理論教學(xué)電視原理34+44第1章20150310

1、電視原理主講：郭 文課程內(nèi)容1、了解廣播電視技術(shù)的基本概念基本知識(shí)2、對(duì)電子設(shè)備與系統(tǒng)的整機(jī)結(jié)構(gòu)有個(gè)初步掌握、對(duì)電子設(shè)備與儀器的維修有個(gè)初步的了解。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、廣播電視基本概念2、黑白與彩色電視原理的分析使學(xué)生掌握廣播電視的組成、光電轉(zhuǎn)換原理、彩色圖像的分解與重現(xiàn)、彩色圖像的編碼、信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、同步與掃描等技術(shù)。什么是電視第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)電視電視：以電：以電信號(hào)的方式信號(hào)的方式來(lái)傳送活動(dòng)來(lái)傳送活動(dòng)圖像并在相圖像并在相應(yīng)終端上給應(yīng)終端上給予重現(xiàn)的技予重現(xiàn)的技術(shù)。術(shù)。基礎(chǔ)知識(shí)：光電變換電子掃描視頻信號(hào)像素光和彩色1.1電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-1 無(wú)線電音頻廣播原理圖無(wú)線電音頻廣

2、播原理圖1.1電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-2 無(wú)線電視廣播（開(kāi)路電視）系統(tǒng)原理方框圖無(wú)線電視廣播（開(kāi)路電視）系統(tǒng)原理方框圖1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)在圖像處理中，在圖像處理中，將這些組成畫將這些組成畫面的細(xì)小單元面的細(xì)小單元稱為稱為像素像素。圖圖1-3 順序傳送像素示意圖順序傳送像素示意圖1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)一幅黑白平面圖像，表征它的特征參量是一幅黑白平面圖像，表征它的特征參量是亮亮度度。電視系統(tǒng)傳送的是電視系統(tǒng)傳送的是活動(dòng)圖像活動(dòng)圖像，因而每個(gè)在確，因而每個(gè)在確定位置上的像素其亮度又隨時(shí)間不斷地變化定位置上的像素其亮度又隨時(shí)間不斷地變化著，也就是說(shuō)著

3、，也就是說(shuō)像素的亮度又是時(shí)間的函數(shù)。像素的亮度又是時(shí)間的函數(shù)。1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)傳送時(shí)可同時(shí)把這些不同位置上具有不同亮傳送時(shí)可同時(shí)把這些不同位置上具有不同亮度的像素轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)，再分別用各度的像素轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)，再分別用各個(gè)相應(yīng)信道把這些信號(hào)同時(shí)傳送出去；個(gè)相應(yīng)信道把這些信號(hào)同時(shí)傳送出去；采用這一傳送方法，根據(jù)現(xiàn)代電視技術(shù)水平，采用這一傳送方法，根據(jù)現(xiàn)代電視技術(shù)水平，一幀圖像約由一幀圖像約由44萬(wàn)個(gè)像素萬(wàn)個(gè)像素(高清晰度電視一高清晰度電視一幀圖像的像素更多幀圖像的像素更多)組成，則要求有組成，則要求有44萬(wàn)條萬(wàn)條通道才能傳送一幀圖像，這顯然是不可能實(shí)通道才能傳送

4、一幀圖像，這顯然是不可能實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)的。電視系統(tǒng)中，電視系統(tǒng)中，把構(gòu)成一幅圖把構(gòu)成一幅圖像的各像素傳像的各像素傳送一遍稱為送一遍稱為進(jìn)進(jìn)行了一個(gè)幀處行了一個(gè)幀處理，或稱為傳理，或稱為傳送了一幀。送了一幀。1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-3 順序傳送像素示意圖順序傳送像素示意圖1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)這種像素的傳送具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：這種像素的傳送具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：第一是要求傳送速度快。第一是要求傳送速度快。只有傳送迅速，只有傳送迅速，傳送時(shí)間小于視覺(jué)暫留時(shí)間傳送時(shí)間小于視覺(jué)暫留時(shí)間(約約50200 ms)，重現(xiàn)圖像才會(huì)給人以連續(xù)、活動(dòng)且無(wú)，重現(xiàn)圖像才會(huì)給人以連續(xù)、活

5、動(dòng)且無(wú)跳動(dòng)的感覺(jué)；跳動(dòng)的感覺(jué)；第二是傳送要準(zhǔn)確。第二是傳送要準(zhǔn)確。每個(gè)像素一定要在每個(gè)像素一定要在輪到它傳送時(shí)才被轉(zhuǎn)換、傳送和接收，且收、輪到它傳送時(shí)才被轉(zhuǎn)換、傳送和接收，且收、發(fā)雙方每個(gè)像素的幾何位置要一一對(duì)應(yīng)。發(fā)雙方每個(gè)像素的幾何位置要一一對(duì)應(yīng)。即即收發(fā)雙方應(yīng)同步工作，同步在電視系統(tǒng)中是收發(fā)雙方應(yīng)同步工作，同步在電視系統(tǒng)中是至關(guān)重要的。至關(guān)重要的。1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)將組成一幀圖像的像素，按順序轉(zhuǎn)換成電將組成一幀圖像的像素，按順序轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過(guò)程信號(hào)的過(guò)程(或逆過(guò)程或逆過(guò)程)稱為稱為掃描掃描。從左至右的掃描稱為從左至右的掃描稱為行掃描行掃描；自上而下的掃描稱為自上而下

6、的掃描稱為幀幀(或場(chǎng)或場(chǎng))掃描掃描。在電視系統(tǒng)中，掃描是由電子槍進(jìn)行的，在電視系統(tǒng)中，掃描是由電子槍進(jìn)行的，通常稱其為通常稱其為電子掃描電子掃描。1.1.1像素的概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)通過(guò)電子掃描與光電轉(zhuǎn)換，就可以把反映通過(guò)電子掃描與光電轉(zhuǎn)換，就可以把反映一幅圖像亮度的空間與時(shí)間函數(shù)轉(zhuǎn)換為只一幅圖像亮度的空間與時(shí)間函數(shù)轉(zhuǎn)換為只隨時(shí)間變化的單值函數(shù)的電信號(hào)，從而實(shí)隨時(shí)間變化的單值函數(shù)的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)平面圖像的順序傳送?，F(xiàn)平面圖像的順序傳送。1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)電視圖像傳送發(fā)端：光電轉(zhuǎn)換器件（攝像管）電視圖像傳送發(fā)端：光電轉(zhuǎn)換器件（攝像管）電視圖像傳送收端：電光轉(zhuǎn)換器

7、件（顯像管）電視圖像傳送收端：電光轉(zhuǎn)換器件（顯像管）1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-4 光電導(dǎo)攝像管光電導(dǎo)攝像管1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)光電導(dǎo)攝像管的工作原理如下：被攝景物通光電導(dǎo)攝像管的工作原理如下：被攝景物通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)在光電靶上成像，光電靶由光敏過(guò)光學(xué)系統(tǒng)在光電靶上成像，光電靶由光敏半導(dǎo)體材料構(gòu)成。這種半導(dǎo)體材料具有受光半導(dǎo)體材料構(gòu)成。這種半導(dǎo)體材料具有受光作用之后電阻率變小的性能，即光照愈強(qiáng)，作用之后電阻率變小的性能，即光照愈強(qiáng)，材料呈現(xiàn)的電阻越小。由于光像各點(diǎn)亮度不材料呈現(xiàn)的電阻越小。由于光像各點(diǎn)亮度不同，因而使靶面各單元受光照的強(qiáng)度不同，同

