第2章電視傳像基本原理2.1電視傳像原理2.2電視圖像基本參數(shù)2.3黑白全電視信號(hào)的組成思考題和習(xí)題第2章電視圖像的傳送原理2.1電視傳像原理

電視廣播用無(wú)線(xiàn)電波傳送活動(dòng)圖像和伴音。傳送伴音要把隨時(shí)間變化的聲能變成電信號(hào)傳送出去，接收機(jī)再把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音。傳送活動(dòng)圖像要在發(fā)送端把亮度信息從空間、時(shí)間的多維函數(shù)變成時(shí)間的單變量函數(shù)電信號(hào)。第2章電視圖像的傳送原理

人眼的分辨力是有限的，當(dāng)人眼看圖像上兩個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的視角小于1′時(shí)，眼睛已不能將這兩點(diǎn)區(qū)分開(kāi)來(lái)。根據(jù)這一視覺(jué)特性，我們可以將一幅空間上連續(xù)的黑白圖像分解成許多小單元，這些小單元面積相等、分布均勻，明暗程度不同。大量的單元組成了電視圖像，這些單元稱(chēng)為像素。報(bào)紙上的照片就是這樣構(gòu)成的，在近距離仔細(xì)觀(guān)察時(shí)，畫(huà)面由許多小黑點(diǎn)組成；當(dāng)離開(kāi)一定距離觀(guān)看時(shí)，看到的是一幅完整的照片。單位面積上的像素?cái)?shù)越多，圖像越清晰。第2章電視圖像的傳送原理

一幅高質(zhì)量的圖像有幾十萬(wàn)個(gè)像素。要用幾十萬(wàn)個(gè)傳輸通道來(lái)同時(shí)傳送圖像信號(hào)是不可能的。由于人眼的視覺(jué)惰性，可以把圖像上各像素的亮度信號(hào)按從左到右、從上到下的順序一個(gè)一個(gè)地傳送。電視接收機(jī)按發(fā)送端的順序依次將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)亮度的像素，只要在視覺(jué)暫留的0.1s時(shí)間里完成一幅圖像所有像素的電光轉(zhuǎn)換，那么人眼感覺(jué)到的將是一幅完整的圖像。第2章電視圖像的傳送原理

利用人眼的視覺(jué)惰性和有限分辨力，活動(dòng)圖像可分解為一連串的靜止圖像，靜止圖像又可分解為像素，只要在時(shí)間里，發(fā)送端依次對(duì)一幅圖像所有像素的亮度信息進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，接收端再依次重現(xiàn)相應(yīng)亮度的像素，就可以完成活動(dòng)圖像的傳輸。這種將圖像分解成像素后順序傳送的方法叫做順序傳送原理。

利用視覺(jué)惰性，我們同樣可以把連續(xù)動(dòng)作分解為一連串稍有差異的靜止圖像。電影就是每秒放映24幅稍有差異的靜止畫(huà)面來(lái)得到活動(dòng)圖像的，電視則是采用每秒傳送25幅稍有差異的電視畫(huà)面來(lái)得到連續(xù)動(dòng)作的效果的。第2章電視圖像的傳送原理2.1.1逐行掃描在電視發(fā)送端用攝像器件實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在接收端用顯像管實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換。涂在玻璃屏上的熒光粉在電子束的轟擊下會(huì)發(fā)光。熒光屏的發(fā)光強(qiáng)弱取決于轟擊電子的數(shù)量與速度，只要用代表圖像的電信號(hào)去控制電子束的強(qiáng)弱，再按規(guī)定的順序掃描熒光屏，便能完成由電到光的轉(zhuǎn)換，重現(xiàn)電視圖像。第2章電視圖像的傳送原理

顯像管中的電子束掃描是通過(guò)水平偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和垂直偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在水平偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的垂直磁場(chǎng)作用下，電子束沿著水平方向掃描，叫做行掃描。同時(shí)在垂直偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的水平磁場(chǎng)作用下，電子束沿垂直方向掃描，叫做場(chǎng)掃描。第2章電視圖像的傳送原理

假定在水平偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈里通過(guò)如圖2-1(a)所示的鋸齒形電流，t1～t2期間電流線(xiàn)性增長(zhǎng)時(shí)，電子束在垂直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下從左向右作勻速掃描叫做行掃描正程，t2時(shí)刻正程結(jié)束時(shí)，電子束掃到屏幕的最右邊。t2～t3期間偏轉(zhuǎn)電流快速線(xiàn)性減小，電子束從右向左迅速掃描，叫做行掃描逆程，t3時(shí)刻逆程結(jié)束時(shí)，電子束又回掃到屏幕的最左邊。電子束在水平方向往返一次所需的時(shí)間稱(chēng)為行掃描周期TH。行掃描周期TH等于行正程時(shí)間THF和行逆程時(shí)間THR之和。行掃描周期的倒數(shù)就是行掃描頻率fH。第2章電視圖像的傳送原理

