2.1.1圖像順序傳送原理1.圖像的表示法亮度：色調(diào)：色飽和度：平面黑白活動(dòng)圖像：2.圖像的順序傳送：像素：像素越多，圖像就越清晰，越細(xì)膩發(fā)端：光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，收端：電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光掃描：圖像順序傳送和順序接受的過程（電視掃描是從左到右，從上到下，一行行，一頁(yè)頁(yè)的發(fā)送和接收的）2.圖像的順序傳送：圖像順序傳送系統(tǒng)的要求：迅速和準(zhǔn)確迅速：速度要足夠快準(zhǔn)確：收發(fā)兩端像素要有一一對(duì)應(yīng)的位置（同步）2.1.2光和電的轉(zhuǎn)換原理1.光到電的轉(zhuǎn)換關(guān)鍵器件：攝像管1933年光電攝像管1937年超光電象管1946年超正析象管1950年視象管1963年氧化鉛管七十年代：電荷耦合器件（CCD)a.幀轉(zhuǎn)移型面陣CCDb.行間轉(zhuǎn)移型面陣CCDb.幀行間轉(zhuǎn)移型面陣CCD光敏區(qū)存儲(chǔ)區(qū)面陣CCD的三種基本形式2.接收端電光轉(zhuǎn)換：電光轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件：顯像管熒光屏：玻璃屏幕。熒光粉，電子數(shù)目越多，發(fā)光強(qiáng)度越高。電子槍陰極：發(fā)射電子?？刂茦O：控制電子數(shù)目，電壓越高，電子數(shù)目越多。陽極：聚焦，使電子獲得足夠的能量，高速轟擊屏幕發(fā)光。U(t)平板顯示器(FPD)D/L<1/4LD液晶顯示器（ＬＣＤ）等離子體顯示器（ＰＤＰ）場(chǎng)致發(fā)光顯示器（ＦＥＤ）有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED)……特點(diǎn)：體積小重量輕整體超薄無X射線等等液晶：液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱。在外界電場(chǎng)的作用下由于液晶分子排列的變化而引起液晶光學(xué)性質(zhì)改變的的現(xiàn)象稱為液晶的光-電效應(yīng)液晶顯示器就是基于液晶的光-電效應(yīng)的一種顯示器件當(dāng)信號(hào)電壓在液晶閾值電壓和飽和電壓之間,透過光的強(qiáng)度和信號(hào)電壓的有效值基本成線性關(guān)系透過光光源L0Ld要求：Ld=KL03.較正攝像機(jī)傳輸顯像管L0E0ELdE0較正EE攝像管2.1.3彩色圖像的攝取與重現(xiàn)一.彩色圖像的攝取色溫較正器二。彩色圖像的重現(xiàn)2.2電視掃描原理

圖像分解和復(fù)合的過程稱掃描電視掃描采用了勻速直線掃描方式(直線掃描)是從左到右，從上到下，一行行，一幅幅進(jìn)行的直線掃描設(shè)備簡(jiǎn)單,可靠,充分利用矩形屏幕2.2.1逐行掃描一行緊跟一行的掃描稱逐行掃描偏轉(zhuǎn)線圈:行偏轉(zhuǎn)線圈使電子束做水平掃描(行掃描)場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈使電子束做垂直掃描(場(chǎng)掃描)1.行掃描t1—t2THt行正程從左到右t2—t3THr行逆程從右到左t1—t3TH=(THt+THr)行周期TH=64微秒1/TH=fH行頻fH=15625Hz行逆程系數(shù)2.場(chǎng)掃描

TVt場(chǎng)正程從上到下

TVr場(chǎng)逆程從下到上

TVt+

TVr=

TV場(chǎng)周期20毫秒1/TV=fV場(chǎng)頻fV=50Hz場(chǎng)逆程系數(shù)：消去行場(chǎng)逆程光柵稱消隱掃描行數(shù)越多圖像就越清晰掃描行數(shù)越多信號(hào)的帶寬就越寬（帶寬和行數(shù)的平方成正比）2.2.2隔行掃描一幅畫面分兩場(chǎng)掃描1357…奇數(shù)場(chǎng)2468…偶數(shù)場(chǎng)隔行掃描的目的:保證圖像質(zhì)量,節(jié)省帶寬13572468幀頻