8、，因而使靶面各單元受光照的強(qiáng)度不同，導(dǎo)致靶面各單元的電阻值不同。與較亮像素導(dǎo)致靶面各單元的電阻值不同。與較亮像素對(duì)應(yīng)的靶單元阻值較小，與較暗像素對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的靶單元阻值較小，與較暗像素對(duì)應(yīng)的靶單元阻值較大。這樣一幅圖像上各像素的靶單元阻值較大。這樣一幅圖像上各像素的不同亮度就表現(xiàn)為靶面上各單元的不同電阻不同亮度就表現(xiàn)為靶面上各單元的不同電阻值。值。1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-5 光電轉(zhuǎn)換原理示意圖光電轉(zhuǎn)換原理示意圖1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)某像素很亮?xí)r，在光電靶上對(duì)應(yīng)成像的某像素很亮?xí)r，在光電靶上對(duì)應(yīng)成像的單元呈現(xiàn)的電阻值就越小，電子束掃到單元呈現(xiàn)的

9、電阻值就越小，電子束掃到該單元時(shí)回路電流就越大，因而在該單元時(shí)回路電流就越大，因而在RL上上就產(chǎn)生很大的信號(hào)電壓；反之，像素暗，就產(chǎn)生很大的信號(hào)電壓；反之，像素暗，在在RL兩端產(chǎn)生的信號(hào)電壓就小。因此，兩端產(chǎn)生的信號(hào)電壓就小。因此，當(dāng)有電子束掃描時(shí)，在負(fù)載當(dāng)有電子束掃描時(shí)，在負(fù)載RL上就依次上就依次得到與圖像上各像素亮度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，得到與圖像上各像素亮度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，由此完成把一幅圖像分解為像素，又把由此完成把一幅圖像分解為像素，又把對(duì)應(yīng)像素的亮度轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮∽兓碾娦艑?duì)應(yīng)像素的亮度轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮∽兓碾娦盘?hào)的光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。號(hào)的光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-6

10、 顯像管原理圖顯像管原理圖1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)由陰極發(fā)射出的電子束，在偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生由陰極發(fā)射出的電子束，在偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力作用下，按從左到右、從上到下的的磁場(chǎng)力作用下，按從左到右、從上到下的順序依次掃過(guò)熒光屏。屏面上涂有熒光粉，順序依次掃過(guò)熒光屏。屏面上涂有熒光粉，在電子束作用下熒光粉發(fā)光，其發(fā)光亮度正在電子束作用下熒光粉發(fā)光，其發(fā)光亮度正比于電子束攜帶的能量。若將攝像端傳送來(lái)比于電子束攜帶的能量。若將攝像端傳送來(lái)的電信號(hào)加到顯像管電子槍的陰極與柵極之的電信號(hào)加到顯像管電子槍的陰極與柵極之間，就可以控制電子束攜帶的能量，使熒光間，就可以控制電子束攜帶的能量，使

11、熒光屏的發(fā)光強(qiáng)度受電信號(hào)的控制。設(shè)顯像管的屏的發(fā)光強(qiáng)度受電信號(hào)的控制。設(shè)顯像管的電光轉(zhuǎn)換是線性的電光轉(zhuǎn)換是線性的(實(shí)際為非線性實(shí)際為非線性)，那么，屏，那么，屏幕上重現(xiàn)的圖像，其各像素的亮度都正比于幕上重現(xiàn)的圖像，其各像素的亮度都正比于所攝圖像相應(yīng)各像素的亮度。這樣，屏幕上所攝圖像相應(yīng)各像素的亮度。這樣，屏幕上便重現(xiàn)出了發(fā)端的原始圖像。便重現(xiàn)出了發(fā)端的原始圖像。1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)攝像管的光電轉(zhuǎn)換特性可近似認(rèn)為是線性的；攝像管的光電轉(zhuǎn)換特性可近似認(rèn)為是線性的；顯像管的電光轉(zhuǎn)換特性則是非線性的。顯像管的電光轉(zhuǎn)換特性則是非線性的。1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)

12、知識(shí)顯像管的顯示亮度顯像管的顯示亮度Bd，與其柵、陰極間電壓，與其柵、陰極間電壓ugk的的 次方成正比例，即次方成正比例，即 (1-1)gkdduKB 1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)為保持重現(xiàn)圖像與原始圖像亮度成正比，則需為保持重現(xiàn)圖像與原始圖像亮度成正比，則需在攝像端預(yù)先將圖像信號(hào)電壓開(kāi)在攝像端預(yù)先將圖像信號(hào)電壓開(kāi) 次方，即次方，即 u=u01/=K01/B01/ (1-2) u0代表攝像電壓，代表攝像電壓，B0為攝像亮度為攝像亮度，K0為比例常為比例常數(shù)。數(shù)。 1.1.2 光電與電光變換第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)gkdduKB =Kd(u01/) =Kdu0=KdK0B0=KB0

13、 (1-3)由式由式(1-3)可見(jiàn)，經(jīng)校正，系統(tǒng)將不再產(chǎn)可見(jiàn)，經(jīng)校正，系統(tǒng)將不再產(chǎn)生非線性失真。生非線性失真。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)1. 逐行掃描逐行掃描圖圖1-7 逐行掃描電流波形逐行掃描電流波形(a)行掃描電流波形；行掃描電流波形；(b) 場(chǎng)掃描電流波形場(chǎng)掃描電流波形1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)流過(guò)行偏轉(zhuǎn)線圈的鋸齒波電流從當(dāng)流過(guò)行偏轉(zhuǎn)線圈的鋸齒波電流從a變到變到c時(shí)，時(shí)，電子束從熒光屏的最左邊移到熒光屏的最右電子束從熒光屏的最左邊移到熒光屏的最右邊，稱其完成一行的邊，稱其完成一行的正程掃描正程掃描；當(dāng)鋸齒波電流從當(dāng)鋸齒波電流從c變到變到e時(shí)，電子束又從熒光時(shí)

14、，電子束又從熒光屏的最右邊返回到最左邊，稱其完成一行的屏的最右邊返回到最左邊，稱其完成一行的一個(gè)一個(gè)逆程掃描逆程掃描。此外，由此外，由a到到c鋸齒波電流上升斜率較小，因鋸齒波電流上升斜率較小，因而正程掃描時(shí)間長(zhǎng)；由而正程掃描時(shí)間長(zhǎng)；由c到到e下降斜率大，因下降斜率大，因而逆程回掃時(shí)間短。而逆程回掃時(shí)間短。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-8 光柵形狀光柵形狀(a)只有行掃描；只有行掃描；(b) 只有場(chǎng)掃描；只有場(chǎng)掃描；(c) 行、場(chǎng)掃描同時(shí)存在行、場(chǎng)掃描同時(shí)存在1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-9 偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖(a) 行偏轉(zhuǎn)線圈；行偏轉(zhuǎn)線圈；

15、(b) 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈中分別加有如圖當(dāng)行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈中分別加有如圖1-7所所示的掃描電流波時(shí)，電子束便在水平與垂示的掃描電流波時(shí)，電子束便在水平與垂直偏轉(zhuǎn)力的共同作用下進(jìn)行有規(guī)律的掃描，直偏轉(zhuǎn)力的共同作用下進(jìn)行有規(guī)律的掃描，屏幕上便出現(xiàn)一條條的亮線，這些亮線常屏幕上便出現(xiàn)一條條的亮線，這些亮線常稱其為光柵，圖稱其為光柵，圖1-8(c)就是考慮了逆程就是考慮了逆程回掃線回掃線(圖中以虛線表示圖中以虛線表示)時(shí)的光柵形狀。時(shí)的光柵形狀。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-10 掃描電流與重現(xiàn)圖像的關(guān)系掃描電流與重現(xiàn)圖像的關(guān)系

