第3章电视扫描和黑白全电视信号.ppt

第三章电视扫描和黑白全电视信号
电视传像的基本概念
电视扫描
图像信号(Video Signal)
消隐脉冲(Blanking Pulses)和同步脉冲
黑白全电视信号
图像信号的频带
图像信号的频谱分析
电视传像的基本概念
1. 景物光学信息的函数表达式
电视传像的基本过程是:在发送端,由电视摄像机经光电变换将景物的亮度B和色度C(包括色调H和饱和度S)按一定的规律变换成相应的电信号,经适当处理后通过无线电波或有线线路传输出去。在接收端,用电视接收机将收到的电信号经电光变换按对应的规律重新显示出图像,逼真地反映出原景物。
把景物看成是许许多多小点的集合体,这些小点为像素,也就是景物的最小单元。这些像素在它们各自固定的几何位置上(几何位置可用空间坐标x、y、z来表示)含有各自的亮度和彩色信息,这样静止景物的光学信息B、H、S都因地(空间位置)而异,它们都是x、y、z函数,于是可用下列函数式来表达:
()
活动景象的光学信息还因时而异,它可用下列函数式来表达:

()
对于现今通用的平面彩色电视来说,就只需要传送景物的二维光学信息,重现的是平面图像,所以不需要式()中的z参量,函数表达式成为:
()
如果传送的是平面黑白电视信号,那么三个光学信息中只剩下一个亮度信息B了,函数表达式简化为:
 B = f(x,y,t) ()
2. 顺序传送制和同步扫描
按一定顺序将一个个像素的亮度信号轮流地变换成电信号,并且用同一条传输通道传送这些电信号,称为顺序传送制。
1 2 3 1 2 3
 
 
 
 
 
 

顺序制传输图像像素示意图
传输通道
顺序传送像素的规律(或图像的顺序分解与复合的过程)称为扫描。如果扫描的速度足够快,使帧频既高于活动景物连续感所需的频率,又高于临界闪烁频率,则在接收端所见到的就是既有连续感又无闪烁感的活动景象了。
从数学上说,扫描的实质是将原来随空间和时间而变的函数变换成只随时间而变的函数。扫描前,分布在平面上的亮度信息函数是B=f(x,y,t);通过扫描,就成为时间t的单一函数了,即:
 B = f(t) ()
扫描并未丢弃了空间因素,在扫描时,处在不同空间位置x,y上的像素是在不同的时刻t传送的,也就是说,x,y分别是时间t的函数,所以代表空间位置的变量x,y 没有丢失而已经隐藏于式()所表达的函数关系中了。
进行扫描时必须做到收、发两端的扫描规律要严格相同,称之为同步。所谓同步,包含两个要求:一是收、发两端的扫描速度相同,这叫同频;二是收、发两端每行、每帧的扫描起始时刻相同,这叫同相。
3. 电视系统的扫描和传像原理
1) 电视摄像:光电导摄像管内的主要部分是光敏靶和电子枪,管外则有聚焦线圈和偏转线圈。
光敏靶利用其电导率随光线强弱而变化的光敏特性将一帧光的图像,转变成了一帧“电的图像”。电子束扫描又使“电像”分解为像素,并依次拾取各像素的信息。
2) 电视显像:管内结构有电子枪和荧光屏,管外有偏转线圈。
由阴极发射出来的电子在电子枪其它电极的聚焦和加速作用下聚成电子束,并以高速轰击荧光屏,使它发出一个光点(像素)。电子束电流越大,发光点越亮。
图像信号输至电子枪的栅极(或阴极),使电子束电流的大小受图像信号的控制。所以荧光屏上发光点的明暗与图像内容有关。同时,在偏转线圈产生的偏转磁场作用下,电子束按与摄像管电子束同样的规律在荧光屏上快速地扫描。这样就可以在荧光屏上就重视出原图像。