第二章光电转换与电视信号.pptVIP

第二章光电转换与电视信号;电影： 　　 电影和电视的相同点都是用来显示活动图象，它是根据人眼的视觉惰性，在一秒中内连续放映24幅图象从而产生图象活动的感觉。;传真： 传真与电视的共同点都是传送（静止）图象和文字的。其传送过程是：将图象分解成像素→变成电信号→通过机械扫描将像素恢复合成图象。 结论：传送图象通过传送像素来实现。;无线电广播： 无线电广播与电视的共同点都是远距离传送电信号，其工作过程是将声音转换成电信号→放大后调制载波发送出去→接收机收到电信号后通过信号处理还原成原来的声音信号，即：声→电→声. 结论：远距离传送电信号通过载波调制方式来实现。 受以上三方面启发，在电视发送端将图象分解成许许多多的像素（约40万个）→将亮度转换成电信号（图象信号）→载波调制发射→信号接收处理→像素合成；而且为保证图象活动的连续性，f24帧/秒，这样在一秒钟内将有24?40万像素，只能采用电子扫描的方式来进行。 ;2.1电视传像原理 2.1.1顺序传送原理 1. 图象的表示 根据三基色原理，彩色光需要用三个基本参量来描述，即亮度L(Lightness)、色调H(Hue)和饱和度S(Saturation),此外景物的形状需用空间坐标x、y、z表示，并且若是活动图象还是时间t的函数，即L、H、S都是四维函数，因此任何图象都可用下列方程组表示： L=fL(x,y,z,t) H=fH(x,y,z,t) S=fS(x,y,z,t) 若传送的是二维图象，则变为： L=fL(x,y,t) H=fH(x,y,t) S=fS(x,y,t) 讨论最简单的黑白图象，则只有亮度方程： L=fL(x,y,t);2.图像分解与顺序传送 方法：同时传送（并行） 顺序传送（串行）;2.1.2图像摄取与重现 2.1.2.1图像摄取 光图像→电信号 光电效应：光敏材料的电阻率随光照的强弱而不同，这种现象叫光电效应。利用光电效应即可实现光电转换。 光电转换：利用光电效应将光图像转换为电信号的过程。光电转换在摄像管中实现。 摄像管：由镜头、光敏靶、偏转系统和电子枪组成，具体结构如图。;定义：与图象像素亮度成比例的电信号称???图象信号。; 根据光电转换电路结构的不同，产生的图像信号有两种：若信号电平与图像像素的亮度成正比U(L)?L或U(L) =kL，这种图像信号称为正极性图像信号；反之，如果信号电平的大小与图像的亮度成反比 U(L) ?1/L或U(L) =k/L，则这种图像信号称为负极性图像信号。今后若不特别说明则指负极性信号。 我国电视标准规定发射时采用负极性图像信号。;2.2电视扫描原理 如前所述，电视图像的摄取与重现是基于光和电的相互转换，然而，把空间的光图像变成随时间变化的电信号，以及把随时间变化的电信号再转换成一幅平面图像，则是通过电子扫描完成的。下面以显像管为例介绍电视扫描的原理。 按电子的运动规则可分为直线扫描和非直线扫描（如圆扫描、螺旋扫描等。见天津大学编教材）。在电视系统中采用匀速直线扫描方式。 直线扫描按扫描行的次序又分为逐行扫描和隔行扫描。;2.2.1 逐行扫描 定义：一行挨一行的扫描方式称为逐行扫描。 为使电子束作匀速直线扫描，在水平（行）与垂直（场）偏转线圈加入的都是锯齿波电流，如下图。 A. iH ?0 , iV = 0 当只有行锯齿电流流过行偏转线圈时,电子束将在水平方向上受到偏转力，产生水平方向的扫描，称为行扫描。这时在屏幕中间显示一条水平亮线。 电子束从左到右的扫描称为行扫描正程，用THt表示。 电子束从右快速返回到左的扫描称为行扫描逆程，用THr表示。正程用来显示图像，而逆程仅仅是为了返回左端开始下一行的重复扫描，故一般有THr 《 THt ,来回扫描一行的时间称为一个行周期，用TH表示， TH = THt + THr 。fH =1/TH ;;B. iV ?0 , iH = 0 若只有场锯齿电流流过场偏转线圈时,电子束将在垂直方向上受到偏转力，产生垂直方向的扫描，称为场扫描。这时在屏幕中间显示一条垂直亮线。 电子束从上到下的扫描称为场扫描正程，用T V t 表示。 电子束从下快速返回顶端的扫描称为场扫描逆程，用T V r 表示。正程用来显示图像，而逆程仅仅是为了返回顶端开始下一场的重复扫描，故一般有 T V r 《 T