电视技术基础

电视技术基础第一章黑白图像传送原理一、电视基本原理在发送端，利用摄像器件的光电转换作用将景物的光学信息按一定规律变换成相应的电信号，作适当处理后通过无线电波或有线信道传输出去；在接收端，利用显示装置的电光转换作用将接收到的电视信号转换成相应的光学图像，即在屏幕上重现原始的景物画面。摄像器件传输通道显示装置光电转换扫描电光转换扫描1、视觉惰性人的视觉对外界光刺激的响应有一定的延时。当一定强度的光突然作用于人眼时，需要经过一定的时间（t1）才能形成一个稳定的主观亮度感觉；当光消失以后，亮度感觉也不是瞬间消失，而是要经过一段时间（t2）之后才能消失。也就是说，视觉的建立和消失都有一定的惰性，这称之为视觉惰性。其中，t2称为视觉暂留时间，一般为0.05～0.2秒。二、视觉基本特性2、闪烁感觉闪烁感觉当脉冲光源的重复频率不太高时，人眼会跟随光源的变化产生一明一暗的感觉，即闪烁感觉。不引起视觉闪烁感的光源最低重复频率称为临界闪烁频率，一般用fc

表示。当脉冲光源的重复频率低于fc

，人眼有闪烁感；当脉冲光源的重复频率高于fc

，人眼不再有闪烁感三、图像的分解t＝t1t＝t2象素：组成图像的元素，即基本单位，具有唯一的空间位置，其亮度信息是时间的一维函数。一幅电视图像由许许多多个象素组成，电视系统能够分解、传送和合成的象素数越多，重现的图像就越清楚、细腻。象素的分解在摄像端的光电转换和扫描过程中完成象素的合成在显像端的电光转换和扫描过程中完成四、图像的传送1、同时传送制同时传送制是将构成一幅图像的所有像素同时转换成电信号，并同时传送出去。这种方式下每一像素需占用一个传输通道。一幅电视图像有近50万个像素，因此传送一幅电视图像需要近50万个通道，这在技术和经济上都不现实。2、顺序传送制顺序制传送是按一定顺序将一个个像素的光学信息轮流转换成电信号，用一条传输通道依次传送出去，在接收端的屏幕上再按同样的顺序将电信号在相应的位置上转换成光学信息。顺序传送制只需一个传输通道就可传送所有象素。顺序传送制传输通道同步控制123发送端123接收端顺序传送制采用顺序传送制时，在显示端的显示屏上，尽管各个像素是轮流发光的，但轮换速度很快。由于人眼的视觉暂留现像及发光材料的余辉效应，使前一个发光像素的印象尚未消失，后一个像素又开始发光，结果给视觉造成的感觉是所有像素都同时发光，于是在摄像端被分解成像素的景物图像，在显示端又被重新复合成一幅完整的图像，并不会造成顺序出现的感觉。我国的PAL制电视系统中，画面的传送速度为25帧/秒，相邻两幅画面的时间间隔为40毫秒，小于视觉暂留时间。因此当内容相关的一系列图像连续出现时，视觉还会产生运动连续感。五、电视扫描原理1、扫描的概念在摄像端按一定顺序将图像分解成一个个象素，在显示端按同样的顺序再将各个象素组合成图像的过程称为扫描。摄像端扫描：将原来随空间、时间变化的函数转化成只随时间变化的函数。显示端扫描：将随时间变化的函数恢复成随空间、时间变化的函数。摄像端扫描与显示端扫描要同步。同步同频：摄像端和显示端的扫描速度相同。同相：摄像端和显示端的时空对应关系一致。2、逐行扫描在对一帧（幅）画面进行光电转换及电光转换的过程中，若扫描是一行一行从上到下依次进行，则称为逐行扫描。扫描轨迹的集合称为扫描光栅。左→右：行扫描正程（实线）右→左：行扫描逆程（虚线）行扫描周期＝行正程＋行逆程帧扫描正程：黑线（5个行周期）帧扫描逆程：黄线（2个行周期）帧扫描周期＝帧正程＋帧逆程15’3’23451’2’4’6电子束扫描光栅行扫描也称水平扫描，帧扫描也称垂直扫描。电子束扫描的实现：在电子束扫描装置的外部，安装有两套线圈，线圈中分别通有周期性变化的电流，可形成水平方向和垂直方向的偏转磁场。在这两个磁场的共同作用下，电子束就会做周期性的往复运动，实现规定的扫描光栅。3、隔行扫描隔行扫描是指将一帧电视图像分成两场来进行扫描。第一场扫描画面的奇数行，这期间称为奇数场；第二场再扫描画面的偶数行，这期间称为偶数场。奇数场图像和偶数场图像嵌套在一起就构成了一幅完整的图像。奇数场图像偶数场图像一帧图像隔行扫描的原因：电视系统的帧频为25Hz，在逐行扫描方式下，电视机重现图像时屏幕的闪烁频率为25Hz，这样会造成严重的闪烁感觉。虽然可以通过提高帧频的方式来改善闪烁现象，但这样做的后果是电视信号的带宽过宽，造成设备复杂、成本高。为了在不改变帧频的条件下克服闪烁现象，电视系统采用了隔行扫描方式，即将每一帧图像分成两场来传送和显示。因此，在隔行扫描方式下，帧频没有改变，但重现画面的闪烁频率变成50Hz，这在很大程度上改善了闪烁现象。隔行扫描光栅：奇数场光栅13571’3’5’a偶数场光栅2462’4’6’b一帧光栅13572461’3’5’2’4’6’ba4、电视扫描参数PAL制电视系统的扫描参数：行周期：TH=64μs行正程：THt=52μs行逆程：THr=12μs行频：fH=15.625kHz场周期：TV=20ms场正程：TVt=18.4ms场逆程：TVr=1.6ms场频：fV=50Hz帧频：fF=25Hz每帧总行数：625行每场行数：312.5行图像宽高比：4：3六、光电转换原理摄像管

