理論教學(xué)_電視原理34+44第3章_20150310

1、 目目前，廣播電視系統(tǒng)主要是廣播這一單前，廣播電視系統(tǒng)主要是廣播這一單一業(yè)務(wù)一業(yè)務(wù)。廣播電視系統(tǒng)的技術(shù)比較成熟，是被廣廣播電視系統(tǒng)的技術(shù)比較成熟，是被廣泛使用的現(xiàn)代電視系統(tǒng)。但它也有許多新發(fā)泛使用的現(xiàn)代電視系統(tǒng)。但它也有許多新發(fā)展。比如，現(xiàn)代的廣播電視系統(tǒng)往往包括衛(wèi)展。比如，現(xiàn)代的廣播電視系統(tǒng)往往包括衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)星廣播電視系統(tǒng)(BSTV)。3.1 廣播電視系統(tǒng)概述廣播電視系統(tǒng)概述第3章 廣播電視系統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)是一種用于廣是一種用于廣播的非專用電播的非專用電視系統(tǒng)。由于視系統(tǒng)。由于它一般采用無它一般采用無線電方式進(jìn)行線電方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，因信號(hào)傳輸，因此，廣播電視此，廣播電視系

2、統(tǒng)也可稱為系統(tǒng)也可稱為無線電視系統(tǒng)無線電視系統(tǒng)或或開路電視系開路電視系統(tǒng)統(tǒng)。廣播電視系統(tǒng)的終端設(shè)備是廣播電視系統(tǒng)的終端設(shè)備是廣播電廣播電視接收機(jī)視接收機(jī)(簡(jiǎn)稱電視機(jī)簡(jiǎn)稱電視機(jī))。在電視機(jī)里，接收。在電視機(jī)里，接收到高頻電視信號(hào)后，經(jīng)過一系列與發(fā)端對(duì)應(yīng)到高頻電視信號(hào)后，經(jīng)過一系列與發(fā)端對(duì)應(yīng)的相反變換和處理，恢復(fù)出原來的圖像信號(hào)的相反變換和處理，恢復(fù)出原來的圖像信號(hào)和伴音信號(hào)，分別加到電視機(jī)中的顯像管和和伴音信號(hào)，分別加到電視機(jī)中的顯像管和揚(yáng)聲器上，從而再現(xiàn)發(fā)端的圖像和聲音。揚(yáng)聲器上，從而再現(xiàn)發(fā)端的圖像和聲音。本章以本章以電視信號(hào)的流動(dòng)電視信號(hào)的流動(dòng)為主線，介紹廣為主線，介紹廣播電視系統(tǒng)中信號(hào)的播

3、電視系統(tǒng)中信號(hào)的產(chǎn)生產(chǎn)生、處理處理、形成形成、發(fā)發(fā)射射、傳輸傳輸及及接收接收的全過程。的全過程。3.1 廣播電視系統(tǒng)概述廣播電視系統(tǒng)概述第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-1 廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖第3章 廣播電視系統(tǒng)廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖如圖廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖如圖3-1所示。在發(fā)射端所示。在發(fā)射端(電視中心或電視臺(tái)電視中心或電視臺(tái))，信號(hào)源，信號(hào)源(通常為攝像機(jī)通常為攝像機(jī))產(chǎn)生的視頻信號(hào)，經(jīng)過圖像加產(chǎn)生的視頻信號(hào)，經(jīng)過圖像加工器工器(包括放大、校正、處理等包括放大、校正、處理等)送至導(dǎo)演控制送至導(dǎo)演控制室，經(jīng)過導(dǎo)演的控制再送至圖像發(fā)射機(jī)。圖像室，經(jīng)過導(dǎo)演的控制再送

4、至圖像發(fā)射機(jī)。圖像發(fā)射機(jī)用來對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制，上變發(fā)射機(jī)用來對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制，上變頻后經(jīng)由雙工器送到天線上。類似地，伴音信頻后經(jīng)由雙工器送到天線上。類似地，伴音信號(hào)經(jīng)伴音加工器號(hào)經(jīng)伴音加工器(放大、加工和處理放大、加工和處理)送至伴音送至伴音發(fā)射機(jī)，經(jīng)放大、調(diào)制和上變頻，由雙工器送發(fā)射機(jī)，經(jīng)放大、調(diào)制和上變頻，由雙工器送到天線上。到天線上。雙工器用來使高頻圖像信號(hào)與高頻雙工器用來使高頻圖像信號(hào)與高頻伴音信號(hào)共用一副天線發(fā)射出去，而不互相影伴音信號(hào)共用一副天線發(fā)射出去，而不互相影響。響。3.1 廣播電視系統(tǒng)概述廣播電視系統(tǒng)概述第3章 廣播電視系統(tǒng)攝像機(jī)是電視系統(tǒng)的最重要的信號(hào)源，

5、攝像機(jī)是電視系統(tǒng)的最重要的信號(hào)源，其性能的優(yōu)劣往往對(duì)整個(gè)電視系統(tǒng)的質(zhì)量有其性能的優(yōu)劣往往對(duì)整個(gè)電視系統(tǒng)的質(zhì)量有著舉足輕重的作用。因此，對(duì)攝像機(jī)的要求著舉足輕重的作用。因此，對(duì)攝像機(jī)的要求很高很高。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)攝像機(jī)的性能攝像機(jī)的性能要求主要有：要求主要有： 分辨率要高分辨率要高。好的水平分辨率可達(dá)好的水平分辨率可達(dá)750線以上，差的也不能小于線以上，差的也不能小于300線。線。 彩色逼真彩色逼真，輪廓清晰，灰度分明。，輪廓清晰，灰度分明。 失真與干擾要小失真與干擾要小。 靈敏度要高。靈敏度要高。較好的攝像機(jī)的靈敏度約在較

6、好的攝像機(jī)的靈敏度約在40 lx左右。左右。 鏡頭口徑及變焦比要高。鏡頭口徑及變焦比要高。一般采用一般采用1015倍的變焦鏡頭即可。倍的變焦鏡頭即可。 使用特性要好。使用特性要好。這要求調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，使用靈這要求調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，使用靈活方便及小型輕便等?；罘奖慵靶⌒洼p便等。在演播室里，為了得到不同景深及特寫在演播室里，為了得到不同景深及特寫鏡頭，通常設(shè)置多臺(tái)攝像機(jī)。鏡頭，通常設(shè)置多臺(tái)攝像機(jī)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)1. 彩色電視攝像機(jī)的基本組成彩色電視攝像機(jī)的基本組成目前，實(shí)用化的彩色攝像機(jī)主要是目前，實(shí)用化的彩色攝像機(jī)主要是三管彩色攝像機(jī)三

7、管彩色攝像機(jī)單管彩色攝像機(jī)單管彩色攝像機(jī)3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)各種攝像機(jī)的構(gòu)造類似，一般由以下幾部分各種攝像機(jī)的構(gòu)造類似，一般由以下幾部分組成：組成：(1) 攝像機(jī)頭。攝像機(jī)頭。包括鏡頭、分類系統(tǒng)、包括鏡頭、分類系統(tǒng)、攝像管、預(yù)放器、掃描電路、尋像器、攝像攝像管、預(yù)放器、掃描電路、尋像器、攝像管電源及附屬設(shè)備等。管電源及附屬設(shè)備等。(2) 視頻信號(hào)處理部分。視頻信號(hào)處理部分。主要包括視頻主要包括視頻放大、增益調(diào)整、白電平調(diào)整、黑電平調(diào)整放大、增益調(diào)整、白電平調(diào)整、黑電平調(diào)整、電纜校正、黑斑校正、輪廓校正、彩色校、電纜校正、黑斑校正

