第二章电视传像基本原理
5电视传像原理与CRT显示技术
全电视信号
负极性黑白全电视信号：图像信号、复合 同步脉冲、复合消隐脉冲的电信号以及 （色同步信号）
同步脉冲电平为100 %，消隐脉冲与黑电平 为75 %，白色电平为(12.5 ±2.5) %
便于幅度分离电路分离同步信号
负极性黑白全电视信号
电视图像信号
1、图像内容与电信号的关系
图像亮度只有正值； 系列脉冲，宽度与图像有关 随着横向黑白条数的增加，电信号频率以场频
兼容制彩色电视系统传送的信号
三个参数：
Y=0. 30 R+0. 59 G+0. 11 B R-Y=0. 70R一0. 59 G一0. 11B
亮度信号
B-Y=-0. 30R一0. 59 G+0. 89B G-Y=-0. 30R + 0. 41G-0.11 B
色差信号
选用R-Y,B-Y两个色差信号进行传送其主要理由
若频率相同，相位不一致
差半行；差半场
收、发端扫描电流波形不同
同步脉冲是控制逆程的起点，所以同步脉 冲的前沿表示上一行(场)正程的结束
按我国电视标准，行同步脉冲的频率等于 行频为15.625kHz，行周期为64 μs。在电 视技术中常以64μs作为时间单位，并以H表 示，即1 H = 64μs。
不同的彩色电视体制所选用的显像三基色是不 同的。
彩色电视色度重现范围 两种制式显像三基色三角形，如图。
由图可知，这两个三角形所组成的色 域都比彩色印刷、染料或胶卷的色域 大，所以显像管彩色电视能重现自然 界绝大多数颜色。 从理论上讲，三基色越靠近光谱轨迹， 越能重现出更多饱和度高的色彩。 但荧光粉的发光效率随着材料色饱和 度的提高而降低，即亮度会降低。 故只能在色饱和度和亮度之间作折衷 选择。
星网技术原理与实践习题解答2
第2章电视传像原理2-4、何谓对比度和亮度层次？它们之间存在什么关系？答：景物或重现图像最大亮度和最小亮度的比值B max / B min为对比度。
画面最大亮度与最小亮度之间可分辨的亮度级差数称为亮度层次或灰度层次，可用标记。
2-5、什么是闪烁感觉?什么是临界闪烁频率？答：当脉冲光的重复频率不够高时，人眼会产生一明一暗交替变化的感觉，称为闪烁感觉。
如果将脉冲光源的重复频率提高到某个值以上，人眼则感觉不到闪烁，感觉到的是一种亮度恒定的不闪烁光源。
光源不引起闪烁感觉的最低重复频率称之为临界闪烁频率。
2-8、人眼彩色视觉对彩色细节的分辨力怎样？它在彩色电视中得到怎样的利用？答：统计分析结果表明：人眼的彩色分辨角（视敏角）一般比黑白大3～5倍，即人眼对彩色细节的分辨力是对黑白细节分辨力的1/3~1/5。
彩色电视就是利用这个特点实现色度压缩，亮色共用频带。
2-9、描述彩色光的三个基本参量是什么？各是什么含义？答：表征景物的彩色，需要三个独立的物理量：亮度、色调和色饱和度，称为彩色三要素。
亮度表征色光对人眼刺激程度的强弱，色调表征颜色的种类，色饱和度是指彩色的浓淡程度，即渗白程度。
2-10、什么叫扫描的同步？在顺序传输制中其重要性如何？答：进行扫描时，必须做到发、收两端的扫描规律严格一致，这在电视技术中称之为同步。
所谓同步包含两个方面：一是两端的扫描速度相同，称作同频；二是两端每行、每幅的扫描起始时刻相同，称做同相。
即同频又同相才能实现扫描同步，保证重现图像既无水平方向撕裂现象，也无垂直方向翻滚现象。
2-11、试述选择场频时所考虑的几个因素和最终选定的具体数值？答：场频选择包括：为使图像有连续感，换幅频率应高于20HZ；为使图像不产生闪烁感，换幅频率应高于临界闪烁频率即高于45.8HZ；但换幅频率越高，图像信号的频带就越宽，给传输带来更大的困难；再考虑减小交流电源的干扰图像以及信号频带不致过宽等，包括我国及欧洲各国换幅频率都选50HZ。
电视基本原理
几种典型光源的色温
• • • • • • • • 蜡烛光1930K 钨丝白 灯3000K 碘钨灯3200K 水银灯4500~5500K 日光灯6000K 阴雨天的天空光7000K 日出、日落2000~3000K 烟雾弥漫的天空8000K
