电视传像原理.docx
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电视传像原理
第一章 电视传像原理
本章重点
一、人眼的视觉特性
1．广播电视系统的组成。
2．人眼亮度感觉的特性：
人眼亮度感觉与环境亮度有关；亮度感觉与亮度值的对数成比
例；可觉察的最小亮度变化ΔBmin/Bmax大致相同，称为对比度灵敏度阈δ为0.005～
0.05；图像的最大亮度与最小亮度之比称为对比度。
3．人眼具有视觉惰性，故有闪烁感觉和临界闪烁频率。
4．人眼的视角、分辨角和分辩力。
5．电视传像的基本过程；顺序传输制。
二、电视扫描原理
1．像素的顺序传输制。
2．电子束扫描的概念和作用。
3．逐行扫描、扫描光栅、扫描电流、扫描参数（帧频、行数）。
4．隔行扫描原理、作用；隔行扫描光栅；扫描的同步；场频与帧频；我国电视扫描的参数。
三、本章名词解释
1.视敏函数：
在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率
的倒数可以用来衡量人眼对各波
长光明亮感觉的敏感程度。
称为视敏函数。
2.相对视敏函数：
任意波长光的视敏函数
与最大视敏函数值
相比的比值称为相对视敏函数，记
为：
3.对比度灵敏度阈：
可觉察的最小相对亮度变化
/B称为对比度灵敏度阈，用
标记，其值通常在0.005
～0.05之间。
4.对比度：
光源或发光面的最大亮度
与最小亮度
之比值。
用下式表示：
。
5.亮度层次：
指画面最大亮度和最小亮度之间可分辨的亮度级差数，也称为灰度层次，用n标记：
6.视觉暂留：
有光脉冲刺激人眼时，视觉的建立和消失都需要一定的过程，即具有一定的惰性。
光源消
失以后，景物影响会在视觉中保留一段时间，称为视觉暂留或视觉惰性现象。
视觉暂留时
间在0.05～0.2s。
7.临界闪烁频率：
不再引起闪烁感觉的光源的最低重复频率称为临界闪烁频率，常用
表示。
8.融和频率：
若景物以间歇性光亮重复呈现，只要重复频率大于20HZ，视觉上始终保留有景物存在地
印象。
该重复频率可称为融合频率。
9.分辨角：
分辨角可用来衡量分辨力。
它也反映了人眼的视力。
在量值上，分辨角用
表示，实际
的
很小，它大致和可分辨的紧邻的两点间距成正比，和观看距离L成反比，即
（弧度）＝3438（分）。
10.分辨力：
人眼分辨图像的细节能力称为分辨力。
它等于分辨角的倒数。
11.顺序传输制：
顺序传输每个像素信息的方式称为顺序传输制。
黑白电视系统中将景物分解成极多像素
后，把每个象素的亮度信息按时间顺序一一变换成相应的电信号传输出去，传输通路只
需一条。
12.像素：
电视系统分解和综合图象的最小单位。
13.扫描：
通过电子束有规律的运动，顺序的分解像素和综合像素的过程，称为扫描。
14.扫描光栅：
由一条条扫描线形成的结构称为扫描光栅。
15.同步：
为了保证隔行扫描良好，必须严格保持
，称为同步。
16.帧频：
就是重现图像的换幅频率。
我国选择帧频
为25HZ。
17.行数：
行数是指一帧内包含的整数个扫描行数。
我国电视系统的扫描行数为625行/帧。
18.行频：
行周期的倒数称为行频。
＝15625HZ。
19.隔行扫描：
一帧画面分两场扫描，第一场扫描奇数行，构成奇数行光栅，称为奇数场；接着
是第二场，扫描偶数行，称为偶数场。
两场光栅在重现图象上精确镶嵌，构成一
帧画面。
20.标称行数：
计及行正程和逆程的行数称为标称行数。
21.分解力：
指传输图像细节的能力。
涉及整个电视系统分解、传输图像黑白变化细节的能
