电视技术基础

1、第三章 电视技术根底第三章 电视技术根底图像信号的摄取与传送电视扫描视觉特性与三基色原理全电视信号第一节 图像信号的摄取与传送图像信号的摄取第一节 图像信号的摄取与传送图像信号的摄取图像信号的摄取图2-1彩色摄像机组成框图第一节 图像信号的摄取与传送图像信号的传送第一节 图像信号的摄取与传送图像信号的传送图2-2 图像信号的发射过程第一节 图像信号的摄取与传送第一节 图像信号的摄取与传送一、图像的分解与传送景物信息是三维空间和时间的函数 黑白电视只需景物亮度信息电信号只是时间的函数1、像素的概念第一节 图像信号的摄取与传送在图像处置系统中，这些组成画面的细小单元称为像素。一、图像的分解与传送1

2、、像素的概念第一节 图像信号的摄取与传送像素越小，单位面积上的像素数目就越多，由其构成的图像就越明晰。像素的亮度既是空间的函数，也是时间的函数一、图像的分解与传送电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进展了一个帧处置，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。 第一节 图像信号的摄取与传送2图像帧一、图像的分解与传送第一节 图像信号的摄取与传送3同时制传送实际上讲，可同时把不同位置上具有不同亮度的像素转变成相应的电信号，再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。一、图像的分解与传送第一节 图像信号的摄取与传送3同时制传送实际上讲，可同时把不同位置上具有不同亮度的像素转变成相应的电信号，

3、再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。无法实现一、图像的分解与传送第一节 图像信号的摄取与传送4 顺序制传送一、图像的分解与传送视觉暂留第一节 图像信号的摄取与传送4 顺序制传送实践运用根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电信号并依次传送出去，接纳端再按同样顺序将各个电信号在对应位置上转变成具有相应亮度的像素。一、图像的分解与传送第一节 图像信号的摄取与传送4顺序制传送实践运用根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电信号并依次传送出去，接纳端再按同样顺序将各个电信号在对应位置上转变成具有相应亮度的像

4、素。一、图像的分解与传送这种像素的顺序制传送具有两个特点：第一是要求传送速度快。只需传送迅速，传送时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以延续无跳动的觉得；第二是传送要准确。每个像素一定要在轮到它传送时才被转换、传送，并被接纳。且收、发双方每个像素被转换、复原的的几何位置要一一对应。即收发双方应同步任务，同步在电视系统中是非常重要的。 第一节 图像信号的摄取与传送4顺序制传送实践运用一、图像的分解与传送第一节 图像信号的摄取与传送5顺序转换的实现 扫描一、图像的分解与传送将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程或逆过程称为扫描。从左至右的扫描称为行扫描；自上而下的扫描称为帧(或场)扫描。

5、CRT电视系统中，扫描多是由电子枪进展的，通常称其为电子扫描。经过电子扫描与光电转换，就可以把反映一幅图像亮度的空间与时间的函数，转换为只随时间变化的单值函数电信号，从而实现平面图像的顺序传送二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送1光电导摄像管与光电转换光电导摄像管是一种电真空器件。它主要由镜头、光电靶、电子枪灯丝、聚焦线圈和偏转线圈组成。光电靶由光敏半导体资料构成，具有受光作用之后电阻率变小的性能，靶面上的光图像使靶面各单元受光照的强度不同，因此其各单元的电阻率不同，与较亮像素对应的靶单元阻值较小，与较暗像素对应的靶单元阻值较大。这样一幅因像上各像素的不同亮度就表现为靶面上各单

6、元的不同电阻值。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送从摄像管阴极发射出来的电子束，在电子枪的电场及偏转线圈的磁场力作用下，高速、顺序地扫过靶面各单元。当电子束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号板(靶)、负载、电源构成一个回路。在负载RL中就有电流流过，其电流大小取决于光电靶在该单元的电阻值大小。光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因此RL两端产生的压降也就较大，输出信号的电位也就越低。1光电导摄像管与光电转换二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换威拉德博伊尔乔治史密斯高锟二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单

7、元与光电转换线阵CCD面阵CCDCCD全称电荷耦合器件，它具备光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、分辨力高、动态范围大等优点。 CCD图像传感器被广泛运用于生活、天文、医疗、电视、通讯以及工业检测和自动控制系统。CCD单元的构造二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换CCD单元的构造二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换光电转换和电荷存储二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换CCD的构造与电荷转移 每三个电极为一组，每个电极分别与三个位相不同的时钟脉冲电压V1、V2、V3

8、；分别称为三相驱动时钟脉冲电压，相应的CCD称为三相式。电荷转移二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换CCD的构造与电荷转移 三相驱动时钟脉冲波形 电荷转移二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换电荷转移1t=t1时 ，V1电极处于高电平，而V2电极处于低电平。故在V1下构成势阱，少数载流子会被搜集到较深的势阱中，构成电荷包。 2t=t2时 ，V1电极上栅压小于V2电极上栅压，故V1电极下势阱变浅， V2势阱变深，电荷更多流向V2电极下。由于势阱的不对称性，“左浅右深，电荷只能朝右转移 二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信

9、号的摄取与传送2CCD单元与光电转换电荷转移3t=t3时 ,V2电极处于高电平,而V1电极处于低电平，故电荷聚集到V2电极下，实现了电荷从V1电极下到V2电极下的转移。 4同理可知，t=t4时 ，电荷包从上一位的电极下转移到下一位的电极下。因此，时钟脉冲经过一个周期，电荷包在CCD上挪动一位。 二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送2CCD单元与光电转换电荷转移二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件帧间转移型CCD成像区、存储区和程度移位存放器三部分组成I1I2I3输出R1R2R3S1S2S3单