圖2-1逐行掃描電流和光柵

(a)行掃描電流；(b)幀掃描電流；(c)掃描光柵第2章電視圖像的傳送原理

假定在垂直偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈里通過(guò)如圖2-1(b)所示的鋸齒形電流，電子束在水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下將產(chǎn)生自上而下，再自下而上的掃描，這樣便形成幀掃描正程和逆程。幀掃描的周期TZ等于幀正程時(shí)間TZF和幀逆程時(shí)間TZR之和。幀掃描周期的倒數(shù)就是幀掃描頻率fZ。幀掃描頻率fZ遠(yuǎn)低于行掃描頻率fH。第2章電視圖像的傳送原理

如果把行偏轉(zhuǎn)電流iH和幀偏轉(zhuǎn)電流iZ同時(shí)分別加到水平和垂直偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈里，那么，在水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和垂直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)共同作用下，電子束同時(shí)沿水平方向和垂直方向掃描，在屏幕上就顯示出如圖2-1（c）所示的光柵。由于行掃描時(shí)間比幀掃描時(shí)間短得多，整個(gè)屏幕高度有600多條掃描線(xiàn)，因此電視機(jī)的掃描線(xiàn)看起來(lái)是水平直線(xiàn)。這種掃描方式從圖像上端開(kāi)始，從左到右、從上到下以均勻速度依照順序一行緊跟一行地掃完全幀畫(huà)面，稱(chēng)為逐行掃描。第2章電視圖像的傳送原理

逆程掃描線(xiàn)會(huì)降低圖像質(zhì)量，故在行、幀逆程期間用消隱脈沖截止掃描電子束，使逆程掃描線(xiàn)消失。為了提高效率，正程掃描時(shí)間應(yīng)占整個(gè)掃描周期的大部分，電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了行逆程系數(shù)α和幀逆程系數(shù)β：

在逐行掃描中，所有幀的光柵都應(yīng)相互重合，這就要求幀掃描周期TZ是行掃描周期TH的整數(shù)倍，也就是說(shuō)每幀的掃描行數(shù)Z為整數(shù)，TZ=ZTH，fH=ZfZ。第2章電視圖像的傳送原理2.1.2隔行掃描為了保證電視圖像有足夠的清晰度，掃描行數(shù)需在600左右；為了保證不產(chǎn)生閃爍感覺(jué)，幀掃描頻率應(yīng)在48Hz以上，這樣圖像信號(hào)的頻帶就會(huì)很寬，使設(shè)備復(fù)雜化。隔行掃描在不增加帶寬的前提下，保證有足夠的清晰度又避免了閃爍現(xiàn)象。

第2章電視圖像的傳送原理

隔行掃描就是把一幀圖像分成兩場(chǎng)來(lái)掃：第一場(chǎng)掃描1、3、5、…奇數(shù)行，稱(chēng)為奇數(shù)場(chǎng)；第二場(chǎng)掃描2、4、6、…偶數(shù)行，稱(chēng)為偶數(shù)場(chǎng)。每幀圖像經(jīng)過(guò)兩場(chǎng)掃描，所有像素全部掃完。偶數(shù)場(chǎng)掃描線(xiàn)正好嵌在奇數(shù)場(chǎng)掃描線(xiàn)的中間，如圖2-2（c）所示。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每秒傳送25幀，每幀圖像為625行，每場(chǎng)掃描312.5行，每秒掃描50場(chǎng)。場(chǎng)頻為50Hz，不會(huì)有閃爍現(xiàn)象，一幀由兩場(chǎng)復(fù)合而成，每幀畫(huà)面仍為625行，圖像清晰度沒(méi)有降低，而頻帶卻壓縮了一半。第2章電視圖像的傳送原理

圖2-2（a）是行掃描電流波形，圖2-2（b）是場(chǎng)掃描電流波形。為了簡(jiǎn)化，圖中未畫(huà)出行、場(chǎng)掃描的逆程時(shí)間。一幀光柵由9行組成，圖2-2（c）中奇數(shù)場(chǎng)光柵用實(shí)線(xiàn)表示，偶數(shù)場(chǎng)光柵用虛線(xiàn)表示。奇數(shù)場(chǎng)結(jié)束時(shí)正好掃完第5行的前半行，偶數(shù)場(chǎng)一開(kāi)始掃第5行的后半行，偶數(shù)場(chǎng)第一整行(第6行)起始時(shí)垂直方向正好掃過(guò)半行，插在第1行和第2行的中間，形成隔行掃描。由此可見(jiàn)，隔行掃描要將偶數(shù)場(chǎng)光柵嵌在奇數(shù)場(chǎng)光柵中間，每幀的掃描行數(shù)必須是奇數(shù)。第2章電視圖像的傳送原理

