电视技术基础知识1

电视技术基础知识概述电视技术就是根据人眼视觉的特性，以一定的信号形式来传输活动景象（同时传输伴音）的技术。在要传输的活动景象中有图像与伴音两种信息，而在过去的收音机中，只有声音信息一种。要完成这些信息的传输，在电视技术发展过程中有模拟与数字两套电视系统。概述无论是模拟电视系统，还是数字电视系统，活动景象的信息传输都包括三个重要的环节：●电视信号的形成（发送端）●电视信号的传输（传输系统）●电视信号的终端显示（接收端）概述概述电视台完成电视信号的形成（发送端）、电视信号的传输（传输系统），而电视信号的终端显示（接收端）在电视机中完成。显然后一个环节是我们学习的重点，但是，由于它是前两个过程的逆过程，因此，有必要对前面两个环节作一些概括性的了解。电视信号的形式电视系统中图像信息的摄取与重现，实质上是光－电转换和电－光转换过程，它分别由摄像管和显像管来完成。电视信号的形式电视系统示意图电视信号的形式１、图像的分解与像素为了传输一系列的活动电视图像，首先需要考虑怎样传输一幅完整的静止图像，通常的做法是先将这幅画面分解成许多小的单元，这些组成图像的最基本的单元称为“像素”。电视信号的形式一幅画面所含像素的多少常成为描述该画面质量的一个重要参数，单位面积上的像素越多，该画面能提供的细节越丰富，图像层次越多，看起来越清晰，反之画面则显得比较粗糙。每个像素都具有两个特性，一个是光特性（亮度和色度），另一个是空间特性（几何位置x、y）电视信号的形式以中字为例，先把中字进行图像分解，将期分解为9X12=108个像素，这些像素中有黑有白，它们之间颜色差异反映了像素的光特性；每个像素在不同的行和列当中，不同的位置反映了像素的空间特性电视信号的形式接下来的问题就是看摄像机怎样通过光－电转换和电子扫描将其传送出去。作业：1、电视技术就是根据人眼视觉的特性，以一定的信号形式来传输______（同时传输______）的技术。2、在一个完整的电视系统中，活动景象的信息传输包括三个重要环节：电视信号的_____、电视信号的______、电视信号的_______。3、电视系统中图像信息的摄取与重现，实质上是一种_______转换和_______转换的过程，它分别由______管和_______管来完成。4、组成图像的最基本的单元称为______。电视信号的形式2、光－电转换与电子扫描电视信号的形式摄像管内部示意图当摄像机的镜头对准拍摄的图像，并使图像正好成像在摄像管内光电靶上时。由于靶面镀层的光敏效应，使对应图像亮点位置的导电率高、电阻小；而暗点的导电率低、电阻大。电视信号的形式摄像管内部示意图由此可把一幅光的图像（各像素点的亮暗差别）变成一幅电的图像（各像素的电阻值差别）。电视信号的形式光电靶上的图像画面电视信号的形式摄像管内部示意图这时，摄像管内的电子枪会产生一束电子射线，叫做电子束，电子束在偏转磁场的作用下，做自左向右、从上到下的扫描运动，当电子束由左上角逐行扫到右下角时，一幅图像即被传输出去。电视信号的形式摄像管内部示意图高速运动的电子射线，在偏转磁场作用下所做的自左向右，从上到下的扫描运动称为电子扫描电视信号的形式电子扫描是电视技术完成图像分解与合成的基本手段。电子扫描的方式、格式等将影响到电视画面的显示效果、长宽比例及图像清晰等问题，电子扫描的方式有两种形式：●逐行扫描●隔行扫描电视信号的形式电子束沿画面由上至下，一行紧接一行地扫描称为逐行扫描。●逐行扫描电子束在水平方向的扫描称为行扫描。电子束在垂直方向的扫描称为帧扫描或场扫描。电视信号的形式电子扫描如果在1秒钟内传送25幅静止画面，则画面中的人物动作就可以连贯并产生活动的感觉。这是由于人眼的视觉惰性和荧光屏上荧光粉的余晖现象，使人眼中呈现的图像是一幅幅完整的、连贯的、活动的图像。电视信号的形式在电视技术中，把一幅完整的静止图像称为一帧，1S时间内必须传25帧，因此帧频为25HZ，用fv表示。即：fv=25HZ由此，可知传输一帧图像所需的时间是1/25S。