• 光源色温低， 光线偏红；光 源色温高，光 线偏蓝。 • 要正确再现景 物的色彩，就 必须控制光源 的色温。
色温
• 光源的色调通常用色温表示。 • 将一种“绝对黑体辐射体”（如一个绝对不反射 入射光的封闭的炭块）燃烧，在不同的温度下 ，它发射出的光的颜色不同，当某一类光源与 绝对黑体在某一特定温度下辐射的光具有相同 的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的 色温，用热力学绝对温标开尔文来表示，单位 为K。 • 开氏温标的0K为摄氏温标的-273°C。任何光 源，都可以用色温来表示。
§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M＝575TVL（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。
பைடு நூலகம்
§1、模拟电视原理
二、黑白全电视信号
4、槽脉冲和均衡脉冲
§1、模拟电视原理
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。
电视信号传输原理
电视信号传输原理
电视信号传输原理是指将图像和声音信息转变成电磁波信号，通过无线电波传播到接收设备，再经过解调和放大等步骤，最终将图像和声音还原成我们能够观看和听到的形式。
电视信号传输基于模拟信号和数字信号两种方式。
模拟信号传输是通过连续变化的电压或电流来表示图像和声音的细节。
在这种方式下，图像被分成若干个扫描线，每一行像素逐渐扫描并转化为电压信号，通过随后的调制和调频等技术将图像和声音混合在一起，形成具有一定频率的电磁波信号，然后通过天线进行传输。
数字信号传输采用了一种不同的方式，通过将图像和声音转化为二进制的数字编码，然后使用调制解调器将0和1的序列转换为电信号。
这种方式可以更加稳定和精确地传输信号，同时还能够进行不同清晰度和频道的选择。
电视信号传输中还涉及调制、调频和解调等关键步骤。
调制是将模拟或数字信号转换为合适的频率范围内的信号，调频是将调制后的信号转换为适合传输的频率信号。
解调是接收设备中的一个重要步骤，它将接收到的频率信号转换为原始信号，使其能够再现出图像和声音。
总的来说，电视信号传输原理是将图像和声音信息转换为电磁波信号，通过各种技术手段传输到接收设备，并经过解调和放大等处理步骤，实现图像和声音的还原。
这样，观众可以在电视屏幕上看到清晰的图像和听到高质量的声音。
2第二章 电视传像基本原理2015
像素顺序传送示意图
3。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，转换为只随时间变化的单值函 数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送 L = f L (t ) 黑白图像： 彩色图像：
行扫描正程：从左到右；行正程时间 THt 行扫描逆程：从右到左；行逆程时间THr 行周期 ： TH = THt + THr 行频： fH=1/TH （每秒行数） 场扫描正程：从上到下；场正程时间 TV t 场扫描逆程：从下到上；场逆程时间TVr 场周期 ： TV = TV t+ TVr 场频： fV =1/TV （每秒行数）
[在逐行扫描中，场、帧（幅）是相等的] fF = fV
f
fH=1/TH
=1/(THt+ THr )
fV=1/TV =1/(TV t+ TVr )
• 电视系统中： THt ＞＞ THr TV t ＞＞TVr 行逆程系数：α=THr /TH 场逆程系数：β= TVr /TV
（规定：18%） （规定： 8% ）
•
我国电视标准规定： 同步信号顶的幅值电平：100% 黑色电平和消隐电平幅度：75% 白色电平幅度：10～12.5% 图像信号电平介于白色与黑色电平之间
黑白全电视信号（图）（正极性信号）
黑白全电视信号（图） （负极性信号）
