視頻信號(hào)基礎(chǔ)知識(shí)與視頻定位技術(shù)教學(xué)PPT

1、視頻信號(hào)基礎(chǔ)與視頻定位技術(shù)視頻信號(hào)基礎(chǔ)與視頻定位技術(shù) 1 1 模擬視頻模擬視頻 視頻形成原理：視頻形成原理：每一張每一張35 mm35 mm膠片均為膠片均為 靜止圖片，在相鄰兩張圖片中只有很小靜止圖片，在相鄰兩張圖片中只有很小 的動(dòng)作變化，每秒中變換的動(dòng)作變化，每秒中變換2424張圖片，利張圖片，利 用人眼的視覺(jué)暫留特性，以達(dá)到播放活用人眼的視覺(jué)暫留特性，以達(dá)到播放活 動(dòng)圖像的效果。動(dòng)圖像的效果。 特點(diǎn)：整幅畫面掃描呈現(xiàn)特點(diǎn)：整幅畫面掃描呈現(xiàn) 1.11.1模擬黑白視頻模擬黑白視頻 順序傳送示意圖 n順序傳送順序傳送 n掃描掃描 從左到右從左到右 從上到下從上到下 n同步同步 圖像的順序傳送圖像

2、的順序傳送 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a bcd e f g h i j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a bcd e f g h i j 1.21.2黑白電視的工作原理黑白電視的工作原理 視頻圖像的幀及幀頻視頻圖像的幀及幀頻 幀幀：在視頻圖像中，一幅完整的靜止的圖像稱：在視頻圖像中，一幅完整的靜止的圖像稱 為一為一“幀幀”。 幀頻幀頻：與電影放映類似，：與電影放映類似，palpal制的幀頻為：制的幀頻為：2525幀幀 /s (/s (幀周期為幀周期為40 ms)ntsc40 ms)ntsc制的幀頻為：制的幀頻為：3030幀幀/s/s 特點(diǎn)：整幅畫面掃描呈現(xiàn)。特點(diǎn)：

3、整幅畫面掃描呈現(xiàn)。 1 1 模擬視頻模擬視頻 掃描及每幀掃描行數(shù)掃描及每幀掃描行數(shù) 掃描掃描：按一定規(guī)律做周期性的運(yùn)動(dòng)稱為掃描。：按一定規(guī)律做周期性的運(yùn)動(dòng)稱為掃描。 行掃描與場(chǎng)掃描：電子束在水平方向的掃描運(yùn)動(dòng)行掃描與場(chǎng)掃描：電子束在水平方向的掃描運(yùn)動(dòng) 稱為行掃描，在垂直方向的掃描為場(chǎng)掃描。稱為行掃描，在垂直方向的掃描為場(chǎng)掃描。 一幀圖像的一幀圖像的掃描行數(shù)掃描行數(shù)： palpal制中制中1 1 幀分幀分625625個(gè)掃個(gè)掃 描行。描行。ntscntsc制中制中1 1 幀分幀分525525個(gè)掃描行。個(gè)掃描行。 1.21.2黑白電視的工作原理黑白電視的工作原理 1 1 模擬視頻模擬視頻 逐行掃描與

4、隔行掃描逐行掃描與隔行掃描 逐行掃描逐行掃描：在一幀圖像中，各掃描行按次：在一幀圖像中，各掃描行按次 序掃描的方式為逐行掃描（顯示器一般都采序掃描的方式為逐行掃描（顯示器一般都采 用逐行掃描）。用逐行掃描）。 隔行掃描隔行掃描：在一幀圖像中，分別按奇數(shù)或：在一幀圖像中，分別按奇數(shù)或 偶數(shù)掃描行掃描的方式為隔行掃描。偶數(shù)掃描行掃描的方式為隔行掃描。 1.21.2黑白電視的工作原理黑白電視的工作原理 1 1 模擬視頻模擬視頻 1 3 5 7 9 11 13 15 17 a b 隔行掃描（奇數(shù)場(chǎng)掃描）隔行掃描（奇數(shù)場(chǎng)掃描） 回歸線（回歸期）回歸線（回歸期） 1 1 模擬視頻模擬視頻 2 b c 6

