电视原理第二章 电视传像基本原理电子工程

1、第二章 电视传像基本原理n电视系统的组成：由电视系统的组成：由摄像摄像、传输传输、显像显像三部分组成。三部分组成。n其中涉及其中涉及信号形式变换信号形式变换、信号选择与编码信号选择与编码、各种参各种参量的确定、失真的校正量的确定、失真的校正等一系列传输、处等一系列传输、处 理信号的理信号的方法与原理。方法与原理。n一、电视系统组成原理一、电视系统组成原理n1、图像的表示法、图像的表示法n亮度亮度 L=f (x,y,z,t）n色调色调 H=f (x,y,z,t)n色饱和度色饱和度 S=f (x,y,z,t)n亮度方程亮度方程: L=f (x,y,t) 图像的顺 序传输n什么是像素什么是像素A和和

2、B?n构成一幅图像的基本单构成一幅图像的基本单元元n传送的种类传送的种类n同时制：同时制：信道太多信道太多n顺序制：顺序制：保持同步保持同步n什么是扫描什么是扫描n将图像转变成顺序传送将图像转变成顺序传送的电信号的过程的电信号的过程。n 顺序传送电视系顺序传送电视系统统AB像素的概念像素的概念 像素的传送具有以下两个特点像素的传送具有以下两个特点: 第一是要求传送速度快。第一是要求传送速度快。 第二是传送要准确第二是传送要准确顺序传输电视系统顺序传输电视系统传输通道112233 传输语音信号的无线电广播传输语音信号的无线电广播,主要包括发射与接主要包括发射与接收两大部分。在发端主要完成将收两大

3、部分。在发端主要完成将语音语音变为变为电信号电信号(称称音频信号音频信号),并经放大、调制并经放大、调制,然后由天线以然后由天线以高频电高频电磁波形磁波形式发射出去。收端则正好相反式发射出去。收端则正好相反,将收到的高频将收到的高频电磁波经高放、解调、音频放大电磁波经高放、解调、音频放大,最后送最后送扬声器发出扬声器发出声音声音。图。图1给出了无线电语音广播原理图。给出了无线电语音广播原理图。(音频技音频技术）术）电子扫描电子扫描 1. 逐行扫描逐行扫描 在电视系统中在电视系统中,摄像管和显像管的外面都装有摄像管和显像管的外面都装有偏转线圈偏转线圈,当当线圈中分别流过线圈中分别流过如图所示的如

4、图所示的行、场行、场锯齿波扫描电流锯齿波扫描电流时就会产生时就会产生相应的垂直方向相应的垂直方向与与水水平方向的偏转磁场平方向的偏转磁场,在这两个磁场的共同作用下在这两个磁场的共同作用下,使电子束作使电子束作水平水平与与垂直方向垂直方向的扫描运动。的扫描运动。 图图 逐行扫描电流波形逐行扫描电流波形(a)行扫描电流波形行扫描电流波形; (b)场扫描电流波形场扫描电流波形 据左手定则，电子束通过垂直磁场据左手定则，电子束通过垂直磁场应产生水平偏转，从而实现电子束应产生水平偏转，从而实现电子束的水平扫描。的水平扫描。 图 光栅形状光栅形状(a)只有行扫描只有行扫描; (b)只有场扫描只有场扫描;

5、(c)行、场扫描同时存在行、场扫描同时存在 图 偏转线圈结构示意图偏转线圈结构示意图(a)行偏转线圈行偏转线圈; (b)场偏转线圈场偏转线圈2. 隔行扫描隔行扫描 所谓隔行扫描所谓隔行扫描,就是在就是在每帧扫描行数仍为每帧扫描行数仍为625行不变行不变的情况下的情况下,将将每帧图像分为两场每帧图像分为两场来传来传送送,这这两场分别称为奇场和偶场两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送。奇数场传送1,3,5,奇数行奇数行;偶数场传送偶数场传送2,4,6,偶数行偶数行。 图 隔行扫描光栅及电流波形隔行扫描光栅及电流波形(a)每帧光栅每帧光栅;(b)行扫描电流波形行扫描电流波形;(c)场扫描电流波场扫描电

