电视图像转换原理与电视信号

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1、第二章：电视图像转换原理与电视信号1西藏大学理学院彩色电视原理2.1电视传像原理----2.1.1顺序传像原理无线电广播中的声音信号、电视广播中的光学图像信号在传送时首先都要转换成相应的电信号。广播中声音的电信号：是时间的一维函数，即只随时间而变化。电视中光学图像电信号：是空间（二维、三维）和时间的函数，即不同空间位置的光分布各有不同，同时该信号也是随时间变换。2.1电视传像原理----2.1.1顺序传像原理客观的景物图像是由无数个点的集合体，每一个点都有它的光学特性和几何位置，而且它们的光学特性随时间变化。景像上的任何一

2、点可用下列函数来表示：如立体彩色电视图像：黑白电视黑白平面图像：或2.1电视传像原理----2.1.1顺序传像原理式中，t表示时间，x,y,z表示空间坐标，代表光的波长(颜色),表示某点的光学特性，既包括亮度又包括颜色亮度色调饱和度像素：任何一幅图像都是有许多密集的细小点子(小单元)组成，这些小单元面积相等，分布均匀。这些细小点子是构成一幅图像的基本单元，称为像素。像素越小，一定面积上的像素数目越多，图像就越清晰.像素是传送图像的信息单元，它的集合代表了图像总的信息。将图像分解成像素，然后顺序传送的方法叫做顺序传送原理。2.

3、1电视传像原理----2.1.1顺序传像原理图像的顺序传送：(相对于同时传送)开关S1、S2既要快速转换(电子束扫描转换实现)，同时要严格保持步调一致即收发端要同步工作，收端每个像素的几何位置要与发端一一对应。同步电路像素摄像器件显像器件图像的顺序传送：利用人眼的视觉惰性，把被传送图像上各个像素的亮度按一定顺序转变成电信号，并依次传送出去，在接收端的屏幕上，再按同样顺序将各个电信号在相对应位置上转变为光，使我们感到整幅图像同时发光而没有顺序感。2.1电视传像原理----2.1.1顺序传像原理图像的摄取(光电转换)：电视摄像管图像

4、的重现(电光转换)：电视显像管2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现电视摄像管：2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现电子束的产生：电子枪电子束的偏转：偏转线圈光电转换：光电靶分光系统：分色棱镜镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT靶压15至40VRL聚焦线圈偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至－50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现光电靶：内光电效应电子枪：真空玻璃管内的灯丝、阴极、控制栅极、加速极(第一

5、阳极)和聚焦极、网电极．偏转线圈：水平偏转线圈；垂直偏转线圈电视摄像管：光电靶、电子枪电视摄像管中光电转换应用的是光电效应来实现的.光电效应分两种：外光电效应：光能量激发下发射电子，如金属钾、铯内光电效应：在光能量的激发下改变其电阻(增加自由电子量)，如半导体材料硫化锑内光电效应的光电转换效率高于外光电效应。2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现光电效应:金属中的自由电子在光的照射下，吸收光能而逸出金属表面的现象光电靶：光敏半导体材料共性：无光照时具有极高的电阻率；受光照以后电阻率下降，电阻率的变化与光通量成正

6、比；当被摄的光学景物成像于光电靶上时，由于光学图像各部分的亮度不同，靶面上各处的电阻率也不同，图像亮处电阻小，图像暗处电阻大，则靶面上形成了一幅与被摄光学图像明暗分布相对应的电阻大小的分布图像，即电子图像。2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现信号电流第二行第三行第四行LLLHHHMM第一行LLLLLHM信号电压RL正极性图像信号：指图像信号的大小与景物的亮暗成正比，即景物越亮，信号电平越高；负极性图像信号：指图像信号的大小与景物的亮暗成反比，即景物越亮，信号电平越低;摄像管光电转换的基本工作原理：分光系统将景物的

7、彩色光分解成3种基色光，并分别用3个摄像管摄取，每只摄像管将图像信号转换为3个相应的基色电信号2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现分色棱镜系统：分光棱镜通常由三块或四块楔状多棱镜粘合而成；棱镜1和2的表面分别镀有多层干涉膜Mg和Mb，使第一分色面和第二分色面形成双向分色镜。利用光波干涉原理可使进入棱镜的绿光在第一个薄膜Mg表面反射出来，而红光和蓝光则透射过去；同理，第二个薄膜Mb表面使蓝光反射出来，红光透射过去。这样，就可将进入棱镜的光分解成红、绿、蓝三基色光。由于两个干涉膜的分光特性不可能完全符合设计要

8、求，因此在分光棱镜的三个出口处各自固定了一个滤色片τR,τB，τG。电视显像管（电光转换）：电光效应2.1电视传像原理----2.1.2图像的摄取与重现电子束的产生：电子枪电子束的偏转：偏转线圈电光转换：荧光粉电视显像管：（电光转换）彩色显像管由电子枪和荧光屏两