5、10 8 4 12 14 16 隔行掃描（偶數(shù)場(chǎng)掃描）隔行掃描（偶數(shù)場(chǎng)掃描） 1 1 模擬視頻模擬視頻 2 b c 6 10 8 4 12 14 16 b 1 3 5 7 9 11 13 15 一幀掃描一幀掃描 1 1 模擬視頻模擬視頻 隔行掃描圖像再現(xiàn)隔行掃描圖像再現(xiàn) 1 1 模擬視頻模擬視頻 pal制與制與ntsc制視頻信號(hào)參數(shù)表制視頻信號(hào)參數(shù)表 pal（625h50v）ntsc（525h60v） 每幀中行數(shù)每幀中行數(shù)625h525h 每幀有效數(shù)每幀有效數(shù)576(575)480 多場(chǎng)正程多場(chǎng)正程 奇數(shù)場(chǎng)奇數(shù)場(chǎng)偶數(shù)場(chǎng)偶數(shù)場(chǎng)奇數(shù)場(chǎng)奇數(shù)場(chǎng)偶數(shù)場(chǎng)偶數(shù)場(chǎng) 288h (287.5) 288h (287

6、.5) 240h240h 每場(chǎng)逆程每場(chǎng)逆程24h(25)25h22h23h 1 1 模擬視頻模擬視頻 行周期與行頻行周期與行頻 由于場(chǎng)周期為由于場(chǎng)周期為20 ms ,20 ms ,而每場(chǎng)有而每場(chǎng)有312.5312.5行行, ,所以有行所以有行 周期為周期為 usus； 行頻為行頻為: : hzhz。 場(chǎng)頻與場(chǎng)周期場(chǎng)頻與場(chǎng)周期 palpal制幀頻為制幀頻為:25 hz,:25 hz,而一幀分為兩場(chǎng)而一幀分為兩場(chǎng), ,所以所以 場(chǎng)頻為場(chǎng)頻為:fv=50 hz:fv=50 hz；場(chǎng)周期為；場(chǎng)周期為:tv:tv=1/fv=20 ms=1/fv=20 ms ntscntsc制幀頻為制幀頻為:30 hz,

7、:30 hz,所以所以 場(chǎng)頻為場(chǎng)頻為:fv=60 hz :fv=60 hz ；場(chǎng)周期為；場(chǎng)周期為:tv:tv=1/fv=16.67 ms=1/fv=16.67 ms 1.21.2黑白電視的工作原理黑白電視的工作原理 1 1 模擬視頻模擬視頻 行視頻信號(hào)行視頻信號(hào)= = 圖像信號(hào)圖像信號(hào)+ +消隱信號(hào)消隱信號(hào)+ +同步信號(hào)同步信號(hào) 模擬視頻的時(shí)域波形模擬視頻的時(shí)域波形 全電視信號(hào)全電視信號(hào)： 1.31.3全電視信號(hào)全電視信號(hào) 圖象信號(hào)；復(fù)合消隱信號(hào)圖象信號(hào)；復(fù)合消隱信號(hào) ；復(fù)合同步信號(hào)。；復(fù)合同步信號(hào)。 1 1 模擬視頻模擬視頻 video(復(fù)合視頻cvbs) 水平清晰度水平清晰度 一般指視頻圖

8、像在水平方向上的最小顯像單元，用一般指視頻圖像在水平方向上的最小顯像單元，用 “線線”來(lái)表示來(lái)表示。 1.41.4視頻信號(hào)的主要參數(shù)視頻信號(hào)的主要參數(shù) 主要包括水平清晰度、垂直清晰度、帶寬、寬高比、主要包括水平清晰度、垂直清晰度、帶寬、寬高比、 場(chǎng)頻和幀頻。場(chǎng)頻和幀頻。 垂直清晰度垂直清晰度 眼睛可分辨的水平線數(shù)目。一般只有眼睛可分辨的水平線數(shù)目。一般只有575575行為正程，行為正程， 有有76%76%的有效區(qū)，垂直清晰度約為的有效區(qū)，垂直清晰度約為437437線。線。 1 1 模擬視頻模擬視頻 黑白條信號(hào)及其圖像黑白條信號(hào)及其圖像 1 1 模擬視頻模擬視頻 視頻信號(hào)帶寬視頻信號(hào)帶寬 視頻圖