16、(a) 線性掃描，圖像無(wú)失真；線性掃描，圖像無(wú)失真；(b) 行掃描非線性，圖像產(chǎn)生左伸、右縮的非線性失真；行掃描非線性，圖像產(chǎn)生左伸、右縮的非線性失真；(c) 場(chǎng)掃描非線性，圖像產(chǎn)生上拉、下壓的非線性失真場(chǎng)掃描非線性，圖像產(chǎn)生上拉、下壓的非線性失真1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-11 掃描電流幅度不足時(shí)產(chǎn)生的失真掃描電流幅度不足時(shí)產(chǎn)生的失真(a) 行掃描幅度?。恍袙呙璺刃。?b) 場(chǎng)掃描幅度小場(chǎng)掃描幅度小1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)2. 隔行掃描隔行掃描在電視系統(tǒng)中，要使傳送的圖像清晰，在電視系統(tǒng)中，要使傳送的圖像清晰，并具有活動(dòng)、連續(xù)而又無(wú)閃爍感，則要并具有活動(dòng)

17、、連續(xù)而又無(wú)閃爍感，則要求傳送頻率大于求傳送頻率大于臨界閃爍頻率臨界閃爍頻率46.8Hz。我國(guó)電視制式規(guī)定，我國(guó)電視制式規(guī)定，場(chǎng)掃描頻率場(chǎng)掃描頻率fv為為50 Hz，每幀圖像的，每幀圖像的掃描行數(shù)為掃描行數(shù)為625行。行。理論分析可以得出，電視圖像信號(hào)的最理論分析可以得出，電視圖像信號(hào)的最高頻率約為高頻率約為11 MHz，可見(jiàn)視頻信號(hào)帶，可見(jiàn)視頻信號(hào)帶寬將相當(dāng)寬。寬將相當(dāng)寬。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)2. 隔行掃描隔行掃描所謂所謂隔行掃描隔行掃描，就是在每幀掃描行數(shù)仍，就是在每幀掃描行數(shù)仍為為625行不變的情況下，將每幀圖像分行不變的情況下，將每幀圖像分為兩場(chǎng)來(lái)傳送，這兩場(chǎng)分別稱

18、為奇數(shù)場(chǎng)為兩場(chǎng)來(lái)傳送，這兩場(chǎng)分別稱為奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)。奇數(shù)場(chǎng)傳送和偶數(shù)場(chǎng)。奇數(shù)場(chǎng)傳送1，3，5，奇奇數(shù)行；偶數(shù)場(chǎng)傳送數(shù)行；偶數(shù)場(chǎng)傳送2，4，6，偶數(shù)行。偶數(shù)行。這樣，每秒鐘將傳送這樣，每秒鐘將傳送50場(chǎng)圖像，即場(chǎng)頻場(chǎng)圖像，即場(chǎng)頻fv仍為仍為50 Hz不變，因而將有效地降低閃不變，因而將有效地降低閃爍感。所以隔行掃描既減小了閃爍感，爍感。所以隔行掃描既減小了閃爍感，又使圖像信號(hào)的頻帶僅為逐行掃描的一又使圖像信號(hào)的頻帶僅為逐行掃描的一半。半。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)2. 隔行掃描隔行掃描圖圖1-12 隔行掃描光柵及電流波形隔行掃描光柵及電流波形(a) 每幀光柵；每幀光柵；(b) 行掃

19、描電流波形；行掃描電流波形；(c) 場(chǎng)掃描電流波形場(chǎng)掃描電流波形1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的1/2，即大約是，即大約是5.5 MHz左右，故我國(guó)規(guī)左右，故我國(guó)規(guī)定視頻信號(hào)帶寬按照定視頻信號(hào)帶寬按照6 MHz分析計(jì)算。分析計(jì)算。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的1/2，即大約是，即大約是5.5 MHz左右，故我國(guó)規(guī)左右，故我國(guó)規(guī)定視頻信號(hào)帶寬按照定視頻信號(hào)帶寬按照6 MHz分析計(jì)算。分析計(jì)算。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)隔行掃描將視

20、頻帶寬壓縮為逐行掃描的隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的1/2，即大約是，即大約是5.5 MHz左右，故我國(guó)規(guī)左右，故我國(guó)規(guī)定視頻信號(hào)帶寬按照定視頻信號(hào)帶寬按照6 MHz分析計(jì)算。分析計(jì)算。1.1.3 電子掃描第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的隔行掃描將視頻帶寬壓縮為逐行掃描的1/2，即大約是，即大約是5.5 MHz左右，故我國(guó)規(guī)左右，故我國(guó)規(guī)定視頻信號(hào)帶寬按照定視頻信號(hào)帶寬按照6 MHz分析計(jì)算。分析計(jì)算。1.2 1.2 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)黑白全電視信號(hào)類型：黑白全電視信號(hào)類型：主體信息主體信息復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合消隱信號(hào)復(fù)合消隱信號(hào)

21、槽脈沖槽脈沖均衡脈沖信號(hào)均衡脈沖信號(hào)輔助信號(hào)輔助信號(hào)全電視信號(hào)全電視信號(hào)：主體信號(hào)與主體信號(hào)與輔助信號(hào)統(tǒng)輔助信號(hào)統(tǒng)稱全電視信稱全電視信號(hào)。號(hào)。黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)是研究彩色全電視信是研究彩色全電視信號(hào)的基礎(chǔ)。號(hào)的基礎(chǔ)。1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖像信號(hào)圖像信號(hào)是由是由攝像管將明暗攝像管將明暗不同的景象進(jìn)不同的景象進(jìn)行轉(zhuǎn)變而得的行轉(zhuǎn)變而得的電信號(hào)。電信號(hào)。若圖像最亮?xí)r，若圖像最亮?xí)r，對(duì)應(yīng)的電壓信對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)幅度最高，號(hào)幅度最高，此信號(hào)稱為此信號(hào)稱為正正極性圖像信號(hào)極性圖像信號(hào)圖圖1-13 圖像信號(hào)圖像信號(hào)(a) 正極性亮度遞減信號(hào)正極性亮度遞減信號(hào)

22、1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)如果圖像最暗如果圖像最暗時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)幅度最大，信號(hào)幅度最大，稱此為稱此為負(fù)極性負(fù)極性圖像信號(hào)圖像信號(hào)圖圖1-13 圖像信號(hào)圖像信號(hào)(b) 負(fù)極性亮度遞減信號(hào)；負(fù)極性亮度遞減信號(hào)；1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖像信號(hào)具有如下特征：圖像信號(hào)具有如下特征：(1) 含直流，即圖像信號(hào)具有平均直流含直流，即圖像信號(hào)具有平均直流成分，其數(shù)值確定了圖像信號(hào)的背景亮度。成分，其數(shù)值確定了圖像信號(hào)的背景亮度。換句話說(shuō)，它的平均值總是在零值以上或零換句話說(shuō)，它的平均值總是在零值以上或零值以下的一定范

23、圍內(nèi)變化，不會(huì)同時(shí)跨越零值以下的一定范圍內(nèi)變化，不會(huì)同時(shí)跨越零值上、下兩個(gè)區(qū)域，這一特性又可稱為單極值上、下兩個(gè)區(qū)域，這一特性又可稱為單極性含直流。性含直流。(2) 對(duì)于一般活動(dòng)圖像，相鄰兩行或相對(duì)于一般活動(dòng)圖像，相鄰兩行或相鄰兩幀信號(hào)間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。鄰兩幀信號(hào)間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。換句話說(shuō)，換句話說(shuō)，相鄰兩行或相鄰兩幀圖像信號(hào)差別極小，可相鄰兩行或相鄰兩幀圖像信號(hào)差別極小，可近似認(rèn)為是周期信號(hào)。近似認(rèn)為是周期信號(hào)。1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)亮度亮度、對(duì)比度對(duì)比度和和灰度灰度是電視圖像轉(zhuǎn)換中三個(gè)是電視圖像轉(zhuǎn)換中三個(gè)十分重要的參量。十分重要的參量。1.2.

