第一章电视基本原理课件

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1、第一章 电视基本原理,电视是将实际的或记录的活动图像（景物）和声音变换成电信号，通过有线网络或无线电波传送至远处，在接收端即时重现活动图像和声音的技术。,电视系统由三个基本部分组成： 光电、声电转换部分 视频、音频电信号的传输（直接传输或调制后传输） 电光、电声转换部分,电视有黑白、彩色之分,根据电视图像分解力，有标准清晰度和高清晰度电视之分,电视信号还有模拟电视信号和数字电视信号之分,模拟电视原理 电视传像原理 黑白全电视信号 电视系统的分解力 三基色原理和三基色信号 PAL制彩色电视简介 电视信号的调制传输 数字电视原理 模拟信号数字化的基本过程 我国标清数字电视（SDTV）演播室标准 我

2、国高清数字电视（HDTV）演播室标准,第一章 电视基本原理,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 一、电视传像原理,3、逐行扫描：是指在图像上从上到下一行紧跟一行的扫描方式。,1、像素：电视传像的方法是将光图像分解为许多小单元，这些组成图像的最小单元称为像素。,2、扫描：在电视技术中，顺序传送像素信息的过程称为扫描。电视图像的实际扫描顺序是按从左到右（行扫描）、从上到下（场扫描）一行一行进行，扫描完第一帧后再重复扫描第二帧。,4、隔行扫描：将一帧图像分为两场进行扫描，第一场扫1，3，5，7等奇数行第二场扫2，4，6，8 等偶数行，并分别称为奇数场和偶数场。,第一章 电视基本原理,6、电光转换

3、：在显像管中，电子枪发射电子束，轰击涂在荧光屏上的荧光粉使其发光实现电光转换，电信号控制电子束的强度。为实现扫描，在水平偏转线圈和垂直偏转线圈中分别锯齿波电流，在管内形成相应的偏转磁场实现。,1、模拟电视原理 一、电视传像原理,5、场频：根据人眼的视觉特性，为保证图像的连续性，为使重现的图像不产生闪烁感，又考虑到电视机生产初期为减小交流电源干扰的影响，场频选为50HZ。因此隔行扫描在保证分解力不下降和画面无大面积闪烁的情况下，帧频下降一半，图像信号的带宽也下降一半。,7、行正程、行逆程；场正程、场逆程,8、扫描光栅：在电视技术中，不考虑图像内容，只由电子束扫描形成的扫描线结构称为扫描光栅。,9

4、、幅型比：扫描光栅的水平宽度与垂直高度之比，又称为宽高比。早期统一规定为4:3，且规定在画面高度的46倍的距离观看图像最为适宜。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 一、电视传像原理,10、扫描参数： 我国标清电视系统（625/50系统）规定采用隔行扫描 帧频fF为 ，帧周期为 ； 场频fF为 ，帧周期为 ； 每帧的总扫描行数为 ； 每场的总扫描行数为 ； 场正程为 ，场逆程为 ； 行频为 ，行周期为 ，行正程为 ，行逆程为 。,25HZ,40ms,50HZ,20ms,625行,312.5行,287.5行,25行,15625HZ,64s,52s,12s,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原

5、理 二、黑白全电视信号,全电视信号是指包含图像信号和全部辅助信号（不包括声音）在内的完整的视频信号，可在一条传输通道中传输。而接收端只要接收到全电视信号就能正确地重现出发送端所传输的图像。 黑白全电视信号由图像信号、复合消隐信号、复合同步信号、槽脉冲和均衡脉冲按一定方式组合在一起形成的。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 二、黑白全电视信号,1、图像信号 在黑白电视中，图像信号是携带图像明、暗信息的电信号，它是通过扫描把图像上不同明暗的像素分布变换成强弱随时间变化的电信号。按图像信号的电平高低和所反映图像亮暗的对应关系，图像信号有正极性和负极性两种。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原