8、、輪廓校正、彩色校正、正、校正、雜散光補(bǔ)償、矩陣電路及消隱校正、雜散光補(bǔ)償、矩陣電路及消隱電路等。電路等。(3) 編碼器、同步機(jī)和彩條信號(hào)發(fā)生器編碼器、同步機(jī)和彩條信號(hào)發(fā)生器。在高級(jí)攝像機(jī)里還有微處理機(jī)單元。在高級(jí)攝像機(jī)里還有微處理機(jī)單元。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-2 彩色攝像機(jī)組成框圖彩色攝像機(jī)組成框圖第3章 廣播電視系統(tǒng)2. 攝像管攝像管攝像管是攝像機(jī)中的光攝像管是攝像機(jī)中的光電轉(zhuǎn)換器件電轉(zhuǎn)換器件，也是攝像機(jī)的關(guān)鍵器件之一。攝像管的，也是攝像機(jī)的關(guān)鍵器件之一。攝像管的質(zhì)量、體積和種類決定著攝像機(jī)的質(zhì)量、質(zhì)量、體積和種類決定

9、著攝像機(jī)的質(zhì)量、體積和調(diào)節(jié)方式。體積和調(diào)節(jié)方式。早期的超正析像管已被目前占主導(dǎo)地早期的超正析像管已被目前占主導(dǎo)地位的位的氧化鉛光電導(dǎo)管氧化鉛光電導(dǎo)管所代替。此外，固體所代替。此外，固體攝像器件攝像器件(如如CCD器件器件)也正在迅速發(fā)展，也正在迅速發(fā)展，已被應(yīng)用于新聞采訪、家用和工業(yè)電視系已被應(yīng)用于新聞采訪、家用和工業(yè)電視系統(tǒng)中。統(tǒng)中。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)(1) 光電導(dǎo)攝像管光電導(dǎo)攝像管。氧氧化鉛光電導(dǎo)攝像管是一種具有半導(dǎo)體氧化鉛光電導(dǎo)攝像管是一種具有半導(dǎo)體氧化鉛化鉛(PbO)光電導(dǎo)層的電子束管，它是按光電導(dǎo)層的電子束管，它是按

10、電荷儲(chǔ)能原理工作的。這種攝像管應(yīng)用電荷儲(chǔ)能原理工作的。這種攝像管應(yīng)用內(nèi)內(nèi)光電效應(yīng)光電效應(yīng)，由光的作用控制儲(chǔ)能單元的充，由光的作用控制儲(chǔ)能單元的充放電過程。放電過程。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)氧化鉛光電導(dǎo)攝像管中的氧化鉛半導(dǎo)體氧化鉛光電導(dǎo)攝像管中的氧化鉛半導(dǎo)體光電導(dǎo)層很厚光電導(dǎo)層很厚(約約15 m左右左右)，儲(chǔ)能電容和，儲(chǔ)能電容和與之相關(guān)的拖尾效應(yīng)都較小，在同樣的光照與之相關(guān)的拖尾效應(yīng)都較小，在同樣的光照下，氧化銅光電導(dǎo)管的輸出電視比視像管下，氧化銅光電導(dǎo)管的輸出電視比視像管(一一般光電導(dǎo)管般光電導(dǎo)管)大，大，靈敏度也較高。靈敏度也較高

11、。此外，此外，氧化氧化鉛光電導(dǎo)管還具有線性鉛光電導(dǎo)管還具有線性特性和雜波小的優(yōu)點(diǎn)特性和雜波小的優(yōu)點(diǎn)。因此，這種攝像管在彩色電視攝像機(jī)中應(yīng)。因此，這種攝像管在彩色電視攝像機(jī)中應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)然，氧化鉛光電導(dǎo)管也存在用非常廣泛。當(dāng)然，氧化鉛光電導(dǎo)管也存在缺點(diǎn)，主要是缺點(diǎn)，主要是它的分解力不夠高，信雜比也它的分解力不夠高，信雜比也差些，必須用孔闌校正來進(jìn)行補(bǔ)償。差些，必須用孔闌校正來進(jìn)行補(bǔ)償。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)日本研制出的另外兩種光電導(dǎo)攝像日本研制出的另外兩種光電導(dǎo)攝像管管硫化銻光電導(dǎo)管和硒砷碲攝像管硫化銻光電導(dǎo)管和硒砷碲攝像管，它

12、，它們的靈敏度和分解力都較高，很適合用于們的靈敏度和分解力都較高，很適合用于單單管彩色攝像機(jī)管彩色攝像機(jī)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)在光電導(dǎo)攝像管家族中，還有一名稱在光電導(dǎo)攝像管家族中，還有一名稱為為硅靶攝像管硅靶攝像管的成員。它是在光電導(dǎo)層上的成員。它是在光電導(dǎo)層上做出數(shù)目巨大做出數(shù)目巨大(約約50萬個(gè)萬個(gè))、性能良好的光、性能良好的光敏二極管。這種攝像管也具有敏二極管。這種攝像管也具有很高的靈敏很高的靈敏度和線性度和線性特性，且非常耐用，不易被強(qiáng)光特性，且非常耐用，不易被強(qiáng)光燒傷。燒傷。但是，個(gè)但是，個(gè)別失效的二極管會(huì)在圖像別失效

13、的二極管會(huì)在圖像上造成明顯的疵點(diǎn)上造成明顯的疵點(diǎn)，因此，在廣播電視系，因此，在廣播電視系統(tǒng)中硅靶管還沒有得到廣泛的應(yīng)用。統(tǒng)中硅靶管還沒有得到廣泛的應(yīng)用。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)指出，不同的光電材料，不同應(yīng)當(dāng)指出，不同的光電材料，不同的光電靶，其光譜響應(yīng)特性、光電特性的光電靶，其光譜響應(yīng)特性、光電特性和分解力等都不相同，使用時(shí)需根據(jù)具和分解力等都不相同，使用時(shí)需根據(jù)具體要求來選擇。體要求來選擇。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)(2) CCD攝像管。攝像管。CCD是是電荷耦合電荷

14、耦合器件器件(Charge Coupled Device)的簡(jiǎn)稱，的簡(jiǎn)稱，它是一種金屬氧化物半導(dǎo)體它是一種金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)集成電集成電路器件路器件。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)它具有以下特點(diǎn)：它具有以下特點(diǎn)： 壽命長(zhǎng)。壽命長(zhǎng)。CCD攝像管的壽命約攝像管的壽命約2030年，而真空攝像管的壽命僅為幾千小時(shí)。年，而真空攝像管的壽命僅為幾千小時(shí)。 成本低。成本低。用用CCD攝像管構(gòu)成的攝像機(jī)沒攝像管構(gòu)成的攝像機(jī)沒有電子槍及其附屬設(shè)備，體積小，成本低。有電子槍及其附屬設(shè)備，體積小，成本低。 機(jī)械性能好，耐震、耐撞，不怕強(qiáng)光照機(jī)械性能好，

15、耐震、耐撞，不怕強(qiáng)光照射。射。 重合精度高。攝像管與鏡頭固定牢固，重合精度高。攝像管與鏡頭固定牢固，匹配精確。匹配精確。 暫留特性好，適于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像。暫留特性好，適于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)CCD攝像管的缺點(diǎn)主要是存在攝像管的缺點(diǎn)主要是存在垂直垂直拖尾現(xiàn)象拖尾現(xiàn)象，但采用，但采用幀行間轉(zhuǎn)移幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)型型CCD可以基本克服這種現(xiàn)象?？梢曰究朔@種現(xiàn)象。此外，此外，CCD攝像機(jī)在分解力方面還不及真攝像機(jī)在分解力方面還不及真空管攝像機(jī)?？展軘z像機(jī)。所以，在今后一段時(shí)期內(nèi)，高性能廣播用所以，在今后一段時(shí)期內(nèi)，高性