隔行掃描的帶寬是逐行掃描的一半2.2.2隔行掃描隔行掃描的要求:1.兩場(chǎng)光柵必須均勻鑲嵌2.每幀光柵必須重合隔行掃描的條件:1.兩場(chǎng)的時(shí)間必須嚴(yán)格相等(每場(chǎng)必須包含半行)2.每幀掃描的行數(shù)為奇數(shù)2.2.3掃描的同步同步掃描：收端與發(fā)端掃描點(diǎn)有一一對(duì)應(yīng)的位置。實(shí)現(xiàn)同步掃描：收發(fā)兩端掃描鋸齒波電流同頻同相。掃描電路同步信號(hào)同步信號(hào)掃描鋸齒波傳輸同步信號(hào)CCD攝像管掃描電路同步機(jī)復(fù)合同步信號(hào)（1）行同步:使收發(fā)兩端行掃描同步.（2）場(chǎng)同步:使收發(fā)兩端行掃描同步.復(fù)合同步信號(hào)(3)開槽脈沖作用：在場(chǎng)同步期間代替行同步信號(hào)，保證整個(gè)掃描期間行嚴(yán)格同步2復(fù)合同步信號(hào)(4)均衡脈沖作用：均衡兩場(chǎng)積分電平差，使隔行掃描準(zhǔn)確。消隱與消隱信號(hào)消去逆程光柵稱消隱.

行消隱信號(hào)：消去行逆程光柵場(chǎng)消隱信號(hào)：消去場(chǎng)逆程光柵復(fù)合消隱信號(hào)正程期

黑白全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)=黑白圖像信號(hào)+復(fù)合消隱信號(hào)+復(fù)合同步信號(hào)同步機(jī)掃描電路同步信號(hào)掃描鋸齒波同步信號(hào)CCD攝像管視頻放大器視頻放大器同步分離電路同步信號(hào)消隱信號(hào)視頻信號(hào)2.視頻系統(tǒng)概述(1).視頻系統(tǒng)簡(jiǎn)圖黑白全電視信號(hào):(黑白圖像信號(hào)+復(fù)合消隱信號(hào)+復(fù)合同步信號(hào))(2).視頻信號(hào)的形成同步機(jī)掃描電路CCD攝像管視頻放大器視頻放大器同步分離電路消隱信號(hào)視頻信號(hào)同步信號(hào)同步信號(hào)2.3電視圖像的基本參量2.3.1圖像的幾何特征2.3.2圖像的連續(xù)性和場(chǎng)頻的確定2.3.3掃描行數(shù)及有關(guān)參數(shù)的確定2.3.4圖像的亮度與色度的非線性失真2.3.2圖像的連續(xù)性和場(chǎng)頻的確定圖像的連續(xù)性電視的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)傳送活動(dòng)圖像,要求動(dòng)作有連續(xù)感,不要產(chǎn)生突跳電影:24幀/每秒閃亮48次/每秒電視:25幀/每秒50Hz/每秒注：隨著大屏幕、高亮度顯示器的出現(xiàn)，場(chǎng)頻應(yīng)提高。2.3.3掃描行數(shù)及有關(guān)參數(shù)的確定1.清晰度與分解力圖像的清晰度圖像的清晰度是主觀感覺到的圖像的清晰程度。分解力（標(biāo)稱分解力）電視系統(tǒng)本身分解像素的能力:垂直分解力水平分解力(1).垂直分解力（M）垂直分解力電視系統(tǒng)在垂直方向分解像素的能力。垂直分解力受掃描行數(shù)的影響。(掃描行數(shù)越多，被分解的像素?cái)?shù)越多，圖像就越清晰)(2).水平分解力（N）水平分解力:電視系統(tǒng)在水平方向分解像素的能力.當(dāng)水平分解力和垂直分解力相當(dāng)時(shí)(圖像質(zhì)量最好)：水平分解力受以下因素的影響：（a）.通道帶寬（b）.電子束直徑（孔闌效應(yīng)）s最大值2.圖像信號(hào)的最高頻率——電視通道的頻帶寬度逐行掃描隔行掃描小結(jié):跟掃描行數(shù)有關(guān)的參數(shù)a圖像的清晰度電視系統(tǒng)分解力越高，圖像清晰度越高。b電視系統(tǒng)分解力掃描行數(shù)越多系統(tǒng)分解力越高，電視系統(tǒng)才能重現(xiàn)高清晰度的圖像。c電視通道的頻帶寬度掃描行數(shù)越多,頻帶寬度急劇上升。垂直:水平:3.掃描行數(shù)的確定我國(guó)取(1).標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視：設(shè)垂直分解力等于Mmax，則標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視掃描行數(shù)(2).高清晰度電視：最佳觀看距離為屏幕3倍（3h)，最大視角:以上限空間頻率計(jì)算，眼睛能分辯的黑白相間的條紋數(shù)為：線/度設(shè)垂直分解力等于M，則高清晰度電視掃描行數(shù)：2.3.4圖像亮度與色度的非線性失真1.亮度的非線性失真(1)亮度：圖像的平均亮度。(2)對(duì)比度：最大亮度/最小亮度受雜散光△L的影響:2.3.4圖像亮度與色度的非線性失真(3)亮度的非線性失真L0LdLd=KL0E0ECCD攝像管傳輸顯像E設(shè):白擴(kuò)張黑擴(kuò)張攝像機(jī)傳輸顯像管E0E較正E4.較正L0Ld明亮環(huán)境黯淡環(huán)境黑暗環(huán)境2.圖像的亮度層次（亮度梯級(jí)度，灰度等級(jí)）結(jié)論：亮度層次（n）和對(duì)比度的對(duì)數(shù)（lgC）成正比，并受最大對(duì)比度的限制。3.彩色的非線性失真(1)彩色圖像的攝取色度不變色度變化3.彩色的非線性失真被攝景物為三基色光：紅綠藍(lán)例如：紅Fr=1[R]+0[G]+0[B]b.被攝景物為C白光：Fc白=1/3[R]+1/3[G]+1/3[B]c.被攝景物為三基色之補(bǔ)色光：例如：黃色Fy=1/2[R]+1/2[G]+0[B]