利用光电靶的作用和电子束的扫描实现光电转换。光电靶：由光敏半导体材料构成。1、摄像器件CCD电荷耦合器件（ChargeCoupledDevice）的简称。它是一种金属氧化物半导体（MOS）集成电路器件，具有电荷存储和电荷转移作用，可实现光电转换。CCD的单元结构2、CCD的光电转换原理P型硅衬底二氧化硅透明金属电极＋VCCD的电荷存储＋V外界光照电子－空穴对＋V势阱（势阱的深度取决于V）电子移向势阱电荷包电荷包中电子的数量与外界光照强度和势阱深度有关电子－空穴对的数量取决于外界光照强度实际的CCD摄像器件的感光面上，分布有几十万甚至几百万个独立的铝电极，各自对应一个像素和势阱。因此，可将其表面的光学图像变成内部的电荷图像。CCD的电荷转移12345V1V2V3V1V2V3t1～t2t2～t3电荷包存储在电极1下方电荷包向电极2下方转移t3～t4电荷包存储在电极2下方t1t2t3t4t5t4～t5电荷包向电极3下方转移七、电光转换原理1、电光转换装置阴极射线管（CRT：Cathode-RayTubes）利用电子束的扫描和荧光粉的作用实现电光转换。液晶显示器（LCD：Liquid-CrystalDisplay）利用液晶材料和偏振光的特性实现电光转换。等离子显示器（PDP：PlasmaDisplayPanels）利用惰性气体放电时产生的紫外线辐射来实现电光转换。2、CRT的电光转换原理CRT的结构管体：真空玻璃管管内部分：电子枪、荧光屏管外部分：偏转线圈电子枪：灯丝、阴极、栅极、加速极、聚集极、阳极。荧光屏：涂有荧光粉颗粒。CRT的工作原理图像信号图像信号加在栅极（或阴极）；阴极产生电子束；电子束强弱受到图像信号的调制，且在偏转磁场作用下从上到下一行一行扫描整个荧光屏；荧光粉颗粒在电子束撞击下依次发光，发光强度取决于电子束强度。对应于某个特定时刻的图像信号，电子束会撞击在荧光屏的某个特定位置上，而且在这一位置上荧光粉的发光亮度也正比与此时此刻图像信号的大小。这样一来，就把不同时刻的图像信号大小转换成荧光屏上不同位置的亮度大小，在完成时间-空间转换的同时，实现了电光转换过程，即将时间域的一帧图像信号变成了平面上的一幅光学图像。电子枪电子束八、黑白全电视信号图像信号复合消隐信号复合同步信号1、黑白全电视信号的组成图像信号携带景物亮暗信息的电信号，是黑白全电视信号中的主要组成部分。正极性图像信号：图像信号的大小与景物的亮暗成正比；负极性图像信号：图像信号的大小与景物的亮暗成反比。灰度条图像正极性图像信号负极性图像信号白电平黑电平白电平黑电平0.7Vpp复合消隐信号由行消隐脉冲和场消隐脉冲组成，分别位于行逆程和场逆程期间。作用是在行、场逆程期间使显像管中的扫描电子束截止，使其不干扰正程图像信号的显示。t行消隐信号消隐电平：与黑电平相等或比黑电平更“黑”行消隐信号宽度：12微秒场消隐信号宽度：1612微秒12微秒复合同步信号由行同步脉冲和场同步脉冲组成，分别叠加在行、场消隐脉冲之上，与消隐信号一起在逆程期间传送。其作用是为显示端扫描提供基准信号，从而保证摄像端和显示端的扫描完全同步。t行同步信号，宽度：4.7微秒滞后行消隐前沿：1.5微秒同步电平：－0.3V行正程图像信号行逆程消隐信号4.7微秒1.5微秒t0V0.7V-0.3V0.3V电视信号标准幅度-0.7V0.3V同步电平：0.3V电视信号标准幅度行同步信号，宽度：4.7微秒滞后行消隐沿：1.5微秒白电平：－0.7V场同步脉冲位于场消隐期间，宽度为160微秒（相当于2.5个行周期），滞后场消隐前沿约2.5行。