16、能廣播用攝像機(jī)可能還得用真空攝像管。攝像機(jī)可能還得用真空攝像管。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng) CCD的構(gòu)成。的構(gòu)成。CCD一個(gè)電極的一個(gè)電極的基本構(gòu)造如圖基本構(gòu)造如圖3-3所示。在所示。在P型型(或或N型型)硅單硅單晶襯底上采用氧化工藝在表面上形成一層很晶襯底上采用氧化工藝在表面上形成一層很薄的優(yōu)質(zhì)二氧化硅薄的優(yōu)質(zhì)二氧化硅(SiO2)，再在其上蒸發(fā)，再在其上蒸發(fā)一層間距很小的金屬電極，形成金屬一層間距很小的金屬電極，形成金屬氧化氧化物物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在電極上加適當(dāng)?shù)恼雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)。在電極上加適當(dāng)?shù)恼?或或負(fù)負(fù))偏壓，它所形成的電場(chǎng)穿過偏壓，

17、它所形成的電場(chǎng)穿過SiO2層排斥層排斥襯底里的多數(shù)載流子，從而在電極下形成一襯底里的多數(shù)載流子，從而在電極下形成一個(gè)電荷耗盡區(qū)。這個(gè)耗盡層又會(huì)利用形成的個(gè)電荷耗盡區(qū)。這個(gè)耗盡層又會(huì)利用形成的電場(chǎng)把少數(shù)載流子吸引并儲(chǔ)存到電場(chǎng)把少數(shù)載流子吸引并儲(chǔ)存到SiO2-Si的的界面附近，因此，常把這個(gè)耗盡區(qū)稱為界面附近，因此，常把這個(gè)耗盡區(qū)稱為“勢(shì)勢(shì)阱阱”。偏壓越高，勢(shì)阱越深。偏壓越高，勢(shì)阱越深。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-3 CCD的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)圖的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)圖第3章 廣播電視系統(tǒng)CCD主要有主要有線陣線陣CCD和和面陣面陣CCD兩大類。

18、兩大類。線陣線陣CCD可以同時(shí)儲(chǔ)存一行信號(hào)?？梢酝瑫r(shí)儲(chǔ)存一行信號(hào)。面陣面陣CCD可以同時(shí)接受一幅完整的光像?？梢酝瑫r(shí)接受一幅完整的光像。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)CCD面陣可分面陣可分為為幀幀轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移(FT)型型、行行轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(LT)型型、行行間轉(zhuǎn)移間轉(zhuǎn)移(ILT)型型幀幀行間轉(zhuǎn)移行間轉(zhuǎn)移(FIT)型。型。圖圖3-4為一個(gè)面陣為一個(gè)面陣CCD的結(jié)構(gòu)圖，其中存的結(jié)構(gòu)圖，其中存儲(chǔ)部分要遮光。儲(chǔ)部分要遮光。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-4 一個(gè)面陣一個(gè)面陣CCD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第3

19、章 廣播電視系統(tǒng) CCD的工作原理。的工作原理。CCD是能夠把是能夠把入射光轉(zhuǎn)變成電荷包入射光轉(zhuǎn)變成電荷包，并對(duì)電并對(duì)電荷包加以儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移荷包加以儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移(耦合耦合)的一種器件。的一種器件。因因此，此，CCD的工作原理包括的工作原理包括光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)電信號(hào)電荷的積累荷的積累(儲(chǔ)存儲(chǔ)存)和和電荷轉(zhuǎn)換電荷轉(zhuǎn)換(信號(hào)讀出信號(hào)讀出)三個(gè)三個(gè)步驟。步驟。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng) 光電轉(zhuǎn)換與電荷積累。當(dāng)硅晶體受到光電轉(zhuǎn)換與電荷積累。當(dāng)硅晶體受到光照射光照射(正面照射或背面照射正面照射或背面照射)時(shí)，半導(dǎo)體由時(shí)，半導(dǎo)體由于光激發(fā)，在晶體

20、內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電子于光激發(fā)，在晶體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)空穴對(duì)。由此產(chǎn)生的電子。由此產(chǎn)生的電子(少數(shù)載流子少數(shù)載流子)會(huì)在電場(chǎng)的會(huì)在電場(chǎng)的吸引下落入勢(shì)阱內(nèi)而儲(chǔ)存起來，形成電荷包吸引下落入勢(shì)阱內(nèi)而儲(chǔ)存起來，形成電荷包。勢(shì)阱內(nèi)儲(chǔ)存的電荷的數(shù)目與該處所受光照勢(shì)阱內(nèi)儲(chǔ)存的電荷的數(shù)目與該處所受光照的強(qiáng)弱成正比。的強(qiáng)弱成正比?？梢?，當(dāng)把一個(gè)景物的光像可見，當(dāng)把一個(gè)景物的光像投射到投射到CCD面陣上時(shí)，就會(huì)在面陣上時(shí)，就會(huì)在CCD面陣上面陣上形成由積累電荷描繪的電子圖像，從而完成形成由積累電荷描繪的電子圖像，從而完成光電轉(zhuǎn)換與信息的存儲(chǔ)。光電轉(zhuǎn)換與信息的存儲(chǔ)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩

21、色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng) 電荷轉(zhuǎn)移。以三相電荷轉(zhuǎn)移。以三相CCD為例，電荷為例，電荷的轉(zhuǎn)移過程如圖的轉(zhuǎn)移過程如圖3-5所示。所示。CCD上的電極上的電極每隔三個(gè)連在一起每隔三個(gè)連在一起(見圖見圖3-5(a)，由，由圖圖3-5(b)所示的三相時(shí)鐘脈沖所示的三相時(shí)鐘脈沖(或稱尋址轉(zhuǎn)移或稱尋址轉(zhuǎn)移信號(hào)信號(hào))驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-5 CCD電荷轉(zhuǎn)移原理圖電荷轉(zhuǎn)移原理圖第3章 廣播電視系統(tǒng)當(dāng)當(dāng)t=t1時(shí)，時(shí)，V1為高，為高，V2、V3為低，為低，在在V1的各電極下形成勢(shì)阱，在勢(shì)阱內(nèi)存儲(chǔ)的各電極下形成勢(shì)阱，在勢(shì)阱內(nèi)

22、存儲(chǔ)的電荷包與景物的光像相對(duì)應(yīng)。當(dāng)?shù)碾姾砂c景物的光像相對(duì)應(yīng)。當(dāng)t=t2時(shí)時(shí)，V1開始下降，開始下降，V2變?yōu)樽罡?，于是原來存變?yōu)樽罡?，于是原來存放在放在V1的各電極下的勢(shì)阱內(nèi)的電荷包就會(huì)的各電極下的勢(shì)阱內(nèi)的電荷包就會(huì)向向V2的各電極下的最深勢(shì)阱轉(zhuǎn)移。到的各電極下的最深勢(shì)阱轉(zhuǎn)移。到t3時(shí)時(shí)刻，電荷包轉(zhuǎn)移完畢。接著，刻，電荷包轉(zhuǎn)移完畢。接著，V2下降，下降，V3為最大，電荷包又從為最大，電荷包又從V2電極下的勢(shì)阱中轉(zhuǎn)電極下的勢(shì)阱中轉(zhuǎn)移到移到V3電極下的勢(shì)阱中，依此類推。在時(shí)電極下的勢(shì)阱中，依此類推。在時(shí)鐘脈沖的作用下，電荷將不斷向右移動(dòng)，從鐘脈沖的作用下，電荷將不斷向右移動(dòng)，從而完成電荷的轉(zhuǎn)移。