圖2-2隔行掃描電流和光柵

(a)行掃描電流；(b)場(chǎng)掃描電流；(c)掃描光柵第2章電視圖像的傳送原理

隔行掃描存在下列缺點(diǎn)：

(1)行間閃爍效應(yīng)從電視圖像整體來(lái)看，隔行掃描后圖像場(chǎng)頻保持在50Hz，高于臨界閃爍頻率，觀(guān)看時(shí)不會(huì)感覺(jué)到閃爍。但當(dāng)圖像中有一行亮線(xiàn)時(shí)，每秒只出現(xiàn)25次，低于臨界閃爍頻率，就會(huì)感到閃爍，這叫行間閃爍。第2章電視圖像的傳送原理(2)并行現(xiàn)象并行現(xiàn)象有真實(shí)并行和視在并行。在隔行掃描中，要求行、場(chǎng)掃描頻率保持一定的關(guān)系，否則兩場(chǎng)光柵不能均勻相嵌。不均勻的極端是奇、偶兩場(chǎng)光柵重合，稱(chēng)為真實(shí)并行，這時(shí)圖像清晰度會(huì)降低一半。當(dāng)圖像上有一物體垂直方向運(yùn)動(dòng)速度恰好是一場(chǎng)時(shí)間下移一行的距離時(shí)，該物體后一場(chǎng)圖像與前一場(chǎng)相同，當(dāng)觀(guān)察者的視線(xiàn)隨運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)時(shí)，看起來(lái)是兩行并成了一行，圖像清晰度下降，這被稱(chēng)為視在并行。第2章電視圖像的傳送原理(3)垂直邊沿鋸齒化現(xiàn)象當(dāng)圖像上有物體水平方向運(yùn)動(dòng)速度足夠大時(shí)，因隔行分場(chǎng)傳送，相鄰兩行在時(shí)間上相差，結(jié)果運(yùn)動(dòng)物體圖像垂直邊緣出現(xiàn)鋸齒。鋸齒深度就是物體在一場(chǎng)時(shí)間內(nèi)水平方向移動(dòng)的距離。第2章電視圖像的傳送原理2.2電視圖像基本參數(shù)2.2.1圖像寬高比圖像寬高比也稱(chēng)幅型比。根據(jù)人眼的視覺(jué)特性，視覺(jué)最清楚的范圍是垂直視角為15°，水平視角為20°的一個(gè)矩形視野，因而電視接收機(jī)的屏幕通常為矩形，矩形畫(huà)面的寬高比為4∶3。第2章電視圖像的傳送原理

矩形屏幕的大小用對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度表示，并習(xí)慣用英寸作單位，一般家用電視機(jī)的35cm（14英寸）、46cm（18英寸）、51cm（20英寸）、74cm（29英寸）等都是指屏幕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度。觀(guān)看電視的最佳距離分別為2m、2.5m、3m、4m，眼睛應(yīng)與熒光屏中心處在同一水平線(xiàn)。為增強(qiáng)臨場(chǎng)感與真實(shí)感，還可加大幅型比，例如，高清晰度電視或大屏幕高質(zhì)量電視要求水平視角加大，觀(guān)看距離約為屏高的三倍，幅型比定為16∶9。第2章電視圖像的傳送原理2.2.2場(chǎng)頻選擇場(chǎng)掃描頻率主要應(yīng)考慮不能出現(xiàn)光柵閃爍。人眼的臨界閃爍頻率與屏幕亮度、圖像內(nèi)容、觀(guān)看條件以及熒光粉的余輝時(shí)間等因素有關(guān)，為了不引起人眼的閃爍感覺(jué)，場(chǎng)頻應(yīng)高于48Hz。隨著屏幕亮度的提高，屏幕尺寸的加大，觀(guān)看距離的變近，場(chǎng)頻應(yīng)相應(yīng)提高。第2章電視圖像的傳送原理

場(chǎng)頻的選擇還要考慮交流電源對(duì)電視圖像的影響。電視接收機(jī)電源濾波不良或因雜散電源磁場(chǎng)的影響，交流電源干擾混入視頻信號(hào)中，都會(huì)使圖像產(chǎn)生一種垂直方向的明暗變化，或呈現(xiàn)為一二條水平暗條。當(dāng)電源頻率與場(chǎng)頻相同并與電源同步時(shí)，這些干擾在圖像上是固定不動(dòng)的，只要不太大，眼睛是感覺(jué)不出來(lái)的；當(dāng)電源頻率與場(chǎng)頻不同時(shí)，干擾圖形將是移動(dòng)的，以?xún)蓚€(gè)頻率的差頻向上或向下滾動(dòng)，俗稱(chēng)“滾道”。第2章電視圖像的傳送原理