力，是个可测量的客观量。
22.清晰度：
人眼对重现图像细节的感觉情况。
是反映图像清晰程度的主观量。
23.图像信号的带宽：
图像信号带宽是指信号频谱中最高频率
和最低频率
之差，即
。
对于图像信号其最低频率
接近于0，故
。
24.场频：
每场重复的频率称为场频。
我国场频为50HZ。
25.并行：
奇偶场光栅镶嵌不精确，行间有重叠的现象称为并行。
26.逆程系数：
逆程系数包括行逆程系数和场逆程系数。
行逆程系数为行逆程时间和一行周期
的比值。
场逆程系数为场逆程时间和一场周期的比值。
第二章 黑白全电视信号
本章重点：
一．黑白全电视信号
1．黑白全电视信号包括：
图像信号（V）、复合同步信号（T）、复合消隐信号（X）。
2．图像信号携带景物的亮暗信息，最白部分的电平称白电平，最黑部分的电平称黑电
平。
图像信号具有单极性和脉冲性特点。
正极性图像信号和为负极性图像信号。
3．复合消隐信号的作用、参数。
4、复合同步信号的作用、参数。
5．黑白全电视信号的组成；奇数场、偶数场及行序的规定。
二．黑白全电视信号的频谱
1．静止图像信号的频谱分布规律。
2．活动图像信号的频谱分布规律。
三.本章名词解释
1.图像信号：
图像信号是携带景物明、暗信息的电信号，也称作视频信号。
其波形随画面内容而变。
2.复合消隐脉冲：
行场消隐脉冲合称为复合消隐脉冲。
它用来使行场扫描逆程期间电子束截止，不提供图
像。
3.行同步脉冲：
用来指定电子束扫描行逆程的确切开始时刻。
行同步脉冲叠加在行消隐脉冲上，宽度为
4.7
。
4.场同步脉冲：
指令电子束扫描场逆程的确切开始时刻。
场同步脉冲叠加在场消隐脉冲上，宽度为2.5H
＝160
。
5.槽脉冲：
在整个场同步宽度上每隔半行开一个槽，称为槽脉冲，以保证在场同步期间不丢失行同
步信息。
槽宽4.7us，共开5个槽。
6.均衡脉冲：
由于奇偶场同步脉冲与其紧密相邻的前面的行同步脉冲有间隔为H和H/2之分，会导致奇
偶场积分起始电平有差异，使奇偶场时间间隔不同，为保证隔行扫描良好，将宽160
的场消隐前肩上的行同步改为每半行一个、宽度为2.35
的5个均衡脉冲，它们在场同
步脉冲前起到缓冲作用，保证隔行扫描光栅精确镶嵌。
7.垂直分解力：
电视系统沿垂直方向所能分解的黑白相间的条纹数称垂直分解力。
8.水平分解力：
沿图像水平方向所能分解的像素数或黑白相间的竖条纹数称为水平分解力。
9.孔阑效应：
由于电子束有一定截面积，造成图像边沿欠陡的现象称为孔阑效应。
它影响水平分解
力。
10.电视线：
电视系统分解力的单位称为电视线。
是指电视系统分解综合出的，呈现于荧光屏上的黑
白相间的条纹数。
11.频谱：
图像信号的频谱是指在其频带内图像信号所含的频率成份及其能量分布，即各频率成份
的相对幅度。
图像信号的频谱有一定规律性。
12.水平凯尔系数：
水平凯尔系数指图像信号带宽和图像信号最高频率的比值。
记为：
。
13.隔行扫描分解力系数：
由于画面垂直细节与电子束扫描线间的相对位置关系有随机性，所以实际上垂直分解力
数值M小于有效扫描行数
。
其中
称为隔行扫描分解力
系数。
第三章 电视信号的调制传输
本章重点：
一.图像信号的调制
1．电视图像信号的带宽。
2．一般调幅和残留边带调幅：
表示式、波形、频谱。
3．调制极性。
二.伴音信号的调制
1．调频信号的特点及带宽。
2．电视伴音信号的带宽、调频参数、预加重。
三.每电视频道的带宽、幅频特性及我国频道划分；电视制式。
四.本章名词解释：
1.基带信号：
调制前的信号称为调制信号也可称为基带信号，如对视频载波调制前的图像信号和伴音