即:帧周期TV=40ms电视信号的形式电子束每秒沿画面作水平扫描的行数称为行频，用fH表示。由于传输一帧画面要完成625次行扫描，由此可求出行频即：fH=625X25HZ=15625HZ水平扫描一行所需要的时间称为周期，用TH表示，它是行频的倒数即:行周期TH=1/15625=64us作业：1、摄像管内的电子枪会产生一束电子射线，叫做______。2、高速运动的电子射线，在偏转磁场作用下所做的自左向右，从上到下的扫描运动称为_______。3、电子扫描是电视技术完成图像_____与_____的基本手段。4、电子扫描有______扫描和______扫描两种形式。作业：5、电子束沿画面由上至下，一行紧接一行地扫描称为_______。6、在电视技术中，把一幅完整的静止图像称为_____，1S时间内必须传____帧，因此帧频fv为_____HZ，帧周期TV为_____ms.7、电子束每秒沿画面作水平扫描的行数称为____，用_____表示，行频为_____HZ。电视信号的形式以逐行扫描的方式每秒传输25帧的图像，虽然解决了图像活动连贯的问题，但观看电视节目时还是会有闪烁的现象，如果用增加帧数的方式解决，但电视信号的频带宽会增加，设备要求更高，技术难度更大。为此，电视技术借鉴了电影技术的处理方法，利用隔行扫描的办法把一帧画面变成两场扫描，分奇数场和偶数场。●隔行扫描电视信号的形式●隔行扫描分奇数场偶数场电视信号的形式●隔行扫描分奇数场偶数场+电视信号的形式●隔行扫描在隔行扫描中，一帧画面中的两场内容完全一样，相当于放了两次，由于两场之间间隔很短，产生的视觉还是一幅完整的画面，但每秒映入人眼的画面变成了50幅，因此连贯性更好。如果用fZ表示隔行扫描的场频，则:fZ=fr╳2=25╳2=50HZTZ=20ms3、电视图像幅型比与扫描格式电视信号的形式幅型比：指电子扫描所形成的光栅或电视图像的宽高比例。例如：4：3、16：9图像格式：指整幅图像水平方向与垂直方向有效像素点阵例如：1280╳720、1920╳10804、电光转换－－图像重现电视信号的形式在摄像管中，由光电转换得到的图像信号，经加工、处理、传输之后，在接收端必须经过相反的转换过程，即由电光转换，将电信号转换成反映实际景象的光信号，才能得到“重现”的图像，这一任务主要由电视接收机中的显像管来完成。电视信号的形式显像管内部结构图电视信号的形式显像管是利用荧光效应原理制成的。显像管与摄像管一样也是一种电真空器件。显像管示意图电视信号的形式显像管内的主要组成部件是电子枪和荧光屏。由电子枪的阴极发射电子束，经聚焦后在高压加速电场作用下，以很高的速度轰击荧光屏。荧光屏上涂有一层荧光粉，它在高速电子束的轰击下发光，此时在荧光屏上将出现一个亮点。且每一点亮暗程度与电子枪阴极发射的电子束电流强度有关，控制电子束电流强度，便可控制荧光屏的亮度。若将一幅图像亮暗度的电信号接在显像管的阴极，来控制电子束的电流强弱，并让显像管的电子扫描与摄像管保持同步，即可在荧光屏上显现出发送端同样的图像画面，从而完成图像的重现。电视信号的形式电视信号的形式显像管内部电路示意图静态时，栅极对阴极的电压是负的，用UGK表示，此电压越大，阴极发射出来的电子数目越少，电子束电流越弱，荧光屏上的高亮就越暗；反之则越亮。因此把G叫做控制栅极，用收到的图像信号控制栅阴电压，就可使电子束电流强弱随图像信号的大小而变。但一般栅极接地，而图像信号从阴极输入，工作原理：但一般栅极接地，而图像信号从阴极输入，来控制电子束电流的强弱，完成图像的重现。但此同时，W电位器会再给阴极提供一个亮度信号，一同控制荧光屏的显示。必须注意，以此方法直接将图像信号接入阴极时，在屏幕上呈现的图像明暗度与原图像是相反的。还必须将正极性的图像信号倒相，作为负极性信号加到阴极，重现的图像才正常。作业：1、电视技术利用隔行扫描的办法把一帧画面变成_______场扫描，分______和______。