交流電源干擾若加在行鋸齒波上，會(huì)造成光柵扭曲。當(dāng)場(chǎng)頻與電源頻率不同時(shí)，光柵不但扭曲而且擺動(dòng)。因此在制定電視標(biāo)準(zhǔn)時(shí)都規(guī)定場(chǎng)頻與本國(guó)的電網(wǎng)頻率相同。在我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)中，場(chǎng)頻選為50Hz。隨著新型熒光粉的出現(xiàn)，電視屏幕亮度不斷提高，一些高亮度的畫(huà)面常會(huì)引起閃爍感覺(jué)，而現(xiàn)代接收機(jī)生產(chǎn)工藝水平已能消除電源干擾，所以將來(lái)會(huì)采用比50Hz更高的場(chǎng)頻。第2章電視圖像的傳送原理2.2.3行數(shù)在1.2.3節(jié)中得到分辨力公式

式中，L表示眼睛與圖像之間的距離，d表示能分辨的兩點(diǎn)間最小距離，對(duì)于正常視力的人，在中等亮度情況下觀(guān)看靜止圖像時(shí)，θ為1～1.5′。第2章電視圖像的傳送原理

設(shè)Z為每幀掃描行數(shù)，h為屏幕高度，則有，代入式（1-2）得。取標(biāo)準(zhǔn)視距L為屏幕高度h的4～6倍，并取θ為1′時(shí)，則可算得應(yīng)該取的掃描行數(shù)在860～570行之間。目前世界上采用的標(biāo)準(zhǔn)掃描行數(shù)有625行和525行，我國(guó)采用625行。在20世紀(jì)50年代，電視機(jī)以12英寸和14英寸為主,所以行數(shù)選擇了625行。隨著大屏幕電視的發(fā)展，625行的標(biāo)準(zhǔn)明顯偏低，在高清晰度電視中，為了獲得臨場(chǎng)感和真實(shí)感，掃描行數(shù)已增加到1200行以上。第2章電視圖像的傳送原理

場(chǎng)頻已經(jīng)確定為fV=50Hz，由于采用隔行掃描，則幀頻fZ=25Hz，也就是說(shuō)，一幀掃描時(shí)間TZ=40ms。當(dāng)掃描行數(shù)選定為Z=625后，行掃描時(shí)間TH=TZ/Z=40ms/625=64μs，行頻fH=fZ×Z=25Hz×625=15625Hz。第2章電視圖像的傳送原理

圖像信號(hào)

CCD傳感器的每個(gè)像素的輸出波形只在一部分時(shí)間內(nèi)是圖像信號(hào)，其余時(shí)間內(nèi)是復(fù)位電平和干擾。為了取出圖像信號(hào)并消除干擾，就要采用取樣保持電路。每個(gè)像素信號(hào)被取樣后，用一電容把信號(hào)保持下來(lái)，直到取樣下一個(gè)像素信號(hào)。第2章電視圖像的傳送原理

下圖是相關(guān)雙取樣電路（CDS，CorrelatedDoubleSampling），圖中SHP是復(fù)位電平取樣脈沖，它對(duì)復(fù)位電平進(jìn)行取樣，用來(lái)消除直流成分。SHD是信號(hào)取樣脈沖，它對(duì)取樣后的復(fù)位電平和信號(hào)同時(shí)取樣。由于取樣后的兩個(gè)信號(hào)中有相同的干擾波形，因此將有相同干擾波形的兩個(gè)信號(hào)送到差分放大器中相減，就可得到不帶干擾的輸出信號(hào)。在CCD傳感器的輸出信號(hào)中含有多種熱雜波，這些雜波在差分放大器輸入的兩路信號(hào)中基本相同，經(jīng)過(guò)差分放大器后，熱雜波將被抑制。第2章電視圖像的傳送原理圖相關(guān)雙取樣電路第2章電視圖像的傳送原理

經(jīng)相關(guān)雙取樣后得到的圖像信號(hào)反映了實(shí)際景物的亮度。因?yàn)閳D像內(nèi)容是隨機(jī)的，相應(yīng)的電壓波形也是隨機(jī)的，所以攝取一幅從白到黑10個(gè)灰度等級(jí)豎條的圖像，每行產(chǎn)生的圖像信號(hào)電壓波形就是10階梯從低到高的。純白對(duì)應(yīng)的電平最低，全黑對(duì)應(yīng)的電平最高。這種信號(hào)電平與圖像亮度成反比的圖像信號(hào)稱(chēng)為負(fù)極性圖像信號(hào)。反之，信號(hào)電平與圖像亮度成正比的圖像信號(hào)稱(chēng)為正極性圖像信號(hào)。第2章電視圖像的傳送原理

