光电成像原理与技术 第八章 电视型光电成像系统与特性分析 PDF.doc

下午3时41分 光电成像原理 1 下午3时41分 光电成像原理 2 §§8 8 电视型光电成像系统与特性分析 完整的电视型光电成像器件应包含基本模块和附加模块两大部分。其中基本模块包括摄像机、发送系统、接收系统和显示器等附加模块包括视频记录、视频处理等。 基本工作原理①接收端用摄像机拍摄外界景物由摄像成像器件的光电转换作用将景物图像信息按一定规律变换成相应的电信号并经处理后通过无线电或有线信道传送出去②接收端通过接收机接收视频信号由显示装置的电光转换作用将视频信号按对应的空间关系重现原始景物图像。 微光像增强技术电视技术微光电视技术。 下午3时41分 光电成像原理 3 电视系统的组成 开路电视系统 电视系统借助发射 端与接收端的天线 传送全电视信号高 频电磁波。用于广播 电视和军用微光电视 系统。 闭路电视系统电视系统直接用电缆或光缆作为视频通道来传送视频信号。军用微光电视多采用此类系统该系统设备简单、经济可靠、调整使用方便必威体育官网网址性好。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 下午3时41分 光电成像原理 4 一、黑白图像的传送原理 1. 图像的分解 电视图像是二维平面图像由像素组成。黑白电视传输的图像是只有亮度差异的像素集合可表示为空间和时间的函数 画面像素数目越多则电视图像越逼真但是像素数的增加受人眼分辨力以及视频制式等因素的限制。 由前面的知识基本工作原理可知被传送的图像分解成许多像素并将其同时转变成电信号再由信号通道传送到接收端在屏幕上转换成光信号重现原始景物图像。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 Lfxyt下午3时41分 光电成像原理 5 实际传送图像信号视频信号是每个像素在电子束扫描后形成的时间序列脉冲因此是按时间顺序传送的即把传送的图像上个像素的亮度按一定顺序转变成电信号然后依次发送相当于各像素的亮度变换成以时间为单变量的函数 接收端显示屏上 按同样的顺序将各个电 信号转换为相应位置上 的光信号重现原始景物 图像。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 Lfxytfxtyttft下午3时41分 光电成像原理 6 图像信号的传输原理 发送端需要传送的光学图像作用于一个由许多独立的光电元件组成的光电板上形成与光学图像亮度分布一一对应的电子图像 接收端具有相同数目的发光元件组成发光板当传送通道由开关S1依次接通A、B、C时S2开关也依次接通像素1、2、 3传送到接收端并显示 在发光板上再依次 传送后续像素到接收端 并显示在相应位置上。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 下午3时41分 光电成像原理 7 传送图像信号的开关要求 信号传送过程中要求开关速度必须足够快以至于在第一个像素引起的视觉刺激消失之前最后一个像素已产生视觉刺激这样发光板上才能得到一副完善的图像。 实际的电视系统中传送过程借助于同步扫描实现。 2. 扫描 扫描就是图像分解和复合的过程。所谓扫描就是把图像像素的光信号转变为时间序列的电信号过程以及将时间序列的电信号重现为光学图像的过程。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 下午3时41分 光电成像原理 8 电视中采用的扫描方式P368-370 1 逐行扫描 2 隔行扫描 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 1 逐行扫描 逐行扫描的优点 图像质量好扫描电路简单。 缺点 要求带宽很宽。 所以逐行扫描只适用于工业电视和未来的高清晰度电视。 下午3时41分 光电成像原理 9 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 隔行扫描的优点 解决了频带宽度与清晰度之间的矛盾减低了电视成本. 缺点 并行现象由于扫描电流不稳定和正程线性不好引起。 行间闪烁由于每行的亮度以帧频重现仔细观察比较亮的线时会感到闪烁。 隔行扫描的关键是如何使奇偶场互相恰好地交织如果隔行不好就会产生并行现象导致图像质量下降。 下午3时41分 光电成像原理 10 隔行扫描时电子束扫完第1行后回到第3行的开始位置接着扫直至第625行的前半行该场即为奇数场。奇数场扫完后接着扫偶数场第1行的后半行、2、4、… 624这样就完成了一帧frame的扫描。由此可以看到隔行扫描的一帧图像由两部分组成一部分是由奇数行组成称奇数场另一部分是由偶数行组成称为偶数场两场合起来组成一帧。因此在隔行扫描中无论是摄象机还是显示器获取或显示一幅图像都要扫描两遍才能得到一幅完整的图像。 每帧行数625但显示的只有575每帧312.5显示287.5。 §§8.18.1 电视系统的组成与工作原理 下午3时41分 光电成像原理 11 在隔行扫描中、扫描的行数必须是奇数。 如前所述一帧画面分两场第一场扫描总行数的一半第二场扫描总行数的另一半。隔行扫描要求第一场结束于最后一行的一半不管电子束如何折回它必须回到显示屏顶部的中央这样就可以保证相邻的第二场