6、理 二、黑白全电视信号,2、复合消隐信号（场消隐、行消隐） 复合消隐信号的主要作用是让显像管的电子束在行、场扫描逆程（回扫）时间截至，使荧光屏看不到电子束的回扫线。 另一个作用是当将它加入图像信号时，为图像信号提供一个固定的参考电平，即图像信号是以消隐电平为基准电平的，消隐电平一般与黑电平一样。 行消隐脉冲每行一个，场消隐脉冲每场一个，在我国标清电视标准中，行消隐脉冲标称宽度为12s ，场消隐脉冲标称宽度为25TH 12s 1612s 。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 二、黑白全电视信号,3、复合同步信号（场同步、行同步） 复合消隐信号的作用是提供保持扫描步调一致的控制指令，在电视系

7、统中规定：行同步脉冲指示开始行扫描逆程的时间，场同步脉冲指示开始场扫描逆程的时间。 我国标清模拟电视规定：行同步脉冲前沿为一行的开始，宽度为4.7s ，行同步脉冲的前沿比行消隐脉冲前沿滞后1.5s 。场同步脉冲前沿为一场的开始，幅度和行同步相同，宽度为2.5TH 160s ，场同步脉冲的前沿比场消隐脉冲前沿滞后2.5TH 一个行消隐前肩（1601.5）s 。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 二、黑白全电视信号,3、复合同步信号（场同步、行同步） 复合同步信号、复合消隐信号和图像信号采用电平叠加方法（即根据电平不同加以区分）组合成全电视信号传送。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理

8、二、黑白全电视信号,4、槽脉冲和均衡脉冲 为使场同步信号期间不丢失行同步信号，采取了在场同步脉冲内每隔半行开一个凹槽（称为槽脉冲）的措施，来代替行同步。每个场同步脉冲期间形成5个槽脉冲，每个槽脉冲宽度规定为4.7s（即等于行同步脉冲的宽度），并规定槽脉冲的上升沿（后沿）对应于行同步脉冲的上升沿（前沿）。 为消除误差t，保证积分电路起始电平相同，从而确保奇数场、偶数场的扫描线均匀正确嵌套，在场同步期间及其前后2.5行内，将行同步脉冲的频率提高一倍 ，并将脉冲宽度减小一半，称为均衡脉冲。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 二、黑白全电视信号,4、槽脉冲和均衡脉冲,第一章 电视基本原理,1、模

9、拟电视原理 二、黑白全电视信号,5、说明 电视信号的行序号（简称行序）不是按图像上行的位置编号，而是按扫描顺序编号，即以信号的时序作为行序标准。 规定： 奇数场场同步前沿为一帧第一行的开始，行序自此处计数。计数到312.5行，即313行的中点，是该场结束，即偶数场的起点，那里也是偶数场场同步的前沿。行序接着往下计数，直至625行，完成一帧。 由此看来，所谓每帧的第一行，并非是奇数场扫描正程中显示在光栅顶部的首行，它是隐匿于场消隐期间的，而奇数场内重现出图像的首行应该是第23行的后半行。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 三、电视系统的分解力,1、分解力和清晰度 电视系统的分解力是描述电视

10、系统分解、传输图像细节的能力，是一个可测量的客观指标。 清晰度是指人眼对电视系统重现图像清晰度的主观感觉，它和多个因素有关。 显然，电视系统对图像分解的像素越多，分解力也越高。 在电视系统中，沿画面垂直方向分解图像细节的能力称为垂直分解力；沿画面水平方向分解图像细节的能力称为水平分解力。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 三、电视系统的分解力,2、垂直分解力 电视系统的垂直分解力取决于一帧图像有效扫描行数，即垂直方向的像素数。 在625/50系统中： 有效扫描行数Z 575行，所以理想的垂直分解力M575TVL（电视线），即垂直方向最多能显示575条黑白相间的水平条纹。 然而，实际的垂直

11、分解力要小于有效扫描行数，因为摄像器件的扫描行不一定正好落在黑、白条上，往往会覆盖一部分黑条和一部分白条，所以要打个折扣。 通常实际的垂直分解力可用下公式计算： MKe Z Ke称为凯尔系数，0.5 Ke 1，一般取Ke 0.650.75。 对于我国的625/50系统，如果取Ke 0.75，实际垂直分解力只 有431TVL。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 三、电视系统的分解力,3、水平分解力 影响电视系统水平分解力的因素有三个：一是摄像器件沿水平方向的光电转换单元（像素）数；二是视频通道的通频带；三是显示器件在水平方向所能重现的像素数。 电视系统对水平分解力都有一定的要求，水平分解力

