基本技术篇-光信息的采集和显示技术 光信息存储技术电子教案.ppt

第三部分 基本技术篇 基本技术篇1光信息的采集和显示技术 光信息的采集和显示技术 4.1光信息的采集 4.1.1采集方法 4.1.2图像信息传感器 4.1.3图像信息编码 4.2光信息的显示 4.2.1显示器件 4.2.2液晶显示 4.1光信息的采集 图像信息传感器 机械式图像信息传感器 电视摄像机图像传息传感器 飞点扫描式图像信息传感器 光敏二极管矩阵图像信息化感器 激光扫描器 电荷耦合图像信息传感器 机械式图像信息传感器 图象的输入装置 摄像机输入 1．电子管摄像机 光电靶——涂有光-电荷转换的材料,把光亮度图像转换成电荷强弱图象。 电子束扫描---- 获取电荷变化，形成视频信号 逐行-逐帧扫描光电靶，电子束的强度随光电靶上的电荷强度变化而变化，扫描过程中配有行、帧同步及相应的消隐信号形成视频信号。 2．半导体摄象机（CCD） 光电靶：由密集的光电半导体阵列组成。光信号转换为一离散的电荷图象 移位寄存器 控制每一个光电半导体，把电荷信号存入对应的寄存器中，所有的寄存器串联组成可移位寄存器。在脉冲信号控制下，依次向一个方向移位，从而可以从一端得到串行的电荷图象信号序列，配上行、帧同步及相应的消隐信号形成视频信号。 电荷耦合器（CCD） 随着集成电路技术的发展,二十年前贝尔实验室的W.S.Doyle和G.Smith发明了电荷耦合器件(Chanrge-Coupled-Devices),缩写或简称CCD。由于它具有结构简单，基础度高，制造工序少，功耗低，信噪比好等优点，因而日益受到人们的重视，它的用途广泛，包括工业检测，数码相机，电视摄像等。 电荷耦合器（CCD）分类 线阵 面阵 黑白 彩色 电荷耦合器（CCD）应用 一、几何量测量 优点： A．扫描时无运动部分，因而可高速扫描； B．体积小、重量轻、可靠性好； C．电压低，功耗小； D．漂移小，信噪比好，光电转换效率高； E．光敏单元每一位(bit)的形状小(13—15微米)， 集成度高，每一位的几何位置精度较高。 电荷耦合器（CCD）应用 图像信息的编码目的及方法 4.2光信息的显示 光电显示技术的分类 显示器件主要性能指标 光电显示技术的分类 按显示发光类别：自发光型、被动受光型显示等。 按成像空间坐标：二维平面显示、三维立体显示。 按显示原理：电子束显示(CRT)、真空荧光显示(VFD)、发光二极管显示(LED)、电致发光显示(ELD)、等离子体显示(PDP)、液晶显示(LCD)、激光显示(LD)和电致变色显示(ECD)，等等。 显示器件主要性能指标 1. 亮度: 指垂直于光束传播方向上的单位面积上的发光强度。单位为cd/m2。一般显示器应有70cd/m2的亮度，具有这种亮度图像在普通室内照度下清晰可见。在室外观看要求亮度更高，可达300cd/m2以上。 2. 对比度和灰度 对比度：指画面上最大亮度和最小亮度之比。一般显示器应有 30:1 的对比度。灰度：指画面上亮度的等级差别。例如，一幅电视画面图像应有八级左右的灰度。眼睛可分辨的最大灰度级大致为100级。 显示器件主要性能指标 分辨力：人眼观察图像清晰程度的标志。用光栅高度(帧高)范围内能分辨的等宽度黑白条纹(对比度为100％)数目或电视扫描行数来表示。如果在垂直方向能分辨250对黑白条纹，就称垂直分辨力为 500 行(线)。有时也用光点直径来表示。用光栅高度除以扫描线数，即可算出一条亮线的宽度，此宽度即为荧光屏上光点直径的大小。在显示器件中，光点直径大约几微米到几千微米。一般对角线为 23 – 53 cm 的电视显像管其光点直径约 0.2 – 0.5 mm。 显示器件主要性能指标 4. 发光颜色：发光颜色(或显示颜色)的衡量方法，可用发射光谱或显示光谱的峰值及带宽，或用色度坐标表示。显示器件的颜色显示能力，包括颜色的种类、层次和范围，是彩色显示器件的一个重要指标。 5. 余辉时间: 指荧光粉的发光，在电子轰击停止后起，到亮度减小到电子轰击时稳定亮度的l/10(或1/100)所经历的时间，余辉时间主要决定于荧光粉，一般阴极射线荧光粉的余辉时问从几百纳秒到几十秒。 电子束显示(CRT) 电子束显示(CRT) CRT显示器的技术指标—扫描频率 扫描频率又称为刷新频率，分为水平刷新频率和垂直刷新频率。 水平刷新频率又称为行频 ，指电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线数量，单位：KHz。 垂直刷新频率又称为场频，指每秒钟屏幕刷新的次数，单位：Hz。 通常所说的刷新频率一般指垂直刷新频率；判断显示器性能的指标是垂直刷新频率。 CRT显示器的技术指标—视频带宽 视频带宽是指每秒钟电子枪扫描过的总象素，等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频”，单