【正文】 流信號(hào) , 但在圖像重現(xiàn)前必須恢復(fù)直流以呈現(xiàn)背景亮度 。 ? ? 對(duì)于一般的活動(dòng)圖像 , 由于在垂直方向變化緩慢 , 而且每幀圖像顯示 575行 、 行掃周期很短 , 故相鄰兩行的圖像信號(hào)的差別很小 。 由于圖像是隨機(jī)性的 , 因此圖像信號(hào)電平也在一定范圍內(nèi)隨機(jī)起伏 。 圖 110 圖像幾何失真示意圖 ? ? 由于偏轉(zhuǎn)線圈繞制和安裝不當(dāng) , 使磁場(chǎng)方向不規(guī)則 、 不均勻及行 、 場(chǎng)磁場(chǎng)彼此不垂直等 , 則掃描光柵將產(chǎn)生枕形 、 桶形及平行四邊形等幾何失真 。 ? 圖 19 掃描非線性引起圖像失真 ? 圖 19(a)是當(dāng)行、場(chǎng)掃描電流均為線性時(shí)的理想情況 , 此時(shí)重現(xiàn)圖像與原圖像相似 , 沒有幾何失真。 根據(jù)這一特點(diǎn) , 目前各國(guó)電視機(jī)屏幕都采用矩形 ,寬高比大多為 4∶ 3, 也有采用 5∶ 4和 5∶ 3等 。將 (18)式變換為 （ 18） 2m axm ax))((31)/(2)/(2/ZTTTTkffTTNfTTTNfSHHVSVVHSHNHSHSH???將關(guān)系式 fH=(fV/2)Z及 (17)式代入 (19)式即得到 由 (110)式可見 , 當(dāng) fV、 TSV、 TV、 TH、 TSH 為定值時(shí) , fmax與 z的平方成正比。 由于圖像信號(hào)的最低頻率可視為直流 , 因此圖像信號(hào)的最高頻率 fmax就是信號(hào)的頻帶寬度 。 ? 實(shí)驗(yàn)證明 , 在同等長(zhǎng)度條件下 , 當(dāng)水平分解力等于垂直分解力時(shí)圖像質(zhì)量最佳 。 ? 從以上討論可知 , 要提高水平分解力 , 需要減小電子束直徑 。 當(dāng)細(xì)節(jié)寬度越來越窄直至等于電子束直徑 d時(shí) , 由于 τ不變 , 圖像信號(hào) u將由梯形波趨于正弦波 , 這時(shí)對(duì)比度保持不變 , 轉(zhuǎn)換成的圖像仍為黑和白 , 但黑白邊緣呈現(xiàn)模糊的灰色 , 圖像的清晰度下降 。 ? 圖中若白條與黑條的寬度遠(yuǎn)大于電子束直徑 d, 當(dāng)電子束從左向右掃過畫面時(shí) , 只有當(dāng)電子束的中心分別處于 x 1位置以左和 x2位置以右時(shí) , 電子束截面才完全覆蓋白條和黑條 , 這時(shí)輸出圖像信號(hào)在對(duì)應(yīng)的 t1和 t2時(shí)間達(dá)到最高電平 u1和最低電平 u2(正極性圖像信號(hào) )。 如果圖像細(xì)節(jié)比電子束更小 , 這時(shí)則根本反映不出這種細(xì)節(jié)的崐變化了 。 水平分解力取決于電子束橫截面大小 , 亦就是說 , 水平分解力與電子束直徑相對(duì)于圖像細(xì)節(jié)寬度的大小有關(guān) 。 ? 當(dāng)攝取圖像為 a a5時(shí) , 其重現(xiàn)圖像是 bb5, b3圖像對(duì)比度下降 、 b5黑白邊界不明顯 , 但能重現(xiàn)原圖像規(guī)律 , 只是垂直分解力下降為原線數(shù)的一半 , 即 M=Z′/2。 圖17(a)是攝取的圖像 , 圖 17(b)是重現(xiàn)的圖像 。由圖得到分辨角為 ????1602360)(602360???????????LdZdhZLd（ 12） （ 13） 屏幕顯示行數(shù) Z′為 則有 圖 16 人眼的分辯力示意圖 ? 一 、 垂直分解力 ? 垂直分解力是指沿著圖像的垂直方向上能夠分辨像素的數(shù)目 。 d為兩個(gè)黑點(diǎn)之間距離 , 即行距 。 ? 圖 16繪出了人眼分辨圖像細(xì)節(jié)能力的示意圖。 