23、由此可見，而完成電荷的轉(zhuǎn)移。由此可見，CCD實(shí)質(zhì)上實(shí)質(zhì)上可等效為一種移位寄存器可等效為一種移位寄存器。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng) CCD的隔行掃描。廣播電視系統(tǒng)中的的隔行掃描。廣播電視系統(tǒng)中的CCD必須適合現(xiàn)行電視體制中的掃描方必須適合現(xiàn)行電視體制中的掃描方式，即遵循隔行掃描的規(guī)律。式，即遵循隔行掃描的規(guī)律。在在CCD攝像器件中，為了在垂直方攝像器件中，為了在垂直方面實(shí)現(xiàn)隔行掃描，通常采用面實(shí)現(xiàn)隔行掃描，通常采用四相型四相型CCD，而在水平方向采用二相型即可。，而在水平方向采用二相型即可。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視

24、攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-6 四相四相CCD的隔行掃描的隔行掃描 第3章 廣播電視系統(tǒng)用用四相型四相型CCD實(shí)現(xiàn)垂直方向的隔行掃描，其實(shí)現(xiàn)垂直方向的隔行掃描，其過程如圖過程如圖3-6所示。在第所示。在第n場(chǎng)期間，使場(chǎng)期間，使V2、V3、V4為為高電平，高電平，V1為低電平，由入射光產(chǎn)生的電荷為低電平，由入射光產(chǎn)生的電荷存儲(chǔ)在以存儲(chǔ)在以V3相為中心的相為中心的V2、V3、V4各相電各相電極下的勢(shì)阱中。每個(gè)像素在垂直方向上大致包極下的勢(shì)阱中。每個(gè)像素在垂直方向上大致包含三個(gè)電極范圍，含三個(gè)電極范圍，V1相的低電平把各像素加相的低電平把各像素加以隔離。在第以隔離。在第n+1場(chǎng)期

25、間，場(chǎng)期間，V4、V1、V2為高為高，V3為低，入射光產(chǎn)生的電荷存儲(chǔ)在為低，入射光產(chǎn)生的電荷存儲(chǔ)在V4、V1、V2各相電極下，各相電極下，V3相把各像素加以隔離。相把各像素加以隔離。由于第由于第n+1場(chǎng)與第場(chǎng)與第n場(chǎng)總是錯(cuò)開兩電極，從而場(chǎng)總是錯(cuò)開兩電極，從而實(shí)現(xiàn)隔行掃描。實(shí)現(xiàn)隔行掃描。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng) CCD攝像機(jī)。以攝像機(jī)。以CCD面陣作攝像器件組面陣作攝像器件組成的攝像機(jī)，稱為成的攝像機(jī)，稱為CCD攝像機(jī)攝像機(jī)。它分為。它分為三片三片式式、二片式二片式和和單片式單片式三種。三種。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色

26、電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)三片式攝像機(jī)的基本組成與一般三管三片式攝像機(jī)的基本組成與一般三管式彩色攝像機(jī)的組成類似，只是用式彩色攝像機(jī)的組成類似，只是用CCD面面陣代替了真空攝像管。當(dāng)然，陣代替了真空攝像管。當(dāng)然，為了使為了使CCD面陣正常工作，還需要有各種時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈面陣正常工作，還需要有各種時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖、開關(guān)信號(hào)和偏置電壓以及為補(bǔ)償疵點(diǎn)沖、開關(guān)信號(hào)和偏置電壓以及為補(bǔ)償疵點(diǎn)缺陷的缺陷補(bǔ)償電路。缺陷的缺陷補(bǔ)償電路。此外，由于此外，由于CCD面面陣輸出的是陣輸出的是離散的脈幅調(diào)制離散的脈幅調(diào)制(PAM)信號(hào)，信號(hào)，因此還需要有取樣保持電路來完成由離散因此還需要有取樣保持電路來完成由

27、離散脈沖信號(hào)到連續(xù)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。脈沖信號(hào)到連續(xù)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)三片式三片式CCD攝像機(jī)的分解力較高攝像機(jī)的分解力較高、價(jià)格昂貴，是一種高性能的攝像機(jī)。、價(jià)格昂貴，是一種高性能的攝像機(jī)。單片式單片式CCD攝像機(jī)攝像機(jī)用一片用一片CCD面陣就可面陣就可獲得獲得R、G、B三基色信號(hào)，其三基色信號(hào)，其結(jié)構(gòu)更加結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，體積和價(jià)格都比較合適，是目前新簡(jiǎn)單，體積和價(jià)格都比較合適，是目前新聞采集和家用的比較理想的攝像工具聞采集和家用的比較理想的攝像工具。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像

28、機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)3. 光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)也是彩色攝像機(jī)的重要組成部光學(xué)系統(tǒng)也是彩色攝像機(jī)的重要組成部分，它不僅對(duì)攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性有影響分，它不僅對(duì)攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性有影響，而且也影響所攝取的景物及其彩色。，而且也影響所攝取的景物及其彩色。彩色攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)主要由彩色攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)主要由變焦距鏡變焦距鏡頭頭、分色鏡分色鏡、中性濾光片中性濾光片和和色溫濾光片色溫濾光片組成組成(見圖見圖3-2)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)有變焦距鏡頭的攝像機(jī)，能在拍攝點(diǎn)不有變焦距鏡頭的攝像機(jī)，能在拍攝點(diǎn)不動(dòng)的情況下，緩慢或快速地連續(xù)改

29、變攝取場(chǎng)動(dòng)的情況下，緩慢或快速地連續(xù)改變攝取場(chǎng)面的大小。這有利于對(duì)電視節(jié)目的藝術(shù)加工面的大小。這有利于對(duì)電視節(jié)目的藝術(shù)加工。變焦鏡頭的變焦比。變焦鏡頭的變焦比(最大焦距與最小焦距最大焦距與最小焦距之比之比)在演播室內(nèi)一般在在演播室內(nèi)一般在10左右，在室外還左右，在室外還要更大，可達(dá)要更大，可達(dá)30左右。左右。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)分色鏡是攝像機(jī)中的分色系統(tǒng)，分色鏡是攝像機(jī)中的分色系統(tǒng)，主要有主要有雙向平面鏡雙向平面鏡和和棱鏡棱鏡兩種類型。兩種類型。其中，以棱鏡用得最為普遍。它是在一個(gè)其中，以棱鏡用得最為普遍。它是在一個(gè)玻璃三棱鏡的

30、一個(gè)表面上鍍上多層干涉薄玻璃三棱鏡的一個(gè)表面上鍍上多層干涉薄膜，利用光的干涉原理使某些光譜的光從膜，利用光的干涉原理使某些光譜的光從薄膜反射出去，而其他光譜的光則透過薄薄膜反射出去，而其他光譜的光則透過薄膜，從而達(dá)到分色的目的。膜，從而達(dá)到分色的目的。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)加入中性濾光片，是加入中性濾光片，是為了實(shí)現(xiàn)不減為了實(shí)現(xiàn)不減小光圈而又要減小光通量的目的。小光圈而又要減小光通量的目的。對(duì)中性對(duì)中性濾光片的要求是衰減量合適，光譜響應(yīng)特濾光片的要求是衰減量合適，光譜響應(yīng)特性平直。性平直。在變焦鏡頭與分色鏡頭之間加入色溫在變焦鏡頭