消隱信號(hào)和同步信號(hào)顯像管電子束在行、場(chǎng)掃描正程期間重現(xiàn)圖像信號(hào)，在行、場(chǎng)掃描逆程期間形成回掃線(xiàn)。因?yàn)閿z像機(jī)在行、場(chǎng)掃描逆程發(fā)出消隱信號(hào)令電視接收機(jī)顯像管電子束截止，所以消除了顯像管在行、場(chǎng)掃描逆程期間產(chǎn)生的回掃線(xiàn)。第2章電視圖像的傳送原理

消隱信號(hào)分為行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào)。行消隱信號(hào)的寬度為12μs，場(chǎng)消隱信號(hào)的寬度為25TH+12μs。因?yàn)椴捎酶粜袙呙?，奇?shù)場(chǎng)的場(chǎng)消隱起點(diǎn)與前面的一個(gè)行消隱差半行，偶數(shù)場(chǎng)的場(chǎng)消隱起點(diǎn)與前面的一個(gè)行消隱相差一行,如圖2-12所示。行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào)合在一起稱(chēng)為復(fù)合消隱信號(hào)。第2章電視圖像的傳送原理圖2-12復(fù)合消隱信號(hào)

(a)奇數(shù)場(chǎng)；(b)偶數(shù)場(chǎng)第2章電視圖像的傳送原理

電視接收機(jī)顯像管要正確地重現(xiàn)攝像機(jī)攝取的圖像，接收機(jī)與攝像機(jī)的掃描必須同步，即掃描的頻率和相位完全相同。攝像機(jī)每讀出一行圖像信號(hào)后，送出一個(gè)行同步信號(hào)，接收機(jī)則利用這個(gè)行同步信號(hào)去控制本機(jī)的行掃描逆程起點(diǎn)。行同步脈沖的前沿表示上一行的結(jié)束，下一行的開(kāi)始。行同步信號(hào)的脈沖寬度為4.7μs，行同步脈沖前沿滯后行消隱脈沖前沿1.5μs，如圖2-11（a）所示。第2章電視圖像的傳送原理

攝像機(jī)每讀完一場(chǎng)圖像信號(hào)后，送出一個(gè)場(chǎng)同步信號(hào)，接收機(jī)就利用該場(chǎng)同步信號(hào)去控制本機(jī)的場(chǎng)掃描逆程起點(diǎn)。場(chǎng)同步脈沖的前沿表示上一場(chǎng)的結(jié)束，下一場(chǎng)的開(kāi)始。場(chǎng)同步信號(hào)的脈沖寬度為2.5TH，行、場(chǎng)同步信號(hào)合在一起稱(chēng)為復(fù)合同步信號(hào)。復(fù)合同步信號(hào)的波形如圖2-11（b）所示，奇數(shù)場(chǎng)的最后一個(gè)行同步脈沖的前沿與場(chǎng)同步脈沖的前沿相距TH／2，而偶數(shù)場(chǎng)最后一個(gè)行同步脈沖的前沿與場(chǎng)同步的前沿間距為T(mén)H，所以行同步脈沖的位置在奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)中有半行之差，這樣保證了隔行掃描的要求。第2章電視圖像的傳送原理圖2-行同步信號(hào)和復(fù)合同步信號(hào)

(a)行同步信號(hào)；(b)復(fù)合同步信號(hào)第2章電視圖像的傳送原理

如果接收機(jī)的場(chǎng)頻稍高或稍低于場(chǎng)同步信號(hào)，就會(huì)使重現(xiàn)圖像向下或向上移動(dòng)，移動(dòng)速度取決于接收機(jī)與場(chǎng)同步信號(hào)場(chǎng)頻之差。當(dāng)接收機(jī)的場(chǎng)頻為25Hz,即電視信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)頻的一半時(shí)，屏幕上出現(xiàn)上、下兩個(gè)相同的圖像而屏幕中部則是一條水平黑帶，是占25行的場(chǎng)消隱信號(hào)。如果接收機(jī)的行頻稍高于行同步信號(hào)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條條向右下方傾斜的黑白相間的條紋；如果接收機(jī)的行頻稍低于行同步信號(hào)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條條向左下方傾斜的黑白相間的條紋。第2章電視圖像的傳送原理3開(kāi)槽脈沖和均衡脈沖在場(chǎng)同步信號(hào)期間行同步信號(hào)中斷，容易造成行不同步。為了保持行同步信號(hào)的連續(xù)性，保證場(chǎng)同步期間行掃描的穩(wěn)定，在場(chǎng)同步信號(hào)內(nèi)開(kāi)了五個(gè)小凹槽，形成了五個(gè)齒脈沖。利用凹槽的后沿作為行同步信號(hào)的前沿。凹槽叫做開(kāi)槽脈沖，其寬度為4.7μs，其間隔等于TH／2。齒脈沖寬度為27.3μs，如圖2-13所示。第2章電視圖像的傳送原理