2、电子扫描所形成的光栅或电视图像的宽高比例称为_______。3、整幅图像水平方向与垂直方向的有效像素点阵称为_______。4、显像管与摄像管一样也是一种______器件。5、显像管的栅极一般接______，而阴极接_____信号5、全电视信号电视信号的形式通过光电转换和电子扫描我们清楚了亮度信息的传输，也就是黑白电视中图像信号的传输，但它也仅仅是黑白电视信号中的一部分。要真正成为可供显示的电视信号，还必须加上消隐信号、同步信号，前、后均衡脉冲等辅助信号组成全电视信号，没有这些辅助信号，荧光屏上不能呈现正常、稳定的画面。5、全电视信号电视信号的形式全电视信号包括：图像信号、复合同步信号（行/场同步信号）、复合消隐信号（行/场消隐信号）、均衡脉冲信号（前/后均衡脉冲）。除图像信号以外的信号均为辅助信号，没有这些信号，不能正常、稳定的显示。电视信号的形式图像信号图像信号由发送端的摄像管产生，反应了各像素的亮暗信息，它随图像内容的改变而改变。位置：图像信号必须在电子扫描的正程传输。(行周期为：64us，正程为：52us；逆程：12us）★必须在正程52us传输电视信号的形式图像信号幅度与波形：图像信号是单极性的，只能是正值，或是负值，不能在零值两边变化。★我国规定传输时采用负极性图像信号即：电平越高图像越暗电平越低图像越亮且只能在相对值的10%－75%之间变化，10%时为白色，称为白色电平；75%时为黑色，称为黑色电平。电视信号的形式图像信号75%10%Vt/us52us0白色电平灰色电平黑色电平例：电视信号的形式图像信号如果传输的画面是规则的图像，则对应图像的信号波形也是规则变化的；如果传输的画面是不断的变化的，则对应的图像信号波形也会随机变化。Vt/us0例：52us电视信号的形式频率：频率范围为０～６MHZ●图像信号的最低频率对应最简单的图像（恒定不变的背景）波形为直线，频率变化为零。●图像信号的最高频率对应图像的细节（细节越细，频率越高）图像信号电视信号的形式图像信号（或视频信号）的频率范围为０～６MHZ，因图像信号是全电视信号中的主要成分（其它为辅助信号），有时它还代表全电视信号频率。图像信号电视信号的形式作用：使电子束在逆程时，让显像管处于截止状态（消除行回扫线与场回扫线）。分类：行消隐信号、场消隐信号消隐信号■行消隐信号在行扫描逆程期间传输，使电子束由右向左回程时，显像管处于截止状态。信号电压幅度为75%的黑色电平，时间为12us，电视信号的形式■场消隐信号在场扫描逆期间传输，使电子束由荧光屏底部回到顶部时显像管处于截止状态。电平高度：均为75%的黑色电平。消隐信号电视信号的形式作用：使显像管的电子扫描与摄像管的电子扫描保持严格同步。分类：行同步信号、场同步信号电平高度：在消隐信号的肩上，75%－100%同步信号电视信号的形式75%10%Vt/us64us0白色电平灰色电平黑色电平100%12us行同步信号行消隐信号图像信号、行同步信号、行消隐信号图作业：1、全电视信号包括：__________、__________、_______________、_____________。2、图像信号必须在电子扫描的_____程传输。传输时间为_______。3、图像信号是____极性的，只能是_____值，或是______值，不能在_______值两边变化。我国规定传输时采用_____极性图像信号。作业：4、图像信号的电平只能在相对值的10%－75%之间变化，10%时为白色，称为____电平；75%时为黑色，称为_____电平。5、消隐信号的作用在于电子束在逆程时，让显像管处______状态，以消除____回扫线与____回扫线。6、同步信号的作用在于让_____管的电子扫描与______管的电子扫描保持严格同步。6、彩色全电视信号电视信号的形式黑白全电视信号只传输被摄取物的亮度信息，在电视系统的终端显示屏上只能呈现出黑白图像。可我们今天使用的都是彩色或液晶电视机，看到的都是