我國(guó)規(guī)定每幀含 625行 。 我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甲級(jí)和乙級(jí)電視機(jī)分別達(dá)到八級(jí)和七級(jí)灰度。 灰度就是將這一灰色劃分成能加以區(qū)別的層次數(shù)。 ? 客觀景物的最大亮度與最小亮度之比稱為對(duì)榷取對(duì)于重現(xiàn)的電視圖像 , 對(duì)比度不僅與顯像管的最大亮度 Bmax和最小亮度 Bmin有關(guān) , 還與周圍的環(huán)境亮度 BD有關(guān) , 其對(duì)比度 K為 ? ? 顯然環(huán)境越亮 , 電視圖像的對(duì)比度就越低。 cd為燭光發(fā)光強(qiáng)度坎德拉 。 為了保證各幀光柵的重疊 , 要求每幀的掃描行數(shù)必須是整數(shù)。 就是說 , 兩場(chǎng)正程的起始點(diǎn)在水平位置上差半行 , 因此兩場(chǎng)的光柵不會(huì)重疊 , 而是實(shí)現(xiàn)均勻的嵌套 。 將圖 (b)的奇場(chǎng)光柵與圖 (c)的偶場(chǎng)光柵疊加在一起 , 即構(gòu)成全電視屏幕均勻相嵌的光柵圖 。 接著從 iH的 C點(diǎn) (即 iV的 C1點(diǎn) )起 , 開始熒光屏上的第 3行 、 第 5行 、 …… 的奇數(shù)場(chǎng)掃描 , 直到 iV到達(dá)最大負(fù)值 D1點(diǎn)止 , 此時(shí)該場(chǎng)必終止于第 9行的前半行 D2點(diǎn) 。 ? 圖 15繪出了隔行掃描示意圖 。 ? 二 、 隔行掃描原理及光柵的形成 ? 隔行掃描是在保持幀頻 25Hz、行頻 15 625 Hz不變的情況下 , 把一幀畫面分成兩場(chǎng)來掃描。 圖 14 垂直掃描工作原理 ? 當(dāng)場(chǎng)掃鋸齒波電流 iV由 a點(diǎn)經(jīng) b點(diǎn)逐漸變化到 c點(diǎn)時(shí) , 電子束從熒光屏最上方 a1經(jīng) b1掃描至最下方 c1, 電子束自上而下完成掃描正程。 ? 圖 (b)為輸入到偏轉(zhuǎn)線圈中的鋸齒波電流 iV。 則電子束完成自右至左的掃描逆程。 TrH為行掃描逆程 , 在此期間電子束迅速回掃至左側(cè) (TrH TSH), 并且采取消隱措施不在屏幕上顯示亮線 。因此 , 只要改變偏轉(zhuǎn)電流的大小和方向 , 就可以實(shí)現(xiàn)水平掃描 。 ? 一 、 掃描工作原理 ? ? 在圖 13(a)中一對(duì)上下對(duì)稱放置的偏轉(zhuǎn)線圈 (稱為水平偏轉(zhuǎn)線圈或行偏轉(zhuǎn)線圈 )中通入如圖 (b)所示的行掃描鋸齒波電流 。實(shí)踐證明 , 減少換幀時(shí)間 , 把幀頻提高到 50Hz, 閃爍效應(yīng)就可以消失。每幀圖像分成 625行傳送 , 這樣每秒就傳送了15 625行 , 即行頻為 fH=15 625 Hz 。 電子束在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)共同作用下 , 完成從左到右 、 從上到下的全屏幕掃描 , 形成了矩形光柵 。 一對(duì)是水平偏轉(zhuǎn)線圈 , 產(chǎn)生垂直磁場(chǎng) 。 當(dāng)然 , 顯像管中電子束掃描必須與攝像管掃描規(guī)律完全一致 , 即同步掃描 。 電子束掃描到“口”字上時(shí) , 攝像管輸出高電平 , 在“口”字以外攝像管輸出低電平 , 掃描各行輸出波形如圖 12(b)。 ? 圖像的分解與復(fù)合過程如圖 12所示。 電子槍用于發(fā)射電子束 , 電子束的強(qiáng)度取決于加在控制柵極的正極性圖像信號(hào)或加在陰極上的負(fù)極性圖像信號(hào)電平大小 。 ? 1 .1 .2 圖像重現(xiàn)的過程 。 