信号统称为基带信号。
2.一般调幅：
调制信号仅改变载波信号幅度的已调信号称为一般调幅信号，也称双边带调幅信号。
3.单边带调幅：
去掉一个边带（保留载频和一个边带）的一般调幅信号称为单边带调幅信号。
4.残留边带调幅：
保留载频和一个完整的上（或下）边带及部分下（或上）边带的调幅信号。
5.群延时：
指某角频率ω的附近信号能量的延时时间，群延时频率特性是相频特性θ（ω）对角频
率ω的一阶导数，群延时τg可写成
在通频带内相频特性线性，
则信号波形基本不失真，而相频特性不良时，主要表现为信号的波形失真，因此群延时
失真表现为包络失真。
６.正极性调幅：
用正极性的调制信号对载频调幅后的信号。
负极性调幅：
用负极性的调制信号对载频调幅后的信号。
７.调频电视信号：
已调信号的频率随调制信号规律改变的信号。
第四章 CCD摄像器件
本章重点：
一．CCD器件的结构、势阱的概念、特点及作用。
二．信号电荷的注入、转移和输出（包括两相时钟、三相时钟、四相时钟）。
三．线阵式、面阵式摄像器件（包括IT、FT、FIT）。
电子快门。
四.本章名词解释：
1.CCD电荷耦合器件：
用电荷作为载体携带和传输信息的器件。
2.MOS结构：
由金属、绝缘体、半导体按一定规律组成的器件结构。
3.电子势阱：
在MOS结构中，金属层作为栅极加上正电压时，P型半导体内部的多数载流子被排斥，从
而形成一个空间电荷区，栅极电压越高空间电荷区的深度则越深，该区内可存储电子，
故称为电子势阱。
第五章 黑白电视显像管
本章重点：
一．黑白显像管的结构。
二．静电聚焦原理
1．电子折射原理、膜孔透镜、双圆筒透镜、单透镜的等位面分布、聚焦原理及等效光学
透镜。
电子枪中的等效光学透镜。
2．电子束的偏转：
磁偏转原理、偏转距离、偏转半徑、偏转中心、偏转灵敏度。
3．光栅枕形失真产生的原因及较正原理、波形。
4．屏幕铝化的作用。
5．显像管调制特性及对重现图像的影响。
三．说明磁偏转原理，行偏转线圈及场偏转线圈的结构，在管颈中偏转磁场的分布，偏转中
心、偏转距离、偏转角的定义。
四．枕形失真产生的原因及较正原理、波形。
五．说明显像管调制特性的影响及如何较正。
显像管荧光屏为什么要进行背铝，其作用如
何。
六、本章名词解释：
1.电子透镜：
利用电子在电场中运动时，会象光线在介质间传播一样产生折射、会聚和发散电子光学
原理，设计所需要的电场场型分布，实现电子束的聚焦，称为电子透镜。
2.静电聚焦：
根据电子折射原理，电子束的散焦和聚焦过程与几何光学中凹、凸透镜对光线的作用相
似，由各电极适当安排组成电子束的聚焦透镜，称为静电透镜。
3.偏转中心：
电子束在偏转磁场的作用下，进入偏转场时受到磁场力的作用，该磁场力称为洛伦兹
力，受其作用产生圆周运动，将离开偏转磁场时其圆周轨迹的切线延长与管轴的交点，
称为偏转中心。
4.偏转距离：
电子束在偏转场的作用下，射在荧光屏时的位置与屏中心间的距离。
5.偏转灵敏度：
单位磁场产生的偏转距离。
6.偏转半径：
偏转中心至荧光屏中心的距离。
7.显像管调制特性：
显像管的调制特性指显像管的电子束流的大小与栅阴极间电位差之间的关系。
第六章 三基色原理
本章重点：
一．人眼的彩色视觉特性：
彩色感觉的非单一性；彩色三要素：
亮度、色调、色饱和度；相加混色原理。
几种
基准光源。
二．物理三基色系统：
三基色的选取包括波长、基色单位；任一彩色光的表示式；相对三色系数；分布三
色系数；r-g色度图。
三．标准三基色系统：
三基色选取原则；任一彩色光的表示式；标准三基色在r-g色度图上位置的确定；两套