24、1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)亮度常以亮度常以B表示，光通量的單位是表示，光通量的單位是燭光燭光(cd)，亮度的單位是亮度的單位是尼特尼特(nit)或或熙提熙提(sb)，它們之，它們之間的關(guān)系是：間的關(guān)系是：1 nit=1 cd/m21 sb=1 cd/cm2 1 sb=104 nit亮度亮度，通常，通常是指單位面是指單位面積的光通量。積的光通量。1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)電視圖像的亮度一般都低于原景電視圖像的亮度一般都低于原景物亮度，考慮到人眼的適應(yīng)性，物亮度，考慮到人眼的適應(yīng)性，只要適當(dāng)?shù)亟档铜h(huán)境亮度來(lái)觀看，只要適當(dāng)?shù)亟档铜h(huán)境

25、亮度來(lái)觀看，同樣可獲得較為滿意的亮度感覺(jué)。同樣可獲得較為滿意的亮度感覺(jué)。1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)比度對(duì)比度是客觀是客觀景物的最大亮景物的最大亮度度Bmax與最小與最小亮度亮度Bmin之比。之比。maxminBKB(1-4)K表示對(duì)比度表示對(duì)比度1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)這里我們要特別強(qiáng)調(diào)的是：這里我們要特別強(qiáng)調(diào)的是：為了使重現(xiàn)為了使重現(xiàn)圖像逼真，必須以保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度圖像逼真，必須以保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度與原景物的對(duì)比度接近相等為前提。與原景物的對(duì)比度接近相等為前提。1.2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第

26、1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)灰度灰度，即亮度，即亮度級(jí)差或稱亮度級(jí)差或稱亮度層次。層次。通常電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)具有通常電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)具有10級(jí)灰度的階級(jí)灰度的階梯信號(hào)梯信號(hào)(或稱級(jí)差信號(hào)或稱級(jí)差信號(hào))，接收系統(tǒng)經(jīng)調(diào)，接收系統(tǒng)經(jīng)調(diào)整后在重現(xiàn)圖像中能加以區(qū)分的從黑到整后在重現(xiàn)圖像中能加以區(qū)分的從黑到白的層次數(shù)，稱其為白的層次數(shù)，稱其為該系統(tǒng)具有的灰度該系統(tǒng)具有的灰度級(jí)。級(jí)。由于顯像管調(diào)制特性的非線性，電視接由于顯像管調(diào)制特性的非線性，電視接收機(jī)一般都達(dá)不到收機(jī)一般都達(dá)不到10級(jí)灰度，一般只要級(jí)灰度，一般只要能達(dá)到能達(dá)到6級(jí)灰度級(jí)灰度，就可收看到明、暗層，就可收看到明、暗層次較滿意的圖像了。次較滿意的圖像了。1.

27、2.1 主體信號(hào)主體信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)電視系統(tǒng)重現(xiàn)圖像時(shí)，由于受到顯像管電視系統(tǒng)重現(xiàn)圖像時(shí)，由于受到顯像管發(fā)光亮度的限制發(fā)光亮度的限制(僅數(shù)百尼特僅數(shù)百尼特)，不可能，不可能達(dá)到客觀景物實(shí)際亮度達(dá)到客觀景物實(shí)際亮度(約數(shù)百數(shù)萬(wàn)尼約數(shù)百數(shù)萬(wàn)尼特特)，但，但只要能反映客觀景物的對(duì)比度和只要能反映客觀景物的對(duì)比度和灰度，便可獲得滿意的效果。灰度，便可獲得滿意的效果。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)1. 復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合同步信號(hào)為了收、發(fā)同步的需要，電視發(fā)送端每為了收、發(fā)同步的需要，電視發(fā)送端每當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一個(gè)當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一個(gè)行同步脈沖行同步脈沖；每當(dāng)

28、掃描完一場(chǎng)時(shí)加入一個(gè)場(chǎng)每當(dāng)掃描完一場(chǎng)時(shí)加入一個(gè)場(chǎng)同步脈沖同步脈沖；它們分別在行與場(chǎng)逆程期間傳送，其寬它們分別在行與場(chǎng)逆程期間傳送，其寬度分別小于行、場(chǎng)逆程時(shí)間。度分別小于行、場(chǎng)逆程時(shí)間。將行、場(chǎng)同步將行、場(chǎng)同步信號(hào)合稱為信號(hào)合稱為復(fù)復(fù)合同步信號(hào)。合同步信號(hào)。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行同步脈沖寬度為我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行同步脈沖寬度為4.7 s，場(chǎng)同步脈沖寬度為，場(chǎng)同步脈沖寬度為160 s。在接收端必須先將這些行、場(chǎng)同步脈沖在接收端必須先將這些行、場(chǎng)同步脈沖分離出來(lái)，用以分別控制接收機(jī)中的行、分離出來(lái)，用以分別控制接收機(jī)中的行、場(chǎng)掃描鋸齒波電流的周期和相位

29、。場(chǎng)掃描鋸齒波電流的周期和相位。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-14 相位不同步產(chǎn)生的失真相位不同步產(chǎn)生的失真(a) 發(fā)端圖像；發(fā)端圖像；(b) 收端失真圖像收端失真圖像1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)2、復(fù)合消隱信號(hào)、復(fù)合消隱信號(hào)電子束在回掃時(shí)，若不采取措施，則無(wú)電子束在回掃時(shí)，若不采取措施，則無(wú)論是行或場(chǎng)都將出現(xiàn)回掃線，這將對(duì)正論是行或場(chǎng)都將出現(xiàn)回掃線，這將對(duì)正程所傳送的圖像起干程所傳送的圖像起干擾作用擾作用。消除回掃線的方法消除回掃線的方法是在行、場(chǎng)掃描的逆是在行、場(chǎng)掃描的逆程期間，在攝像管與顯像管中分別加入程期間，在攝像管與顯像管中分別加入能使掃

30、描電子束截止的消隱脈沖。能使掃描電子束截止的消隱脈沖。消除行、場(chǎng)逆消除行、場(chǎng)逆程回掃線的消程回掃線的消隱脈沖分別稱隱脈沖分別稱為行消隱脈沖為行消隱脈沖和場(chǎng)消隱脈沖，和場(chǎng)消隱脈沖，二者合稱為二者合稱為復(fù)復(fù)合消隱脈沖或合消隱脈沖或復(fù)合消隱信號(hào)。復(fù)合消隱信號(hào)。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)送端在發(fā)送圖像信號(hào)的同時(shí)，在逆程期發(fā)送端在發(fā)送圖像信號(hào)的同時(shí)，在逆程期間將消隱信號(hào)也發(fā)送出去。間將消隱信號(hào)也發(fā)送出去。行、場(chǎng)消隱信號(hào)的電平應(yīng)等于圖像信號(hào)的行、場(chǎng)消隱信號(hào)的電平應(yīng)等于圖像信號(hào)的黑色電平；黑色電平；行、場(chǎng)消隱信號(hào)的周期應(yīng)分別與行、場(chǎng)掃行、場(chǎng)消隱信號(hào)的周期應(yīng)分別與行、場(chǎng)掃描周期相同；描