31、與分色鏡頭之間加入色溫濾光片，利用色溫濾光片的光譜響應(yīng)特性濾光片，利用色溫濾光片的光譜響應(yīng)特性可以補(bǔ)償因光源色溫不同而引起的光譜特可以補(bǔ)償因光源色溫不同而引起的光譜特性的變化，從而在不同的照明光源條件下性的變化，從而在不同的照明光源條件下都能正確地重現(xiàn)彩色。都能正確地重現(xiàn)彩色。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)對(duì)于透明的彩色幻燈片或影片的掃描和對(duì)于透明的彩色幻燈片或影片的掃描和重現(xiàn)，可以用幻燈機(jī)或電影放映機(jī)重現(xiàn)，可以用幻燈機(jī)或電影放映機(jī)(電視臺(tái)電視臺(tái)演播室中通常設(shè)有不同型號(hào)的放映機(jī)多臺(tái)演播室中通常設(shè)有不同型號(hào)的放映機(jī)多臺(tái))把透明片子上的影像投

32、射到彩色攝像機(jī)的靶把透明片子上的影像投射到彩色攝像機(jī)的靶面上，不要銀幕，這樣光電變換的效率高。面上，不要銀幕，這樣光電變換的效率高。這里的攝像機(jī)，其組成的工作原理與圖這里的攝像機(jī)，其組成的工作原理與圖3-2所示的攝像機(jī)類似，但在對(duì)片子上的影像進(jìn)所示的攝像機(jī)類似，但在對(duì)片子上的影像進(jìn)行攝取時(shí)，要求三個(gè)攝像管的掃描必須完全行攝取時(shí)，要求三個(gè)攝像管的掃描必須完全重合。因此，在攝像機(jī)中需要配備相應(yīng)的重合。因此，在攝像機(jī)中需要配備相應(yīng)的調(diào)調(diào)整和校正系統(tǒng)。整和校正系統(tǒng)。這類設(shè)備稱做這類設(shè)備稱做電視電影攝像電視電影攝像機(jī)。機(jī)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 飛點(diǎn)影片掃描器飛點(diǎn)影片掃描器第3章 廣播電視

33、系統(tǒng)在電視電影攝像機(jī)中，常常用到的在電視電影攝像機(jī)中，常常用到的一種設(shè)備叫飛點(diǎn)影片掃描器，簡(jiǎn)稱飛點(diǎn)掃描一種設(shè)備叫飛點(diǎn)影片掃描器，簡(jiǎn)稱飛點(diǎn)掃描器器FSS(Flying-Spot Scanner)。其組成和。其組成和工作原理如圖工作原理如圖3-7所示。所示。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 飛點(diǎn)影片掃描器飛點(diǎn)影片掃描器第3章 廣播電視系統(tǒng)所謂所謂“飛點(diǎn)飛點(diǎn)”，顧名思義，就是飛快移動(dòng)，顧名思義，就是飛快移動(dòng)的光點(diǎn)，它是由飛點(diǎn)掃描管中電子束轟擊的光點(diǎn)，它是由飛點(diǎn)掃描管中電子束轟擊熒光屏而激發(fā)出的光點(diǎn)，它按電視掃描規(guī)熒光屏而激發(fā)出的光點(diǎn)，它按電視掃描規(guī)律在熒光屏上移動(dòng)，從而形成一個(gè)恒定亮律在熒光屏上

34、移動(dòng)，從而形成一個(gè)恒定亮度的光柵。光點(diǎn)通過鏡頭投射到片子上，度的光柵。光點(diǎn)通過鏡頭投射到片子上，透過片子的光點(diǎn)，其亮度和色度被片子上透過片子的光點(diǎn)，其亮度和色度被片子上相應(yīng)點(diǎn)的亮度和色度所調(diào)制。放置于片子相應(yīng)點(diǎn)的亮度和色度所調(diào)制。放置于片子后面的二向色分光鏡把透鏡光分解為后面的二向色分光鏡把透鏡光分解為R、G、B三種基色光。任一光點(diǎn)分解的三個(gè)基色三種基色光。任一光點(diǎn)分解的三個(gè)基色光，其亮度變化最后由三只光電倍增管分光，其亮度變化最后由三只光電倍增管分別變換成別變換成R、G、B三個(gè)基色信號(hào)。三個(gè)基色信號(hào)。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 飛點(diǎn)影片掃描器飛點(diǎn)影片掃描器第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3

35、-7 飛點(diǎn)掃描器飛點(diǎn)掃描器第3章 廣播電視系統(tǒng)飛點(diǎn)掃描器的飛點(diǎn)掃描器的最大優(yōu)點(diǎn)在于，三個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)在于，三個(gè)基色信號(hào)在時(shí)間上完全一致?；盘?hào)在時(shí)間上完全一致。這是因?yàn)?，三這是因?yàn)?，三個(gè)基色光任何時(shí)候都是由同一個(gè)光點(diǎn)分解出個(gè)基色光任何時(shí)候都是由同一個(gè)光點(diǎn)分解出來的。所以，來的。所以，圖像上不存在彩色重合誤差。圖像上不存在彩色重合誤差。但是，片子上畫面的密度對(duì)重現(xiàn)圖像的信雜但是，片子上畫面的密度對(duì)重現(xiàn)圖像的信雜比有影響。比有影響。用線陣用線陣CCD也可做成彩色影片掃描器，也可做成彩色影片掃描器，其組成與其組成與CCD攝像機(jī)類似。攝像機(jī)類似。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 飛點(diǎn)影片掃描器飛點(diǎn)影

36、片掃描器第3章 廣播電視系統(tǒng)電視臺(tái)播放的節(jié)目，除直播和轉(zhuǎn)播外電視臺(tái)播放的節(jié)目，除直播和轉(zhuǎn)播外，大部分節(jié)目是對(duì)已記錄和存儲(chǔ)的節(jié)目的，大部分節(jié)目是對(duì)已記錄和存儲(chǔ)的節(jié)目的重放。在電視節(jié)目的存儲(chǔ)方面，目前應(yīng)用重放。在電視節(jié)目的存儲(chǔ)方面，目前應(yīng)用最廣泛的是視頻磁帶記錄最廣泛的是視頻磁帶記錄VTR(Video Tape Recording)和激光視盤和激光視盤LD(Laser Disk)。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，重放數(shù)字圖。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，重放數(shù)字圖像信號(hào)的數(shù)字視盤像信號(hào)的數(shù)字視盤DVD(Digital Video Disk)的使用也日益廣泛。的使用也日益廣泛。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 錄放像

37、機(jī)錄放像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)視頻磁帶記錄就是把視頻電視信號(hào)視頻磁帶記錄就是把視頻電視信號(hào)(電信號(hào)電信號(hào))以剩磁的形式記錄在磁帶上。存以剩磁的形式記錄在磁帶上。存儲(chǔ)記錄方式可以是儲(chǔ)記錄方式可以是模擬式模擬式，也可以是，也可以是數(shù)字?jǐn)?shù)字式式。數(shù)字式有許多優(yōu)點(diǎn)，如失真、雜波小和復(fù)數(shù)字式有許多優(yōu)點(diǎn)，如失真、雜波小和復(fù)錄對(duì)圖像質(zhì)量的影響小，可采用多磁頭并錄對(duì)圖像質(zhì)量的影響小，可采用多磁頭并行錄放技術(shù)來解決最短記錄波長(zhǎng)及磁帶行錄放技術(shù)來解決最短記錄波長(zhǎng)及磁帶磁帶相對(duì)速度的最高值受限問題等。磁帶相對(duì)速度的最高值受限問題等。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 錄放像機(jī)錄放像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)目前，磁帶