10、元隔离层成象区存储区读出存放区遮光部分光照部分二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件帧间转移型CCD(4)下一场正程期间，成像区重新积累电荷，存储区开场转移和输出电荷。(1)场正程期间，成像区完成光电转换并积累电荷；(2)场消隐期间，成像区积累的整场信号电荷迅速转移到对应的存储区；(3)在行逆程期间，将一行光生电荷送进读出存放器；行正程期间，使这一行信号向输出构造转移；二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件帧间转移型CCD缺陷：1尺寸较大2每个光敏区既作感光单元，又作移位单元，会产生垂直拖尾景象。二、扫描的实现与光电转换第一节

11、 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件行间转移型CCD行间转移式CCD构造 感光单元、程度移位存放器和垂直移位寄存器三部分组成二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件行间转移型CCD(1)场正程期间，成像区完成光电转换并积累电荷；(2)场消隐期间，成像区积累的电荷迅速转移到对应的垂直移位存储器；(3)在行逆程期间，垂直移位存储器的电荷向下转移一个单元；最下行的电荷进入程度移位存放器；(4)下一场正程期间，程度移位存放器将一行电荷顺序移至输出端。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件行间转移型CCD缺陷：1感光面积减小，灵敏度

12、低；2反射产生类似垂直拖尾景象。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件帧-行间转移型CCD光敏器遮光垂直移位存放器遮光场存储器遮光程度移位存储器输出成像区(1) 场正程期间，感光区构成电荷包方式的电子图像。(2) 场逆程期间，电荷包从感光区转移到垂直移位存放器中，立刻转移到存储区。(3) 场正程期间，从存储区向程度存放器转移。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送3面阵CCD摄像器件帧-行间转移型CCD电光转换过程也就是显像过程，在电视系统中是经过电视接纳机来完成。目前用于电光转换的显示器件主要有阴极射线管(Cathode-Ray Tubes,

13、CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)、等离子体显示器(Plasma Display Panel, DPD)、LED显示器等几种。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管CRT显示液晶显示LCD等离子显示PDP(1)CRT显像管主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(1)CRT显像管二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管由阴极发射出的电子束，在偏转线圈所产生的磁场力作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有

14、荧光粉，在电子束轰击下荧光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。假设将摄像端送来的信号加到显像管电子枪的阴极与栅极之间，就可以控制电子束携带的能量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制。设显像管的电一光转换是线性的(实践为非线性的)，那么，屏幕上重现的图像，其各像素的亮度都正比于所摄图像相应各像素的亮度，屏幕上便重现了发端的原图像。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)CRT显像管彩色显像管的荧光屏上涂有三基色荧光粉，相应的电子束也有三束，它们分别受三基色电信号控制；阴罩板的作用是使三个电子束能准确打在各自的荧光粉上。彩色显像管构造表示图 1静会聚 静会

15、聚是指R、G、B电子束在无偏转时的会聚，也就是屏幕中心区域的会聚。 产生静会聚误差的缘由：由于电子枪R、G、B三阴极程度一字形陈列制造过程中的工艺误差呵斥的。 静会聚调整：经过装在管颈上的一对四极和一对六极磁环组成的静会聚调理安装来实现的。 1会聚 会聚是指R、G、B电子束在任一扫描下，均能穿过同一个荫罩孔，以轰击同一组R、G、B荧光粉点。 二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)CRT显像管 2动会聚 动会聚是指R、G、B电子束在偏转过程中的会聚，也就是屏幕边缘四角的会聚。 产生动会聚误差的缘由：由于R、G、B电子束在程度方向不是从同一点发射出，再加上荧光

16、屏的曲率半径大于电子束偏转半径，使R、G、B电子束的会聚面与荫罩板仅仅在屏幕中心重合，于是在屏幕边缘四角产生较大的会聚误差。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)CRT显像管二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)CRT显像管磁环组件 精细偏转线圈：四极和六极磁环： 校正静会聚不良。色纯磁环：校正光栅的纯真程度。二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)CRT显像管二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(1)CRT显像管 寿命长2万小时 亮度、对比度大 明

17、晰度高 对高速运动图像重显效果好 技术成熟，综合性价比最好CRT显示器的主要优点：二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(1)CRT显像管CRT显示器的主要缺陷： 体积大，分量重，实现大尺寸显示有困难 光栅失真大，受地磁影响，全屏亮度不均匀 屏幕边沿和屏幕中心明晰度不同 存在辐射，功耗较大二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(1)CRT显像管彩色电视功能电路图高频调谐器公共通道伴音通道解码电路同步分别扫描系统三基色视放开关电源ACVC1VC2VCn 超级芯片TDA9383 2324预中放高频头3321 22 20场输出TDA83

18、50行鼓励行输出44音质改善TDA9859低频功放TDA7558三基色视放5152535本机键盘2 3 SDA SCL高压包二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(1)CRT显像管二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器LCD电视机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管偏振片由特定的资料制成，它上面有一个特殊的方向叫做透振方向，只需振动方向与透振方向平行的光波才干经过偏振片偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机械波的作用一样二、扫描的实现与光电转换第

19、一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管如今利用偏振片替代上面的带有狭缝的木板，让光线经过会出现什么景象？光源直接发出的光-自然光V自然光二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送当只需一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比经过一块偏振片时要弱当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零.二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器液晶二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器TN向列扭曲二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器STN向列扭曲TN向列扭曲二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号的摄取与传送4电光转换与显像管(2)LCD显示器二、扫描的实现与光电转换第一节 图像信号