31、周期相同；行、場(chǎng)消隱脈沖的寬度應(yīng)分別等于行、場(chǎng)行、場(chǎng)消隱脈沖的寬度應(yīng)分別等于行、場(chǎng)掃描的逆程時(shí)間。即行消隱脈沖寬度為掃描的逆程時(shí)間。即行消隱脈沖寬度為12 s，場(chǎng)消隱脈沖寬度為，場(chǎng)消隱脈沖寬度為1612 s(其中包含其中包含著一個(gè)行的逆程著一個(gè)行的逆程12 s)。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)接收端為了確保消除回掃光柵，實(shí)際上接收端為了確保消除回掃光柵，實(shí)際上消消隱脈沖寬度稍有加寬隱脈沖寬度稍有加寬。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-15 復(fù)合同步信號(hào)與復(fù)合消隱信號(hào)復(fù)合同步信號(hào)與復(fù)合消隱信號(hào)(a) 復(fù)合同步信號(hào)；復(fù)合同步信號(hào)；(b) 復(fù)合消隱信號(hào)；復(fù)合消

32、隱信號(hào)；(c) 復(fù)合同步信號(hào)與復(fù)合消隱信號(hào)的疊加波形復(fù)合同步信號(hào)與復(fù)合消隱信號(hào)的疊加波形1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)由于場(chǎng)同步脈沖較寬，因而在場(chǎng)同步期由于場(chǎng)同步脈沖較寬，因而在場(chǎng)同步期間會(huì)使行同步的信息丟失。這樣，在場(chǎng)間會(huì)使行同步的信息丟失。這樣，在場(chǎng)逆程期間行就可能失步，造成每場(chǎng)開(kāi)始逆程期間行就可能失步，造成每場(chǎng)開(kāi)始時(shí)的前幾行不能立刻同步，因而屏幕顯時(shí)的前幾行不能立刻同步，因而屏幕顯示圖像的最上面幾行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。示圖像的最上面幾行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)解決這個(gè)問(wèn)題的辦法：解決這個(gè)問(wèn)題的辦法：在場(chǎng)同步脈沖上加開(kāi)幾個(gè)槽，稱為在場(chǎng)同

33、步脈沖上加開(kāi)幾個(gè)槽，稱為槽脈沖槽脈沖，且使槽脈沖的后沿且使槽脈沖的后沿(即上升沿即上升沿)恰好對(duì)應(yīng)于恰好對(duì)應(yīng)于應(yīng)該出現(xiàn)原行同步脈沖的前沿位置。應(yīng)該出現(xiàn)原行同步脈沖的前沿位置。加入槽脈沖之后就可以保證在場(chǎng)同步脈沖加入槽脈沖之后就可以保證在場(chǎng)同步脈沖期間可以檢測(cè)出行同步脈沖。期間可以檢測(cè)出行同步脈沖。槽脈沖的寬度與行同步脈沖相同，也是槽脈沖的寬度與行同步脈沖相同，也是4.7 s。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-16 同步分離原理框圖及波形同步分離原理框圖及波形(a) 分離電路原理圖；分離電路原理圖；(b) 各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形行同步脈沖行同步脈沖槽脈沖槽脈沖場(chǎng)同步脈沖場(chǎng)同步脈沖

34、1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)由于電視系統(tǒng)一般采用隔行掃描，相由于電視系統(tǒng)一般采用隔行掃描，相鄰兩場(chǎng)掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置都不相鄰兩場(chǎng)掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置都不相同。同。對(duì)于奇數(shù)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，它是在半行處結(jié)束，對(duì)于奇數(shù)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，它是在半行處結(jié)束，因此場(chǎng)消隱信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)在半因此場(chǎng)消隱信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)在半行時(shí)加入；行時(shí)加入；對(duì)于偶數(shù)場(chǎng)掃描來(lái)說(shuō)，它是在一個(gè)整對(duì)于偶數(shù)場(chǎng)掃描來(lái)說(shuō)，它是在一個(gè)整行后結(jié)束，因而，場(chǎng)消隱與場(chǎng)同步信行后結(jié)束，因而，場(chǎng)消隱與場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)在一個(gè)整行結(jié)束后加入。號(hào)應(yīng)在一個(gè)整行結(jié)束后加入。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)若將奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的同步脈沖分兩排畫

35、出，若將奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的同步脈沖分兩排畫出，并令場(chǎng)同步脈沖起始在進(jìn)行行、場(chǎng)同步分離并令場(chǎng)同步脈沖起始在進(jìn)行行、場(chǎng)同步分離時(shí)，每出現(xiàn)一個(gè)行同步脈沖，就要對(duì)積分電時(shí)，每出現(xiàn)一個(gè)行同步脈沖，就要對(duì)積分電容器進(jìn)行一次充電，行同步脈沖過(guò)后則進(jìn)行容器進(jìn)行一次充電，行同步脈沖過(guò)后則進(jìn)行放電。由于奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)同步沿對(duì)齊，則放電。由于奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)同步沿對(duì)齊，則得圖得圖1-17(a)所示波形。所示波形。脈沖前沿出現(xiàn)時(shí)，行同步脈沖相互錯(cuò)開(kāi)半行，脈沖前沿出現(xiàn)時(shí)，行同步脈沖相互錯(cuò)開(kāi)半行，造成積分電容器上的起始電壓不同，這就必造成積分電容器上的起始電壓不同，這就必然導(dǎo)致兩場(chǎng)同步時(shí)間的差異，如圖然導(dǎo)致兩場(chǎng)同步時(shí)間的差異

36、，如圖1-17(b)所所示，存在時(shí)差示，存在時(shí)差t。因此，對(duì)場(chǎng)同步脈沖的檢。因此，對(duì)場(chǎng)同步脈沖的檢測(cè)造成影響。測(cè)造成影響。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-17 復(fù)合同步脈沖及積分結(jié)果復(fù)合同步脈沖及積分結(jié)果(a) 復(fù)合同步信號(hào)；復(fù)合同步信號(hào)；(b) 積分輸出波形；積分輸出波形；1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)為了保證偶數(shù)場(chǎng)的掃描線準(zhǔn)確地嵌套在奇數(shù)場(chǎng)為了保證偶數(shù)場(chǎng)的掃描線準(zhǔn)確地嵌套在奇數(shù)場(chǎng)各掃描線之間，必須保證相鄰兩場(chǎng)場(chǎng)同步脈沖各掃描線之間，必須保證相鄰兩場(chǎng)場(chǎng)同步脈沖前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電容器上要有相同前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電容器上要有相同的起始電壓，

37、否則就無(wú)法保證正確地嵌套，嚴(yán)的起始電壓，否則就無(wú)法保證正確地嵌套，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)掃描光柵完全重合的現(xiàn)象。為重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)掃描光柵完全重合的現(xiàn)象。為此，在場(chǎng)同步脈沖前、后以及中間，每隔半行此，在場(chǎng)同步脈沖前、后以及中間，每隔半行都增加一個(gè)行同步脈沖，這樣就可以使相鄰兩都增加一個(gè)行同步脈沖，這樣就可以使相鄰兩場(chǎng)的場(chǎng)同步脈沖前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電場(chǎng)的場(chǎng)同步脈沖前沿到達(dá)積分電路時(shí)，積分電容器上所充的電壓基本相等。為了使增加脈沖容器上所充的電壓基本相等。為了使增加脈沖后的平均電平不增加，把這部分脈沖寬度減小后的平均電平不增加，把這部分脈沖寬度減小為原來(lái)的一半為原來(lái)的一半(即即2.35 s)，場(chǎng)同步