38、錄像機(jī)的種類十分繁多，但可目前，磁帶錄像機(jī)的種類十分繁多，但可歸為三大類，即：歸為三大類，即： (1) U型機(jī)或稱型機(jī)或稱Umatic。它采用它采用3/4英寸英寸磁帶，在電視廣播中用得較多。磁帶，在電視廣播中用得較多。(2) 型機(jī)或稱型機(jī)或稱-max。它采用它采用1/2英寸英寸磁帶。磁帶。(3) VHS。它也采用。它也采用1/2英寸磁帶。英寸磁帶。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 錄放像機(jī)錄放像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)對(duì)于視盤存儲(chǔ)方式，又分為兩種對(duì)于視盤存儲(chǔ)方式，又分為兩種形式：形式：電容式視盤電容式視盤和和激光視盤激光視盤。電容式視盤電容式視盤是以電容方式存儲(chǔ)信息，是以電容方式存儲(chǔ)信息，而

39、以而以機(jī)械接觸方式讀取信息機(jī)械接觸方式讀取信息。激光視盤激光視盤是以微小凹坑形式存儲(chǔ)信息是以微小凹坑形式存儲(chǔ)信息，而，而以激光束方式讀取信息以激光束方式讀取信息。3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 錄放像機(jī)錄放像機(jī)第3章 廣播電視系統(tǒng)從攝像管輸出的信號(hào)，在進(jìn)入從攝像管輸出的信號(hào)，在進(jìn)入編碼器之前需要進(jìn)行一系列的校正處編碼器之前需要進(jìn)行一系列的校正處理。這些處理除理。這些處理除預(yù)放及反雜波校正預(yù)放及反雜波校正(高高頻補(bǔ)償頻補(bǔ)償)在機(jī)頭內(nèi)完成在機(jī)頭內(nèi)完成外，外，其余都在控其余都在控制臺(tái)制臺(tái)(或調(diào)像臺(tái)或調(diào)像臺(tái))進(jìn)行進(jìn)行，包括，包括電纜校正電纜校正、黑斑校正黑斑校正、輪廓校正輪廓校正(三色通道共用三

40、色通道共用)、灰度校正灰度校正、直流分量恢復(fù)直流分量恢復(fù)和和彩色校彩色校正正(三色通道共用三色通道共用)等。等。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理第3章 廣播電視系統(tǒng)在進(jìn)行發(fā)射前的調(diào)制處理之前，在進(jìn)行發(fā)射前的調(diào)制處理之前，從攝像機(jī)和其他視頻設(shè)備輸出的視頻從攝像機(jī)和其他視頻設(shè)備輸出的視頻信號(hào)都要送入中心機(jī)房的導(dǎo)演室，進(jìn)信號(hào)都要送入中心機(jī)房的導(dǎo)演室，進(jìn)行另外的加工處理。這些處理主要是行另外的加工處理。這些處理主要是視頻信號(hào)的切換和特技處理視頻信號(hào)的切換和特技處理，是由，是由導(dǎo)導(dǎo)演演控制的。整個(gè)電視信號(hào)的處理部分控制的。整個(gè)電視信號(hào)的處理部分的組成框圖如圖的組成框圖如圖3-8所示。所示。3.3 電

41、視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-8 視頻電視信號(hào)的處理視頻電視信號(hào)的處理第3章 廣播電視系統(tǒng)1. 反雜波校正反雜波校正2. 電纜校正電纜校正3. 黑斑校正黑斑校正4. 輪廓校正輪廓校正(孔闌校正孔闌校正) 5. 直流恢復(fù)直流恢復(fù)6. 灰度校正灰度校正(校正校正)7. 彩色校正彩色校正8. 時(shí)基校正時(shí)基校正3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)1. 反雜波校正反雜波校正由攝像管輸出的信號(hào)非常微弱，需要由攝像管輸出的信號(hào)非常微弱，需要在攝像機(jī)機(jī)頭內(nèi)緊靠攝像管處設(shè)置預(yù)放器在攝像機(jī)機(jī)頭內(nèi)緊靠攝像管處設(shè)置預(yù)放器，將微弱信號(hào)放大。若預(yù)放器的，將微弱信

42、號(hào)放大。若預(yù)放器的輸出信雜輸出信雜比較低比較低(小于小于45 dB)，則在電視接收機(jī)屏，則在電視接收機(jī)屏幕上會(huì)出現(xiàn)雪花狀的雜波干擾。為了減輕幕上會(huì)出現(xiàn)雪花狀的雜波干擾。為了減輕重現(xiàn)圖像上的雜波干擾，通常在攝像機(jī)頭重現(xiàn)圖像上的雜波干擾，通常在攝像機(jī)頭內(nèi)設(shè)置有雜波抑制電路或反雜波校正電路內(nèi)設(shè)置有雜波抑制電路或反雜波校正電路。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)在攝像機(jī)中，雜波主要來源于在攝像機(jī)中，雜波主要來源于預(yù)放預(yù)放器的輸入電路和第一級(jí)放大器。器的輸入電路和第一級(jí)放大器。由于輸入電由于輸入電路的幅頻特性隨頻率的升高而下降，為了使路的幅頻特性隨頻率的升高而下降，

43、為了使整個(gè)預(yù)放器的頻率特性平坦，應(yīng)使放大器的整個(gè)預(yù)放器的頻率特性平坦，應(yīng)使放大器的增益隨頻率升高而提高，即要增益隨頻率升高而提高，即要采用高頻補(bǔ)償采用高頻補(bǔ)償放大器。放大器。為了為了提高輸出信雜比，要選用高增提高輸出信雜比，要選用高增益和低雜波系數(shù)的放大電路，益和低雜波系數(shù)的放大電路，特別是預(yù)放器特別是預(yù)放器的第一級(jí)放大電路，同時(shí)還要注意匹配。此的第一級(jí)放大電路，同時(shí)還要注意匹配。此外，為了獲得比較理想的頻率特性，往往采外，為了獲得比較理想的頻率特性，往往采用深度負(fù)反饋。用深度負(fù)反饋。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)2. 電纜校正電纜校正攝像機(jī)頭離控制臺(tái)

44、攝像機(jī)頭離控制臺(tái)(調(diào)像臺(tái)調(diào)像臺(tái))往往比較往往比較遠(yuǎn)，從機(jī)頭到調(diào)像臺(tái)的遠(yuǎn)，從機(jī)頭到調(diào)像臺(tái)的傳輸電纜就比較長(zhǎng)傳輸電纜就比較長(zhǎng)，其分布參數(shù)會(huì)使圖像信號(hào)的高頻分量跌，其分布參數(shù)會(huì)使圖像信號(hào)的高頻分量跌落，影響圖像清晰度。落，影響圖像清晰度。所以，在所以，在調(diào)像臺(tái)要調(diào)像臺(tái)要進(jìn)行高頻分量的提升處理，使衰減的高頻進(jìn)行高頻分量的提升處理，使衰減的高頻分量得到補(bǔ)償。分量得到補(bǔ)償。完成這一功能的電路是電完成這一功能的電路是電纜校正放大器。纜校正放大器。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)3. 黑斑校正黑斑校正由于多種原因，如由于多種原因，如攝像機(jī)鏡頭各區(qū)域攝像機(jī)鏡頭各區(qū)域亮度不

45、均勻，投射在光電靶面的背景光不亮度不均勻，投射在光電靶面的背景光不均勻及電子束在靶面邊緣不能垂直上靶等均勻及電子束在靶面邊緣不能垂直上靶等，會(huì)使重現(xiàn)圖像出現(xiàn)黑斑或色斑。為此，會(huì)使重現(xiàn)圖像出現(xiàn)黑斑或色斑。為此，需要設(shè)置專門的電路加以校正。需要設(shè)置專門的電路加以校正。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)黑斑效應(yīng)有兩種形式，即黑斑效應(yīng)有兩種形式，即疊加型黑斑疊加型黑斑和和乘積型黑斑乘積型黑斑。疊加型黑斑是在疊加型黑斑是在沒有發(fā)生畸變的圖像信號(hào)沒有發(fā)生畸變的圖像信號(hào)上疊加了一個(gè)不均勻的附加信號(hào)上疊加了一個(gè)不均勻的附加信號(hào)，對(duì)此，對(duì)此，只要只要在電路中產(chǎn)生一個(gè)與附加信