因此 , 當(dāng)電子束按一定規(guī)律在靶面上掃描時(shí) , 便在負(fù)載上依次得到與景物各點(diǎn)亮度相對(duì)應(yīng)的電信號(hào) ,完成了將圖像分解為像素以及把各像素按順序轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換過程 。 由于光像各部分的亮度不同 , 靶上各相應(yīng)部分的電導(dǎo)率發(fā)生了相應(yīng)變化 , 與亮像素對(duì)應(yīng)的靶單元的電導(dǎo)較大 , 與暗像素對(duì)應(yīng)的靶單元電導(dǎo)較小 , 于是將景物各像素亮度不同變成了靶面上各單元的電導(dǎo)不同 , 光像變成了 “ 電像 ” 。 ? 光電導(dǎo)攝像管的結(jié)構(gòu)如圖 11所示 。 我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一秒鐘傳送 25幅畫面 , 這就是說電視系統(tǒng)必須具備每秒約 1 000萬個(gè)像素的掃描速度 。 這種順序傳送法實(shí)質(zhì)上就是按時(shí)間順序傳送空間分布的像素的亮度 。 ? ? 實(shí)際上 , 由于人眼視覺分辨力有一定的極限 , 在正常觀看距離下 , 一幅電視圖像大約有 40萬個(gè)像素時(shí)就可以使圖像具有令人滿意的清晰程度。 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 ? 光電轉(zhuǎn)換的過程 ? 如果用放大鏡仔細(xì)觀察報(bào)紙上刊登的傳真照片 , 就可以發(fā)現(xiàn)它們是由許多大小 ?不等 、 疏密不同的黑點(diǎn)子組成 , 而且點(diǎn)子越小 、 越密 , 畫面就越細(xì)膩 、 清晰同樣 , 呈現(xiàn)在電視機(jī)屏幕上的圖像也是由許多相互聯(lián)系 、 彼此配合 、 亮度相同或不同的小單元組成 , 這些構(gòu)成電視圖像的基本單元稱為像素 。 實(shí)踐證明 , 由于人眼的視覺惰性 , 只要順序傳送的速度足夠快 , 就會(huì)在主觀感覺上覺得所有像素同時(shí)發(fā)亮一樣 。 ? 由于電視要傳送活動(dòng)圖像 , 即圖像上各像素的亮度是隨時(shí)間不斷變化的 , 所以必須在一秒鐘內(nèi)傳送很多幅畫面 , 才會(huì)在電視熒屏上重現(xiàn)連續(xù)活動(dòng)的圖像 。下面以光電導(dǎo)攝像管為例 , 簡(jiǎn)要說明從光到電的轉(zhuǎn)換過程。 景物通過光學(xué)系統(tǒng)在攝像管光敏靶上成像 。 當(dāng)電子束接觸到靶面某點(diǎn)時(shí) , 使電子槍陰極與信號(hào)板 、 負(fù)載 RL和電源 E構(gòu)成一個(gè)回路 , 在負(fù)載 RL中就有電流流過 ,電流大小取決于光敏靶該點(diǎn)電導(dǎo)率的大小 。反之 , 如果輸出電平值與像素亮度成正比 , 則稱之謂正極性的圖像信號(hào)。 ? 顯像管主要有電子槍及熒光屏兩部分組成(結(jié)構(gòu)原理將在第二章介紹 )。 ? 為使圖像信號(hào)重現(xiàn)成一幅完整的光圖像 , 需要電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下完成從左到右 、 從上到下全屏幕的掃描 , 而且電子束在熒光屏上轟擊的幾何位置也必須與發(fā)送端圖像像素的位置一一對(duì)應(yīng) , 即收發(fā)兩端要保持同步的工作狀態(tài) 。 ? 電子束以 1a→1b→1c…1l→2a→2b…2l 的順序一直掃到最后一行的 9l, 然后再回到第一行重復(fù)掃描。 只要掃描速度足夠快 , 則利用熒光屏的余輝特性和人眼視覺惰性 , 即可重現(xiàn)連續(xù)的圖像 。 ? 為了使電子束順序地掃過整個(gè)屏幕 , 顯像管的管頸上需要安裝兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈 。 