d.被攝景物為其它色光：例如：非飽和度的黃色(飽和度為50%)Fy=1/2Fy+1/2Fc白=1/2{1/2[R]+1/2[G]+0[B]}++1/2{1/3[R]+1/3[G]+1/3[B]}=5/12[R]+5/12[G]+1/6[B]結(jié)論：1.當(dāng)三基色，三補(bǔ)色，白色色度不變，其余色的色調(diào)變化，飽和度增加。2.當(dāng)三基色，三補(bǔ)色，白色色度不變，其余色色調(diào)變化，飽和度減小。(3)彩色的非線性失真2.4.1.黑白圖像信號(hào)1.黑白圖像信號(hào)的波形

圖像信號(hào)的極性:正極性信號(hào)：圖像越亮，電平越高(單極性信號(hào))負(fù)極性信號(hào)：圖像越亮，電平越低2.4視頻圖像信號(hào)2.4.1黑白圖像信號(hào)

2黑白圖像信號(hào)的頻譜2.4.1黑白圖像信號(hào)的頻譜2.黑白圖像信號(hào)的頻譜黑白圖像信號(hào)頻譜的特點(diǎn)a、靜止圖像頻譜是以行頻諧波為中心的一束束離散型譜線組成。對(duì)于一般常見的活動(dòng)圖像，由于動(dòng)作速度較慢，每幅畫面內(nèi)容變化不大，則仍具有上述頻譜結(jié)構(gòu)的大致特點(diǎn)。b、隨著行頻譜諧波次數(shù)的增高，譜線幅度逐漸減小。c、各譜線之間有空隙存在，這就提供了在空隙中插入別的信息分量的可能性，為在不擴(kuò)展傳輸頻帶的情況下傳送彩色信息提供了理論依據(jù)s最大值國(guó)際上幾種黑白電視制式的主要技術(shù)指標(biāo)制式MIDKEA每幀行數(shù)525625625819405掃描方式2︰12︰12︰12︰12︰1fF/fV(Hz)30/6025/5025/5025/5025/50FH(Hz)1575015625156252047510125BV(MHz)4.25.56103使用國(guó)家或地區(qū)美國(guó)、日本香港中國(guó)法國(guó)英國(guó)1、三基色信號(hào)電壓VR(R)