行、場(chǎng)同步脈沖合在一起成為復(fù)合同步信號(hào)，如圖2-13（b）所示。由于行、場(chǎng)同步脈沖的寬度相差很大，因此可以用微分電路得到行周期的正負(fù)尖脈沖，用正尖脈沖去同步行掃描發(fā)生器?？梢杂梅e分電路抑制行同步信號(hào)而取出場(chǎng)同步信號(hào)去控制場(chǎng)掃描發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)行、場(chǎng)掃描的同步。第2章電視圖像的傳送原理圖2-14未加均衡時(shí)奇數(shù)、偶數(shù)場(chǎng)的積分波形第2章電視圖像的傳送原理

如圖2-14所示,由于奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的場(chǎng)同步信號(hào)的前沿和前面一個(gè)行同步信號(hào)的間距分別為T(mén)H和TH／2，因此通過(guò)積分電路后，奇數(shù)場(chǎng)、偶數(shù)場(chǎng)同步信號(hào)的積分波形不一樣，若用此波形的某一電平去同步場(chǎng)掃描電路，則兩場(chǎng)的同步會(huì)出現(xiàn)時(shí)間誤差Δt。偶數(shù)場(chǎng)在t1時(shí)同步而奇數(shù)場(chǎng)在t2時(shí)同步，影響了接收機(jī)隔行掃描的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致掃描光柵的并行和垂直分辨力的降低。第2章電視圖像的傳送原理

為了消除奇數(shù)偶數(shù)兩場(chǎng)的時(shí)間誤差，在場(chǎng)同步信號(hào)前后若干行內(nèi)將行同步脈沖的頻率提高一倍。為了使頻率提高后的行同步脈沖的平均電平不變，將這些脈沖的寬度減少為原來(lái)的一半，在場(chǎng)同步信號(hào)的前后各有五個(gè)脈沖分別稱(chēng)為前均衡脈沖和后均衡脈沖。場(chǎng)同步內(nèi)的開(kāi)槽脈沖頻率提高一倍是由于同樣的原因，這樣，在奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的場(chǎng)同步期間，以及前后若干行的同步脈沖波形會(huì)完全相同，結(jié)果奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的積分波形也完全相同。第2章電視圖像的傳送原理

圖2-15黑白全電視信號(hào)

(a)奇數(shù)場(chǎng)信號(hào)；(b)偶數(shù)場(chǎng)信號(hào)第2章電視圖像的傳送原理

圖2-15黑白全電視信號(hào)

(a)奇數(shù)場(chǎng)信號(hào)；(b)偶數(shù)場(chǎng)信號(hào)第2章電視圖像的傳送原理

全電視信號(hào)黑白全電視信號(hào)由圖像信號(hào)、消隱信號(hào)和同步信號(hào)疊加而成，如圖2-15所示。同步脈沖疊加在消隱脈沖之上，消隱脈沖的作用是關(guān)閉電子束,消除回掃線(xiàn)。消隱電平相當(dāng)于圖像信號(hào)的黑色電平，同步脈沖電平比消隱電平還高，不會(huì)在接收機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。利用同步脈沖的高電平，可以把同步脈沖切割出來(lái)，去控制掃描振蕩器。同步脈沖的前沿是掃描逆程開(kāi)始的時(shí)間，消隱脈沖的前沿比同步脈沖提前一點(diǎn)可以確保逆程被完全消隱掉。第2章電視圖像的傳送原理

全電視信號(hào)的幅度比例按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是同步信號(hào)電平為100%，黑電平與消隱電平為75%，白電平為10%～12.5%，圖像信號(hào)介于白電平和黑電平之間，統(tǒng)稱(chēng)為灰色電平。第2章電視圖像的傳送原理2.3電視圖像的基本參數(shù)