我国广播电视扫描参数
扫描方式：隔行扫描。 行频 fH ：15625Hz； 行周期TH：64μs 行正程时间THS：≥52μs 行逆程时间THR：≤12μs 每帧扫描行数Z：625行 每场扫描行数：312.5行 场 频 fV ： 50 Hz （ 帧 频 25 Hz）； 场周期TV：20ms 场正程时间TVS：≥18.4 ms 场逆程时间TVR：≤1.6 ms 每帧显示行数Z/：575行 每场显示行数：287.5行
安防系统规范与技术+4+视频监控系统基本知识+
第一节 视频监控系统的概念与组成 第二节 图像产生基础知识 第三节 摄像机基础知识 第四节 监视器基础知识 第五节 数字视频压缩基础知识
1
STUDENT FULFILLMENT
第二章 视频监控系统基本知识
第二节 图像产生基础知识 一、彩色与视觉特性 二、电视图像的传送 三、电视的制式与色彩空间
STUDENT FULFILLMENT
二、电视图像的传送
（二）电视扫描原理
1．摄像管与光电转换 • 光电导摄像管是一种电真空器件。
• 它主要由镜头、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，受光作用之后电阻率变小
• 靶面上的光图像使靶面各单元受光照的强度不同，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不同电阻值。
二、电视图像的传送
（一）电视传像原理
3．图像的转换-电子扫描 • 将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程称为扫描。
• 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。
• 一幅黑白平面图像，表征它的特征参量是亮度。
• 组成黑白画面的每个像素有确定的几何位置，呈现着不同的亮度； • 活动图像在确定位置上的像素其亮度又随时间不断地变化着。 • 像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。
STUDENT FULFILLMENT
二、电视图像的传送
（一）电视传像原理
电视原理习题答案第二章
第二章电视传像基本原理要点分析2.1 假设某电视系统扫描参数为Z=9行时，取α=0.2，β=1/9，画出隔行扫描光栅形成图。
要与行场扫描电流波形图相对应。
解：本题是针对传统的CRT显示器扫描光栅形成而言的，它的电子束在屏幕上的扫描轨迹与其在偏转线圈中通入的扫描电流密切相关。
而新型显示器，如液晶显示器、等离子体显示屏等则不在此列。
当Z=9时，在隔行扫描中，每场为4.5行。
因为α=0.2 为简单计，设T H=1S T Ht=0.8S T Hr=0.2S T F=9S T V=4.5S 。
又因为β=1/9 则T Vr=0.5S T Vt=4S画出两场行、场扫描波形图如图一所示。
图一行、场扫描波形图根据上述波形图中的时间关系，可分别画出第一场、第二场、及隔行扫描光栅图，如图二、三、四所示。
应注意以下几点：1. 行扫描正程轨迹是一条由左上向右下略微倾斜的直线，而行扫描逆程轨迹则是一条由右上向左下略微倾斜的直线。
因为α=0.2 因此，在行扫描正程期结束后，电子束垂直向下移动的距离若为4的话，则在行扫描逆程期结束后，电子束垂直向下移动的距离为1。
画图时要注意此比例。
2. 第一场正程结束时，行扫描刚好完成4行的扫描，因此其逆程应从屏幕的左下角开始。
由于场扫描逆程期是0.5s，行扫描正程有0.8s，，因此在场扫描逆程期只进行完第5行（时间上的行）行扫描正程的5/8，如图一中aa’。
画图时要注意第一场逆程结束时电子束位置处在屏幕最上方水平方向上的5/8处。
如图二中A’点所示。
图中，行逆程轨迹用黑虚线表示，场逆程轨迹用红虚线表示。
3. 第二场正程从第5行（时间上的行）行扫描正程的5/8处开始,如图三中A’点，而第二场正程结束点应是第9行正程的5/8处，图一中b点。