坐标中三色系数的转换；相对三色系数；分布三色系数；x-y色度图。
四.显像三基色系统：
三基色选取原则；任一彩色光的表示式；亮度方程及物理意义。
五、本章名词解释：
1.单色光：
单一频率（单一波长）电磁辐射所发出的可见光称为谱色光或单色光。
2.复合光：
不是仅含有单一波长的光都称为复合光。
3.光谱功率分布：
光源的光谱辐射功率按波长分布称为光谱功率分布。
4.基准光源：
对于标准白光，在黑白电视和彩色电视中，对所采用的光源都有明确的规定，规定
具有特定光功率分布的光源称为基准光源，如CIE已经规定的、电视中涉及到的
A、B、C、D65、E等几种基准光源。
5.绝对黑体：
一种既不反射也不透射光线而能完全吸收入射光的物体。
6.色温：
绝对黑体在不同温度下有不同的发光颜色，把绝对黑体的光色与绝对温度表示，
称此温度为该光色的色温。
7.相关色温:
常见白光源的光色都并不准确的与某一温度的绝对黑体的光色相同，将最接近于某
一色温称为该白光源的相关色温。
8.同色异谱色:
相对光谱功率分布不同的光源,可以具有相同的彩色感觉，称为同色异谱色。
9.彩色三要素:
称描述一个完整彩色量的亮度、色调、色饱和度为彩色三要素。
10.色调:
彩色之间的差异性，即颜色的种类，与彩色光的波长对应。
11.色饱和度:
彩色的深浅，即也指彩色中掺白的多少，用％表述。
12.基色量:
也称基色单位，在色度学的计算中，规定各以一个单位的红、绿、蓝色基色光混合时，
恰能产生出等能白色（即E白）的红、绿、蓝物理三基色的单位量，称为基色量，用
（R）、（G）、（B）标记。
13.三色系数:
用三基色混合出任一彩色时，所需的混配系数称为三色系数。
如，当某一彩色的表示式
为：
F＝R（R）+G（G）+B（B）时，其R、G、B即为三色系数。
14.物理三基色:
应用物理三基色和规定的（R）、（G）、（B）建立起的并可用来教学彩色计算的一套计
色系统。
15.相对色系数:
进行彩色计算而引入的物理量，将某一彩色中任一个色系数与三个色系数之和（也称色
模）的比值称为相对三色系数，用r、g、b表示。
如：
r＝R/（R+G+B）。
16.RGB色度图:
以r、g为平面直角坐标标记色度，将每种颜色的色度在r-g坐标系中画出，得到的平面
几何图形，称为RGB色度图或r-g色度图。
17.分布色系数:
将辐射功率为1瓦的各谱色光的三色系数R1W、G1W、B1W，专门称之为分布三色系数，
用r（λ）、g（λ）、b（λ）表示。
18.标准三基色:
用三基色XYZ建立的一套计色系统，称为标准三基色系统，它选择（X）、（Y）、（Z）
为三基色单位，X、Y、Z为三色系数。
对任意色光可表示为：
F＝X（X）＋Y（Y）＋Z（Z）
19.XYZ色度图:
以x、y为平面直角坐标标记色度，将每种颜色的色度在x-y坐标系中画出，得到的平面
几何图形，称为XYZ色度图或x-y色度图。
20.显像三基色:
由彩色显像管荧光粉发出的基色光作为三基色，进行彩色重现的系统，则称此三基色为
显像三基色。
可用（Re）、（Ge）、（Be）表示三基色单位，以Re、Ge、Be表示三色
系数。
其配色方程为：
F＝Re（Re）＋Ge（Ge）＋Be（Be）
21.亮度方程:
表征用（Re）、（Ge）、（Be）相加混配出1光瓦白光（如C白）时，各基色对亮度的贡
献，其各系数表示出三基色各自付出的光通量，方程式为：
Y＝0.299Re＋0.587Ge＋0.114Be
为简单起见省去下标，通常写为：
Y＝0.299R＋0.587G＋0.114B
22.混色曲线:
用选定的三基色，求出相应的分布色系数，即混配出辐射功率为1瓦，波长为λ的谱色光