38、脈沖上開(kāi)，場(chǎng)同步脈沖上開(kāi)槽也應(yīng)每半行開(kāi)一個(gè)，但槽寬仍為槽也應(yīng)每半行開(kāi)一個(gè)，但槽寬仍為4.7 s。1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)(c) 加有均衡脈沖的復(fù)合同步信號(hào)；加有均衡脈沖的復(fù)合同步信號(hào)；(d) 加有均衡脈沖后的積分器輸出波形加有均衡脈沖后的積分器輸出波形1.2.2 輔助信號(hào)輔助信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)這樣，場(chǎng)同步期間要開(kāi)這樣，場(chǎng)同步期間要開(kāi)5個(gè)槽，且每個(gè)場(chǎng)同步個(gè)槽，且每個(gè)場(chǎng)同步脈沖前、后各有脈沖前、后各有5個(gè)個(gè)2.35 s寬的脈沖，常稱其寬的脈沖，常稱其為前、后均衡脈沖，如圖為前、后均衡脈沖，如圖1-17(c)所示。這樣所示。這樣一來(lái)，無(wú)論奇數(shù)場(chǎng)還是偶數(shù)場(chǎng)，送到場(chǎng)積分電一

39、來(lái)，無(wú)論奇數(shù)場(chǎng)還是偶數(shù)場(chǎng)，送到場(chǎng)積分電路去的波形都是完全相同的。路去的波形都是完全相同的。由圖由圖1-17(d)可見(jiàn)，開(kāi)始均衡時(shí)，積分電容上可見(jiàn)，開(kāi)始均衡時(shí)，積分電容上的電壓有差異，經(jīng)過(guò)的電壓有差異，經(jīng)過(guò)5個(gè)前均衡脈沖均衡之后，個(gè)前均衡脈沖均衡之后，積分輸出波形就重合在一起了。積分輸出波形就重合在一起了。1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)1. 全電視信號(hào)波形全電視信號(hào)波形將以上介紹的圖將以上介紹的圖像信號(hào)、復(fù)合同像信號(hào)、復(fù)合同步、復(fù)合消隱、步、復(fù)合消隱、槽脈沖和均衡脈槽脈沖和均衡脈沖等疊加，即構(gòu)沖等疊加，即構(gòu)成成黑白全電視信黑白全電視信號(hào)，通常也稱其號(hào)，通常也稱其為視

40、頻信號(hào)。為視頻信號(hào)。圖圖1-18 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)2. 全電視信號(hào)的頻譜全電視信號(hào)的頻譜頻譜頻譜，就是電信，就是電信號(hào)的能量按頻率號(hào)的能量按頻率分布的曲線。全分布的曲線。全電視信號(hào)的頻譜，電視信號(hào)的頻譜，應(yīng)是它所包含的應(yīng)是它所包含的主體信號(hào)主體信號(hào)(圖像圖像信號(hào)信號(hào))與輔助信與輔助信號(hào)的頻譜之和。號(hào)的頻譜之和。圖圖1-19 圖像信號(hào)的頻譜圖像信號(hào)的頻譜圖像信號(hào)的頻譜在圖像信號(hào)的頻譜在06 MHz的范圍內(nèi)，的范圍內(nèi)，其頻譜是不連續(xù)的，屬離散形，形狀像梳其頻譜是不連續(xù)的，屬離散形，形狀像梳齒，故常稱其具有梳狀頻譜齒，故常稱其具

41、有梳狀頻譜1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)歸納起來(lái)，圖像信號(hào)的頻譜具有如下特征：歸納起來(lái)，圖像信號(hào)的頻譜具有如下特征：(1) 以行頻及其諧波為中心，組成梳齒狀以行頻及其諧波為中心，組成梳齒狀的離散頻譜。的離散頻譜。(2) 隨著行頻諧波次數(shù)的增高，譜線幅度隨著行頻諧波次數(shù)的增高，譜線幅度逐漸減小。逐漸減小。這說(shuō)明黑白圖像信號(hào)的主要能量分這說(shuō)明黑白圖像信號(hào)的主要能量分布在視頻信號(hào)的低頻端。布在視頻信號(hào)的低頻端。(3) 實(shí)踐證明，無(wú)論是靜止或活動(dòng)圖像，實(shí)踐證明，無(wú)論是靜止或活動(dòng)圖像，圍繞行譜線分布的場(chǎng)頻諧波次數(shù)不大于圍繞行譜線分布的場(chǎng)頻諧波次數(shù)不大于20(即即圖圖1-19

42、中中m20)。按按m=20計(jì)算，各譜線群計(jì)算，各譜線群所占頻譜寬度僅為所占頻譜寬度僅為2mfu=202050=2 kHz，相鄰兩主譜線間距為，相鄰兩主譜線間距為15.625 kHz，可，可見(jiàn)各群譜線間存在著很大的空隙。見(jiàn)各群譜線間存在著很大的空隙。1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)由于各輔助信號(hào)均為周期性脈沖信號(hào)，其頻譜由于各輔助信號(hào)均為周期性脈沖信號(hào)，其頻譜與脈沖寬度有關(guān)。若以與脈沖寬度有關(guān)。若以 表示脈沖寬度，則周表示脈沖寬度，則周期性脈沖信號(hào)的頻譜如圖期性脈沖信號(hào)的頻譜如圖1-20所示。一般來(lái)說(shuō)，所示。一般來(lái)說(shuō)，能量主要集中在能量主要集中在f=3/ 以內(nèi)，故可近

43、似認(rèn)為，以內(nèi)，故可近似認(rèn)為，這類脈沖信號(hào)的最高頻率為這類脈沖信號(hào)的最高頻率為fmax=3/ 。以行。以行同步脈沖為例，同步脈沖為例， =4.7 s，則，則3/ 638 kHz。因而我們可以說(shuō)，各輔助信號(hào)也都是小。因而我們可以說(shuō)，各輔助信號(hào)也都是小于于6 MHz的離散譜。的離散譜。1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-20 各輔助脈沖信號(hào)的頻譜各輔助脈沖信號(hào)的頻譜 1.2.3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)我們可以得出結(jié)論：我們可以得出結(jié)論：全電視信號(hào)具有在全電視信號(hào)具有在06 MHz范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，離散分布的頻譜結(jié)構(gòu)。離散分布的頻譜結(jié)構(gòu)。1.2.

