05圖像信息原理課件第二章

第二章電視傳象基本原理（1）第二章電視傳象基本原理（1）§2.1電視系統(tǒng)組成原理

2.1.1圖象順序傳送原理

2.1.2光和電的轉(zhuǎn)換原理2.1.3彩色圖象的攝取與重現(xiàn)

§2.2電視掃描原理

2.2.1逐行掃描2.2.2隔行掃描

§2.1電視系統(tǒng)組成原理

2.1.1圖象順序傳送原理

一.圖象的表示法圖象應(yīng)由空間位置（x、y、z）及時間t來表示平面圖象，亮度表示為：L=(x,y,t)H和S可相應(yīng)表示為（x,y,t)的函數(shù)?！?.1電視系統(tǒng)組成原理二.圖象的順序傳送1.圖象的分解象素：組成圖象的元素，即最小單元，具有單值的亮度和幾何位置。圖象=>分解為若干象素，每一個象素的亮度對時間的變化用一個電壓對時間的變化來表示?；?qū)憺椋合笏兀▁A,yA）的亮度LA，相應(yīng)的電信號為VLAVLA=F(xA,yA）問題：如何實現(xiàn)一幀圖象（由N個象素組成）的傳送？§2.1電視系統(tǒng)組成原理2.圖象的順序傳送在發(fā)送端，把被傳送圖象分解為許多象素，然后把象素的光信號（包括亮度和色度）按一定順序轉(zhuǎn)變成電信號，并依次傳送出去。在接收端的屏幕上，再按同樣順序?qū)⒏鱾€電信號在相應(yīng)的位置上轉(zhuǎn)換為光信號。3.順序傳送電視基本要求·a).一幀圖象全部象素的順序傳送時間要足夠快，使眼睛感覺到圖象是“同時”在亮。b).發(fā)、收端應(yīng)同步。

§2.1電視系統(tǒng)組成原理圖象的順序傳送示意圖§2.1電視系統(tǒng)組成原理三.掃描（Scan）把圖象上各象素轉(zhuǎn)變成順序傳送的電信號的過程和把接收到的電信號順序地轉(zhuǎn)換成各象素所對應(yīng)之光信號而形成圖象的過程都稱為掃描電子掃描用電子束按一定順序掠過光-電（或電-光）轉(zhuǎn)換板，從而實現(xiàn)順序的光-電（或電-光）轉(zhuǎn)換的過程。目前電視技術(shù)中的掃描均為電子束掃描，有行掃描和場掃描之分§2.1電視系統(tǒng)組成原理行掃描（Horizontalscan）：電子束水平方向的運動。從左到右－>正程行掃描（有用過程）－>傳圖象從右到左－>逆程行掃描（不傳信號）場掃描（Verticalscan）：電子束在垂直方向的運動。從上至下－>正程掃描從下至上－>逆程掃描掃描實現(xiàn)了時空（空時）變換:

§2.1電視系統(tǒng)組成原理活動圖象的傳送注意，我們這里并沒有提及如何實現(xiàn)活動圖象的傳輸。而只是討論了一幅（平面）圖象如何用單一信道傳送的問題，顯然，整個圖象只要一幀一幀地順序重復(fù)和足夠快，眼睛感覺到的就是活動圖象

§2.1電視系統(tǒng)組成原理

2.1.2光和電的轉(zhuǎn)換原理一.攝象

·光電效應(yīng)·

外光電效應(yīng)：物質(zhì)(光電材料)在光照下向外發(fā)射電子。內(nèi)光電效應(yīng)：物質(zhì)(光電材料)受光照時在內(nèi)部激發(fā)出參與導(dǎo)電的載流子,此載流子并不逸出物質(zhì)的表面而只是提高了物質(zhì)的電導(dǎo)率。

·視象管·（）視象管也稱為光電導(dǎo)管，是利用光電材料的內(nèi)光電效應(yīng)而制成?！?.1電視系統(tǒng)組成原理1.視象管的構(gòu)造視象管組成：管外線圈：在視象管外套有聚焦線圈光電靶：硫化銻薄膜（Sb2O3）電子槍：電燈絲，陰極，控制極，加速極和聚集陽極組成§2.1電視系統(tǒng)組成原理視像管結(jié)構(gòu)

§2.1電視系統(tǒng)組成原理2.視象管中電子束的特點a).電子束是“慢電子掃描”即電子束(中的電子)在抵達(dá)靶面時，其速度已接近于零。b).要求電子束“垂直著靶”c).電子束要求有很高的聚集質(zhì)量要求a)由產(chǎn)生減速場來完成要求b)由聚焦線圈，校正線圈，網(wǎng)電極等完成。要求c)由聚焦線圈，聚焦陽極等完成。§2.1電視系統(tǒng)組成原理3.圖象信號的產(chǎn)生a).圖象信號產(chǎn)生的等效電路b).信號產(chǎn)生的物理過程