,VG(G)

,VB(B)的帶寬都為6MHZ，總帶寬為18MHZ。2、不能兼容:黑白電視接收機(jī)能夠接收彩色電視廣播稱兼容:彩色電視接收機(jī)能夠接收黑白電視廣播稱逆兼容.黑白攝像機(jī)傳輸通道黑白電視系統(tǒng)簡(jiǎn)圖彩色電視系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.4.2亮度信號(hào)，色差信號(hào)及其組成原理黑白接收機(jī)1、三基色信號(hào)電壓VR(R)

,VG(G)

,VB(B)的帶寬都為6MHZ，總帶寬為18MHZ。2、不能兼容:兼容:黑白電視接收機(jī)能夠接收彩色電視廣播逆兼容:彩色電視接收機(jī)能夠接收黑白電視廣播彩色電視系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.4.2亮度信號(hào)，色差信號(hào)及其組成原理由三個(gè)基色信號(hào)組成的新的信號(hào)必須滿足以下幾個(gè)條件：1.為了兼容，必須傳送一個(gè)代表圖像亮度的亮度信號(hào)，2.必須傳送代表圖像色調(diào)和飽和度的色度信號(hào)。3.有利于實(shí)現(xiàn)恒定亮度原理。4.有利于實(shí)現(xiàn)高頻混合原理。5.三個(gè)基色信號(hào)和三個(gè)傳輸信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系要簡(jiǎn)單。Y=0.30R+0.59G+0.11BR-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)

(0.30)=0.70R-0.59G-0.11BR+0.59G+0.11BB-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B))=-0.30R-0.59G+0.89BG-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)

=-0.30R+0.41G-0.11B

三個(gè)色差信號(hào)只有兩個(gè)是獨(dú)立的，例如：(0.30+0.59+0.11)Y=0.30R+0.59G+0.11B30Y+0.59Y+0.11Y=0.30R+0.59G+0.11B0.59(G-Y)=-0.30(R-Y)–0.11(B-Y)(G-Y)=-0.30/0.59(R-Y)-0.11/0.59(B-Y)

亮度信號(hào)，色差信號(hào)和三基色信號(hào)之間的關(guān)系：編碼矩陣解碼矩陣顯像管RGBY(R-Y)(B-Y)Y(R-Y)(B-Y)RBGY矩陣-減法減法RGBYR-YB-Y反相壓縮反相壓縮加法加法加法加法YR-YB-YRGB攝像機(jī)RGBYR!R2R3R4(R-Y)/R1+(G-Y)/R2+(B-Y)/R3=Y/R4R/R1+G/R2+B/R3=(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4)Y1/R1+!R2+1/R3+1/R4=1/AR/R1+G/R2+B/R3=Y/AY=A/R1*R+A/R2*G+A/R3*B1/R1:1/R2:1/R3=0.30:0.59:0.11傳輸亮度信號(hào)和色差信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)1有利于兼容，Y代表圖像亮信息，(R-Y)、(B-Y)代表圖像色調(diào)和飽和度信息。2有利于實(shí)現(xiàn)恒定亮度原理。3有利于實(shí)現(xiàn)高頻混合原理。4當(dāng)傳黑白圖象時(shí)，兩色差信號(hào)為零。(R=G=B,R-Y=B-Y=0)5三個(gè)基色信號(hào)和三個(gè)傳輸信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系簡(jiǎn)單。編碼矩陣解碼矩陣顯像管RGBYR-YB-YYt(R-Y)t(B-Y)tRdGdBdRd=(R-Y)t+YtBd=(B-Y)t+YtGd=[-0.30/0.59(R-Y)t-0.11/0.59(B-Y)t]+Yt