44、3 黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-21 全電視信號(hào)頻譜示意圖全電視信號(hào)頻譜示意圖 1.3 1.3 彩色的基本概念彩色的基本概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-22 電磁波波譜及可見(jiàn)光光譜電磁波波譜及可見(jiàn)光光譜1.3 1.3 彩色的基本概念彩色的基本概念第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-22 電磁波波譜及可見(jiàn)光光譜電磁波波譜及可見(jiàn)光光譜光光是一種以電是一種以電磁波形式存在磁波形式存在的物質(zhì)，人眼的物質(zhì)，人眼可以看見(jiàn)的光可以看見(jiàn)的光叫叫可見(jiàn)光可見(jiàn)光，它，它是波長(zhǎng)范圍為是波長(zhǎng)范圍為380780 nm之間之間的電磁波，的電磁波，1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基

45、礎(chǔ)知識(shí)圖圖1-23 太陽(yáng)光的棱鏡分解太陽(yáng)光的棱鏡分解單一波長(zhǎng)的單一波長(zhǎng)的色光也稱為色光也稱為譜色光譜色光。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)顏色有兩種不同的來(lái)源顏色有兩種不同的來(lái)源：一種是發(fā)光體所呈現(xiàn)的顏色；一種是發(fā)光體所呈現(xiàn)的顏色；一種是物體反射或透射的彩色光。一種是物體反射或透射的彩色光。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)通常的照明光源，如通常的照明光源，如太陽(yáng)、日光燈、白太陽(yáng)、日光燈、白熾燈泡熾燈泡等所發(fā)出的光雖然都籠統(tǒng)地稱其等所發(fā)出的光雖然都籠統(tǒng)地稱其為為白光白光，但由于發(fā)光物質(zhì)不同，它們的，但由于發(fā)光物質(zhì)不同，它們的光譜成分

46、相差很大光譜成分相差很大，用它們照射相同物，用它們照射相同物體時(shí)，呈現(xiàn)的顏色也相差較大。體時(shí)，呈現(xiàn)的顏色也相差較大。為了比較和區(qū)別各種光源的特性，國(guó)際為了比較和區(qū)別各種光源的特性，國(guó)際照明委員會(huì)照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定了規(guī)定了A、B、C、D、E等幾種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，并以基本參量等幾種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，并以基本參量“色溫色溫”予以表征。予以表征。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體是指是指既不反射也不既不反射也不透射而完全吸透射而完全吸收入射光的物收入射光的物體。體。絕對(duì)黑體具有一個(gè)重要特性：絕對(duì)黑體具有一個(gè)重要特性：它被加熱時(shí)，它被加熱時(shí)，將以電磁波的形式

47、向外輻射能量，其輻射波將以電磁波的形式向外輻射能量，其輻射波譜僅由溫度決定。譜僅由溫度決定。隨著隨著溫度的增加溫度的增加，輻射能，輻射能量將增大，且其量將增大，且其功率波譜向短波方向移動(dòng)功率波譜向短波方向移動(dòng)。所以當(dāng)溫度升高時(shí)，不僅亮度增大，其發(fā)光所以當(dāng)溫度升高時(shí)，不僅亮度增大，其發(fā)光顏色也隨之變化。為了區(qū)分各種光源的不同顏色也隨之變化。為了區(qū)分各種光源的不同光譜分布光譜分布與與顏色顏色，可以用，可以用絕對(duì)黑體的溫度絕對(duì)黑體的溫度來(lái)來(lái)表征。表征。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定絕對(duì)溫度下，所輻當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定絕對(duì)溫度下，所輻射的光譜與某光

48、源的光譜具有相同的特性射的光譜與某光源的光譜具有相同的特性時(shí)，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義為時(shí)，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義為該該光源的色溫光源的色溫，單位以，單位以K表示。表示。色溫色溫是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。是以絕對(duì)黑體的加熱溫度來(lái)定義的。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)色溫并非光源本身的實(shí)際溫度，而是表征色溫并非光源本身的實(shí)際溫度，而是表征光源波譜特性的參量。光源波譜特性的參量。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)例如，溫度保持在例如，溫度保持在2800 K時(shí)的鎢絲燈泡時(shí)的鎢絲燈泡所發(fā)的白光，與溫度保持在所發(fā)的白光，

49、與溫度保持在2854 K的絕的絕對(duì)黑體所輻射的白光功率波譜相一致，于對(duì)黑體所輻射的白光功率波譜相一致，于是就稱該白光的色溫為是就稱該白光的色溫為2854 K。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)例如，溫度保持在例如，溫度保持在2800 K時(shí)的鎢絲燈泡時(shí)的鎢絲燈泡所發(fā)的白光，與溫度保持在所發(fā)的白光，與溫度保持在2854 K的絕的絕對(duì)黑體所輻射的白光功率波譜相一致，于對(duì)黑體所輻射的白光功率波譜相一致，于是就稱該白光的色溫為是就稱該白光的色溫為2854 K。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)國(guó)際照明委員會(huì)國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定了規(guī)定了A

50、、B、C、D、E等幾種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，并以基本參等幾種標(biāo)準(zhǔn)白色光源，并以基本參量量“色溫色溫”予以表征。予以表征。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-24 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜 A光源：相當(dāng)于光源：相當(dāng)于2800 K鎢絲燈鎢絲燈所發(fā)的光。其色所發(fā)的光。其色溫為溫為2854 K。它的光譜能量分它的光譜能量分布主要集中于波布主要集中于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的區(qū)域，長(zhǎng)較長(zhǎng)的區(qū)域，因而因而A光源的光光源的光總帶著橙紅色總帶著橙紅色。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-24 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜 B光源：相當(dāng)于光源：相當(dāng)于中午直射的太陽(yáng)中午直射的太陽(yáng)光。其色溫

51、為光。其色溫為4800 K。在實(shí)。在實(shí)驗(yàn)室中可由特制驗(yàn)室中可由特制的濾色鏡從的濾色鏡從A光光源中獲得。源中獲得。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-24 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜 C光源：相當(dāng)于光源：相當(dāng)于白天的自然光。白天的自然光。色溫為色溫為6800 K。其波譜成分在其波譜成分在400500 nm處較大，因此處較大，因此C光源的光光源的光偏藍(lán)色偏藍(lán)色，它被選作為它被選作為NTSC制彩色電制彩色電視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)白視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)白光源光源。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-24 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜 D光源：相當(dāng)于光源：相當(dāng)于白天平均照明光

52、。白天平均照明光。因其色溫為因其色溫為6500 K，故又，故又稱稱D65光源。它光源。它被選作為被選作為PAL制制彩色電視系統(tǒng)的彩色電視系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)白光源標(biāo)準(zhǔn)白光源。1.3.1 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-24 標(biāo)準(zhǔn)白光源的光譜 E光源：這是一光源：這是一種理想的等能量種理想的等能量的白光源。其色的白光源。其色溫為溫為5500 K。采用這種光源有采用這種光源有利于彩色電視系利于彩色電視系統(tǒng)中問(wèn)題的分析統(tǒng)中問(wèn)題的分析和計(jì)算。這種光和計(jì)算。這種光源在實(shí)際中是不源在實(shí)際中是不存在的，是假想存在的，是假想的光源。的光源。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)圖1-

53、25 相對(duì)視敏曲線人眼最敏感的、人眼最敏感的、波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為555 nm的的黃綠光黃綠光的敏感的敏感度作為度作為100%1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)亮度感覺(jué)亮度感覺(jué)，即包，即包括人眼所能感覺(jué)括人眼所能感覺(jué)到的最大亮度與到的最大亮度與最小亮度的差別最小亮度的差別及在不同環(huán)境亮及在不同環(huán)境亮度下對(duì)同一亮度度下對(duì)同一亮度所產(chǎn)生的主觀亮所產(chǎn)生的主觀亮度感覺(jué)。度感覺(jué)。人的視覺(jué)范圍很寬，能感受到的亮度范圍人的視覺(jué)范圍很寬，能感受到的亮度范圍大約從百分之幾尼特大約從百分之幾尼特(nit)到幾百萬(wàn)尼特到幾百萬(wàn)尼特(nit)，但是，但是人眼并不能同時(shí)感受到這樣大人眼并不能同時(shí)感受到這樣大的亮度

