教育电视系统chapter03

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1、教育电视系统,主讲人：陈 迪 华中师范大学 信息技术系影视技术教研室 3/30/2009,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制 数字视频特技,3.1 电视同步机,回顾：电视系统的组成（ ？） 回顾：电视扫描方式（ ？） 电视信号的传输形式（ ？）,电视系统由两个方面组成：发射端和接受端,逐行扫描和隔行扫描,连续的电磁波,3.1 电视同步机,怎样才能使发射端的图像信号完整的再现在接受端？ 如何接受端如何识别哪一时间点是一场（行）的开始和开始？,同 步,3.1 电视同步机,（一）同步的必

2、要性 不同步的后果 情况示例及分析,接受端行频低，场频高,接受端场频低,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制 数字视频特技,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 什么是同步？ 同步是指收发两端在同一时刻，必须扫描在几何位置上相对应的象素点。 同步的具体要求： 要求收、发两端行、场扫描都同步。 也就是：行和场的扫描频率相同及每行（场）起始和终止时刻（相位）相同,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 不同步的后果 情况一：若收发场同步，但行频率不同,.收端行扫描频率偏高，出现向右下方

3、倾斜的黑白相间带状图象 .收端行频偏低时，会出现向左上方倾斜的黑白相间的带状图象,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 不同步的后果 情况二：若收发场同步，行扫描同频但不同相，假设相差半行时间。,此时图象虽然可以稳定，但是出现图象左右割裂的现象,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 不同步的后果 情况三：若收发行同步，但收发端场扫描频率不同步。,.收端场扫描频率比发端高，就会出现向下滚动的图象 .收端的场频低于发端时，图象将向上滚动,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 不同步的后果 情况四：若收发行同步，场扫描同频，但不同相，假设相差半场时间。,此时图象虽然可以稳定，但是出现图象上下割

4、裂现象,3.1 电视同步机,（一）同步的必要性 不同步的后果 任何一种情况，都会引起视觉上的不流畅，应当极力避免。 必须使行场同步，在电视技术上加入一个同步机制，使发射端和接受端针对统一的命令机制工作。 同步机便是产生统一命令的设备。,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制 数字视频特技,3.1 电视同步机,（二）电视同步的机制 在PAL制彩色电视中同步机产生以下信号: 1行推动脉冲H和场推动脉冲V 2复合同步脉S 3复合消隐脉冲B 4副载频信号fSC 5色同步门脉冲K 6PAL相位识

5、别脉冲P,注意把握： 1.该信号的作用是什么？ 2.该信号的标准值是多少？,1行推动脉冲H和场推动脉冲V,作用 驱动电子束从左至右，从上到下扫描。 标准值（ PAL ） 行脉冲频率 62525 周期：64微秒 场脉冲频率 252 周期：20毫秒,2复合同步脉S,作用： 用以使接收端的扫描系统与发送端行、场同步工作 机制： 在行场推动的逆程期，强行加入一控制脉冲，它的上升沿分别去控制摄象管和显象管行扫描电流的回程起点,2复合同步脉S,标准值（我国规定） 行同步脉冲的周期为64s，行同步脉宽为47s； 场同步的周期为为20ms，脉宽为：2.5H2.564=160s,行同步,场同步,H,2.5H,2

6、复合同步脉S,场同步的处理（开槽） 由于场同步信号脉宽为2.5H，它覆盖23个行同步脉冲，在场同步期间没有行同步输出，行同步器失去了同步信号，会延时，造成图像扭曲。 因此需要进行开槽处理。 场同步信号的获取，采用积分电路获得。,2复合同步脉S,场同步的处理（均衡） 采用奇数行隔行扫描和用积分电路取出场同步信号，因此会导致奇、偶两场起始时刻会有时间差异，即奇、偶两场的时间不能精确等于一帧时间的一半。 奇、偶场时间的微小差异导致两场光栅不能精确相嵌，这使得垂直分解力大大下降 解决办法：在场同步信号的前后加均衡脉冲,3复合消隐脉冲B,作用： 为了避免行和场的逆程扫描线出现在摄像管的靶面或显像管的屏幕