所需的三色系数
、
、
所绘出的曲线。
第七章 三基色信号
本章重点：
一．三基色信号的产生：
包括薄膜分色原理、光程的概念；各种滤色片的作用。
二．三基色信号的处理：
色度匹配及彩色校正；γ校正的作用及方法。
三、本章名词解释：
1.薄膜分色：
利用光在空气中和某种介质中折射率不同的所谓光的干涉现象，改变光的入射角、薄膜
介质折射率的折射率，组成一组透镜实现将入射光进行分色的目的。
2.光程：
将光在任何介质中的路程长短都折算成空气中的等效路程，称为光程。
3.色度匹配：
彩色摄像机的三条计算光谱响应曲线
、
、
必须各自与显像三基色
相应的混色曲线
、
、
成正比（形状一样），满足这一条件，称为
彩色电视系统的色度匹配。
4. 彩色校正：
为实现色度匹配，在摄像机输出的三基色信号电路中设置相应的线性校正电路，称为彩
色校正电路。
对三基色信号进行的校正称为彩色校正。
5.γ校正：
为适应彩色显像管调制特性的非线性，在摄像机输出的三基色信号电路中设置相应的非
线性校正电路，称为γ校正电路，该校正称为γ校正。
第八章 自会聚彩色显像管
本章重点：
一.自会聚彩色显像管的特点，荫罩的作用。
二.色纯、静会聚、白平衡的概念；调制部件及调制原理。
三.产生动会聚误差的原因；较正动会聚误差原理。
四.枕形失真的产生及较正原理。
五、本章名词解释：
1.自会聚：
指动会聚自校正，即在彩色显像管中设计专门特制的行场偏转线圈和相应的措施，
实现不需进行动会聚调制，即达到动会聚自校正，称为自会聚。
2.色纯：
基色光栅（或单色光栅）的纯净程度。
指每支电子枪都只轰击它所属的荧光粉点。
比如：
当只需重现红光栅时，应呈现满屏均匀的纯红光栅，即为色纯良好。
3.会聚：
指三条电子束在任意瞬时同时穿过同一个荫罩孔并在荫罩孔中相交，且只轰击同一组荧
光粉点的技术。
4.静会聚：
电子束不偏转或偏转角很小的区域中的会聚，实指荧光屏中间区域的会聚。
5.动会聚：
电子束运动后即偏转角较大区域中的会聚，实指荧光屏四周区域的会聚。
6.白平衡:
指彩色显像管对各个灰度级的正确重现，即显示黑白图像或彩色图像黑白部分时不带任
何不应有的色调。
7.亮平衡和喑平衡:
图像高亮度区域的白平衡称为白平衡，低亮度区域的白平衡称为暗平衡。
第九章 正交平衡调幅制彩色电视
本章重点：
一.传输信号：
描述一个完整彩色需要三个独立的物理量。
考虑兼容必须选择一个亮度信号为：
Y=0.3R+0.59G+0.11B
Y只含亮度，需0～6MHZ带宽。
两个色差信号为：
R-Y=0.7R-0.59G-0.11B
B-Y=-0.3R-0.59G+0.89B
可证明两色差信号只含色度。
二.色差信号G-Y信号不需要传送，在接收端可由R-Y、B-Y信号通过矩阵电路得到。
R-Y、B-Y、G-Y分别和Y通过相加电路得到B、G、R信号。
三.根据兼容的要求，必须在0～6MHZ范围内传送亮度和色度信号，故色差信号需采用正交
平衡调幅方式，选择合适的副载频实现兼容，NTSC制选择半行频的整数倍即为：
fs=（2n-1）fH/2
B-Y信号调制在0°副载频上，R-Y信号调制在90°副载频上，相加后为正交平
衡调幅信号，其振幅基本反应饱和度、相位基本反应色调。
四.平衡调幅信号不包含载频，而接收端必须用同步检波器解调，故需色同步信号，色同步
信号的作用、位置、波形及有关参数。
色度信号的压缩、压缩系数的确定。
五.NTSC制编码、解码器组成方框图及信号变换过程。
六.标准彩条信号的作用、标志、有关波形及矢量图。
本章名词解释：
1.兼容：
彩色电视机能收看黑白电视节目，当然呈现出的是黑白图像。