2、黑白全电视信号的波形TH偶数场开始场消隐前均衡场同步后均衡行同步图像信号309310311312313314315316317318…335336337……25TH25TH+12μs2.5TH2.5TH2.5TH奇数场开始1.5μsTH/2TH/22.35μs4.7μs123456…2223…625624623622…3、黑白全电视信号的频谱幅度f0fH2fH283fH284fH离散性成群性特点：带宽：6MHz第二章彩色图像传送原理无线电波红外线紫外线X射线宇宙射线Hzm电磁波谱一、可见光与彩色视觉1、可见光与颜色波长（nm）780630600580510450430380可见光2、彩色视觉光敏细胞杆状细胞（暗视觉细胞）感光灵敏度强，不能辨色感光灵敏度弱，能辨色锥状细胞（明视觉细胞）彩色视觉特点：光谱功率分布一定的光会产生一定的颜色感觉。同一种颜色感觉可对应不同的光谱功率分布。3、物体的颜色发光物体的颜色：不发光物体的颜色：光直射光透射光反射光决定于自身的光谱功率分布决定于物体本身的反射特性或透射特性，以及照明光源的光谱功率分布4、彩色三要素亮度：色调：饱和度：彩色光作用于人眼而引起的视觉上的明暗程度。彩色光的颜色类别。彩色光颜色的深浅、浓淡程度。色调＋饱和度＝色度5、三基色原理自然界中绝大多数彩色都可以由三基色按一定比例混合而得；反之，这些彩色也可以分解成三基色；三基色必须是相互独立的，即其中任何一种基色都不能由其它两种基色混合得到；混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定；混合色的亮度是三基色亮度之和。补色：若A＋B＝白色，则A和B互为补色电视系统的三基色为：红、绿、蓝6、亮度方程选定基准白和三基色后，可由彩色光的三基色分量求出彩色光的亮度值：Y=0.30R+0.59G+0.11B7、混色法（a）相加混色法光源色光的直接混合，应用于彩色电视。三基色为红、绿、蓝光谱混色法时间混色法空间混色法生理混色法（b）相减混色法利用颜料、染料等的吸色性质来实现混色。应用于彩色印刷、彩色胶片和彩色绘画等。三基色为青、品、黄（分别为红、绿、蓝的补色）彩色图像的摄取包括两个过程：利用分光系统将一幅彩色图像分解成红、绿、蓝三基色图像；利用光电转换器件和扫描将三基色图像转换成相应的三基色电信号。1、彩色图像的摄取二、彩色图像的摄取CCD器件CCD器件CCD器件彩条图像分光系统光电转换三基色电信号（一行）三基色图像透镜D1R1D2R2EREGEBttt彩色电视图像的重现利用了相加混色原理，在彩色电视接收机中将三基色电信号进行电光转换，然后在屏幕上混合成彩色光学图像。彩色电视显示设备：CRT彩色显像管；LCD；PDP等1、彩色图像显示设备三、彩色图像的重现CRT彩色显示技术基于：荧光粉在电子束的撞击下能发出一定强度的光；相加混色原理；人眼对空间细节的分辨能力低。2、CRT彩色显像管的工作原理将红绿蓝一组的荧光粉均匀排列在显示屏上，由三基色电信号控制三个电子束同时撞击每一组的三色荧光粉颗粒，使之发出红绿蓝三种色光。由于每一组的三色荧光粉颗粒非常小，且相距很近，所以在一定距离之外观看时，对视觉产生的效果相当于相加混色。即每一组的三色荧光粉颗粒对视觉产生的印象并不是三种独立的颜色，而是由这三种颜色混合出的一种颜色，混合色的颜色由三色荧光粉颗粒的光强之比决定。CRT彩色显像管的结构：EREGEB阴罩板电子枪偏转线圈荧光屏三色荧光粉条阴罩板阴罩孔电子枪电子束1、兼容问题四、彩色图像信号的传送兼容有两方面的含义：一方面，彩色电视机应能接收黑白电视信号并显示黑白图像；另一方面，黑白电视机也能接收彩色电视信号并显示黑白图像。为了实现兼容，彩色电视信号必须满足以下基本条件：彩色电视信号中必须包含亮度信号和色度信号。彩色电视信号占用和黑白电视信号相同的频带宽度。彩色电视系统应具有与黑白电视系统相同的扫描参数。应尽量减小亮度信号与色度信号的相互干扰。2、亮度信号及色差信号根据亮度方程，可求出亮度信号：EY=0.30ER+0.59EG+0.11EB扣除基色信号中的亮度分量，可得色差信号：ER-Y=ER-EYEG-Y=EG-EYEB-Y=EB-EY实际只传输亮度信号EY和ER-Y、EB-Y

