 复合消隐脉冲信号复合消隐脉冲信号 复合消隐脉冲的主要作用是为