画图时要注意第二场正程结束时电子束位置处在屏幕最下方水平方向上的5/8处，如图三中B点。
4. 第二场逆程期间包含了第9行（时间上的行）正程剩余的3/8（0.3s）及其逆程。
2.4电视传像原理(图像信号波形)
行消隐脉冲和场消隐脉冲一起称为复合消隐脉冲
2009-6-6
A.2.1 传媒学院zlh3065@
5
同步与复合同步脉冲复合消隐脉冲信号
同步脉冲的作用
ִ 行同步脉冲标志和控制行扫描逆程的开始时刻； ִ 场同步脉冲标志和控制场扫描逆程开始的时刻。 ִ 行、场同步脉冲合在一起称为复合同步脉冲。
12
全电视信号波形全电视信号组成
全电视信号组成
全电视信号由图像信号、消隐信号和同步信号叠加而成。实际也是黑白电视信 号的波形
全电视信号的幅度
按标准规定是以同步信号电平为100%，黑电平与消隐电平为75%，白电平为 10%～12.5%，图像信号介于白电平和黑电平之间，统称为灰色电平。
0.5TH 0.5TH
10
均衡脉冲
均衡脉冲作用：
均衡脉冲用于保证奇偶场光栅的精确镶嵌。
引入均衡脉冲原因： 偶数场终 奇数场始
奇数场终 偶数场始
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实线：偶数场积分波形 虚线：奇数场积分波形
场同步基准电平
△t
t1 t2 A.2.1 传媒学院zlh3065@
t
11
2009-6-6
A.2.1 传媒学院zlh3065@
ִ 复合消隐脉冲:
在全电视信号中，提供出逆程出现的时间、逆程的宽度和消隐电子束所需电平 的脉冲信号，称为行消隐脉冲和场消隐脉冲，合在一起称为复合消隐脉冲。
消隐脉冲的作用：
一是提供行、场扫描逆程期间截止电子束的电平、时间、宽度的信息； 二是为图像信号提供基准电平。
在采用负极性图像信号的电视系统中，消隐脉冲电平值要高于或等于黑电平值。
无
#1 #1 # 564
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彩色显象管
三支电子枪，按各自信号发射，打各自的粉 用荫罩板防止互相干扰
品字型荫罩管
第二章电视传像基本原理
一字型荫罩管
第二章电视传像基本原理
2.2 电视扫描原理
拾取象素的次序有许多方式，电视系统 采用匀速、单向、直线扫描 （雷达系统采用圆周扫描）
电子束垂直运动：场扫描(V) vertical 电子束水平运动：行扫描(H) horizontal 水平、垂直联合运动形成光栅
第二章电视传像基本原理
电子束偏转
加电磁力 电场力--称为静电偏转 磁场力--称为磁偏转方式
显像管中采用磁偏转方式。即在显像管管颈 外面套上一对使电子束产生水平（行扫描） 运动的偏转线圈和一对使电子束产生垂直 （场扫描）运动的偏转线圈。
第二章电视传像基本原理
偏转线圈
第二章电视传像基本原理
以行扫描为例
第二章电视传像基本原理
隔行扫描缺点
行间闪烁：高亮度、近距离、大视野尤著
并行
真并：垂直同步不良时
假并：看垂直运动物体时
垂直边沿锯齿化：看水平运动物体时
爬行：传输失真时
第二章电视传像基本原理
上一课主要内容
彩色传输方法（分解为三基色） 电视系统基本原理：分解为像素，顺序
传送 摄像、显像基本原理 电子束扫描 逐行扫描 隔行扫描（优缺点？）
第二章电视传像基本原理
二、显象
用来复制图象 电子枪：按亮度信号发射电子，产生象素 偏转线圈：按次序将象素在空间排列 荧光屏：受激发光 与音频信号
相比，多了 空间信息， 需正确排列。
第二章电视传像基本原理
2.1.3 彩色摄象与重现
三要素不好拍摄，拍三基色
第二章电视传像基本原理
彩色显象
形成三色分象 合成彩图 投影电视
第二章 电视传像基本原理
主要内容： 图像传送及接收扫描原理 电视图像扫描技术 视频图像信号 数字化
第二章电视传像基本原理
2.1 电视系统组成原理
色的问题已经解决，着手考虑系统，怎 样把复杂的图形、变化的图象传送出去。
第二章电视传像基本原理
2.1.1 顺序传送原理
光线的强弱
