电视原理与现代电视系统(6)

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1、第一章电视基础知识电视广播有开路（无线）与闭路（有线）之分。开路系统即无线电视广播系统，其原理与语音广插系统类似，它除了要传送伴音信号外、还要传送图像信号，其原理框图如图1-2所示。在发端由光电转换设备(摄像机)将图像光信号转变为电信号(称为视频信号)，再经过一系列加工处理，然后调制到图像载频上而形成高频射频图像信号。同时，将伴音信号调制到伴音载频上形成高频射频伴音信号，与高频图像信号共用一副天线发射出去。在接收端，电视接收天线将高频图像及伴音信号一起接收下来，并还原出图像信号和伴音信号。利用图像信号由显象管重现原图像，而伴音信号则经扬声器恢复出伴音

2、。1．1电子扫描1．1．1像素的概念1．像素一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元组成。在图像处理系统中，这些组成画面的细小单元称为像素。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清晰。一幅黑白平面图像，表征它的特征参量是亮度。这就是说，组成黑白画面的每个像素，不但有各自确定的几何位置，而且它们各自还呈现着不同的亮度；又由于电视系统传送的是活动图像，因而每个在确定位置上的像素其亮度又随时间不断地变化着,也就是说像素的亮度又是时间的函数。可见，像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。2．图

3、像帧电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。3．并行传输（无法实现）理论上讲，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。4．串行传输（实际应用）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，接收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。这种像素的串行传输具有两个特点：第一是要求传送速度快。只有传送迅速，传送时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以连续无

4、跳动的感觉；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，并被接收方接收。且收、发双方每个像素被转换、还原的的几何位置要一一对应。即收发双方应同步工作，同步在电视系统中是十分重要的。5．顺序转换的实现——扫描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。扫描的过程和我们读书时视线从左到右、自上而下依次进行的过程类似。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。电视系统中，扫描多是由电子枪进行的，通常称其为电子扫描。通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

5、化的单值函数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送1．1．2电子扫描的实现与光电与电光变换电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器件，实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。1．摄像管与光电转换(光电导)摄像管是一种电真空器件,主要由镜头、光电靶、电子枪、聚焦线圈和偏转线圈组成。光电靶由光敏半导体材料构成，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，因而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元的

6、不同电阻值。电子枪涂覆透明导薄电膜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，因而RL两端产生的压降也就较大，输出信号的电位也就越低。负极性信号涂覆透明导薄电膜u2．显像管与电光转换显像管是在接收端重现图像的电真空器件，主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。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

7、，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有荧光粉，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。若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─光转换是线性的(实际为非线性的)，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。显像管内电子束偏转这里需要说明的是；对于摄像管来说，光电转换特性可近似认为是线性的；而显像管电光转换特性则是非线性的。显像管的显示亮度(用Bd表示)，与其栅、阴极间电压

8、(用ugk表示)的γ次方成正比例，即(1-1)式中，Kd为比例常数，γ为显像管光电转换持性的非线性失真系数、