電子束在水平磁場(chǎng)作用下沿垂直方向偏轉(zhuǎn) , 即垂直掃描 。在電視中將一幅畫面稱為一幀 , 并規(guī)定每秒傳送 25幀 (即幀頻為 25 Hz )。 這種狀況在畫面各處均存在 , 于是使人產(chǎn)生畫面的閃爍效應(yīng)。 因此 , 我們只介紹隔行掃描原理。 當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈中電流為零時(shí) , 電子束不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn) , 打在熒光屏中心 。 TSH為行掃描正程期 , 在此期間 , 電子束由屏幕左側(cè)掃至右側(cè)并顯示亮線 。正程結(jié)束后 , 掃描電流由最大正值 c點(diǎn)很快地經(jīng) d變到最大負(fù)值 e點(diǎn) , 因此電子束很快地由熒光屏右側(cè) c1點(diǎn)經(jīng)中央 d1點(diǎn)折回到左邊e1點(diǎn)。 圖 (a)中 , 一對(duì)左右對(duì)稱放置的垂直偏轉(zhuǎn)線圈 (場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈 ), 則由于垂直偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是水平方向的 , 電子束將沿著熒光屏垂直方向掃描 。 TrV為場(chǎng)掃逆程時(shí)間 , 電子束很快地由屏幕下端回掃到上端 , 并采用消隱措施不在屏幕上顯示亮線 。 當(dāng)既有水平掃描又有垂直掃描時(shí) , 熒光屏應(yīng)呈現(xiàn)滿屏幕近似平行的水平亮線 , 即掃描光柵。只要兩場(chǎng)的周期相等 (包括各自的正程、 逆程時(shí)間亦相等 )且為幀周期的一半 , 則奇、偶場(chǎng)光柵在屏幕上可以實(shí)現(xiàn)均勻嵌套 , 構(gòu)成一幅完整的圖像。 這時(shí)熒光屏呈現(xiàn)出電子束的掃描軌跡是從 A2到 B C2(從 B2到C2為行逆程不呈現(xiàn)亮線 ), C2為熒光屏第 3行的起始點(diǎn) 。 如圖 (c)所示 。 ? 如圖 (a)所示 , 奇場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的是 iH的最大負(fù)值 , 而偶場(chǎng)對(duì)應(yīng)的 iH是零 。 ? 通過以上分析可以得出這樣兩個(gè)結(jié)論 : 為了實(shí)現(xiàn)隔行掃描時(shí)奇、偶兩場(chǎng)掃描光柵均勻相嵌 , 每幀圖像的掃描行數(shù) (包括場(chǎng)逆程在內(nèi) )必須為奇數(shù) 。 亮度用 B表示 , 度量亮度的單位為 cd/m2。 但由于人眼對(duì)背景亮度有很強(qiáng)的適應(yīng)性 , 所以只要保持重現(xiàn)圖像的對(duì)比度與客觀景物相等 , 就可以獲得與客觀景物一樣的明暗感覺了 , 而完全沒有必要重現(xiàn)客觀景物的實(shí)際亮度 。 ? 圖像從黑色到白色之間的過渡色統(tǒng)稱灰色。 實(shí)際上 , 電視機(jī)只要能達(dá)到六級(jí)灰度 , 就能收看明暗層次較佳的圖像。 ? 由于掃描行數(shù)決定了電視系統(tǒng)的分解力 , 從而決定了圖像的清晰度 , 因此在電視崐標(biāo)準(zhǔn)中確定掃描行數(shù)是一個(gè)極為重要的問題 。于是 , 可依據(jù)人的這一視覺特性確定行數(shù)。 因此可以定義人眼的分辨力為分辨角的倒數(shù)。 L為最佳觀看距離。 在一般情況下 , 并非每一屏幕顯示行都代表垂直分解力 , 而取決于圖像的狀況以及圖像與掃描線相對(duì)位置的各種情況 , 這可用圖 17加以說明 。 圖