两个色差信号由ER、EG、EB得到EY、ER-Y、EB-Y在编码矩阵实现在接收端，黑白接收机只处理亮度信号EY，它与黑白电视中的图像信号完全一样，因此可显示黑白图像。彩色接收处理EY、ER-Y、EB-Y三个信号，处理步骤为：求出色差信号EG-Y

，即：求出三基色信号，即：

ER=ER-Y+EYEG=EG-Y+EY

EB=EB-Y+EY

用三基色信号控制扫描电子束，实现彩色图像的电光转换3、色差信号的频带压缩根据视觉特性，人眼对彩色细节的分辨力低于对黑白细节的分辨力。因此，在彩色电视中没有必要传送过于精细的彩色细节，只要保证黑白细节存在即可。由于图像细节的精细程度与视频信号的带宽相对应，因此可以对色度信号的带宽进行压缩。我国电视标准规定，亮度信号用6MHz带宽传送，而色差信号用1.3MHz带宽传送。色差信号的频带压缩可用低通滤波器实现。4、频谱搬移和频谱间置为使彩色电视信号占用与黑白电视信号相同的带宽，彩色电视中对压缩后的色差信号频谱进行了搬移，并使其与亮度信号的频谱交错开。这称为色差信号的频谱搬移和亮、色频谱间置。对色差信号进行调制可实现频谱搬移。调制方法为平衡正交调幅。频谱搬移和频谱间置f0亮度信号频谱f0色差信号频谱色差信号频带压缩6MHz6MHz1.3MHz频谱搬移fsc4.43MHzfsc4.43MHz亮、色信号频谱间置5、色差信号的幅度压缩色差信号的幅度压缩在编码矩阵实现。调制后的色差信号要和亮度信号相加，形成复合彩色电视信号。色差信号幅度压缩的目的是保证复合彩色电视信号具有规定的动态范围，即同步电平为－0.43，白电平为1.0。压缩方法：V＝0.877ER－Y

U＝0.493EB－Y6、复合电视信号的形成过程RGB编码矩阵相加平衡正交调幅YVU频带压缩频带压缩V’U’C复合电视信号分量电视信号分量电视信号彩色全电视信号由亮度信号、已调色差信号、复合消隐信号、复合同步信号、色同步信号组成。亮度信号和已调色差信号构成彩色图像信号，代表被摄图像的亮度和色度信息，用以在接收端重现彩色图像。复合消隐和复合同步信号的作用与特点与黑白电视完全相同。色同步信号的主要作用是传送副载波的基准频率和相位信息，保证接收端恢复的副载波与发送端的副载波同频同相，从而正确解调出色差信号。五、彩色全电视信号色同步信号由9～11个周期的副载波信号组成，每行传送一次，位于行消隐的后肩上，起始时刻在行同步脉冲前沿之后5.6μs，宽度为2.25