6、流波形形 第一场第一场(奇场奇场),从左上角开始按从左上角开始按11,33,顺序扫描顺序扫描,直到最下面的直到最下面的中点中点a为止为止,共计共计 行行,完成了第一场正程扫描。完成了第一场正程扫描。 第二场第二场(偶场偶场),扫描从扫描从a点开始点开始,先完成第先完成第一场扫描留下的半行一场扫描留下的半行a11行的扫描行的扫描,接着完成接着完成22,44,等偶数行的扫描。等偶数行的扫描。 扫描 n将图象转变成将图象转变成顺序传送顺序传送的电信号的过程，在的电信号的过程，在电视技术中称为扫描。电视技术中称为扫描。1：行扫描：行扫描：自左到右的扫描自左到右的扫描.2：场扫描：场扫描：自上而下的扫描

7、自上而下的扫描. L=fL(x,y,t) x=x1(t) y=y1(t) L=fLx1(t),y1(t),t uL=f(t)电视扫描已经把电视扫描已经把图象信息在空间（行）图象信息在空间（行）和和时间时间（场）（场）上上离散化离散化了，但在一定距离外观看仍了，但在一定距离外观看仍能形成连续的感觉。能形成连续的感觉。 光和电的转换原理n一、摄像一、摄像n电子枪的组成：电子枪的组成：灯丝、阴极、灯丝、阴极、 控制栅极、加速极和聚焦极控制栅极、加速极和聚焦极。n光电靶的等效电路光电靶的等效电路CnRnR1C1视频信号CEcc电源R 同时制彩电传送 RGBEREGEB镜头分色系统红绿蓝信号处理与传送E

8、R0EG0EB0EREGEB彩色显像管1/1/1/ 彩色显像管EREGEB电子枪偏转线圈荧光屏 彩色图像的重现（同时投影混色法）彩色图像的重现（同时投影混色法）红管绿管蓝管银幕投影管 电视扫描原理n一、逐行扫描n一行紧跟一行的扫描方式。 TvtTvriviH 隔行扫描 n一、隔行扫描的提出一、隔行扫描的提出n1：定义、是将：定义、是将一帧电视图像一帧电视图像分成分成两场两场进行扫描（从进行扫描（从上到下为一场）。上到下为一场）。n帧频帧频=25Hz 场频场频=50Hz n帧周期帧周期=40 ms 场周期场周期=20msn2：隔行扫描的缺点：隔行扫描的缺点n（1）行间闪烁效应）行间闪烁效应,n（

9、2）并行现象）并行现象,n（3）“锯齿现象锯齿现象”. 隔行扫描光栅n9111112345678101112345678910aa135791113579aa246810246810a图 隔行扫描光栅及电流波形(a)每帧光栅;(b)行扫描电流波形;(c)场扫描电流波形 n 第一场第一场(奇场奇场),从左上角开始按从左上角开始按11,33,顺序扫描顺序扫描,直到最下面的直到最下面的中点中点a为止为止,共计共计 行行,完成了第一场正程扫描。完成了第一场正程扫描。n 第二场第二场(偶场偶场),扫描从扫描从a点开始点开始,先完成第先完成第一场扫描留下的半行一场扫描留下的半行a11行的扫描行的扫描,接着

10、完接着完成成22,44,等偶数行的扫描。等偶数行的扫描。 (a)正极性亮度递减信号正极性亮度递减信号;(b)负极性亮度递减信号负极性亮度递减信号;(c)一般的负极性图像信号一般的负极性图像信号 (a)复合同步信号复合同步信号;(b)复合消隐信号复合消隐信号; (c)复合同步与复合消隐信号复合同步与复合消隐信号(a)分离电路原理图分离电路原理图; (b)各点波形各点波形(a)复合同步信号复合同步信号;(b)积分输出波形积分输出波形;(c)加有均衡脉冲的加有均衡脉冲的复合同步信号复合同步信号;(d)加有均衡脉冲后加有均衡脉冲后的积分器输出波形的积分器输出波形 在场同步脉冲开槽后，复合同步信号基本能

11、使在场同步脉冲开槽后，复合同步信号基本能使收端的行、场扫描与发端同步。由于采用奇数收端的行、场扫描与发端同步。由于采用奇数行隔行扫描和用积分电路取出场同步信号，因行隔行扫描和用积分电路取出场同步信号，因此会导致奇、偶两场起始时刻会有时间差异，此会导致奇、偶两场起始时刻会有时间差异，即奇、偶两场的时间不能精确等于一帧时间的一即奇、偶两场的时间不能精确等于一帧时间的一半。一场稍多，另一场则稍少。奇、偶场半。一场稍多，另一场则稍少。奇、偶场时间的微小差异导致两场光栅不能精确相嵌，这使时间的微小差异导致两场光栅不能精确相嵌，这使得垂直分解力大大下降，解决这个问题的办法是在得垂直分解力大大下降，解决这个

