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(shí)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)。§2.1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(gè)象素的亮度對(duì)時(shí)間的變化用一個(gè)電壓對(duì)時(shí)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(hào)為VLAVLA=F(xA,yA）問題：如何實(shí)現(xiàn)一幀圖象（由N個(gè)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(hào)（包括亮度和色度）按一定順序轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并依次傳送出去。在接收端的屏幕上，再按同樣順序?qū)⒏鱾€(gè)電信號(hào)在相應(yīng)的位置上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。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(shí)間要足夠快，使眼睛感覺到圖象是“同時(shí)”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(hào)的過程和把接收到的電信號(hào)順序地轉(zhuǎn)換成各象素所對(duì)應(yīng)之光信號(hào)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(shí)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(chǎng)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(yùn)動(dòng)。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(hào)）場(chǎng)掃描（Verticalscan）：電子束在垂直方向的運(yùn)動(dòng)。從上至下－>正程掃描從下至上－>逆程掃描掃描實(shí)現(xiàn)了時(shí)空（空時(shí)）變換:

§2.1電視系統(tǒng)組成原理活動(dòng)圖象的傳送注意，我們這里并沒有提及如何實(shí)現(xiàn)活動(dòng)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(gè)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(dòng)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(shí)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(diǎn)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(shí)，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(chǎng)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?！?.1電視系統(tǒng)組成原理3.圖象信號(hào)的產(chǎn)生a).圖象信號(hào)產(chǎn)生的等效電路b).信號(hào)產(chǎn)生的物理過程

光像>>>>電荷像－－電荷的儲(chǔ)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(duì)應(yīng)景象的光強(qiáng)弱。即：對(duì)應(yīng)景象中光強(qiáng)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(duì)應(yīng)光強(qiáng)的象素電位高,對(duì)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(hào)

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(gè)接通象素電容。在接通的瞬時(shí)，利用電子束的負(fù)電子中和該象素所對(duì)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。§2.1電視系統(tǒng)組成原理對(duì)于光強(qiáng)的象素，原電位高，充電電流大，對(duì)于光弱的象素，原電位低，充電電流小。這個(gè)充電電流流過負(fù)載電阻時(shí)，就產(chǎn)生代表該象素的信號(hào)電流。當(dāng)電子束掃描整個(gè)靶內(nèi)側(cè)時(shí)，將依次逐個(gè)接通各個(gè)象素，依所受光強(qiáng)的大小，產(chǎn)生強(qiáng)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(hào)?！?.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(shí)投影混色同時(shí)空間混色§2.1電視系統(tǒng)組成原理同時(shí)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(shí)現(xiàn)空時(shí)變換)與復(fù)合(實(shí)現(xiàn)時(shí)空變換)均依靠電子束流的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),即所謂掃描運(yùn)動(dòng)來完成?！る娨晵呙璧膶?shí)現(xiàn)·攝象管，顯象管都采用磁偏轉(zhuǎn)法來實(shí)現(xiàn)2.2.1逐行掃描：一行緊接一行的掃描方式一.行場(chǎng)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(chǎng)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(shí)間記為行掃描正程時(shí)間－－THt行逆程：電子束從右到左的掃描，所需時(shí)間記為行掃描逆程時(shí)間－－THr行掃描周期:完成一行掃描的時(shí)間。TH=THt+THr§2.2電視掃描原理電視是在正程傳送圖象信號(hào)，而在逆程不傳送圖像信號(hào)。THr/TH=（行掃描逆程系數(shù)）場(chǎng)正程:電子束從上到下的掃描，所需時(shí)間記為場(chǎng)掃描正程時(shí)間－－TVt場(chǎng)逆程：電子束從下到上的掃描，所需時(shí)間記為場(chǎng)掃描逆程時(shí)間－－TVr場(chǎng)掃描周期:完成一場(chǎng)掃描的時(shí)間。TV=TVt+TVr，TVr/TV=（場(chǎng)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(diǎn)TV=Z*TH,fH=Z*fV2.對(duì)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(chǎng)進(jìn)行掃描：奇數(shù)場(chǎng)/偶數(shù)場(chǎng)§2.2電視掃描原理奇數(shù)場(chǎng)：對(duì)應(yīng)1、3、5…行（奇數(shù)行）的掃描偶數(shù)場(chǎng)：對(duì)應(yīng)2、4、6…行（偶數(shù)行）的掃描2.基本要求*奇數(shù)場(chǎng)/偶數(shù)場(chǎng)光柵均勻交錯(cuò)（相嵌）*相鄰兩幀的光柵應(yīng)重合3.隔行掃描方式