第5章电视信号的形成、处理与记录祥解.ppt

第5章 电视信号的形成、处理与记录 模拟电视向数字电视过渡，数字设备逐渐替代模拟设备，使模拟演播室成为数字演播室。主要设备包括： 各类视频源（摄像机、磁带录像机、VCD、DVD、 视频硬盘、字幕机、卫星电视接收机、 现场实况信号等） 视频矩阵和切换台，数字特技机，非线性编辑机， 视频分配器，同步信号发生器，监视器 彩色电视图像信号有两种编码方式：分量编码和全信号编码。 未压缩的10位量化视频信号，数据传输速率270Mb/s。 在数字演播室内，设备之间流通的信号为串行数字接口（SDI，Serial Digital Interface）信号。 SDI信号在传输中采用反转的不归零码（NRZI），不单独传送时钟，接收端需要从接收信号中恢复出时钟。为避免过多的连“0”和连“1”，加入扰码。 5.2 彩色电视摄像机 彩色电视摄像机的基本组成（3大部分） ①摄像机头——镜头、分光系统、摄像管、预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设备等。 ②视频信号处理部分——模拟视频信号处理：黑斑校正、增益提升、白平衡调节、杂散光校正、黑电平调整、 γ校正和预弯曲等；数字信号处理：A/D转换、三维滤波、轮廓校正、彩色校正、 精细的γ校正、白压缩等。 ③编码器、同步机和彩条信号发生器（高级摄像机还有微处理机单元） 5.3.1 图像信号中直流分量的恢复 图像信号的最低频率分量反映景物背景亮度的缓慢变化，称为直流分量。 视频通道多采用交流放大，使直流分量丢失，结果是在重现图像中看不到背景亮度的缓慢变化，造成图像亮度的畸变。 电视信号具有单极性，利用钳位电路，把经交流放大后的随图像内容变化的黑电平，重新钳定在同一个电平上，就可以恢复图像信号的性质。 5.3.2 黑斑校正 原因： 光学系统引起的图象亮度不均匀、光电靶结构不均匀、电子不能在靶面所有位置都垂直上靶、照明光源照射不均匀等黑斑现象——黑色不均匀 5.3.3 γ校正 由于光—电转换特性的非线性引起图像的灰度畸变，为消除这种畸变设置γ校正电路。 实验证明，当系统总的γs=1.26时效果较好。 彩色显像管γ约为2.8，摄像管的γ近似等于1，则通道的γ应等于1.26/2.8=0.45 5.3.4 彩色校正 原因： ①摄像机光谱特性应与接收端显像三基色的混色曲线一致， 混色曲线中有负值存在，摄像机各部分光谱相应曲线只有正值 ②艺术效果处理——人为改变某种颜色的饱和度或色度 措施： 修正法：略去光谱响应特性的负区，只保留正区，并将正区适当压缩以使重现彩色的失真程度限制在容许的范围之内。图5-24 合成法：把光电器件丢掉的光谱响应曲线负区设法用矩阵电路近似的恢复。图5-25 5.4 彩色电视信号编码器 PAL制编码器 PAL制CVBS由亮度信号、色度信号、色同步信号、复合消隐信号和复合同步信号组成。 PAL逐行倒相编码方案 先对色副载波cosωsct逐行倒相，后平衡调幅（应用广泛） 色同步消隐门脉冲 5.5 模拟电视射频信号的形成 频带约为0Hz～6MHz的视频基带信号和50Hz～15KHz的音频基带信号必须调制在射频载波上，形成射频（RF）信号，以无线电波的形式向外传播。 5.5.1 图像信号的调制 已调信号的频带比 DSB窄，节省频率资源； 频带形成滤波器比SSB易实现，相频特性非线性小； 易检波解调； 利于伴音第二中频的内差载频的产生。 VSB是一种不均衡调制，若幅频特性不加改变进行检波，则低于0.75MHz的双边带频率成分检波输出的振幅比1.25～6MHz的单边带频率成分大一倍，产生幅度失真。 因此，要恢复原来信号频谱，就要求接收机的中放具有特殊幅频特性。 中放幅频特性的数学分析 调制极性 5.6 模拟电视同步信号的形成 同步信号定时方案之一——用具有高稳定度的副载波振荡作为标准信号，产生高稳定度的2fH 、fH、fV脉冲。 集成电路同步机方案 台从锁相 5.7 电视信号的录放原理 fsc(色副载波) 2fH=31.25kHz fH 5.6.2 同步设备之间的锁相原理 为了实现来自不同信号源的多路信号的混合与切换——必须使本台同步机产生的各种同步信号与外来信号中的同步信号在频率与相位上严格一致。 要锁相的同步信号包括：色同步信号中的副载波、行同步、场同步以及P脉冲。 同步机的这种工作方式称同步机的锁相。 本地同步信号发生器受控于外来输入信号的锁相方式称 台从锁相。将外来电视节目源的各种同步信号锁定在本地同步机所产生的各信号的频率与相位上称台主锁相。 现在普遍用帧同步机进行台主锁相。 叠加型黑斑：在电路中产生一个与