12、问题的办法是在场同步信号的前后加均衡脉冲。场同步信号的前后加均衡脉冲。扫描的同步n一、扫描的同步一、扫描的同步n什么是同步：是指什么是同步：是指接收接收端端与与发射端发射端的扫描点有的扫描点有一一对应一一对应的几何位置。的几何位置。n二、消隐脉冲与复合同二、消隐脉冲与复合同步脉冲步脉冲n为了使扫描逆程光栅不为了使扫描逆程光栅不显示（消隐），需要加显示（消隐），需要加入行、场消隐脉冲，使入行、场消隐脉冲，使扫描逆程期间电子被截扫描逆程期间电子被截止。这时的图像信号电止。这时的图像信号电平称为平称为消隐电平。n同步同步发射极接收极AABBCCn 同步是指收发两端在同一时刻，必须扫描在几同步是指收发

13、两端在同一时刻，必须扫描在几何位置上相对应的象素点。为此，必须要求收、发何位置上相对应的象素点。为此，必须要求收、发两端行、场扫描都同步。行同步的条件是行扫描同两端行、场扫描都同步。行同步的条件是行扫描同频率及每行起始和终止时刻相同；场同步的条件是频率及每行起始和终止时刻相同；场同步的条件是场扫描同频率且每场起始和终止时刻相同。简言之，场扫描同频率且每场起始和终止时刻相同。简言之，只有行、场扫描同频同相，收发才能同步；否则，只有行、场扫描同频同相，收发才能同步；否则，就会失步。下面举例说明。就会失步。下面举例说明。2. 若收发场同步，行扫描同频但不同相，若收发场同步，行扫描同频但不同相，假设相

14、差半行时间。此时图象虽然可以稳假设相差半行时间。此时图象虽然可以稳定，但是出现图象左右割裂的现象，如图定，但是出现图象左右割裂的现象，如图（b）所示。）所示。 3. 若收发行同步，场扫描同频，但不同相，假设相差半场时间，若收发行同步，场扫描同频，但不同相，假设相差半场时间，此时图象虽然可以稳定，但是出现图象上下割裂现象，此时图象虽然可以稳定，但是出现图象上下割裂现象，如图（如图（c）所示。）所示。 视频系统n摄像系统摄像系统视频放大器视频放大器扫描高压电路扫描高压电路同步分离电路同步分离电路同步机同步机扫描电路扫描电路高压高压扫描电流扫描电流视频信号扫描电流扫描电流同步脉冲同步脉冲同步脉冲同步

15、脉冲消隐脉冲消隐脉冲视频信号视频信号同同步步脉脉冲冲复合同步和前后开槽脉冲复合同步和前后开槽脉冲开槽场同步脉冲与均衡脉冲视频图象信号n黑白全电视信号的组成黑白全电视信号的组成n 电视为了重现图象，必须传送图象信号；为了消电视为了重现图象，必须传送图象信号；为了消去行、场扫描的回扫线，使其不干扰正常的图象，必去行、场扫描的回扫线，使其不干扰正常的图象，必须传送行、场消隐信号；为了保证扫描的同上，必须须传送行、场消隐信号；为了保证扫描的同上，必须传送复合同步信号。为了让这三种信号能用一个通道传送复合同步信号。为了让这三种信号能用一个通道传送，并在接收端可以方便地将它们分开，必须在发传送，并在接收端

16、可以方便地将它们分开，必须在发端按一定规律将这三种信号组合起来，这个合成信号端按一定规律将这三种信号组合起来，这个合成信号称为黑白全电视信号。称为黑白全电视信号。视频图象信号n 图象信号是图象信号是携带着一行行携带着一行行、一场场景物信息一场场景物信息的电的电信号，通常它是由摄象管产生的。怎样画出某些特殊信号，通常它是由摄象管产生的。怎样画出某些特殊图象的信号波形呢？依据有两点：摄象管经图象的信号波形呢？依据有两点：摄象管经电子束电子束扫描扫描将将一幅图象的亮度分布进行象素分解一幅图象的亮度分布进行象素分解，使之转变，使之转变成按成按逐行逐场时间顺序排列的电信号逐行逐场时间顺序排列的电信号。摄