2.3.1圖像的尺寸與幾何形狀（1）幀型和幀型畸變（2）圖像的幾何相似性由于電子束是在掃描正程期間傳送圖像信號(hào)的，因此在正程期間要求掃描速度均勻，這就要求流過(guò)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈的電流線(xiàn)性良好，否則重現(xiàn)圖像將產(chǎn)生非線(xiàn)性失真。若原圖像為方格信號(hào)，當(dāng)行、場(chǎng)掃描電流波形均為線(xiàn)性變化的鋸齒波時(shí)，重現(xiàn)圖形無(wú)失真，仍為方格圖形。當(dāng)行、場(chǎng)掃描電流只要有其中之一失真，顯示的圖形將出現(xiàn)非線(xiàn)性失真，圖2-17(b)和(c)分別表示行、場(chǎng)掃描電流其中之一出現(xiàn)非線(xiàn)性失真的情況。若二者同時(shí)失真，將顯示出復(fù)雜的失真圖形。

第2章電視圖像的傳送原理

行、場(chǎng)掃描電流幅度不足時(shí)同樣會(huì)產(chǎn)生失真。

第2章電視圖像的傳送原理

我國(guó)廣播電視掃描參數(shù)掃描方式：隔行掃描。行頻fH：15625Hz；場(chǎng)頻fV：50Hz（幀頻25Hz）；行周期TH：64μs場(chǎng)周期TV：20ms行正程時(shí)間THS：≥52μs場(chǎng)正程時(shí)間TVS：≥18.4ms行逆程時(shí)間THR：≤12μs場(chǎng)逆程時(shí)間TVR：≤1.6ms每幀掃描行數(shù)Z：625行每幀顯示行數(shù)Z/：575行每場(chǎng)掃描行數(shù)：312.5行每場(chǎng)顯示行數(shù)：287.5行第2章電視圖像的傳送原理2.3.3掃描行數(shù)及有關(guān)參數(shù)確定（1）圖像的分解力（清晰度）與信號(hào)帶寬廣播電視的掃描參數(shù)是在參數(shù)確定時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)條件的制約下，根據(jù)人們對(duì)電視圖像清晰度的要求，經(jīng)過(guò)折衷考慮而確定的。掃描參數(shù)一經(jīng)確定，其圖像的清晰度和圖像信號(hào)帶寬亦隨之確定了。電視圖像的分解力通常用能分辨黑白相間線(xiàn)條的線(xiàn)數(shù)來(lái)表示。例如，說(shuō)500線(xiàn)清晰度，則表示可以分辨黑白相間的線(xiàn)條的總數(shù)為500條，即黑白相間的線(xiàn)條個(gè)250條。電視的分解力分為垂直（方向）分解力和水平（方向）分解力。

第2章電視圖像的傳送原理1．垂直分解力M

電視圖的垂直分解力受每幀掃描行數(shù)Z的限制，實(shí)際上是受每幀顯示行數(shù)Z/的限制。理想條件下，M=Z/。但在實(shí)際上M與當(dāng)時(shí)的圖像狀態(tài)和掃描線(xiàn)的相對(duì)位置有關(guān)（如圖示，圓點(diǎn)表示正在掃描的電子束），則總是有M＜Z/。

由于掃描線(xiàn)具有一定的寬度（電子束具有一定的截面積），所以再現(xiàn)圖象可以完全恢復(fù)第一列和第三列的原圖形，而第二列則完全復(fù)不能恢復(fù)了，第四列可以部分恢復(fù)。這種極端的情形在實(shí)際的圖象是很少見(jiàn)的，一般的圖像總是具有一定的隨機(jī)性，所以垂直分解力M介于有效掃描行數(shù)Z/到Z/的一半之間，可以用一個(gè)小于一的系數(shù)k與Z/的乘積來(lái)表示：M=kZ/。通常k=0.76，則M=427線(xiàn)。

由此可見(jiàn)，我國(guó)廣播電視的垂直清晰度大于400線(xiàn)。VHS家用錄像機(jī)為200左右，S-VHS在400線(xiàn)左右，VCD在280左右。第2章電視圖像的傳送原理2．水平分解力N

水平分解力N是指圖像在水平方向上可以區(qū)分出垂直的黑白相間的線(xiàn)條數(shù)目。電子束在垂直方向上掃描是一行一行進(jìn)行的，相鄰兩行互不重疊，則垂直方向上象素是不連續(xù)的，水平方向每一行的掃描則是連續(xù)進(jìn)行的。由于掃描電子束具有一定的截面，對(duì)于豎直的黑白相間的線(xiàn)條掃描時(shí)，在黑白的交界處，轉(zhuǎn)換圖像信號(hào)的電平不能突變。若圖象的細(xì)節(jié)比電子束的直徑更小，則會(huì)完全反映不了這種細(xì)節(jié)的變化，即存在孔闌效應(yīng)。第2章電視圖像的傳送原理