設(shè)顯像管電光轉(zhuǎn)換特性是線性的

Yd=0.30Rd+0.59Gd+0.11Bd

=0.30[(R-Y)t+Yt]+0.59{[-0.30/0.59(R-Y)t-0.11/0.59(B-Y)t]+Yt}+0.11[(B-Y)t+Yt]=Yt

恒定亮度原理及其實(shí)現(xiàn)：恒定亮度原理:重現(xiàn)圖象的亮度只和亮度信號(hào)有關(guān)。處理傳輸編碼矩陣解碼矩陣顯像管RGBYR-YB-YRdGdBd高頻混合原理及其的實(shí)現(xiàn)：高頻混合原理：接收端所恢復(fù)的3個(gè)基色信號(hào)只含較低的頻率分量，其高頻分量用同一亮度的高頻部分來補(bǔ)充。低通低通6M6M6M低通6M6M6MR-YB-Y1.3M1.3M傳輸處理傳輸R-YB-YY6M1.3M1.3MRd=(R-Y)0-1.3+Y0-1.3+Y1.3-6=R0-1.3+Y1.3-6Bd=(B-Y)0-1.3+Y0-1.3+Y1.3-6=B0-1.3+Y1.3-6Gd=(G-Y)0-1.3+Y0-1.3+Y1.3-6=G0-1.3+Y1.3-66M不同彩色時(shí)亮度信號(hào)和色差信號(hào)舉例：1.白色R=B=G=EY=0.30R+0.59G+0.11B=0.30E+0.59E+0.11E=ER-Y=E-E=0B-Y=E-E=0

2.灰色R=B=G=0.5EY=0.30R+0.59G+0.11B=0.30*0.5E+0.59*0.5E+0.11*0.5E=0.5E

R-Y=0.5E-0.5E=0B-Y=0.5E-0.5E=0

結(jié)論:1.黑白圖像,圖像越亮,Y電平越高,R-Y=B-Y=0

1.飽和品紅色R=B=EG=0Y=0.30R+0.59G+0.11B=0.30E+0.11E=0.41E

R-Y=E-0.41E=0.59EB-Y=E-041E=0.59E

2.未飽和品紅色R=B=EG=0.2EY=0.30R+0.59G+0.11B=0.30E+0.11E+0.59*0.2E=0.53E

R-Y=E-0.53E=0.47EB-Y=E-0.53E=0.47E3.飽和黃色R=G=EB=0Y=0.30R+0.59G+0.11B=0.30E+0.59E=0.89E

R-Y=E-0.89E=0.11EB-Y=0-0.89E=-0.89E結(jié)論:

2.彩色圖像,色調(diào)相同，飽和度越低,Y電平越高,R-YB-Y電平越低；3.飽和度相同，色調(diào)不同Y,R-YB-Y電平都不同。

R0G0B0RGBYR-YB-YYR-YB-YRdGdBdYd=0.30(Rd)2+0.59(Gd)2+0.11(Bd)2

=0.30[(R-Y)+Y]2+0.59[(G-Y)+Y]2+0.11[(B-Y)+Y]2

=Y2+0.30(R-Y)2+0.59(G-Y)2+0.11(B-Y)

2

=Y2+Ys(2)

編碼矩陣解碼矩陣顯像管Rd=(R-Y)+YBd=(B-Y)+YGd=(G-Y)+Y轉(zhuǎn)換特性的非線性對(duì)實(shí)現(xiàn)恒定亮度原理的影響R0G0B0RGBYR-YB-YYR-YB-YRdGdBd編碼矩陣解碼矩陣顯像管轉(zhuǎn)換特性的非線性對(duì)實(shí)現(xiàn)恒定亮度原理的影響恒定亮度指數(shù):黑白圖像：彩色圖像：Y0為原景物的亮度。Y為實(shí)際傳送的亮度信號(hào)。為由傳送的亮度信號(hào)所重現(xiàn)的圖像亮度。恒定亮度指數(shù)：Y0為原景物的亮度。Y為實(shí)際傳送的亮度信號(hào)。為由傳送的亮度信號(hào)所重現(xiàn)的圖像亮度。