12、高，图像的清晰度会相应提高，但水平分解力过高，图像信号的带宽太宽，必然会增加传输的难度和电视设备的复杂性。 最合适（称为相匹配）的水平分解力指标是等于垂直分解力（即单位长度内所包含的像素数相等）。设垂直分解力为M，水平分解力为N，画面幅型比为4:3，则： N（4/3）M 当理想垂直分解力为575TVL时，则理想水平分解力为N767TVL。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 三、电视系统的分解力,3、水平分解力 由于图像信号的最低频率接近于0，所以图像信号的带宽近似等于它的最高频率，而图像信号的最高频率取决于图像内容，但它的上限和水平分解力有关。 已知我国标清电视的行扫描正程时间为52s，

13、如果水平分解力为104TVL，则此时扫描相邻两条黑白条纹的时间为1s，故此时图像信号的最高频率为1MHZ。 因此，对于我国的标清电视，1MHZ通频带对应的水平分解力为104TVL。理想水平分解力767TVL要求的通频带约为7.37MHZ。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 三、电视系统的分解力,3、水平分解力 与实际垂直分解力431TVL相匹配的水平分解力是575（4314/3）TVL，此时对应的通频带宽度为5.5MHZ（ 575/104）。 我国模拟标清电视系统规定的通频带f6MHZ，它和理想水平分解力所对应的图像信号最高频率fmax（7.37MHZ）的关系是： fKeH fmax 0

14、.81 fmax KeH称为水平凯尔系数。由于水平凯尔系数稍大于垂直凯尔系数，所以我国模拟标清电视系统的水平分解力稍大于垂直分解力。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 四、三基色原理和三基色信号,1、三基色原理 自然界中几乎所有常见的彩色都能由三种线性无关的色光混配出来，这三种线性无光的色光称为基色，该原理称为三基色原理。,三基色必须相互独立 三基色按不同比例混合，可得到自然界绝大多数颜色 合成彩色的亮度决定于三基色的亮度和 合成彩色的色度取决于三基色的比例,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 四、三基色原理和三基色信号,2、三基色信号 根据三基色原理，一幅彩色图像，可以分解为红绿蓝

15、三幅基色图像加以传输，而每幅基色图像又和黑白图像相似，分别进行像素分解、光电转换，并通过扫描顺序读出，得到三个电信号，这三个电信号就是三基色信号，分别称为红、绿、蓝基色信号，用R、G、B表示。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 四、三基色原理和三基色信号,2、三基色信号 在电视图像的重现端，每个像素由红、绿、蓝三个发光单元组成，电信号分别控制其亮度，便可得到彩色图像。对于彩色显像管，它有R、G、B三支电子枪或一个电子枪发射R、G、B三条电子束，分别轰击各自像素单元的荧光粉，这样，三基色信号控制电子束强度就可以产生彩色图像。,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 五、PAL制彩色电视简介

16、,1、亮色分离技术 为实现和黑白电视兼容，并减小彩色信号的带宽，彩色电视都不直接传送三个基色信号，而是传送经线性变换的另外三个信号，它们是亮度信号和两个色差信号。亮度信号携带亮度信息，两个色差信号携带图像的色调和色饱和度信息，合称色度信号。 由于人眼对红、绿、蓝三基色的亮度感觉有不同的灵敏度，因此，在用三个基色电压R、G、B组成亮度信号电压（用Y表示）时应进行适当的加权，经计算Y为： y0.30R0.59G0.11B 在彩色电视系统中，选定两个色度信号的原则有两个：一是两个信号都必须是有R、G、B按一定比例组合而成，而且它们之间以及与亮度信号之间都必须是线性无关的；二是两个信号不含亮度信息，只表示图像的色调和色饱和度。经分析证明，最合适的是选用RY和BY两个信号作为色度信号，称为色差信号，其表示式为： RY0.70R0.59G0.11B BY 0.30R0.59G0.89B,第一章 电视基本原理,1、模拟电视原理 五、PAL制彩色电视简介,1、亮色分离技术 当Y、RY、BY选定后，GY信号就不用传送了，因为它不是独立的，可以由