电压高低
各处强度并不相等，既是时间的函数， 又是空间的函数（四维，三组）：
每行64 μs 逆程α占18%—12μs
第二章电视传像基本原理
二、同步信号
扫描后，象素按时间轴排列，何处“另 起一行”，何处“另起一页”？
如果做不到，则图象扭曲、翻滚、甚至 不成图象 （一千块儿童智力拼图？）
第二章电视传像基本原理
不同步图象举例
例一：垂直扫描正确，水平扫描太快； 例二：水平扫描正确，垂直扫描太快； 例三：行频正确，相位差180度； 例四：场频正确，相位差180度； 例五：水平、垂直都差180度。
传送原理：把图象分解为象素，顺序传送 黑白只需一个信号电压
彩色信号有三路电压：R、G、B？ L、H、S？
第二章电视传像基本原理
改进
上述系统太粗糙、太慢：
光电管
摄象管
发光管
显象管
同轴开关
同步机控制电子束
转换
电子束扫描
第二章电视传像基本原理
2.1.2 光电转换原理
一、摄象以光导管为Fra bibliotek： 某些材料在光 照下能改变电 阻率
第二章电视传像基本原理
2.2.3 同步与消隐
电视信号组成：
黑白信号
图象信号 消隐信号 同步信号
第二章电视传像基本原理
一、消隐信号
作用：消去电子束回头时的轨迹，以免干扰 方法：加周期性的黑电平，使电子束截止 我国规定：每秒25帧（50场），每帧625行 算出：每场20ms 逆程β占 8%—1600μs
第二章电视传像基本原理
第二章电视传像基本原理
所以必须严格同步
最好用同一条信道传送同步信号，要与图象、 消隐信号有区别：幅度10：7
行、场还要有区别：宽度4.7μs、160μs
亮度 L = fL（x，y，z，t）
色调 H = fH（x，y，z，t）
饱和度 S = fS（x，y，z，t）
先考虑黑白平面图象（三维，一组）：
L = fL（x，y，t）
没法用“一个”时变电压来表示。
第二章电视传像基本原理
一、分解为象素
好在图象可以由有 限个点组成
物质是不连续的，由 颜料的颗粒决定
当扫描行（Z）足够多，扫描线近似水平 要使图象连续 >25帧/秒
要使图象不闪烁 >40-50次/秒 每秒总信息量50×40万！
第二章电视传像基本原理
2.2.2 隔行扫描
要达到一定的清晰度，要40-50万个象素 要人眼看起来不闪烁，要重复40-50次/秒 能不能让25帧图象闪烁50次？
——隔行扫描 未必要从上到下挨个传送 例：抄文件，先写1、3、5、7、9行
人眼分辨率不高，不 必重现无数个点
广播电视约40-50万 个点
第二章电视传像基本原理
设计系统
光电管产生电压，发光管显示
第二章电视传像基本原理
二、顺序传送
每个象素一条信道不现实 视觉有惰性，轮流传送，轮流复制
这样空间的象素被分布到时间上了
第二章电视传像基本原理
转换开关应当同步，保证象素一一对应 在相应的位置做上记号？
磁场 电子束
负最大 渐小 O 渐大 正最大
最左边 向中 正中间 向右
最右边
第二章电视传像基本原理
2.2.1 逐行扫描
每帧图象分解为若干（Z）行 从上到下逐行扫过
所以Tv = Z TH fH = Z fv
第二章电视传像基本原理
扫描光栅
第二章电视传像基本原理
扫描参数
我国规定：行逆程占18% 场逆程占8%
第二章电视传像基本原理
电子束扫过各个象素，光照不同，电导 不同，电流不同，R上电压降不同。
接收机按照这个信息重新描画出图象 上面的信号亮度越大，电压反而越低，
叫负极性视频信号
第二章电视传像基本原理
CCD 摄像
用半导体材料制成许多像素 在光照下各像素积累电荷 用移位寄存器的方法将电荷顺序读出 （详见第五章）
再写2、4、6、8、10行
第二章电视传像基本原理
隔行扫描优点
大面积闪烁
行间闪烁
节省带宽一半，各国无例外采用
为了保证隔行扫描的正确性，每帧应分解 为奇数行
Z = 2n + 1
第二章电视传像基本原理
隔行扫描光栅
为什么要奇数行，讨论每场光栅的起点： 从水平方向看 每场开始处必定偏离半行 从垂直方向看 第二场整行开始处，离屏幕顶部迟半行时间的高度