17、象管。摄象管某时某时刻输出的电流信号正比于该时刻电子束所扫描象素的刻输出的电流信号正比于该时刻电子束所扫描象素的亮度大小亮度大小。例如电视台每天播发的一幅八条从白到黑。例如电视台每天播发的一幅八条从白到黑宽度相等的垂直条图象，如图（宽度相等的垂直条图象，如图（a）所示，其特点是：）所示，其特点是：只有水平方向变化，而无垂直方向变化，所以它是按只有水平方向变化，而无垂直方向变化，所以它是按行周期变化的。按照信号幅度正比于亮度行周期变化的。按照信号幅度正比于亮度视频图象信号视频图象信号n 因为因为图象亮度只有正值而无负值图象亮度只有正值而无负值，所以图象信，所以图象信号也是号也是单极性单极性的。黑

18、色的信号电平对应为零，灰的。黑色的信号电平对应为零，灰色和白色的信号电平都是正值而无负值。图象信色和白色的信号电平都是正值而无负值。图象信号的极性在电路传送与处理过程中是经常变化的，号的极性在电路传送与处理过程中是经常变化的，如电路某处为正极性，经过一次放大倒相后，就如电路某处为正极性，经过一次放大倒相后，就变成负极性的了。为了方便起见，有如下规定：变成负极性的了。为了方便起见，有如下规定：若图象越亮，信号电平越高，则称为正极性图象若图象越亮，信号电平越高，则称为正极性图象信号信号。反之。反之若信号电平随着图象亮度的增加而降若信号电平随着图象亮度的增加而降低，则称为负极性图象信号低，则称为负极

19、性图象信号。上述两例所对应的。上述两例所对应的负极性图象信号分别如图所示。负极性图象信号分别如图所示。黑白图象信号的频谱黑白图象信号的频谱第三节电视图像的基本参数n一、电视图像的基本特征：一、电视图像的基本特征：图像尺寸与几何形状图像尺寸与几何形状；图像对比度与亮度的层次图像对比度与亮度的层次；图像的色度图像的色度；图像的清图像的清晰度晰度；图像的连续性图像的连续性。n二、电视系统的一系列指标和标准二、电视系统的一系列指标和标准n扫描参量的选择（帧频、场频、行频、扫描行数扫描参量的选择（帧频、场频、行频、扫描行数）；）；系统通频带的选取系统通频带的选取；n系统系统 校正系数的确定校正系数的确定

20、；n系统系统各种非线性失真系数各种非线性失真系数的确定；的确定；n彩色电视制式彩色电视制式的确定；的确定；n荧光荧光粉色度坐标与基准白粉色度坐标与基准白的确定的确定。 图像的几何特征 n常见的几种失真常见的几种失真方式方式n行线性失真行线性失真n场线性失真场线性失真n枕形失真枕形失真n桶形失真桶形失真nS形扭曲失真形扭曲失真n图形和波形在图形和波形在P60DminHmaxHminDmax图像的连续性与场频的确定n选择选择场扫描频率时场扫描频率时要考虑不要考虑不出现光栅闪烁出现光栅闪烁、不易不易受干扰、传送活动图像时有连续感觉、图像信号受干扰、传送活动图像时有连续感觉、图像信号占用频带不应太宽占

21、用频带不应太宽。fc=algLm+b(Lm是光脉是光脉冲宽度冲宽度）n人眼的人眼的临界闪烁频率临界闪烁频率与许多因素有关：与许多因素有关：n屏幕亮度屏幕亮度、图像内容的变化图像内容的变化、观看条件观看条件以及以及荧荧 光粉光粉的的余辉时间余辉时间。n场频场频fv和和电源工作频率电源工作频率f=50HZ有关有关。扫描电流与重现图像的关系扫描电流与重现图像的关系(a)线性扫描线性扫描,图像无失真图像无失真;(b)行扫描非线性行扫描非线性,产生左伸、右缩的非线性失真产生左伸、右缩的非线性失真;(c)场扫描非线性场扫描非线性,产生上拉、下压的非线性失真产生上拉、下压的非线性失真扫描行数及有关参数的确定