光像>>>>電荷像－－電荷的儲能過程當(dāng)靶受到景象光照射后，各象素光電阻的大小決定于所對應(yīng)景象的光強弱。即：對應(yīng)景象中光強的象素電阻Rn小靶外的正電荷將以不同的速度漏到靶內(nèi)側(cè)，使內(nèi)側(cè)各象素上的電位上升不同值;對應(yīng)光強的象素電位高,對應(yīng)光弱象素的電位低。即在靶內(nèi)側(cè)形成了取決于景象內(nèi)容的正電位起伏—正電荷象§2.1電視系統(tǒng)組成原理

用電子束掃描拾取圖象信號

在靶內(nèi)側(cè)面形成電位起伏后，利用電子束掃描靶內(nèi)側(cè)面，逐個接通象素電容。在接通的瞬時，利用電子束的負(fù)電子中和該象素所對應(yīng)的正電荷，使象素電容的內(nèi)側(cè)極板不論其原來的電位如何均降到零?；蛘哒f將該象素電容再度充電到靶壓Vc。顯然，該象素電容的充電電流將流過攝象管負(fù)載電阻RL，形成閉合的電流回路?！?.1電視系統(tǒng)組成原理對于光強的象素，原電位高，充電電流大，對于光弱的象素，原電位低，充電電流小。這個充電電流流過負(fù)載電阻時，就產(chǎn)生代表該象素的信號電流。當(dāng)電子束掃描整個靶內(nèi)側(cè)時，將依次逐個接通各個象素，依所受光強的大小，產(chǎn)生強弱不同的象素電容充電電流。它們依次流過負(fù)載電阻，即在其上產(chǎn)生代表圖象內(nèi)容的圖象信號?！?.1電視系統(tǒng)組成原理二.顯像電光轉(zhuǎn)換：轉(zhuǎn)換器件：顯像管2.1.3彩色圖像的攝取與重現(xiàn)一.彩色圖像的攝取彩色>>分色（三基色）>>單色像攝取二.彩色圖像的重現(xiàn)同時投影混色同時空間混色§2.1電視系統(tǒng)組成原理同時制彩色電視傳送示意圖§2.1電視系統(tǒng)組成原理彩色的重現(xiàn)

§2.2電視掃描原理

§2,2電視掃描原理.電視圖象的分解(實現(xiàn)空時變換)與復(fù)合(實現(xiàn)時空變換)均依靠電子束流的偏轉(zhuǎn)運動,即所謂掃描運動來完成?！る娨晵呙璧膶崿F(xiàn)·攝象管，顯象管都采用磁偏轉(zhuǎn)法來實現(xiàn)2.2.1逐行掃描：一行緊接一行的掃描方式一.行場掃描電流要求：鋸齒電流§2.2電視掃描原理逐行掃描鋸齒電流

§2.2電視掃描原理二.逐行掃描光柵§2.2電視掃描原理掃描光柵:電子束在偏轉(zhuǎn)磁場的作用下，在顯象管屏幕的掃描軌跡（掃描亮線）行正程:電子束從左到右的掃描，所需時間記為行掃描正程時間－－THt行逆程：電子束從右到左的掃描，所需時間記為行掃描逆程時間－－THr行掃描周期:完成一行掃描的時間。TH=THt+THr§2.2電視掃描原理電視是在正程傳送圖象信號，而在逆程不傳送圖像信號。THr/TH=（行掃描逆程系數(shù)）場正程:電子束從上到下的掃描，所需時間記為場掃描正程時間－－TVt場逆程：電子束從下到上的掃描，所需時間記為場掃描逆程時間－－TVr場掃描周期:完成一場掃描的時間。TV=TVt+TVr，TVr/TV=（場掃描逆程系數(shù)）§2.2電視掃描原理2.2.2隔行掃描一.隔行掃描的提出1.逐行掃描的特點TV=Z*TH,fH=Z*fV2.對掃描參數(shù)的要求：fV>48Hz,Z>5003.逐行掃描的主要問題：帶寬大二.隔行掃描1.隔行掃描方式一幀圖像分兩場進(jìn)行掃描：奇數(shù)場/偶數(shù)場§2.2電視掃描原理奇數(shù)場：對應(yīng)1、3、5…行（奇數(shù)行）的掃描偶數(shù)場：對應(yīng)2、4、6…行（偶數(shù)行）的掃描2.基本要求*奇數(shù)場/偶數(shù)場光柵均勻交錯（相嵌）*相鄰兩幀的光柵應(yīng)重合3.隔行掃描方式