7、上形成对图像的干扰，需要在此期间用一大幅度的负脉冲将电子束截止，这个脉冲称为复合消隐脉冲。 标准值 行消隐脉冲的前沿应该超前于行同步前沿，其宽度大于行脉冲宽度为 120.3s。同样，场消隐脉冲前沿也应超前于第一个前均衡脉冲，场消隐脉冲的宽度为 25H120.3s。,4副载频信号fSC,作用 使频率变换的图像信号能以额定的频率传送和发射。 标准值 PAL系统的副载频信号fSC的基准频率为: 4.43361875MHz1Hz,5色同步门脉冲K,作用： 确定色同步信号出现的位置 什么是色同步信号？ 由于PAL色度信号是平衡正交调制的，并且V信号是逐行倒相的，因此，需要在每一行消隐的后肩上送出一个副载

8、波群，以便为接收端恢复副载波提供相位基准和识别倒相行之用，该副载波群称为色同步信号。 要求： 其出现的时间和色同步信号保持一定的相位关系。,5色同步门脉冲K,作用： 确定色同步信号出现的位置 什么是色同步信号？ 由于PAL色度信号是平衡正交调制的，并且V信号是逐行倒相的，因此，需要在每一行消隐的后肩上送出一个副载波群，以便为接收端恢复副载波提供相位基准和识别倒相行之用，该副载波群称为色同步信号。 要求： 其出现的时间和色同步信号保持一定的相位关系。,5色同步门脉冲K,作用： 确定色同步信号出现的位置 什么是色同步信号？ 由于PAL色度信号是平衡正交调制的，并且V信号是逐行倒相的，因此，需要在每

9、一行消隐的后肩上送出一个副载波群，以便为接收端恢复副载波提供相位基准和识别倒相行之用，该副载波群称为色同步信号。 要求： 其出现的时间和色同步信号保持一定的相位关系。,6PAL相位识别脉冲P,作用 识别逐行倒相的标志信号 标准值 频率为12行频的脉冲信号，其宽度为5s，前沿时间与行同步前沿一致。,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制 数字视频特技,二、同步信号的形成原理,同步机输出的信号 信号在频率与相位方面有严格的比例关系,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的

10、必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用视频特技机制 数字视频特技,3.2 视频特技效果器,（一）视频特技的概述 视频特技的概念 “特技”特殊技巧的意思。 影视制作时，则是指运用特殊的处理，而产生的特殊视觉效果。 影视特技可分为：摄影特效、模型特效、光学特效、化学特效、电子特效 电视特技：一般采用电子特技来完成，用来表现镜头与镜头之间的过渡或在单个镜头内部进行画面调整。,3.2 视频特技效果器,（一）视频特技的概述 电子特技类型 模拟特技 电子特技中的模拟特技，是指直接利用模拟电视信号来实现特技效果。 它只能是两个信号之间的相互替代或一个图像插入另一图像之中，

11、画面的大小、形状、方向和位置不能改变。 模拟特技类型包括：切换、混合、扫换、键控,3.2 视频特技效果器,（一）视频特技的概述 电子特技类型 数字特技 数字特技(DVE）是利用数字电子技术，将模拟电视信号转换成数字信号并存入存储器中，进行数字变转处理，然后再取出还原为模拟电视信号。 可改变每帧画面中像素点的取出速率、顺序与方式，就能改变电视信号的时间轴及像素的顺序，因此就可改变画面的尺寸、形状和位置，获得放大、缩小、翻转、翻页、旋转等特技效果。,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制