μs。色同步信号的频率与发送端副载波频率一样，相位为180度（NTSC制规定），幅度与同步脉冲幅度相同。行消隐12μs4.7μs5.6μs白电平2.25μs色同步行同步黑电平NTSC制：也称正交平衡调幅制，是由美国研制、并于1954年正式使用的一种兼容制彩色电视系统，其特点是将两个色差信号分别对频率相同而相位相差90度的两个副载波进行正交平衡调幅，再将已调幅的两个色差信号叠加后穿插在亮度信号频谱的高端进行传送。其缺点是对相位失真较为敏感。PAL制：也称逐行倒相正交平衡调幅制（简称逐行倒相制），是由原联邦德国研制并于1967年首先使用。它对信号的处理方式与NTSC制基本相同，所不同的是对已调幅的红色差信号进行了逐行倒相处理，这样可以利用相邻行色彩的互补性来消除由相位失真引起的色调失真，从而克服NTSC制的相位敏感性。PAL制的主要缺点是接收机电路较为复杂。六、彩色电视制式SECAM制：又称逐行轮换、储存、调频传色制，简称调频制，是由法国研制、并于1966年首先使用的一种彩色电视制式。在SECAM制中，两个色差信号分别对两个频率不同的副载波进行调频，然后两个调频波逐行轮流插入到亮度信号频谱的高端，与亮度信号一起传送。由于每一行只传送一个色差信号，因此克服了信号间的相互串扰。其缺点是接收机电路复杂，而且图像质量也比前两种制式略差。以上三种制式都与黑白电视兼容，但是它们之间却相互不兼容，因此，在三种制式之间进行节目交换时，需要先进行制式转换。第三章数字电视基础在复制和传输过程中，噪声不会累积数字信号稳定可靠，易于实现各种处理可充分利用信道容量可合理利用各种类型的频谱资源一、数字电视的优点数字电视的发展可分为三个阶段：局部数字设备数字整机设备数字电视系统二、数字电视信号的产生复合编码方式模拟电视信号取样量化编码数字电视信号分量编码方式三、复合编码方式1、取样取样结构：取样点在画面上相对于空间和时间的分布规律。固定正交取样结构：每一行的取样点正好处于前一场和前一行取样点的正下方，而且与前一帧的样点重合。fs＝nfH固定正交取样结构复合编码：将彩色电视信号作为一个整体进行取样、量化和编码固定正交取样结构奇数行偶数行奇数行样点偶数行样点取样频率fs的选择：

fs>=2.2fm

fs＝nfsc

fs＝n

fHfs

＝4fsc＝17.72MHz每行取样点数为11352、量化为了保证量化后的信号具有足够的信噪比，应尽量减小量化误差，即增加量化比特数。但量化比特数增加会导致数码率增加，给信号处理和传输带来困难。如果要保证实际图像的量化信噪比大于50dB，则量化比特数不应少于8比特，即量化级数不少于256级。电视系统采用的量化比特数为8或10比特。3、编码编码过程是将量化后的取样值用一组二进制码表示四、分量编码方式1、取样分量编码：对亮度信号和两个色差信号分别进行取样、量化和编码。

4：2：2取样结构Y的取样频率：13.5MHz（是626/50及525/60系统行频的整数倍）R-Y/B-Y的取样频率：6.75MHz固定正交取样结构4：2：2分量取样结构

