05图像信息原理课件第二章

第二章电视传象基本原理（1）第二章电视传象基本原理（1）§2.1电视系统组成原理

2.1.1图象顺序传送原理

2.1.2光和电的转换原理2.1.3彩色图象的摄取与重现

§2.2电视扫描原理

2.2.1逐行扫描2.2.2隔行扫描

§2.1电视系统组成原理

2.1.1图象顺序传送原理

一.图象的表示法图象应由空间位置（x、y、z）及时间t来表示平面图象，亮度表示为：L=(x,y,t)H和S可相应表示为（x,y,t)的函数。§2.1电视系统组成原理二.图象的顺序传送1.图象的分解象素：组成图象的元素，即最小单元，具有单值的亮度和几何位置。图象=>分解为若干象素，每一个象素的亮度对时间的变化用一个电压对时间的变化来表示。或写为：象素（xA,yA）的亮度LA，相应的电信号为VLAVLA=F(xA,yA）问题：如何实现一帧图象（由N个象素组成）的传送？§2.1电视系统组成原理2.图象的顺序传送在发送端，把被传送图象分解为许多象素，然后把象素的光信号（包括亮度和色度）按一定顺序转变成电信号，并依次传送出去。在接收端的屏幕上，再按同样顺序将各个电信号在相应的位置上转换为光信号。3.顺序传送电视基本要求·a).一帧图象全部象素的顺序传送时间要足够快，使眼睛感觉到图象是“同时”在亮。b).发、收端应同步。

§2.1电视系统组成原理图象的顺序传送示意图§2.1电视系统组成原理三.扫描（Scan）把图象上各象素转变成顺序传送的电信号的过程和把接收到的电信号顺序地转换成各象素所对应之光信号而形成图象的过程都称为扫描电子扫描用电子束按一定顺序掠过光-电（或电-光）转换板，从而实现顺序的光-电（或电-光）转换的过程。目前电视技术中的扫描均为电子束扫描，有行扫描和场扫描之分§2.1电视系统组成原理行扫描（Horizontalscan）：电子束水平方向的运动。从左到右－>正程行扫描（有用过程）－>传图象从右到左－>逆程行扫描（不传信号）场扫描（Verticalscan）：电子束在垂直方向的运动。从上至下－>正程扫描从下至上－>逆程扫描扫描实现了时空（空时）变换:

§2.1电视系统组成原理活动图象的传送注意，我们这里并没有提及如何实现活动图象的传输。而只是讨论了一幅（平面）图象如何用单一信道传送的问题，显然，整个图象只要一帧一帧地顺序重复和足够快，眼睛感觉到的就是活动图象

§2.1电视系统组成原理

2.1.2光和电的转换原理一.摄象

·光电效应·

外光电效应：物质(光电材料)在光照下向外发射电子。内光电效应：物质(光电材料)受光照时在内部激发出参与导电的载流子,此载流子并不逸出物质的表面而只是提高了物质的电导率。

·视象管·（）视象管也称为光电导管，是利用光电材料的内光电效应而制成。§2.1电视系统组成原理1.视象管的构造视象管组成：管外线圈：在视象管外套有聚焦线圈光电靶：硫化锑薄膜（Sb2O3）电子枪：电灯丝，阴极，控制极，加速极和聚集阳极组成§2.1电视系统组成原理视像管结构

§2.1电视系统组成原理2.视象管中电子束的特点a).电子束是“慢电子扫描”即电子束(中的电子)在抵达靶面时，其速度已接近于零。b).要求电子束“垂直着靶”c).电子束要求有很高的聚集质量要求a)由产生减速场来完成要求b)由聚焦线圈，校正线圈，网电极等完成。要求c)由聚焦线圈，聚焦阳极等完成。§2.1电视系统组成原理3.图象信号的产生a).图象信号产生的等效电路b).信号产生的物理过程

光像>>>>电荷像－－电荷的储能过程当靶受到景象光照射后，各象素光电阻的大小决定于所对应景象的光强弱。即：对应景象中光强的象素电阻Rn小靶外的正电荷将以不同的速度漏到靶内侧，使内侧各象素上的电位上升不同值;对应光强的象素电位高,对应光弱象素的电位低。即在靶内侧形成了取决于景象内容的正电位起伏—正电荷象§2.1电视系统组成原理

用电子束扫描拾取图象信号

在靶内侧面形成电位起伏后，利用电子束扫描靶内侧面，逐个接通象素电容。在接通的瞬时，利用电子束的负电子中和该象素所对应的正电荷，使象素电容的内侧极板不论其原来的电位如何均降到零。或者说将该象素电容再度充电到靶压Vc。显然，该象素电容的充电电流将流过摄象管负载电阻RL，形成闭合的电流回路。§2.1电视系统组成原理对于光强的象素，原电位高，充电电流大，对于光弱的象素，原电位低，充电电流小。这个充电电流流过负载电阻时，就产生代表该象素的信号电流。当电子束扫描整个靶内侧时，将依次逐个接通各个象素，依所受光强的大小，产生强弱不同的象素电容充电电流。它们依次流过负载电阻，即在其上产生代表图象内容的图象信号。§2.1电视系统组成原理二.显像电光转换：转换器件：显像管2.1.3彩色图像的摄取与重现一.彩色图像的摄取彩色>>分色（三基色）>>单色像摄取二.彩色图像的重现同时投影混色同时空间混色§2.1电视系统组成原理同时制彩色电视传送示意图§2.1电视系统组成原理彩色的重现

§2.2电视扫描原理

§2,2电视扫描原理.电视图象的分解(实现空时变换)与复合(实现时空变换)均依靠电子束流的偏转运动,即所谓扫描运动来完成。·电视扫描的实现·摄象管，显象管都采用磁偏转法来实现2.2.1逐行扫描：一行紧接一行的扫描方式一.行场扫描电流要求：锯齿电流§2.2电视扫描原理逐行扫描锯齿电流

§2.2电视扫描原理二.逐行扫描光栅§2.2电视扫描原理扫描光栅:电子束在偏转磁场的作用下，在显象管屏幕的扫描轨迹（扫描亮线）行正程:电子束从左到右的扫描，所需时间记为行扫描正程时间－－THt行逆程：电子束从右到左的扫描，所需时间记为行扫描逆程时间－－THr行扫描周期:完成一行扫描的时间。TH=THt+THr§2.2电视扫描原理电视是在正程传送图象信号，而在逆程不传送图像信号。THr/TH=（行扫描逆程系数）场正程:电子束从上到下的扫描，所需时间记为场扫描正程时间－－TVt场逆程：电子束从下到上的扫描，所需时间记为场扫描逆程时间－－TVr场扫描周期:完成一场扫描的时间。TV=TVt+TVr，TVr/TV=（场扫描逆程系数）§2.2电视扫描原理2.2.2隔行扫描一.隔行扫描的提出1.逐行扫描的特点TV=Z*TH,fH=Z*fV2.对扫描参数的要求：fV>48Hz,Z>5003.逐行扫描的主要问题：带宽大二.隔行扫描1.隔行扫描方式一帧图像分两场进行扫描：奇数场/偶数场§2.2电视扫描原理奇数场：对应1、3、5…行（奇数行）的扫描偶数场：对应2、4、6…行（偶数行）的扫描2.基本要求*奇数场/偶数场光栅均匀交错（相嵌）*相邻两帧的光栅应重合3.隔行扫描方式