12、数字视频特技,3.2 视频特技效果器,（二）实用模拟视频特技机制 切换 在切换过程中，如果是一瞬间完成的，在电视屏幕上的画面表现为由一个画面突然跳变为另一个画面，我们称之为“硬切”或“快切”。 示意,切换,切换,视频切换开关应具有频带足够宽、衰减小、线性好，能无畸变地传递信号的特点，并在场逆程切换，切断时漏信小。 视频开关通常称为视频交叉点，采用受控电子开关，要求它接通电阻小，接触可靠，阻断时信号泄漏小。 为保证每次切换必须发生在场消隐期间，即视频交叉点的通、断在场逆程中进行，交叉点的通、断除受上述的控制电压控制外，还要受一个位于场逆程的场频脉冲控制。,3.2 视频特技效果器,（二）实用模拟视

13、频特技机制 混合相加混合 如果屏幕上一个画面由强变弱，另一画面同时由零开始增强，两个画面在过渡中变化并相互混合，这种画面混合方式称为“X”形慢切换，又称“化出化入”，。 如原画面由强逐渐减弱到完全消失，而后新的画面由零逐渐增加到正常值，这种方式画面混合称为“V”形慢切换，又称“淡出淡入” 。,混合,动画演示,混合,混合,混合,混合非相加混合 原理：在两幅图像转换过程中，图像中的每一点像素，哪路信号幅度大就输出此路信号。 效果：屏幕上，图像A中的像素从暗到亮依次消失，即最暗的部分先消失，直至最亮的部分最后消失；图像B中的像素则从亮到暗依次出现，即最亮的部分先出现，直至最暗的部分最后出现。,3.2

14、 视频特技效果器,（二）实用模拟视频特技机制 扫换 “扫换” 是将一个画面从某一个方向或几个方向上，以某种特定的形式去取代另一个画面，实现画面变化的多样化，达到一定的艺术效果，又称为“电子分画面”。,扫换,扫换,拉幕电压 即波形相同、极性相反的行、场控制电压。,扫换,扫换,扫换,硬边效果，软边效果；拉幕电压脉冲沿的斜率所决定； 调制边效果，分界线以水纹方式扭动称为调制： 用几倍于场频的正弦波去调制行基本波波形就可获得场调制边的效果 调制波的频率和幅度是可调的，用以改变扭动的速率和幅度,3.2 视频特技效果器,（二）实用模拟视频特技机制 键控 “键控”是利用一个视频信号中不同部位参量（例如亮度或

15、色度等）的不同，经过处理形成键控信号，去控制电子开关，使待合成的两路视频信号交替输出，形成一个画面的一部分被抠掉而填进另一画面的效果，俗称“抠像”。,从本质上说，键控特技所实现的也是一种分割屏幕的效果，只不过它的分割屏幕的分界线为不规则形状，如文字、符号、复杂的图形或某种自然景物等。根据键信号产生方式的不同，键控可以分为亮度键和色度键两种。,键控,（1）亮度键 Luminance Key 亮度键又称黑白键，是利用键源（形成键信号的源）视频信号中的亮度分量来产生键信号的。按照键源视频信号来源不同，亮度键又分为内键和外键两种方式。 （2）色键 Chroma Key 直接利用键源三基色信号或利用键源

16、视频信号中的色度分量产生键信号的键控方式称为色键。,键控,内键的键信号的形成是来自被键控的图像源之一，故这种键控方法又称为自键。 外键是相对于内键而言，键源视频信号取自输入端A、B两路信号之外的第三路视频信号。,键控,键控,键控,键控,（2）色键,键控,键控,第三章 电视同步机与视频特技效果器,电视同步机 电视同步的必要性 电视同步的机制 同步信号的形成 视频特技效果器 视频特技概述 实用模拟视频特技机制 数字视频特技,数字特技(DVE）是利用数字电子技术，将模拟电视信号转换成数字信号并存入存储器中，进行数字变转处理，然后再取出还原为模拟电视信号。改变取出的速率、顺序与方式，就能改变电视信号的时间轴及像素的顺序，因此就可改变画面的尺寸、形状和位置，获得放大、缩小、翻转、翻页、旋转等特技效果。,数字特技,电视信号数字化过程包括三个步骤：抽样、量化和编码。 将数字化的信号存入或取出时均可改变各样值之间的顺序、位置和大小，而所有的控制均由存储控制部分根据特技的种类执