46、號(hào)波形相在電路中產(chǎn)生一個(gè)與附加信號(hào)波形相反的校正信號(hào)即可完成校正。反的校正信號(hào)即可完成校正。乘積型黑斑是乘積型黑斑是圖像信號(hào)受到附加信號(hào)的調(diào)圖像信號(hào)受到附加信號(hào)的調(diào)制而產(chǎn)生的制而產(chǎn)生的，對(duì)此，對(duì)此，只要用與附加信號(hào)波只要用與附加信號(hào)波形相反的信號(hào)對(duì)有畸變的圖像信號(hào)進(jìn)行再形相反的信號(hào)對(duì)有畸變的圖像信號(hào)進(jìn)行再調(diào)制即可完成校正。調(diào)制即可完成校正。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)4. 輪廓校正輪廓校正(孔闌校正孔闌校正)非無限小的掃描電子束截面積會(huì)產(chǎn)生孔非無限小的掃描電子束截面積會(huì)產(chǎn)生孔闌效應(yīng)，而孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)波形的影響表現(xiàn)闌效應(yīng)，而孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)波形的影響表現(xiàn)

47、為輪廓不分明，出現(xiàn)過渡期，從而影響清晰為輪廓不分明，出現(xiàn)過渡期，從而影響清晰度。度。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)頻譜的影響孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)頻譜的影響反映為高端幅頻反映為高端幅頻特性跌落，而不影響其相頻特性。特性跌落，而不影響其相頻特性。因此，對(duì)孔闌效應(yīng)的校正應(yīng)因此，對(duì)孔闌效應(yīng)的校正應(yīng)采用提升高頻端采用提升高頻端的幅頻特性而不改變其相頻特性的辦法的幅頻特性而不改變其相頻特性的辦法。一般可以這樣進(jìn)行；取出圖像信號(hào)中與亮度一般可以這樣進(jìn)行；取出圖像信號(hào)中與亮度突變的圖像邊緣突變的圖像邊緣(輪廓輪廓)相對(duì)應(yīng)的部分，經(jīng)加相對(duì)應(yīng)的部分，經(jīng)加工處理后再

48、加到原信號(hào)中去，補(bǔ)償信號(hào)中這工處理后再加到原信號(hào)中去，補(bǔ)償信號(hào)中這些因孔闌效應(yīng)而造成變化銳度下降的部分，些因孔闌效應(yīng)而造成變化銳度下降的部分，從而提高圖像清晰度。從而提高圖像清晰度。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)孔闌效應(yīng)在圖像的水平和垂直方向孔闌效應(yīng)在圖像的水平和垂直方向都會(huì)產(chǎn)生影響，因而在水平和垂直方向也都會(huì)產(chǎn)生影響，因而在水平和垂直方向也都應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的校正。都應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的校正。若水平孔闌效應(yīng)使幅度特性變?yōu)槿羲娇钻@效應(yīng)使幅度特性變?yōu)锳()，則，則水平輪廓校正特性應(yīng)為水平輪廓校正特性應(yīng)為1/A()。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正

49、處理第3章 廣播電視系統(tǒng)常用的水平輪廓校正電路為二次微分式結(jié)常用的水平輪廓校正電路為二次微分式結(jié)構(gòu)。構(gòu)。對(duì)垂直方向的輪廓校正可采用橫向?yàn)V波器對(duì)垂直方向的輪廓校正可采用橫向?yàn)V波器或自適應(yīng)幀間孔闌校正電路?；蜃赃m應(yīng)幀間孔闌校正電路。在一般的攝像機(jī)中，水平輪廓校正和垂直在一般的攝像機(jī)中，水平輪廓校正和垂直輪廓校正往往組合在一起，使整個(gè)校正電輪廓校正往往組合在一起，使整個(gè)校正電路比較簡(jiǎn)單。路比較簡(jiǎn)單。在接收機(jī)中也可以采用勾邊電路來進(jìn)在接收機(jī)中也可以采用勾邊電路來進(jìn)行輪廓校正。行輪廓校正。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)5. 直流恢復(fù)直流恢復(fù)在視頻通道中，放大器往

50、往在視頻通道中，放大器往往采用交流耦采用交流耦合。這樣將會(huì)使圖像信號(hào)中的直流和低頻分合。這樣將會(huì)使圖像信號(hào)中的直流和低頻分量丟失，從而丟失圖像的背景亮度，造成圖量丟失，從而丟失圖像的背景亮度，造成圖像亮度畸變。像亮度畸變。由于圖像信號(hào)具有單極性的特點(diǎn)，即信由于圖像信號(hào)具有單極性的特點(diǎn)，即信號(hào)只存在于以固定黑色電平為基準(zhǔn)的一個(gè)方號(hào)只存在于以固定黑色電平為基準(zhǔn)的一個(gè)方向上。因此，常常向上。因此，常常利用鉗位電路來恢復(fù)反映利用鉗位電路來恢復(fù)反映圖像背景亮度的直流分量。圖像背景亮度的直流分量。鉗位電路在攝像機(jī)和電視接收機(jī)中均有鉗位電路在攝像機(jī)和電視接收機(jī)中均有，有關(guān)鉗位電路的工作原理及電路分析參見，有

51、關(guān)鉗位電路的工作原理及電路分析參見第第4章。章。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)6. 灰度校正灰度校正(校正校正)由于顯像管和攝像管光電轉(zhuǎn)換特性由于顯像管和攝像管光電轉(zhuǎn)換特性(調(diào)調(diào)制特性制特性)的非線性，會(huì)引起收、發(fā)圖像的亮的非線性，會(huì)引起收、發(fā)圖像的亮度失真，從而引起圖像灰度畸變度失真，從而引起圖像灰度畸變(畸變畸變)。為了消除這種畸變，通常在調(diào)像臺(tái)設(shè)置為了消除這種畸變，通常在調(diào)像臺(tái)設(shè)置校校正電路。目前，常用二極管電路構(gòu)成正電路。目前，常用二極管電路構(gòu)成校正校正電路。電路。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)7. 彩

52、色校正彩色校正在彩色電視系統(tǒng)中，為了正確重視被在彩色電視系統(tǒng)中，為了正確重視被攝景物的彩色，不產(chǎn)生彩色失真；應(yīng)使攝攝景物的彩色，不產(chǎn)生彩色失真；應(yīng)使攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性與顯像管的三基色混像機(jī)的光譜響應(yīng)特性與顯像管的三基色混色曲線一致。為此，常常要進(jìn)行彩色校正色曲線一致。為此，常常要進(jìn)行彩色校正，目前采用的方法主要有，目前采用的方法主要有修正法修正法和和合成法合成法。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)8. 時(shí)基校正時(shí)基校正錄像機(jī)里的時(shí)基校正是錄像機(jī)里的時(shí)基校正是偽時(shí)基校偽時(shí)基校正，因?yàn)樗粚?duì)色度信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，正，因?yàn)樗粚?duì)色度信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，以克服畫面彩色的變