9、像信號(hào)的頻率范圍。我國(guó)規(guī)定的視頻信號(hào)帶視頻圖像信號(hào)的頻率范圍。我國(guó)規(guī)定的視頻信號(hào)帶 寬為寬為6mhz6mhz。 寬高比寬高比 在電視系統(tǒng)中寬高比為在電視系統(tǒng)中寬高比為4:3;4:3;新型電視中為新型電視中為16:916:9。 場(chǎng)頻和幀頻場(chǎng)頻和幀頻 場(chǎng)頻為場(chǎng)頻為50hz50hz；幀頻為；幀頻為25hz25hz。 1.41.4視頻信號(hào)的主要參數(shù)視頻信號(hào)的主要參數(shù) 1 1 模擬視頻模擬視頻 n 隔行掃描隔行掃描，每幀，每幀625行，每幀兩場(chǎng)行，每幀兩場(chǎng) n每場(chǎng)掃描行數(shù)：每場(chǎng)掃描行數(shù)： n 幀頻：幀頻： n 場(chǎng)頻：場(chǎng)頻： n 場(chǎng)周期：場(chǎng)周期： n 行頻：行頻： fh=25(幀幀)625(行行)=156

10、25hz n 行周期：行周期： (tvt=？， tvr=？)(tvt=18.4ms， tvr=1.6ms) 312.5行行 ff=25hz fv=50hz tv=20ms th=64s (tht =52s ，thr =12s) 我國(guó)電視掃描標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)電視掃描標(biāo)準(zhǔn)： 1 1 模擬視頻模擬視頻 為了實(shí)現(xiàn)同步掃描，電視發(fā)送端每當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一 個(gè)行同步脈沖；每當(dāng)掃描完一場(chǎng)時(shí)加入一個(gè)場(chǎng)同步脈沖。 同步信號(hào)控制掃描頻率和相位的脈沖信號(hào)。 2、 掃描的同步掃描的同步 同步脈沖同步脈沖 行同步脈沖行同步脈沖發(fā)送端行掃描正程結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)，發(fā)送端行掃描正程結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)， 控制接收端行掃描逆程

11、的開(kāi)始?？刂平邮斩诵袙呙枘娉痰拈_(kāi)始。 ( 行同步信號(hào)僅起控制行同步作用，不應(yīng)在行同步信號(hào)僅起控制行同步作用，不應(yīng)在 屏幕上顯示出來(lái)，故應(yīng)疊加在行消隱脈沖屏幕上顯示出來(lái)，故應(yīng)疊加在行消隱脈沖 之上。之上。) 場(chǎng)同步脈沖場(chǎng)同步脈沖發(fā)送端場(chǎng)掃描正程發(fā)送端場(chǎng)掃描正程 結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)，控制接收結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)，控制接收 端場(chǎng)掃描逆程的開(kāi)始。端場(chǎng)掃描逆程的開(kāi)始。 ( 同理，場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)疊加在場(chǎng)消同理，場(chǎng)同步信號(hào)應(yīng)疊加在場(chǎng)消 隱脈沖之上。隱脈沖之上。) 4.7s 1.6s 5.7s 行同步信號(hào)行同步信號(hào) 同步電平同步電平100% 黑電平黑電平70% 12s 前肩前肩 后肩后肩 消隱脈沖與復(fù)合同步脈

12、沖消隱脈沖與復(fù)合同步脈沖 消隱脈沖：消隱脈沖： 掃描逆程期間電子束消隱掃描逆程期間讓信號(hào) 電平為黑電平，電子束截止，屏幕為黑色，起到消 隱逆程光柵痕跡的作用。 行消隱信號(hào)行消隱信號(hào)(或稱或稱行消隱脈沖行消隱脈沖) 行逆程12s,則行消隱脈沖脈寬為12s，電平為黑 電平 場(chǎng)消隱信號(hào)(或稱場(chǎng)消隱脈沖) 場(chǎng)逆程1.6ms,則場(chǎng)消隱脈沖脈寬為1.6ms，電平為 黑電平 160s (2.5th) 160s (2.5th) 1600s (25th) 場(chǎng)同步脈沖與場(chǎng)消隱脈沖場(chǎng)同步脈沖與場(chǎng)消隱脈沖 行同步行同步 場(chǎng)同步場(chǎng)同步 312.5行行 2.5行行 復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合同步信號(hào) 復(fù)合同步脈沖復(fù)合同步脈沖 黑電

13、平黑電平 行消隱行消隱 白電平白電平 行正程行正程52s 12s (+ 12 s) 場(chǎng)消隱場(chǎng)消隱 1600s (25h) 行消隱行消隱 12 s 負(fù)極性電視信號(hào)負(fù)極性電視信號(hào) 行場(chǎng)消隱脈沖波形行場(chǎng)消隱脈沖波形 分離行同步脈沖與場(chǎng)同步脈沖： 微分與積分方法 行同步分離與行同步分離與微分電路：微分電路： 電路參數(shù)滿足微分條件：電路參數(shù)滿足微分條件： rc=1/5 t i out du ua dt 入入出出 a b （t為行同步脈寬為行同步脈寬4.74.7s）即：即：=0.51s 為解決在場(chǎng)同步期間，行同步失落而造成的行不為解決在場(chǎng)同步期間，行同步失落而造成的行不 同步的問(wèn)題，在場(chǎng)同步脈沖中開(kāi)槽，對(duì)