22、1n一：清晰度与分解力一：清晰度与分解力n图象清晰度是图象清晰度是主观感觉到的图象细节的清晰程度主观感觉到的图象细节的清晰程度。n电视系统的分解力是电视系统的分解力是电视系统传送图象细节的能力电视系统传送图象细节的能力。n标称分解力标称分解力- 用用扫描行数扫描行数来表示来表示电视系统的分解力电视系统的分解力。n二：垂直分解力二：垂直分解力n它取决于它取决于系统沿图象垂直方向所能分解的像素数系统沿图象垂直方向所能分解的像素数，它，它与扫与扫描行数描行数有关，但有关，但小于扫描行数小于扫描行数.n有效行数为有效行数为Z（1- ）n垂直分解力垂直分解力M=KeKi（1- ）Z n Ki为隔行因子为

23、隔行因子Ki=0.60.7nKe=0.76n1. 垂直分解力（垂直分解力（M）n垂直分解力是指沿着图象垂直方向上能够分辨的象素数目。垂直分解力是指沿着图象垂直方向上能够分辨的象素数目。其一，它与分解图象有效行数（其一，它与分解图象有效行数（1）Z成正比；其二，它成正比；其二，它与扫描电子束和被扫描象素的相对位置有关，如图与扫描电子束和被扫描象素的相对位置有关，如图1.5-3所所示。当电子束与被扫描象素位置最佳时，如图（示。当电子束与被扫描象素位置最佳时，如图（a）的左列）的左列所示，分解力所示，分解力M（1）Z为最高；当两者相互位置如图为最高；当两者相互位置如图（a）的中列所示时，分解力最低。

24、只有将垂直象素点减半，）的中列所示时，分解力最低。只有将垂直象素点减半，方可分解，故方可分解，故M（1）Z/2。根据大量图象的统计平均。根据大量图象的统计平均得到：得到：Mk1（1）Z/2n式中，式中，k1=0.7是克尔（是克尔（Kell）系数。按我国电视标准，）系数。按我国电视标准，Z625，0.08，故，故M400线。这相当于视力只有线。这相当于视力只有0.5（即视敏角为（即视敏角为2）的人所能分辨的线数，故目前的电视图象）的人所能分辨的线数，故目前的电视图象是不够清晰的，要实现高清晰度电视，增加行数势在必行。是不够清晰的，要实现高清晰度电视，增加行数势在必行。扫描行数及有关参数的确定2n

25、三：水平分解力三：水平分解力n 沿着图象水平方向电视系沿着图象水平方向电视系统所能分解的像素数统所能分解的像素数。nN=KKe（1- ）Z K表示为幅型比表示为幅型比n四：四：图象信号的最高频率图象信号的最高频率-电视通道的频带宽度电视通道的频带宽度nfmax=Kke(1- )/(1- )fvZn =0.18 =0.08n视频带宽视频带宽=6MHZ。K(f)f06MHZtdn2.水平分解力（水平分解力（N）n 电视系统沿着图象水平方向能分解的象素数目叫做水平分解力。电视系统沿着图象水平方向能分解的象素数目叫做水平分解力。水平方向的分解力由电视通道设备的通频带宽度和电子束横截面水平方向的分解力由

26、电视通道设备的通频带宽度和电子束横截面的大小决定。的大小决定。n图图1.5-4是一幅黑白相间的竖条图象，对应电视信号是以行周期是一幅黑白相间的竖条图象，对应电视信号是以行周期重复的一串矩形脉冲。显然，沿水平方向条弦数越多，一行内的重复的一串矩形脉冲。显然，沿水平方向条弦数越多，一行内的电压变化次数越多，信号频谱也就越宽。由于传送通道的频带宽电压变化次数越多，信号频谱也就越宽。由于传送通道的频带宽度总是有一定限制的，因而水平分解力也受到限制。度总是有一定限制的，因而水平分解力也受到限制。n实验表明，水平分解力与垂直分解力相当时实验表明，水平分解力与垂直分解力相当时图象质量为最佳。因此，考虑到光栅

27、宽度为图象质量为最佳。因此，考虑到光栅宽度为高度的高度的k（幅型比）倍，所以，水平方向的分（幅型比）倍，所以，水平方向的分解力（也就是一行内所必须分解的黑白条纹解力（也就是一行内所必须分解的黑白条纹数）为数）为n n视频通道的通频带则应当满足这一水平分解视频通道的通频带则应当满足这一水平分解力的要求。力的要求。 扫描行数Z的确定nfmax=Kke(1- )/(1- )fvZn扫描行数愈多扫描行数愈多,图像被分解的像素愈多图像被分解的像素愈多,图像愈精细清图像愈精细清晰晰,但是信号带宽愈宽但是信号带宽愈宽,将导致在一定波段的电视频道将导致在一定波段的电视频道的数目减少的数目减少,同时将导致电视设