53、化，而與亮度信以克服畫面彩色的變化，而與亮度信號(hào)的配合并不十分吻合。號(hào)的配合并不十分吻合。所以，錄像所以，錄像機(jī)的輸出圖像信號(hào)并不能直接與其他機(jī)的輸出圖像信號(hào)并不能直接與其他彩色電視系統(tǒng)輸出的信號(hào)進(jìn)行同步混彩色電視系統(tǒng)輸出的信號(hào)進(jìn)行同步混合，也不能進(jìn)行特技合成。在中心機(jī)合，也不能進(jìn)行特技合成。在中心機(jī)房往往設(shè)置數(shù)字時(shí)基校正，以使時(shí)基房往往設(shè)置數(shù)字時(shí)基校正，以使時(shí)基誤差得以較完全地校正。誤差得以較完全地校正。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)數(shù)字時(shí)基校正的工作原理是：從數(shù)字時(shí)基校正的工作原理是：從錄像機(jī)輸出的含有時(shí)基誤差的重放視錄像機(jī)輸出的含有時(shí)基誤差的重放

54、視頻信號(hào)進(jìn)入數(shù)字時(shí)基校正器，經(jīng)頻信號(hào)進(jìn)入數(shù)字時(shí)基校正器，經(jīng)A/D變換器在寫入時(shí)鐘變換器在寫入時(shí)鐘(由重放視頻同步信由重放視頻同步信號(hào)控制號(hào)控制)支配下寫入存儲(chǔ)器，然后在受支配下寫入存儲(chǔ)器，然后在受基準(zhǔn)同步信號(hào)控制的讀出時(shí)鐘支配下基準(zhǔn)同步信號(hào)控制的讀出時(shí)鐘支配下取出信號(hào)。取出信號(hào)。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，時(shí)基校正主要是對(duì)錄時(shí)基校正主要是對(duì)錄像信號(hào)的校正。像信號(hào)的校正。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理校正處理校正處理第3章 廣播電視系統(tǒng)1. 電子編輯電子編輯電子編輯的方式通常有兩種，即電子編輯的方式通常有兩種，即插入插入和和組組合合。所謂插入，就是根據(jù)需要在已記錄有信息所謂插入，就是根據(jù)需要在已記

55、錄有信息的磁帶上的某一特定部位插入新的圖像或的磁帶上的某一特定部位插入新的圖像或伴音。伴音。組合則是按錄像腳本規(guī)定的順序把不同畫組合則是按錄像腳本規(guī)定的順序把不同畫面依次記錄在同一條磁帶上。面依次記錄在同一條磁帶上。在電視臺(tái)，配備有在電視臺(tái)，配備有電子編輯機(jī)電子編輯機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子來實(shí)現(xiàn)電子編輯。編輯。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)把在不同把在不同場(chǎng)合記錄在各場(chǎng)合記錄在各條磁帶上的節(jié)條磁帶上的節(jié)目?jī)?nèi)容匯編在目?jī)?nèi)容匯編在一起，稱為一起，稱為電電子編輯子編輯。2. 特技處理特技處理在電視臺(tái)，由導(dǎo)演控制特技在電視臺(tái)，由導(dǎo)演控制特技(效果效果)發(fā)發(fā)生器

56、來進(jìn)行特技處理，使電視畫面生動(dòng)活生器來進(jìn)行特技處理，使電視畫面生動(dòng)活潑，富于變化。新型的特技發(fā)生器可以從潑，富于變化。新型的特技發(fā)生器可以從上百種畫面圖形花樣中選取所需的圖形花上百種畫面圖形花樣中選取所需的圖形花樣。樣。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)特技發(fā)生器的功能有：特技發(fā)生器的功能有： 切換；切換； 混合；混合； 劃變；劃變； 軟鍵，主要是把黑白攝像機(jī)拍攝的圖軟鍵，主要是把黑白攝像機(jī)拍攝的圖案插入到節(jié)目圖像中去；案插入到節(jié)目圖像中去； 鍵控，分為內(nèi)鍵和外鍵兩種；鍵控，分為內(nèi)鍵和外鍵兩種； 字幕疊加；字幕疊加； 底色變換；底色變換； 圖樣

57、調(diào)制；圖樣調(diào)制； 邊框與邊線；邊框與邊線； 定位。定位。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)此外，數(shù)字視頻特技的應(yīng)用也越來此外，數(shù)字視頻特技的應(yīng)用也越來越廣泛。下面介紹幾種基本的特技處理方法越廣泛。下面介紹幾種基本的特技處理方法。(1) 切換。切換。切換通常有切換通常有快切換快切換和和慢切換慢切換兩種。兩種。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)切換切換是從多是從多路電視信號(hào)路電視信號(hào)中選出一路中選出一路或從一路切或從一路切換到另一路。換到另一路。 快切換?？烨袚Q?？烨袚Q通常由視頻開關(guān)在快切換通常由視

58、頻開關(guān)在場(chǎng)逆程期間完成。場(chǎng)逆程期間完成。切換開關(guān)由切換開關(guān)由導(dǎo)演控制導(dǎo)演控制。當(dāng)切換電壓接通后，控制電路要等到由場(chǎng)同當(dāng)切換電壓接通后，控制電路要等到由場(chǎng)同步信號(hào)形成的第一個(gè)場(chǎng)控脈沖到來時(shí)，才與步信號(hào)形成的第一個(gè)場(chǎng)控脈沖到來時(shí)，才與切換電壓共同作用，把視頻開關(guān)接通，送出切換電壓共同作用，把視頻開關(guān)接通，送出視頻信號(hào)，如圖視頻信號(hào)，如圖3-9所示。所示。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-9 快切換原理圖快切換原理圖第3章 廣播電視系統(tǒng)為了提高電視節(jié)目的播出質(zhì)量，減為了提高電視節(jié)目的播出質(zhì)量，減少人工切換因準(zhǔn)確性差而形成的畫面丟失少人工切換因

59、準(zhǔn)確性差而形成的畫面丟失和跳動(dòng)等現(xiàn)象，電視臺(tái)里往往設(shè)置和跳動(dòng)等現(xiàn)象，電視臺(tái)里往往設(shè)置自動(dòng)播自動(dòng)播控系統(tǒng)?？叵到y(tǒng)。自動(dòng)播控系統(tǒng)通?？蓪?duì)多臺(tái)不同自動(dòng)播控系統(tǒng)通?？蓪?duì)多臺(tái)不同型號(hào)的錄像機(jī)進(jìn)行放像、靜像、搜索、快型號(hào)的錄像機(jī)進(jìn)行放像、靜像、搜索、快進(jìn)、快退、停止、出帶等的長(zhǎng)線遙控，并進(jìn)、快退、停止、出帶等的長(zhǎng)線遙控，并設(shè)有多路設(shè)有多路(常為兩路常為兩路)輸出，同時(shí)完成多套節(jié)輸出，同時(shí)完成多套節(jié)目的自動(dòng)播出，如圖目的自動(dòng)播出，如圖3-10所示。同時(shí)，系所示。同時(shí)，系統(tǒng)還設(shè)有應(yīng)急開關(guān)，能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)調(diào)統(tǒng)還設(shè)有應(yīng)急開關(guān)，能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整。與計(jì)算機(jī)相連，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房的統(tǒng)整。與計(jì)算機(jī)相連，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房

60、的統(tǒng)一化管理。一化管理。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)圖圖3-10 錄像機(jī)自動(dòng)播控系統(tǒng)錄像機(jī)自動(dòng)播控系統(tǒng)第3章 廣播電視系統(tǒng) 慢切換。慢切換。常用的有常用的有淡出淡出淡入、淡入、切出切出淡入和淡入和淡出淡出切入等方法。切入等方法。各種慢切換兩種信號(hào)幅度變化曲線的形狀各種慢切換兩種信號(hào)幅度變化曲線的形狀如圖如圖3-11所示。其中所示。其中(a)圖稱為圖稱為X切換，切換，(b)圖稱為圖稱為V切換，均為淡出切換，均為淡出淡入方法。淡入方法。3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理切換及特技處理切換及特技處理第3章 廣播電視系統(tǒng)慢切換慢切換是一是一幅畫