广播电视技术基础课件.ppt
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1、第一节 电视的产生和发展,一、电视的产生和发展,1、1817年,瑞典科学家布尔兹列斯发现了化学元素“硒”。2、1865年,英国工程师约瑟夫.梅在测量海底电缆性能时,发现测量结果变化不定,经研究发现,这是由于“硒”材料的光电作用的影响。据此原理,19世纪末期就有少数先驱者开始研究设计传送活动影像的技术。,第一节 电视的产生和发展,3、1884年,美国的全电子式电视通过电缆把图像和伴音从华盛顿传到纽约。4、1928年,英国科学家贝尔德运用机械扫描方式成功地进行了伦敦与纽约之间的开路播出实验,传出了静止图像。5、1930年,美国的兹沃雷金发明了具有光电转换和电子扫描双重功能的摄像管,把电视广播向实际
2、应用又推进了一步。同一时期,德国、法国、苏联、日本等都进行了实验研究。,一、电视的产生和发展,第一节 电视的产生和发展,6、1936年,英国广播公司在伦敦亚力山大宫建立世界上第一个大众电视台,并且从当年的11月2日开始定期播送电视节目,其图像在当时各国进行的电视实验中具有最高的清晰度。7、1939年,美国、苏联开始进行电视实验广播。8、1941年,美国国家标准委员会确定美国的电视技术标准。同年7月1日,美国联邦通信委员会正式批准建立美国第一座电视台全国广播公司的纽约WNBT电视台。,一、电视的产生和发展,第一节 电视的产生和发展,9、第二次世界大战前开办电视的国家还有德国、法国、意大利等国。战
3、争期间这些国家的电视台或完全停播,电视技术也处于停滞状态。10、50年代末期,发达国家几乎全部有了电视台,20多个亚、非、拉国家也开办了电视广播,全世界开办电视广播的国家达50个。11、70年代,大多数国家建立了电视台。,一、电视的产生和发展,第一节 电视的产生和发展,电视问世之初,新闻性节目大量采用电影片来拍摄,其传递、洗印、编制过程同新闻的时效性要求距离很大。60年代初期,所有影片从35mm改进为16mm,并能做到声像同时收录,但电视新闻的基本录制状态没有改变。直到录像机应用于电视,70年代后制成电子新闻摄录机(ENG)等设备,提高了电视新闻的时效性,使电视真正发挥了声像兼容、传播迅速的现
4、代化新闻报道工具的作用。,一、电视的产生和发展,第一节 电视的产生和发展,1940年,美国无线电广播公司试制成功彩色电视机。1953年,美国国家电视制式委员会提出NTSC(National Television System Committee)制。1054年,美国全国广播公司首先正式播送NTSC制彩色电视节目。日本、加拿大分别于1957、1966年采用同一制式播出。1956年,法国提出SECAM(Sequentiel Couleura Memoire)制。1960年,联邦德国提出PAL(Phase Alternation Line-by-Line)制。为便于转播和交换节目,各国曾经多次讨论统
5、一电视制式问题,但始终未能达在协议。目前世界上采用PAL制的国家最多。,一、电视的产生和发展,第一节 电视的产生和发展,二、中国电视事业的发展,1、1958年5月1日,中国第一座电视台北京电视台(1978年5月1日改名为中央电视台)使用二频道试播黑白电视,9月2日正式播出。除了某些关键器件外,均为国产。2、1958年10月1日,上海电视台开始试播,12月20日哈尔滨电视台。到1961年底,全国共建立地方电视台19座。,第一节 电视的产生和发展,3、1959的,无锡市建立了中国第一座电视转播台,用差转的方式转播上海电视台的节目。4、60年代初,中国国民经济遇到严重困难,大部分电视台纷纷“下马”。