28、备复杂化同时将导致电视设备复杂化.n =3438h/DM(分分) min=1 1.5 nMmax=3438h/D =573nZmax=Mmax/0.7=819nfmax=10MHZ 我国采用我国采用Z=625行行 n行频行频fH=fFZ=25625=15625(HZ)n3视频信号带宽、场频与扫描行数的确定视频信号带宽、场频与扫描行数的确定n一、视频信号的频带宽度一、视频信号的频带宽度n图象信号又称视频信号。欲求其频带宽度，必须知其最图象信号又称视频信号。欲求其频带宽度，必须知其最高和最低频率。图象信号的最低频率几乎接近于零。图高和最低频率。图象信号的最低频率几乎接近于零。图1.5-7（a）、（

29、）、（b）、（）、（c）所示的图象对应的频率分）所示的图象对应的频率分别为：别为：15625Hz、31250Hz和和50Hz。任一景物。任一景物（或图象）都有一定的背景亮度，反映在图象信号上是（或图象）都有一定的背景亮度，反映在图象信号上是信号的直流分量，其频率接近于零。信号的直流分量，其频率接近于零。n图象细节越细，信号的频率越高。假设传送一幅全图象细节越细，信号的频率越高。假设传送一幅全是细节的图象，其细节大小相当于一个象素，即等是细节的图象，其细节大小相当于一个象素，即等于一个扫描点的大小。由式（于一个扫描点的大小。由式（1.5-7）知，在行正）知，在行正程时间程时间THt内水平方向能分

30、解内水平方向能分解N=kk1（1）Z个个象素，所以沿水平方向扫过一个象素所需的时间为：象素，所以沿水平方向扫过一个象素所需的时间为：n孔阑效应表明：扫描电子束直径与象素大小相当时，孔阑效应表明：扫描电子束直径与象素大小相当时，其图象信号近似为正弦波，故图象信号的最高频率其图象信号近似为正弦波，故图象信号的最高频率为：为：在隔行扫描情况下，在隔行扫描情况下， 因此因此在逐行扫描情况下，在逐行扫描情况下，fvfp，所以，所以n 按我国电视标准：按我国电视标准：k=4/3，fv50Hz，Z625，18，8，k10.7。若采用逐行。若采用逐行扫描，则扫描，则ffmaxfmin=fmax10.2MHz；

31、若采用隔行扫描，则若采用隔行扫描，则f5.1MHz。上述结果正符合。上述结果正符合通信系统中传送信息的时间和带宽成反比例的基本规通信系统中传送信息的时间和带宽成反比例的基本规律。对于每帧图象信息，逐行扫描所需要时间为：律。对于每帧图象信息，逐行扫描所需要时间为：1/fF=1/fV=1/50=20ms，而隔行扫描所需要，而隔行扫描所需要时间为：时间为：1/fF=1/0.5fV=1/2540ms。由于隔。由于隔行扫描的传送时间增加一倍，所以传送信号带宽减少行扫描的传送时间增加一倍，所以传送信号带宽减少一倍。又因为隔行扫描的场频仍然是一倍。又因为隔行扫描的场频仍然是50Hz，故可以，故可以保证图象无

32、闪烁感觉，因此世界各国的电视都毫无例保证图象无闪烁感觉，因此世界各国的电视都毫无例外地采用隔行扫描。根据上述计算结果，我国视频传外地采用隔行扫描。根据上述计算结果，我国视频传输通道的通频带规定为输通道的通频带规定为6MHz。n4场频的确定场频的确定n选择场扫描频率时，主要考虑光栅无闪烁、不受电源选择场扫描频率时，主要考虑光栅无闪烁、不受电源干扰，传送活动图象有连续感、图象信号占用带宽尽干扰，传送活动图象有连续感、图象信号占用带宽尽可能窄等因素。可能窄等因素。n从式知，若要从式知，若要图象信号频带窄图象信号频带窄，场频应降低。若要求，场频应降低。若要求电视图象中人物的动作有连续感，即没有跳动的感

