第一章广播电视基本知识.ppt

第一章 广播电视的基本知识 1.1 图像光电转换的基本过程 1.2 电视扫描原理 1.3 重现电视图像的基本参量 1.4 全电视信号 1.5 电视信号的发送 复习思考题 § 1.1 图像光电转换的基本过程 1.1.1 光电转换的过程 如果用放大镜仔细观察报纸上刊登的传真照片, 就可以发现它们是由许多大小?不等、疏密不同的黑点子组成, 而且点子越小、 越密, 画面就越细腻、清晰同样, 呈现在电视机屏幕上的图像也是由许多相互联系、彼此配合、亮度相同或不同的小单元组成, 这些构成电视图像的基本单元称为像素。 实际上, 由于人眼视觉分辨力有一定的极限, 在正常观看距离下, 一幅电视图像大约有40万个像素时就可以使图像具有令人满意的清晰程度。 由于图像是由像素构成的, 因此就可以通过传送组成它的像素来实现传送图像的目的。 为了解决像素的传送问题, 人们采用一种顺序传送的方法, 就是在发送端把图像中各个像素的亮度按一定的顺序变成相应的电信号, 并一个一个地传送出去, 而在接收端则按同样的顺序把电信号转变成一个一个相应的亮点重现出来。 实践证明, 由于人眼的视觉惰性, 只要顺序传送的速度足够快, 就会在主观感觉上觉得所有像素同时发亮一样。 这种顺序传送法实质上就是按时间顺序传送空间分布的像素的亮度。 将图像转变为顺序传送的电信号(图像的分解)或将顺序传送的电信号重新恢复成光图像(图像的复合)的过程称为扫描。 在扫描过程中, 像素的传送和恢复顺序是从左到右、从上到下一行一行地进行的。 由于电视要传送活动图像, 即图像上各像素的亮度是随时间不断变化的, 所以必须在一秒钟内传送很多幅画面, 才会在电视荧屏上重现连续活动的图像。我国电视标准规定一秒钟传送25幅画面, 这就是说电视系统必须具备每秒约1 000万个像素的扫描速度。 这样高的扫描速度, 只有采用电子扫描的方法才能实现。 实现光电转换的器件是发送端的摄像管。下面以光电导摄像管为例, 简要说明从光到电的转换过程。 光电导摄像管的结构如图1-1所示。它主要由光敏靶和电子枪两部分组成。光敏靶是由光敏半导体材料制成的。景物通过光学系统在摄像管光敏靶上成像。 由于光像各部分的亮度不同, 靶上各相应部分的电导率发生了相应变化, 与亮像素对应的靶单元的电导较大, 与暗像素对应的靶单元电导较小, 于是将景物各像素亮度不同变成了靶面上各单元的电导不同, 光像变成了“电像”。 电子枪的任务是发射电子束, 它由灯丝J、 阴极K、 栅极G及加速聚焦阳极A1、A2等组成。电子束在聚焦线圈和偏转线圈产生的磁场的联合作用下, 以聚焦状态按一定规律(即从左到右、 从上到下一行一行)扫描靶上各点。当电子束接触到靶面某点时, 使电子枪阴极与信号板、负载RL和电源E构成一个回路, 在负载RL中就有电流流过,电流大小取决于光敏靶该点电导率的大小。 因此, 当电子束按一定规律在靶面上扫描时, 便在负载上依次得到与景物各点亮度相对应的电信号,完成了将图像分解为像素以及把各像素按顺序转变为相应电信号的光电转换过程。 上述摄取的图像信号(电信号)符合像素越亮, 对应的输出电平越低; 像素越暗, 输出信号电平越高的光电转换规律, 称之谓负极性图像信号。反之, 如果输出电平值与像素亮度成正比, 则称之谓正极性的图像信号。 1 .1 .2 图像重现的过程 ; 图像的重现是依靠电视接收机的显像管来完成的。 显像管的任务是将图像信号转换为光图像, 完成电到光的转换。 显像管主要有电子枪及荧光屏两部分组成(结构原理将在第二章介绍)。 电子枪用于发射电子束, 电子束的强度取决于加在控制栅极的正极性图像信号或加在阴极上的负极性图像信号电平大小。 电子束轰击荧光屏时所产生光像的亮度取决于电子束的强弱。 因此, 电视机荧光屏重现的亮度是由受图像信号控制的一个个亮点所组成。 为使图像信号重现成一幅完整的光图像, 需要电子束在偏转磁场作用下完成从左到右、 从上到下全屏幕的扫描, 而且电子束在荧光屏上轰击的几何位置也必须与发送端图像像素的位置一一对应, 即收发两端要保持同步的工作状态。 图像的分解与复合过程如图1-2所示。 图(a)为投映到摄像管靶面上的需要传送的“口”字图像。 为便于说明, 假设图像沿垂直方向分为9格, 沿水平方向分为12格, 每一小格即为一传送单元(像素)。 电子束以1a→1b→1c…1l→2a→2b…2l的顺序一直扫到最后一行的9l, 然后再回到第一行重复扫描。 电子束扫描到“口”字上时, 摄像管输出高电平, 在“口”字以外摄像管输出低电平, 扫描各行输出波形如图1-2(b)。 图(c)为显像管荧光屏根据负极性图像