6、在“文革”中,一些电视台又被迫停播。5、1968年起,停播的电视台陆续恢复播出,到1971年全国已建有电视台32座。,二、中国电视事业的发展,第一节 电视的产生和发展,二、中国电视事业的发展,电视事业发展初期,一般每个电视台只有一个发射台,在省会城市才能看到电视。60年代末到70年代初,调频广播作为节目传送手段得到发展,各省大都建立了高山调频发射台,加设电视射机和天线,迅速建成一批电视转播台,扩大了电视的覆盖面。1973年5月1日,中央电视台用8频道在北京地区试播彩色电视,1977年7月25日起,中国电视完成了由黑白向彩色的过渡。,第二节 电视广播过程,电视广播是根据人眼的视觉特性,利用光学原
7、理及无线电原理远距离地传送静止图片和活动影像的系统。电视是利用电的方法传输光学信息的方式。电视系统通常由摄像、传输、显像三部分组成。电视广播之关键是如何将活动的图像变成电信号和如何将电信号复原成活动图像。,第二节 电视广播过程,一、图像的传送,电视广播中,被传送的是图像和伴音,其中伴音的传送相当于调频无线电广播。而图像的传输是光电光的变换过程。一幅画像是由许多亮暗不同的细小点子组成,这些细小的点子称为像素。像素越小,单位面积上的像素数目越多,图像越清晰。35mm电影片一幅图像约有100万个像素,电视图像约40万个像素。,第二节 电视广播过程,一、图像的传送,在实际的电视广播中把被传送图像的各像
8、素按一定顺序转变成电信号,并依次传送出去。在接收端的荧光屏上,再按同样顺序将各个电信号在相应位置上转变为光,只要这种顺序进行得足够快,由于人眼的视觉暂留现象和荧光屏发光材料的余辉特性,就会使眼睛感到整幅图像同时发光而没有顺序感,这种方法称为顺序传送方式,它只需要一个信道。,第二节 电视广播过程,一、图像的传送,将图像转变成顺序传送的电信号的过程在电视技术中称为扫描。扫描是从左至右(行扫描或水平扫描),自上而下(帧扫描或垂直扫描)的顺序进行的。在发送端将景物的光信号变换为电信号的过程称为摄像。主要依靠摄像器件来完成。,第二节 电视广播过程,二、图像的重现,在接收端将景物的电信号变换为光信号叫做显
9、像,也称图像的重现。电视接收机(电视)是接收系统的终端设备,核心器件是用来重现图像的显像管。主要由荧光屏、电子枪组成,它与偏转线圈构成一体。在显像管屏幕玻璃内壁上涂敷有一层荧光粉,这种荧光粉在电子枪发出电子束轰击下会发光。电子枪产生的电子束在偏转线圈作用下从左至右,自上而下不断运动并轰击荧光屏,结果使荧光屏发光。,第二节 电视广播过程,三、活动图像的传送,由电影放映的启发,传送活动的图像只要将运动的物体图像连续分为若干幅稍有变化的静止图像,然后将这些静止的图像顺序地快速传送,只要每两幅之间的时间小于人眼的视觉惰性时间(相应24幅/秒),人眼就会有连续动作的感觉,即实现了活动图像的传送。,第二节
10、 电视广播过程,三、活动图像的传送,理论与实践证明,如果图像的传送速度不少于每秒钟传送48幅图像,则人眼就能有不闪烁的活动图像的感觉。如传送图像的速度低于此标准,人眼会有明显的闪烁感,过高则会感到图像重叠。电影技术中,每秒钟放映24帧图像,为使人眼不产生闪烁感,在实际放映中每幅图像连续出现两次,相当于每秒钟放映了48幅图像。在电视技术中,也采用类似的方法,每秒钟传送25帧图像,每帧分两次来传送,这样每秒钟传送50场图像,即相当于每秒传送了50副图像。,第三节 电视基础知识,一、电子扫描和电视图像的分解力,1、电子扫描,第三节 电视基础知识,一、电子扫描和电视图像的分解力,2、我国广播电视扫描参
11、数,每帧图像的总扫描行数:625行(显示575行);每场图像的扫描行数:312.5行(显示287.5行);每场正程行数:287.5行;每场逆程行数:25行;行周期:64s;行正程时间:52s;行逆程时间:12s;场周期:20ms;场正程时间:18.4ms;场逆程时间:1.6ms;场频率:50Hz;行频率:15625Hz。,补充:扫描行数Z的确定,扫描行数的确定,主要考虑图象的清晰度与图象信号带宽两方面的因素。当行数Z增加时,图象清晰度增加。由于图象信号带宽f与行数Z的平方成正比,行数增加会使带宽急剧增加,视频带宽的增加会使在一定波段中可安排的电视频道数目减少;同时,视频带宽的增加将导致电视设备