54、范圍的亮度范圍。在適應(yīng)正常平均亮度下，能分辨的亮度上、在適應(yīng)正常平均亮度下，能分辨的亮度上、下限之比為下限之比為1000 1；當(dāng)平均亮度很低時(shí)，；當(dāng)平均亮度很低時(shí)，這一比值只有這一比值只有10 1。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)在在不同環(huán)境亮度不同環(huán)境亮度下，人眼對(duì)下，人眼對(duì)同一亮度同一亮度的主的主觀感覺(jué)也不相同。觀感覺(jué)也不相同。在光天化日之下，如果有人在你身邊打在光天化日之下，如果有人在你身邊打開(kāi)手電筒，你可能毫無(wú)亮度明顯增加的開(kāi)手電筒，你可能毫無(wú)亮度明顯增加的感覺(jué)；但若是在漆黑的夜晚，即使離你感覺(jué)；但若是在漆黑的夜晚，即使離你較遠(yuǎn)有人劃一根火柴，你也會(huì)感覺(jué)到光較遠(yuǎn)有人劃一

55、根火柴，你也會(huì)感覺(jué)到光亮。亮。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)人眼人眼察覺(jué)亮度變化的能力是有限的察覺(jué)亮度變化的能力是有限的，且隨著，且隨著亮度亮度B的增大，能覺(jué)察的最小亮度變化的增大，能覺(jué)察的最小亮度變化 Bmin也增大。但在相當(dāng)大的亮度范圍內(nèi)，可察覺(jué)也增大。但在相當(dāng)大的亮度范圍內(nèi)，可察覺(jué)的最小亮度變化與相應(yīng)亮度之比的最小亮度變化與相應(yīng)亮度之比( Bmin/B)卻卻等于一個(gè)常數(shù)。等于一個(gè)常數(shù)。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)以上分析可以得出如下結(jié)論：根據(jù)以上分析可以得出如下結(jié)論：(1) 人眼可以感覺(jué)到的亮度范圍雖然相人眼可以感覺(jué)到的亮度范圍雖然相當(dāng)寬，但當(dāng)眼

56、睛適應(yīng)于某一平均亮度后，能當(dāng)寬，但當(dāng)眼睛適應(yīng)于某一平均亮度后，能分辨的亮度范圍就比以主觀感覺(jué)分辨的亮度范圍就比以主觀感覺(jué)“亮亮”與與“暗暗”為界的范圍縮小了。為界的范圍縮小了。(2) 在不同的環(huán)境亮度下，同樣的亮度在不同的環(huán)境亮度下，同樣的亮度給人的主觀亮度感覺(jué)卻完全不同。給人的主觀亮度感覺(jué)卻完全不同。 (3) 當(dāng)人眼適應(yīng)于不同的平均亮度后，當(dāng)人眼適應(yīng)于不同的平均亮度后，可分辨的亮度范圍也不相同?？煞直娴牧炼确秶膊幌嗤?。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)電視重現(xiàn)圖像的亮度無(wú)需等于實(shí)際圖像的亮電視重現(xiàn)圖像的亮度無(wú)需等于實(shí)際圖像的亮度度；人眼不能覺(jué)察出的亮度差別，在重現(xiàn)圖；人眼不能

57、覺(jué)察出的亮度差別，在重現(xiàn)圖像時(shí)可不予精確復(fù)制，只要像時(shí)可不予精確復(fù)制，只要保持重現(xiàn)圖像的保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度對(duì)比度，就會(huì)有十分逼真的感覺(jué)。這給電視，就會(huì)有十分逼真的感覺(jué)。這給電視圖像的傳輸與重現(xiàn)帶來(lái)了極大的方便。圖像的傳輸與重現(xiàn)帶來(lái)了極大的方便。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)眼的視網(wǎng)膜里存在著大量光敏細(xì)胞，按其形眼的視網(wǎng)膜里存在著大量光敏細(xì)胞，按其形狀可分為狀可分為桿狀光敏細(xì)胞桿狀光敏細(xì)胞和和錐狀光敏細(xì)胞錐狀光敏細(xì)胞兩種。兩種。桿狀光敏細(xì)胞桿狀光敏細(xì)胞的靈敏度極高，主要靠它在低的靈敏度極高，主要靠它在低照度時(shí)辨別明暗，但它照度時(shí)辨別明暗，但它對(duì)彩色是不敏感的對(duì)彩色是不敏感的；

58、錐狀光敏細(xì)胞錐狀光敏細(xì)胞既可辨別既可辨別明暗明暗，又可辨別，又可辨別彩色彩色。白天白天的視覺(jué)過(guò)程主要靠的視覺(jué)過(guò)程主要靠錐狀光敏細(xì)胞錐狀光敏細(xì)胞來(lái)完成，來(lái)完成，夜晚夜晚視覺(jué)則由視覺(jué)則由桿狀桿狀光敏細(xì)胞起作用。所以在光敏細(xì)胞起作用。所以在較暗處無(wú)法辨別彩色。較暗處無(wú)法辨別彩色。1.3.2 視覺(jué)特性視覺(jué)特性第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)錐狀光敏細(xì)胞又分為三類，錐狀光敏細(xì)胞又分為三類， 紅敏紅敏錐狀細(xì)胞錐狀細(xì)胞 綠敏綠敏錐狀細(xì)胞錐狀細(xì)胞 藍(lán)敏藍(lán)敏錐狀細(xì)胞。錐狀細(xì)胞。1.3.3 彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)彩色光通常可由彩色光通?？捎闪炼攘炼?、色調(diào)色調(diào)和和色飽和度色飽和度三個(gè)三

59、個(gè)物理量物理量來(lái)描述，這三個(gè)量常被稱為色彩三要來(lái)描述，這三個(gè)量常被稱為色彩三要素。素。亮度亮度，這里是指彩色光作用于人眼引起明暗，這里是指彩色光作用于人眼引起明暗程度的感覺(jué)，通常用程度的感覺(jué)，通常用Y來(lái)表示。來(lái)表示。色調(diào)色調(diào)，系指彩色光的顏色類別。，系指彩色光的顏色類別。飽和度飽和度，是指顏色的深淺程度，即顏色的濃，是指顏色的深淺程度，即顏色的濃度。度。1.3.3 彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)色調(diào)和飽和度合稱為色調(diào)和飽和度合稱為色度色度。色度既說(shuō)明彩色色度既說(shuō)明彩色光顏色的類別光顏色的類別，又說(shuō)明了顏，又說(shuō)明了顏色的色的深淺程度深淺程度。在彩色電視系統(tǒng)中，所

60、謂傳輸在彩色電視系統(tǒng)中，所謂傳輸彩色圖像彩色圖像，實(shí)，實(shí)質(zhì)上是傳輸質(zhì)上是傳輸圖像像素的亮度和色度圖像像素的亮度和色度。1.3.3 彩色三要素和三基色原理彩色三要素和三基色原理第1章 電視基礎(chǔ)知識(shí)幾種顏色的混合光也可以由另外幾種顏色的幾種顏色的混合光也可以由另外幾種顏色的混合光來(lái)等效，這一現(xiàn)象稱為混合光來(lái)等效，這一現(xiàn)象稱為混色混色。只要選取三種不同顏色的單色光按一定比只要選取三種不同顏色的單色光按一定比例混合就可以得到自然界中絕大多數(shù)色彩，例混合就可以得到自然界中絕大多數(shù)色彩，具有這種特性的三種單色光稱為具有這種特性的三種單色光稱為基色光基色光，對(duì)應(yīng)的三種顏色稱為對(duì)應(yīng)的三種顏色稱為三基色三基色。