4：4：4取样结构Y/R-Y/B-Y的取样频率均为：13.5MHz或R/G/B的取样频率为：13.5MHz固定正交取样结构4：4：4分量取样结构

4：1：1取样结构Y的取样频率为：13.5MHzR-Y/B-Y的取样频率为：3.375MHz固定正交取样结构4：1：1分量取样结构

4：2：0取样结构Y的取样频率：13.5MHzR-Y/B-Y的取样频率：6.75MHzR-Y/B-Y每两行取一行固定正交取样结构4：2：0分量取样结构取样参数4：4：44：2：24：2：04：1：1取样频率（MHz）Y13.513.513.513.5R-Y13.56.756.753.375B-Y13.56.756.753.375每帧有效行数Y576576576576R-Y576576288576B-Y576576288576每行有效象素数Y720720720720R-Y720360360180B-Y720360360180帧频（Hz）25252525宽高比4:34:34:34:32、量化与编码1.0000.9220.0630.00025523516011111111111010110001000000000000Y1.0000.9410.0000.5020.063R－Y2552401601281111111111110000100000000001000000000000B－Y1.0000.9410.0000.5020.0632552401601281111111111110000100000000001000000000000采用四舍五入的均匀量化方法，并在量化前将三个分量信号归一化到相同的动态范围。五、数字高清晰度电视1、HDTV的发展历史及现状模拟HDTV系统数字HDTV系统MUSE制HD-MAC制ATSC标准DVB标准ISDB方案国内情况2、HDTV系统的定义高清晰度电视系统应能使观看者在图像高度的大约3倍距离处观看图像细节时，能达到或接近具有正常视觉锐度的观看者观看原始景物的感觉。也就是说，HDTV系统在垂直和水平方向上的分解力都应比SDTV系统提高一倍。另外，HDTV在图像色彩、声音等方面也都有明显的改善。3、HDTV系统的技术参数扫描行数为了使垂直分解力增加一倍，HDTV系统的每帧图像行数不应少于1000行。ITU-RBT.709建议书中曾给出两种扫描行数，即1125行/帧和1250行/帧。b.每行取样点数水平分解力也应增加一倍。ITU-RBT.709建议书中给出的每行取样点数为2200和2304，其中每行有效样点数为1920。c.画面宽高比根据双眼的视场清晰范围，HDTV画面宽高比应象宽银幕电影那样在（1.66～1.85）：1的范围内，目前已公认为16:9d.像素形状如果像素在水平和垂直方向上的大小是相同的，则称为方形像素。HDTV系统采用方形像素有利于实现与计算机系统的互操作性。ITU-RBT.709建议书中专门规定了方形像素的帧格式，即每帧有效行数为1080，每行有效样点数为1920。4、我国HDTV演播室标准的基本参数参数数值1图像扫描顺序从左到右，从上到下隔行时，第一场的第一行在第二场的第一行之上2隔行比2：1（隔行）3帧频（Hz）254行频（Hz）281255宽高比16：96像素形状方形（1：1）7每帧总行数11258每帧有效行数10809每行总取样点数R、G、B、Y2640CR-Y、CB-Y132010每行有效取样点数R、G、B、Y1920CR-Y、CB-Y96011取样频率(MHz)R、G、B、Y74.25CR-Y、CB-Y37.12512取样结构固定正交13模拟信号标称带宽（MHz）3014量化电平10比特编码8比特编码R、G、B、Y黑电平6416CR-Y、CB-Y消色电平512128R、G、B、Y标称峰值电平940235CR-Y、CB-Y标称峰值电平64和86016和24015量化电平分配10比特编码8比特编码视频数据4～10191～254同步基准0～3和1020～10230和255第四章电视系统主要参数数码率：系统在单位时间内传送的数据量实时传输情况下：数码率＝fs×量化比特数复合编码、8比特量化时：数码率＝17.72（MHz）×8（bit）＝141.76Mbps10比特量化时：数码率＝17.72（MHz）×10（bit）＝177.2Mbps一、电视信号数码率1、复合编码方式2、分量编码方式（4：2：2

）

SDTV系统10bit量化时：亮度信号数码率＝13.5（MHz）×10（bit）

＝135Mbps色差信号数码率＝2×6.75（MHz）×10（bit）

＝135Mbps总数码率＝135＋135＝270Mbps8比特量化时：总数码率＝108＋108＝216Mbps有效数码率：单位时间内传输的与视频信号有关的数据量。有效数码率＝每行有效样点数×每帧有效行数×量化比特数×帧频4：2：2分量信号的有效数码率10bit量化时：720×576×10×25＋360×576×10×25×2＝207.360Mbps8bit量化时：165.888Mbps

HDTV系统10bit量化时：亮度信号数码率＝74.25（MHz）×10（bit）

＝742.5Mbps色差信号数码率＝2×37.125（MHz）×10（bit）

＝742.5

Mbps总数码率＝742.5＋742.5＝1485Mbps8比特量化时：总数码率＝594＋594＝1188MbpsHDTV信号有效数码率10bit量化时：1920×1080×10×25＋960×1080×10×25×2＝1036.8Mbps8比特量化时：829.44Mbps二、电视系统分解力1、分解力定义分解力是指电视系统分解与综合图像细节的能力，其单位是一个画面高度内的电视线数（TVL/PH）影响电视系统分解力的主要因素：