12、的复杂化。,补充:扫描行数Z的确定,当屏幕的高度h与观看距离L等于1:4时,整个屏幕(幅型比为4:3)恰好落入垂直视线角为15、水平视线角为20的区域,此时人眼分辨力最高。前面已经指出,当人眼分辨角为1、1.5和2时,电视图象垂直方向(对应视线角为15)极限的清晰度应为900线、600线和450线。为了折中考虑,目前的广播电视一般取525行和625行,我国广播电视采用625行。扫描行数的确定就如采用隔行扫描、扫描帧频定为25的原理都根据人眼的特性及其它原因综合而得而来。,二、电视图像的分解力和清晰度,电视系统传送图像细节的能力称为该系统的分解力。相应地表现在人对图像细节清晰程度的感觉则称为清晰
13、度。两者的含义是一致的,统称分解力。分解力通常以能分辨的黑白相间的线数(或线对)表示。例如,设分解力为600线,表示系统在对应的方向上能分辨黑白线条各300条。,第三节 电视基础知识,二、电视图像的分解力和清晰度,指沿图像垂直方向系统能分解的像素数(水平线数),以M表示。它受每帧屏幕显示行数Z的限制,在最佳情况下,M=Z。考虑到图像的随机性,垂直分解力M可表示为:=KZ,取0.5之间;一般情况下取K=0.76,已知Z=575,则垂直分解力=437线。垂直分解力除具有随机性外,还与隔行扫描的性能有关,就根本原理上讲,隔行扫描的垂直分解力是不及逐行扫描的。,1、垂直分解力,二、电视图像的分解力和清
14、晰度,指沿图像水平方向系统能分解的像素数(垂直线数),以N表示。水平分解力与电子束孔径相对于图像细节的大小有关,亦即是说,电子束孔径的大小将影响图像的水平分解力,通常把这种现象称为孔阑效应。理论上:孔径越小,分解力越高。实践证明:以在同等长度内水平分解力等于垂直分解力时,图像质量为最佳,即像素长宽比为:1最好。所以,当屏幕长宽为4:3时,垂直分解力已由扫描行数决定了,当垂直方向的像素值为576时,水平方向的像素值就设为576*4/3=768。,2、水平分解力,二、电视图像的分解力和清晰度,与分解力虽然意义一致,分解力一般更具有专业称呼的性质,而清晰度则更为通俗,使用率更高。它是指人主观感觉到的
15、图象重现景物细节的可懂与逼真的程度。分别用人眼在水平方向或垂直方向所能分辨的象素数来定量描述,相对应的称为水平清晰度和垂直清晰度;并用“级数”或“行数”作单位。,3、图像清晰度,二、电视图像的分解力和清晰度,清晰度既与电视系统本身的分解力有关,也与观察者的视力状况有关。在评价图象清晰度时,应由一批视力正常的观众或专家来进行。现在的电视分解力垂直分解力为437线,这相当于视力只有0.5(即视敏角为2)的人所能分辨的线数,故目前的电视图象是不够清晰的,要实现高清晰度电视,增加行数势在必行。,3、图像清晰度,二、电视图像的分解力和清晰度,电视技术中对图像清晰度的定义与摄影及电影技术不同,在电视技术中
16、400线是指400条(即200对,一黑一白为一对,算2条线),而摄影及电影技术中400线指400对。我国现行的SDTV的图像水平清晰度在500线左右,相当于DVD,其清晰度是与现行电视体制下数字分量信号的清晰度相对应的。而HDTV的图像水平清晰度则在800线以上。,3、图像清晰度,三、视频信号的频带宽度,图像信号的最高频率=它的带宽 各水平方向出现图像细节时将确定信号最高频率,这时N值就代表在行扫描正程期(52s)内扫过的像素数,于是扫过每个像素所需时间为:5210-6/N;图像信号最高频率对应的周期为扫过两个像素所用时间,周期与频率呈反比则:最高频率fmax=N/(2*5210-6),按水平
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