33、觉，电视图象中人物的动作有连续感，即没有跳动的感觉，根据电影的经验，利用人眼的视觉惰性，如果每秒钟根据电影的经验，利用人眼的视觉惰性，如果每秒钟换帧在换帧在20次以上，就能很好地反映一般运动速度的活次以上，就能很好地反映一般运动速度的活动景象，使人产生连续感。场频定为动景象，使人产生连续感。场频定为2025Hz，可，可以满足活动景物的连续感。但是，此时存在着大面积以满足活动景物的连续感。但是，此时存在着大面积的光栅闪烁，长时间观看，容易造成疲劳。为了避免的光栅闪烁，长时间观看，容易造成疲劳。为了避免光栅的闪烁，场频一定要大于临界闪烁频率，即光栅的闪烁，场频一定要大于临界闪烁频率，即fv48Hz

34、。n为了避免电源的干扰，场频应与电源频率相同并且锁为了避免电源的干扰，场频应与电源频率相同并且锁定。定。n 若场频与电源频率不相同，接收机若场频与电源频率不相同，接收机电源滤波器不完电源滤波器不完善善，以及，以及杂散电源磁场杂散电源磁场的影响，电视图象会产生的影响，电视图象会产生扭曲摆扭曲摆动和动和“滚道滚道”现象现象（即（即图象上出现一条宽的横亮暗带上图象上出现一条宽的横亮暗带上下滚动下滚动）。如果）。如果场频与电源频率同步锁定后，上述干扰场频与电源频率同步锁定后，上述干扰就会固定不动就会固定不动，眼睛就会逐步习惯这种干扰，不会产生，眼睛就会逐步习惯这种干扰，不会产生不适应的感觉。随着彩色电

35、视的发展，不适应的感觉。随着彩色电视的发展，远距离传输电视远距离传输电视信号的发展和国际间交换电视节目信号的发展和国际间交换电视节目的日益频繁，场频与的日益频繁，场频与电源同频锁相的关系已经无法保持了。电源同频锁相的关系已经无法保持了。现代接收机的生现代接收机的生产工艺水平已能克服这些电源的干扰产工艺水平已能克服这些电源的干扰，因此场频与电力，因此场频与电力网频率相同的要求并非必要。但是目前各国的场频还是网频率相同的要求并非必要。但是目前各国的场频还是与本国的电源频率相同，所以我国电视的场频等于与本国的电源频率相同，所以我国电视的场频等于50Hz。由于新式显象管的屏幕亮度不断提高，临界闪。由于

36、新式显象管的屏幕亮度不断提高，临界闪烁频率已经超过烁频率已经超过50Hz，所以场频选，所以场频选60Hz为宜。为宜。n4、扫描行数、扫描行数Z的确定的确定n扫描行数的确定，主要考虑图象的清晰度与扫描行数的确定，主要考虑图象的清晰度与图象信号带宽两方面的因素。当行数图象信号带宽两方面的因素。当行数Z增加增加时，图象清晰度增加。由于图象信号带宽时，图象清晰度增加。由于图象信号带宽f与行数与行数Z的平方成正比，行数增加会使带的平方成正比，行数增加会使带宽急剧增加，宽急剧增加，视频带宽的增加视频带宽的增加会使在会使在一定波一定波段中可安排的电视频道数目减少段中可安排的电视频道数目减少；同时，；同时，视

37、视频带宽的增加将导致电视设备的复杂化。频带宽的增加将导致电视设备的复杂化。 视频图像信号n它是指经它是指经扫描、光扫描、光电转换过程由光像转变成的电电转换过程由光像转变成的电信号，或再经过校正和线性组合信号，或再经过校正和线性组合等处理过程而形成等处理过程而形成的视频信号。的视频信号。n一：黑白图像信号一：黑白图像信号n摄像时通过摄像时通过电子扫描，图象上下不同明暗程度的像电子扫描，图象上下不同明暗程度的像素分布就变成了按时间顺序排列的强弱不同的电信素分布就变成了按时间顺序排列的强弱不同的电信号号（电压或电流）所以电视图像信号是一系列的电（电压或电流）所以电视图像信号是一系列的电脉冲，其电平大

38、小与像素的亮度成正比例，它是单脉冲，其电平大小与像素的亮度成正比例，它是单方向性，（方向性，（只有正值没有负值只有正值没有负值），但是它有），但是它有正极性正极性和负极性。和负极性。黑白图像信号的波形tt(t)tu(t)黑黑灰灰 白灰 白00阴极高压控制栅极加速极e偏转线圈2.全电视信号的频谱全电视信号的频谱 所谓频谱所谓频谱,就是电信号的能量按频率分布的曲线。全电就是电信号的能量按频率分布的曲线。全电视信号的频谱视信号的频谱,应是它应是它所包含的主体信号所包含的主体信号(图像信号图像信号)与辅助信与辅助信号的频谱之和。号的频谱之和。 归纳起来归纳起来,图像信号的频谱具有如下特征图像信号的频谱