每帧扫描行数摄像器件与显示器件的性能电视信号处理及传输通道的带宽2、垂直分解力垂直分解力是指沿画面垂直方向分解图像细节的能力，通常用一个画面高度内能分解的黑白相间的水平线数目来表示。H540TVL/PH理想情况下：垂直分解力＝每帧画面的有效扫描行数实际情况下：垂直分解力＝有效扫描行数×0.7（0.7为隔行凯尔系数）3、水平分解力水平分解力是指沿画面水平方向分解图像细节的能力，用一个画面高度内能分解的黑白相间的垂直线数目来表示。HH540TVL/PH720TVLW影响水平分解力的主要因素：摄像机CCD阵列的有效水平像素数目系统带宽显示器性能只考虑系统带宽情况下：水平分解力＝4、模拟电视系统的分解力（4：3）625/50系统中：垂直分解力＝575×0.7＝403（TVL/PH）水平分解力1MHz带宽时N＝(52μs×2×1MHz)×3/4＝78（TVL/PH）6MHz带宽时N＝78×6＝468（TVL/PH）相当于一个画面宽度内能分解624条垂直线。5、数字SDTV系统的分解力（4：3）垂直分解力：与模拟电视系统基本相同水平分解力1MHz带宽时6.75MHz带宽时N＝80×6.75＝540（TVL/PH）相当于一个画面宽度内有720

TVL5.75MHz带宽时N＝80×5.75＝460（TVL/PH）相当于一个画面宽度内有613

TVL6、数字HDTV系统的分解力（16：9）垂直分解力：1080×0.7＝765（TVL/PH）水平分解力1MHz带宽时37.125MHz带宽时N＝1080（TVL/PH）相当于一个画面宽度内有1920

TVL29.7MHz带宽时N＝864（TVL/PH）相当于一个画面宽度内有1090

TVL三、电视信号带宽电视信号的带宽取决于电视信号最高频率，而电视信号的最高频率取决于电视画面中图像细节的精细程度。ti0ti0NPAL制：即图像信号带宽为5.16MHz实际带宽为6MHz第五章

演播室节目制作

系统与设备1、节目制作系统分类电子新闻采集（ENG）电子现场节目制作（EPT）演播室节目制作一、节目制作系统2、演播室节目制作系统构成摄像机切换台监视器录像机传声器调音台扬声器示波器矢量仪摄像机1摄像机2摄像机3CCU1CCU2CCU3切换台调音台视/音分配器录像机监视器扬声器示波器矢量仪监视器传声器接收机3、演播室控制机房的布置方式调音台灯光控制录像机同步机扬声器标准钟通话特技切换台VTR控制导控台字幕机CCUDVE技控台观察窗监视器排录音机二、摄像机1、摄像机的分类按用途分：电视广播用摄像机应用电视摄像机家用摄像机按摄像器件分类：摄像管摄像机固体摄像机按摄像器件的数量分类：三片摄像机单片摄像机按摄录功能分类：普通摄像机摄录一体机2、摄像机的基本构成编码器接口电路同步信号发生器彩条信号发生器寻像器变焦镜头分光系统CCD视频处理放大器CCDCCDRGBRGBRGB视频输出外同步锁相输入Y/CVBSY/R-Y/B-Y3、摄像机的工作原理（1）视频处理放大器

作用：三基色电信号进行放大并进行必要的校正和补偿构成：预放器、增益提升、增益控制、黑斑校正、白斑校正、彩色校正、轮廓校正、γ校正、黑电平控制、杂散光校正预放器：对光电转换器件输出的微弱电信号进行放大

增益提升电路：根据摄像机机身面板上增益选择开关的位置，同时决定红、绿、篮三路放大器的增益

增益控制电路：控制红和篮两路放大器的增益（绿路放大器增益固定），改变红、绿、篮三路信号电平的相对比例，从而实现白平衡黑斑校正电路：消除图像中的黑斑现象白斑校正电路：对图像中的白斑进行校正彩色校正电路：用电子方法模拟出理想分光特性的负瓣和正次瓣部分，用以弥补分色棱镜分光特性的不足，使摄像机的总分光特性尽可能接近理想轮廓校正：提高重现图像质量，使图像轮廓鲜明γ校正：补偿光电转换和电光转换过程中的非线性，使电视系统的总亮度传输特性为线性