從提高水平分解力的觀(guān)點(diǎn)上看，電子束截面的直徑d越小圖像的水平分力就會(huì)越高，但是電子束截面的直徑太小畫(huà)面轉(zhuǎn)換的效率將會(huì)降低，所以電子束截面的直徑d一般以?huà)呙璧男芯嘞嗟葹橐耍钻@效應(yīng)此時(shí)的水平分辨力與垂直分辨力相同（單位長(zhǎng)度上），試驗(yàn)證明此時(shí)的圖像質(zhì)量最佳。在畫(huà)面寬高比為4:3時(shí)，線(xiàn)。第2章電視圖像的傳送原理3．圖像信號(hào)的帶寬任何景物都有一定的背景亮度，反映在圖像信號(hào)上就是信號(hào)的直流分量，也就是說(shuō)圖像信號(hào)最低頻率是直流?？梢?jiàn)只要知道了圖像信號(hào)的最高頻率，就可以確定圖像信號(hào)的帶寬。圖像信號(hào)的最高頻率應(yīng)出現(xiàn)在傳輸一幅全是細(xì)節(jié)圖象的情況下，且圖像細(xì)節(jié)相當(dāng)于一個(gè)像素，與一個(gè)掃描點(diǎn)相當(dāng)，我們可用圖像信號(hào)的帶寬計(jì)算圖來(lái)討論。

圖像信號(hào)的帶寬計(jì)算圖

電視的水平分解力為N，則在行掃描正程時(shí)電子束掃過(guò)每個(gè)象素的時(shí)間為td=THS/N。由于存在孔闌效應(yīng)，所以攝像輸出的信號(hào)近似為正弦波，周期為2td，因而圖像信號(hào)的最高頻率fmax為第2章電視圖像的傳送原理思考題和習(xí)題1.填空題

(1)在水平偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的_____磁場(chǎng)作用下，電子束沿著____方向掃描，叫做行掃描。

(2)在垂直偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈所產(chǎn)生的_____磁場(chǎng)作用下，電子束作_____方向掃描，叫做場(chǎng)掃描。第2章電視圖像的傳送原理(3)電子束在水平方向往返一次所需的時(shí)間為行掃描周期(TH)。行掃描周期TH等于_____和_____之和。

(4)行掃描周期的倒數(shù)是_____。

(5)幀掃描頻率fZ遠(yuǎn)_____于行掃描頻率fH。

(6)電子束從圖像上端開(kāi)始，從左到右、從上到下以均勻速度依照順序一行緊跟一行地掃完全幀畫(huà)面，稱(chēng)為_(kāi)____掃描。

(7)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了行逆程系數(shù)α=_____，幀逆程系數(shù)β=______。第2章電視圖像的傳送原理(8)在逐行掃描中，每幀的掃描行數(shù)Z為_(kāi)____。(9)我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每秒傳送_____幀，每幀圖像為_(kāi)____行，每場(chǎng)掃描_____行，每秒掃描_____場(chǎng)。(10)隔行掃描要求每幀的掃描行數(shù)必須是_____。(11)隔行掃描存在_____效應(yīng)、_____現(xiàn)象和_____現(xiàn)象等缺點(diǎn)。第2章電視圖像的傳送原理(11)行消隱信號(hào)的寬度為_(kāi)____，場(chǎng)消隱信號(hào)的寬度為_(kāi)____。

(12)行同步信號(hào)的脈沖寬度為_(kāi)____，行同步脈沖前沿滯后行消隱脈沖前沿_____。

(13)場(chǎng)同步信號(hào)的脈沖寬度為_(kāi)____TH。

(14)如果接收機(jī)的場(chǎng)頻稍高于場(chǎng)同步信號(hào)會(huì)使重現(xiàn)圖像_____移動(dòng)。第2章電視圖像的傳送原理(15)如果接收機(jī)的行頻稍高于行同步信號(hào)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條條向_____方傾斜的黑白相間的條紋。

(16)開(kāi)槽脈沖凹槽寬度為_(kāi)____μs，其間隔等于_____，齒脈沖寬度為_(kāi)____μs。

(17)全電視信號(hào)的幅度比例按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是同步信號(hào)電平為100%，黑電平與消隱電平為_(kāi)____，白電平為_(kāi)____。

第2章電視圖像的傳送原理2.選擇題

(1)我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行掃描頻率fH是（）。①625Hz

②15625Hz

③312.5Hz

④50Hz(2)在行、場(chǎng)掃描逆程令電視接收機(jī)顯像管電子束截止的是（）。①同步脈沖

②消隱脈沖

③開(kāi)槽脈沖

④均衡脈沖

(3)保證場(chǎng)同步期間行掃描穩(wěn)定的是（）。①同步脈沖

②消隱脈沖

③開(kāi)槽脈沖

④均衡脈沖第2章電視圖像的傳送原理(4)一般家用電視機(jī)幅