2.逆兼容：
黑白电视机能收看彩色电视台发送的节目，当然呈现出的也是黑白图像。
3.混合高频原理：
利用人眼对彩色细节分辨力低的特性，对1.3MHZ以下的图像保证重现出准确的色度，
即既有R－Y、B－Y色差信号又有Y亮度信号，通过矩阵变换得出R、G、B信号。
而对以
上的图像细节，只以黑白细节重现出来，即对图像的高频成份，其R－Y＝0、B－Y＝0，
因此只以相同的Y信号代替R、G、B信号，重现出黑白边缘图像。
故混合高频原理相当
于大面积着色原理。
4.恒定亮度原理：
色差信号只携带色度信息，亮度信号只携带亮度信息，称为恒定亮度原理。
5. 频谱间置：
选择合适的副载频将色差信号对其进行平衡调幅后得到色度信号，将色度信号与亮度
信号叠加后，亮度信号频谱分布在行频附近，色度信号能量分布在半行频附近，它们
的频谱相互错开，使得在亮度信号已占有的频带内同时传输色度信号，称为频谱间置。
6.正交平衡调幅:
色差信号B－Y对0°副载波平衡调幅，色差信号R－Y对90°副载波平衡调幅，这两调制
后的信号相加合成后的信号称为正交平衡调幅信号。
7.色同步信号：
在彩色电视信号中，携带发端平衡调幅时副载波的频率、相位和逐行倒相顺序信息的信
号，即传递上述信息，以标准解码端解调副载波同步、逐行倒相次序同步，使之能将色
度信号正确解调出色差信号，保证正确还原彩色的信号称为色同步信号。
8.解调轴：
对已调信号解调时，再生载频的相位轴，可称为解调轴。
9.标准彩条信号：
用电子的方法产生的一种标准性很高的测试信号，标准彩条信号在彩色显像管上给出八
条等宽的竖条，包括三种基色、三种补色以及白和黑，它们按亮度顺序自左向右依次是
白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑。
10.100－0－100－0：
用四个数字表示描述彩条信号色饱和度与幅度的规范参量，其形式为a－b－c－d或
a/b/c/d，a为白条电平b为黑条电平，c为基色条的高电平值，d为基色条的低电平值。
100％饱和度、100％幅度的彩条信号即可表示为100－0－100－0，或100/0/100/0。
第十章 逐行倒相（PAL）制彩色电视
本章重点：
一.PAL制的特点、作用；表示式；V信号的倒相复原；克服微分相位失真原理。
二.PAL副载频的选择，1/4行间置作用，25HZ偏置的作用，我国电视制式副载频的表示
式。
画出我国PAL制Y、U、V信号的频谱分布，说明规律。
三.PAL色同步信号的作用、相位、参数、位置，及频谱分布，色同步为什么要消隐，
如何消隐。
画出PAL编码器方框图，信号变换过程。
四.梳状滤波器的组成、作用、要求。
延迟时间如何确定，画出矢量图和用代数式分析
梳状滤波器分离U、V的原理，延迟时间有误差时影响如何。
画出梳状滤波器的幅频特
性，进一步说明分离原理和存在的问题。
五.画出标准PAL解码器方框图并说明信号变换过程。
本章名词解释：
1.PAL制：
逐行倒相制，其特点是编码时色度信号中U分量不变，V分量±90°逐行倒相。
2.1/2行间置：
副载频为半行频的奇数倍，当色差信号对其平调后，其主谱线在半行频的奇数倍处，
而亮度信号的主谱线在行频的整数倍处，它们之间相差1/2行频称为1/2行间置。
3.1/4行间置：
在PAL制中，由于V信号逐行倒相，故副载频只能选为1/4行频处，即为（284-1/4）fH，
使得亮度信号的主谱线在行频的整数倍处，U分量的主谱线
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