图（2）编码器

作用：将红、绿、篮三基色信号编码成一个亮度信号和两个色差信号，并把它们按某一电视标准组合成一个彩色全电视信号构成：图（3）同步信号发生器

作用：产生行、场推动脉冲，复合消隐脉冲，复合同步脉冲，K脉冲，P脉冲，色副载波等定时和基准信号，用来供视频处理放大器、编码器以及光电转换器件使用

（4）自动控制系统

作用：以单片机微处理器为基础，通过预先固化在微处理器内的控制程序实现对摄像机工作状态的自动控制、调整、显示、告警等功能构成：自动白平衡、自动黑平衡、自动黑电平、自动光圈控制、自动聚焦、自动电池告警、自动低亮度指示等自动白平衡：为了消除光源色温变化所引起的重现图像偏色现象，可在电路系统中精确调整红、绿、篮三路信号的相对增益，使输出三基色电压相等，从而使重现图像的颜色恢复标准白。自动白平衡调整方法：拍摄一白色物体后，板动一下面板上的自动白平衡开关，这时自动控制系统就会通过视频处理放大器分别控制红路和篮路的增益，最终使红、绿、篮三路信号电平相等，从而实现白平衡。自动黑平衡：调节红、绿、篮三路的黑色电平使其相等，保证重现的黑色图像无彩色。自动黑平衡调整方法：板动面板上的自动黑平衡开关，光圈就会自动关闭，红、绿、篮三路信号在自动控制系统的控制下依次完成黑电平的调整，最后使三路黑电平相等，实现黑平衡。自动光圈控制：根据所拍摄景物的光照情况自动调整光圈的大小。三、录像机1、录像机的分类按用途分：广播级录像机业务级录像机家用录像机按磁带尺寸：2英寸、1英寸、3/4英寸机、1/2英寸、8mm录像机、1/4英寸按信号处理方式：模拟分量、模拟复合、数字分量、数字复合2、录像机的基本构成视频录放系统声音录放系统机械与控制系统伺服系统3、录像机的工作原理视频记录系统视频重放系统音频记录系统音频重放系统视频输入磁带伺服系统旋转变压器视频磁头音频磁头视频输出音频输入音频输出模拟分量录像机：视频记录系统：预加重、调频、记录放大、色差信号时间轴压缩与时分复用等。视频重放系统：磁头切换放大、解调、去加重、时基校正、色差信号时间轴扩展与解复用等。数字录像机：视频记录系统：模/数转换，压缩编码，纠错编码，通道编码，记录放大等。视频重放系统：放大均衡、通道解码、纠错解码、压缩解码、数/模转换等。四、视频切换与特技

视频切换：在多路输入视频信号中任选一路或数路信号输出视频特技：在两段素材的衔接处（即切换点）设置一些特殊的视觉效果1、快切快切（CUT）在电视屏幕上的表现形式为：一个画面迅速变换成另一个画面，可由切换矩阵实现。12345678AB2、慢转换淡入淡出：前一个画面由强而弱直至消失，与此同时，后一个画面由弱变强最终完全取代前一个画面。也称叠画。淡入淡出的实现方法：通过可控增益放大器使一路视频信号逐渐衰减到零，同时使另一路视频信号从零逐渐增至最大，两个放大器的输出经混合器混合后输出。化入化出：在第一个画面完全消失以后，第二个画面才开始出现并逐渐变到最强。化入化出的实现方法：利用可控增益放大器控制两路视频信号的增益，只不过要等第一路视频信号衰减到零时，第二路视频信号才能由零逐渐增至最大。淡入淡出化入化出3、划像划像：也称扫换，是一种分画面特技。分画面特技：整个电视屏幕被A、B两个画面分割成两部分，而且两个画面的分界线还可沿某个方向移动。4、键控键控特技实际上也是一种分画面特技，只不过其分割画面的分界线大多为不规则形状。键控特技在屏幕上的表现效果是一幅图像中的某个区域被抠掉并填入另一幅图像，这种特技可用来在画面上插入字幕、符号或某种较复杂的图形、轮廓等根据键控电压的来源不同，键控特技又可分为自键、外键和色键等几种。（a）自键的工作原理AB（b）外键的工作原理ACB（c）色键的工作原理AB5、数字视频特技把模拟视频信号变成数字视频信号以后存储在帧存储器中，然后，通过对这些数字信息进行不同的处理，就可得到各种各样的特技效果。比如，将一幅图像按正常顺序写入帧存储器，然后以相反顺序读出，就能得到与原图像相反的图像，这称为翻转。输入图像水平翻转垂直翻转水平、垂直翻转五、演播室声学要求

1、混响在房间里当第一个音没有消失时如果又发出第二个音，这两个将混合在一起，听起来就会感到含混不清。这种现象称为房间的混响。

混响时间：用来衡量室内声音衰减过程的快慢。指从声源停止发声