电视图像的传送原理

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1、第2章电视传像基本原理2.1电视传像原理2.2电视图像基本参数2.3黑白全电视信号的组成思考题和习题2.1电视传像原理电视广播用无线电波传送活动图像和伴音。传送伴音要把随时间变化的声能变成电信号传送出去，接收机再把电信号转换为声音。传送活动图像要在发送端把亮度信息从空间、时间的多维函数变成时间的单变量函数电信号。人眼的分辨力是有限的，当人眼看图像上两个点构成的视角小于1′时，眼睛已不能将这两点区分开来。根据这一视觉特性，我们可以将一幅空间上连续的黑白图像分解成许多小单元，这些小单元面积相等、分布均匀，明暗程度不同

2、。大量的单元组成了电视图像，这些单元称为像素。报纸上的照片就是这样构成的，在近距离仔细观察时，画面由许多小黑点组成；当离开一定距离观看时，看到的是一幅完整的照片。单位面积上的像素数越多，图像越清晰。一幅高质量的图像有几十万个像素。要用几十万个传输通道来同时传送图像信号是不可能的。由于人眼的视觉惰性，可以把图像上各像素的亮度信号按从左到右、从上到下的顺序一个一个地传送。电视接收机按发送端的顺序依次将电信号转换成相应亮度的像素，只要在视觉暂留的0.1s时间里完成一幅图像所有像素的电光转换，那么人眼感觉到的将是一幅完整

3、的图像。利用人眼的视觉惰性和有限分辨力，活动图像可分解为一连串的静止图像，静止图像又可分解为像素，只要在时间里，发送端依次对一幅图像所有像素的亮度信息进行光电转换，接收端再依次重现相应亮度的像素，就可以完成活动图像的传输。这种将图像分解成像素后顺序传送的方法叫做顺序传送原理。利用视觉惰性，我们同样可以把连续动作分解为一连串稍有差异的静止图像。电影就是每秒放映24幅稍有差异的静止画面来得到活动图像的，电视则是采用每秒传送25幅稍有差异的电视画面来得到连续动作的效果的。2.1.1逐行扫描在电视发送端用摄像器件实现光电

4、转换，在接收端用显像管实现电光转换。涂在玻璃屏上的荧光粉在电子束的轰击下会发光。荧光屏的发光强弱取决于轰击电子的数量与速度，只要用代表图像的电信号去控制电子束的强弱，再按规定的顺序扫描荧光屏，便能完成由电到光的转换，重现电视图像。显像管中的电子束扫描是通过水平偏转线圈和垂直偏转线圈来实现的。在水平偏转线圈所产生的垂直磁场作用下，电子束沿着水平方向扫描，叫做行扫描。同时在垂直偏转线圈所产生的水平磁场作用下，电子束沿垂直方向扫描，叫做场扫描。假定在水平偏转线圈里通过如图2-1(a)所示的锯齿形电流，t1～t2期间电流

5、线性增长时，电子束在垂直偏转磁场的作用下从左向右作匀速扫描叫做行扫描正程，t2时刻正程结束时，电子束扫到屏幕的最右边。t2～t3期间偏转电流快速线性减小，电子束从右向左迅速扫描，叫做行扫描逆程，t3时刻逆程结束时，电子束又回扫到屏幕的最左边。电子束在水平方向往返一次所需的时间称为行扫描周期TH。行扫描周期TH等于行正程时间THF和行逆程时间THR之和。行扫描周期的倒数就是行扫描频率fH。图2-1逐行扫描电流和光栅(a)行扫描电流；(b)帧扫描电流；(c)扫描光栅假定在垂直偏转线圈里通过如图2-1(b)所示的锯齿形

6、电流，电子束在水平偏转磁场的作用下将产生自上而下，再自下而上的扫描，这样便形成帧扫描正程和逆程。帧扫描的周期TZ等于帧正程时间TZF和帧逆程时间TZR之和。帧扫描周期的倒数就是帧扫描频率fZ。帧扫描频率fZ远低于行扫描频率fH。如果把行偏转电流iH和帧偏转电流iZ同时分别加到水平和垂直偏转线圈里，那么，在水平偏转磁场和垂直偏转磁场共同作用下，电子束同时沿水平方向和垂直方向扫描，在屏幕上就显示出如图2-1（c）所示的光栅。由于行扫描时间比帧扫描时间短得多，整个屏幕高度有600多条扫描线，因此电视机的扫描线看起来是水

7、平直线。这种扫描方式从图像上端开始，从左到右、从上到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行地扫完全帧画面，称为逐行扫描。逆程扫描线会降低图像质量，故在行、帧逆程期间用消隐脉冲截止扫描电子束，使逆程扫描线消失。为了提高效率，正程扫描时间应占整个扫描周期的大部分，电视标准规定了行逆程系数α和帧逆程系数β：在逐行扫描中，所有帧的光栅都应相互重合，这就要求帧扫描周期TZ是行扫描周期TH的整数倍，也就是说每帧的扫描行数Z为整数，TZ=ZTH，fH=ZfZ。2.1.2隔行扫描为了保证电视图像有足够的清晰度，扫描行数需在600左右；

8、为了保证不产生闪烁感觉，帧扫描频率应在48Hz以上，这样图像信号的频带就会很宽，使设备复杂化。隔行扫描在不增加带宽的前提下，保证有足够的清晰度又避免了闪烁现象。隔行扫描就是把一帧图像分成两场来扫：第一场扫描1、3、5、…奇数行，称为奇数场；第二场扫描2、4、6、…偶数行，称为偶数场。每帧图像经过两场扫描，所有像素全部扫完。偶数场扫描线正好嵌在奇数场扫描线的中间，如图2-2