39、具有如下特征: (1)以行频及其谐波为中心以行频及其谐波为中心,组成梳齿状的离散频谱。组成梳齿状的离散频谱。 (2)随着行频谐波次数的增高随着行频谐波次数的增高,谱线幅度逐渐减小。谱线幅度逐渐减小。 (3)实践证明实践证明,无论是静止或活动图像无论是静止或活动图像,围绕行谱线分布的场围绕行谱线分布的场频谐波次数不大于频谐波次数不大于20(即图中即图中m20)。按。按m=20计算计算,各谱线群所占各谱线群所占频谱宽度仅为频谱宽度仅为2mfv=202050=2kHz,相邻两主谱线间距为相邻两主谱线间距为15.625kHz,可见各群谱线间存在着很大的空隙。可见各群谱线间存在着很大的空隙。 黑白图像信

40、号频谱黑白图像信号频谱n当是当是A图时图时nE(t)= Cnejnn当是当是B图时图时nE(t)= 请看书请看书P72n从电视图象信号的频谱分从电视图象信号的频谱分析来看，其能量主要分布析来看，其能量主要分布在以行频及其各次谐波频在以行频及其各次谐波频率为中心的较窄范围内，率为中心的较窄范围内，余下较大的空间可利用来余下较大的空间可利用来传送彩色信息。传送彩色信息。（A）（B）fnfH(n+1)fH (n+2)fH(n+3)fH亮度信号、色差信号及其组成原理n在摄像端由在摄像端由彩色图象彩色图象转变为转变为三基色三基色信号信号输出；在显像端又由输出；在显像端又由三基色信三基色信号重现彩色图象。

41、号重现彩色图象。n一：恒定亮度原理一：恒定亮度原理n重现图象的亮度只由传送亮度信息重现图象的亮度只由传送亮度信息的亮度信号来确定的亮度信号来确定n二：大面积着色原理二：大面积着色原理n从从人眼对亮度细节和色度细节人眼对亮度细节和色度细节的分的分辨力不同出发，彩色电视系统在传辨力不同出发，彩色电视系统在传送彩色景物时，可以送彩色景物时，可以只传送一个粗只传送一个粗线条（大面积）的彩色图像线条（大面积）的彩色图像并配以并配以亮度细节。亮度细节。n三：混合高频原理三：混合高频原理n在接收端所在接收端所恢复的三基色信号恢复的三基色信号也只也只包含包含较低的频率分量较低的频率分量，它们的，它们的高频高频

42、部分用同一亮度的高频部分来补充部分用同一亮度的高频部分来补充规定规定摄像机显像管传输R0G0RGBB0景物R0G0B0YR-YB-YfK（f)06MHZ1.5MHZ 亮度信号和色差信号1n彩色和黑白的兼容性满足下列条件：彩色和黑白的兼容性满足下列条件：n1：必须传送一个与：必须传送一个与黑白电视相同的亮度信号黑白电视相同的亮度信号，并保持与并保持与黑白电视信号相同的频带宽度黑白电视信号相同的频带宽度。n2：需要传送：需要传送两个代表色度的信号根据恒定亮两个代表色度的信号根据恒定亮度原理度原理；它们不含有；它们不含有亮度信息亮度信息；n3：在传输黑白图像时，三个基色信号相等，：在传输黑白图像时，

43、三个基色信号相等，R=G=Bn根据根据2，这时两个代表色度的信号等于零，这时两个代表色度的信号等于零n4：代表：代表色度的两个信号色度的两个信号是互相独立的是互相独立的n5：三个基色信号三个基色信号与三与三个传输信号之间个传输信号之间的转换的转换关系要简单关系要简单 亮度信号和色差信号2n Y=0.30R+0.59G+0.11B nR-Y=R-(0.30R-0.59G-0.11B)=0.70R-0.59G-0.11B (1)nB-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R-0.59G+0.89B (2)nG-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R+0.41G-0.11B (3) n(R-Y)=-0.59/0.30(G-Y)-0.11/0.30(B-Y)n(B-Y)=-0.30/0.11(R-Y)-0.59/0.11(G-Y)n(G-Y)=-0.30/0.59(R-Y)-0.11/0.59(B-Y)n由于由于G-Y信号数值较小，作为传输信号对改善信噪比不利。信号数