14、應(yīng)每行的同步的問(wèn)題，在場(chǎng)同步脈沖中開(kāi)槽，對(duì)應(yīng)每行的 位置開(kāi)一個(gè)槽，槽寬為：位置開(kāi)一個(gè)槽，槽寬為：4.7s。 開(kāi)槽脈沖開(kāi)槽脈沖 行 同 步 分 離 波 形 圖 場(chǎng)同步分離與積分電路場(chǎng)同步分離與積分電路 積分電路： 電路參數(shù)滿足積分條件：rct時(shí) (t為輸入信號(hào)脈寬) outi uku dt a c 行、場(chǎng)同步分離波形行、場(chǎng)同步分離波形 開(kāi)槽場(chǎng)同步脈沖與均衡脈沖開(kāi)槽場(chǎng)同步脈沖與均衡脈沖 方法：方法： 1. 在場(chǎng)同步期間加槽脈沖在場(chǎng)同步期間加槽脈沖 2. 在奇偶相鄰兩場(chǎng)場(chǎng)同步信號(hào)的前后在奇偶相鄰兩場(chǎng)場(chǎng)同步信號(hào)的前后2.5行每隔半行加行每隔半行加 一個(gè)均衡脈沖，為使每半行加一個(gè)脈沖后積分電容上一個(gè)均衡

15、脈沖，為使每半行加一個(gè)脈沖后積分電容上 的電壓不增加，要把脈沖寬度減半，即的電壓不增加，要把脈沖寬度減半，即4.7s的一半為：的一半為： 2.35。 前前5個(gè)脈沖為個(gè)脈沖為前均衡脈沖前均衡脈沖 后后5個(gè)脈沖為個(gè)脈沖為后均衡脈沖后均衡脈沖 黑白全電視信號(hào) 309310311312313314315316317318335336337 100%同 步 電 平 h 2 h 2 h 4.7s2.35s4.7s 2.5 h2.5 h2h 場(chǎng) 消 隱 脈 沖 12s t 75%黑 色 電 平 10% 12.5%白 色 電 平 零 電 平 622.623.624.625.1.2.3.4.22.23.24.

16、行 同 步 脈 沖 后 均 衡 脈 沖 齒 脈 沖 場(chǎng) 同 步 脈 沖前 均 衡 脈 沖 行 消 隱 脈 沖 圖 像 信 號(hào) 開(kāi) 槽 偶 數(shù) 場(chǎng) 結(jié) 束奇 數(shù) 場(chǎng) 開(kāi) 始 場(chǎng) 消 隱 脈 沖 奇 數(shù) 場(chǎng)t 偶 數(shù) 場(chǎng) 5. 負(fù)極性負(fù)極性 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 圖像內(nèi)容圖像內(nèi)容 正極性正極性 調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 高電平對(duì)應(yīng)亮點(diǎn)高電平對(duì)應(yīng)亮點(diǎn) 低電平對(duì)應(yīng)暗點(diǎn)低電平對(duì)應(yīng)暗點(diǎn) 2、負(fù)極性調(diào)制：負(fù)極性調(diào)制： 電信號(hào)的極性：電信號(hào)的極性： 3、優(yōu)點(diǎn)：干擾呈現(xiàn)黑點(diǎn)；有利于保護(hù)熒光屏。、優(yōu)點(diǎn)：干擾呈現(xiàn)黑點(diǎn)；有利于保護(hù)熒光屏。 1 1、正極性調(diào)制：、正極性調(diào)制： 低電平對(duì)應(yīng)亮點(diǎn)低電平對(duì)應(yīng)亮點(diǎn) 高電平對(duì)應(yīng)暗點(diǎn)高電平對(duì)應(yīng)暗點(diǎn) 一些補(bǔ)充和總結(jié)一些補(bǔ)充和總結(jié) 黑白全電視信號(hào)波形黑白全電視信號(hào)波形 復(fù)合消隱脈沖信號(hào)復(fù)合消隱脈沖信號(hào) 復(fù)合消隱脈沖的主要作用是為