消隱與同步的原理

消隱與同步的原理

1．消隱

電視系統(tǒng)中，掃描正程期間傳送圖像信號(hào)，逆程期間不傳送圖像信號(hào)。電子束逆程掃描在熒光屏上出現(xiàn)回掃線，將對(duì)正程的圖像造成干擾，影響圖像的清晰度。因此需使電視機(jī)在行、場(chǎng)掃描逆程期間電子束截止，以消除行、場(chǎng)逆程回掃線，即實(shí)現(xiàn)消隱。方法是在電視臺(tái)由同步機(jī)發(fā)出消隱信號(hào)使接收機(jī)顯像管在行、場(chǎng)逆程掃描期間關(guān)斷電子束。

2．同步

在電視系統(tǒng)中，為了使電視機(jī)重現(xiàn)的圖像與攝像機(jī)拍攝的圖像完全一致，要求接收端與發(fā)送端的電子束掃描必須同步。所謂同步是指收、發(fā)端掃描的頻率(快慢)和掃描的相位(起始位置)完全相同。如果收、發(fā)端掃描不同步，則重現(xiàn)的圖像變形或不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)圖像混亂不能正常收看。

為保證收、發(fā)端行場(chǎng)掃描同步，電視臺(tái)同步機(jī)發(fā)出行、場(chǎng)同步信號(hào)，使電視接收機(jī)正確地重現(xiàn)圖像。

四．攝像與顯像

（一）攝像原理

發(fā)送端的光-電轉(zhuǎn)換是由攝像管來(lái)完成的。攝像管的形式多種多樣，目前黑白或彩色電視攝像機(jī)廣泛采用具有內(nèi)光電效應(yīng)的氧化鉛(pbo)管。圖07-02-10 為其結(jié)構(gòu)示意圖，在它的圓柱形玻璃外殼內(nèi)主要包含光電靶和電子槍兩個(gè)部分。在管外套有偏轉(zhuǎn)線圈、聚焦線圈和校正線圈。

圖07-02-10 攝像管

(1)光電靶；在攝像管前方玻璃屏內(nèi)壁上鍍上一層很薄且透明的金屬導(dǎo)電膜，作為光的通路和信號(hào)輸出電極，金屬膜的后面是光電靶，其結(jié)構(gòu)如圖07-02-11(a)所示。光電靶由三層半導(dǎo)體材料組成。中間較厚的一層為氧化鉛半導(dǎo)體(pbo)，稱為I層，里面受電子束掃描的一層為P型半導(dǎo)體層，在外面受光照射并與透明金屬膜接觸的一層為N型半導(dǎo)體。P層與N層都比I層薄得多，因此pbo管的光電靶實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)光敏二極管，主要由I層(pbo)決定其工作性能。由于半導(dǎo)體的光敏特性，當(dāng)照射在它上面的光線強(qiáng)弱變化時(shí)，其等效電阻也隨之變化。

(2)電子槍：電子槍由罩在真空玻璃管內(nèi)的燈絲、陰極、控制柵極、加速極、聚焦極等組成。當(dāng)給各電極施加正常電壓時(shí)，陰極發(fā)射的電子，在加速極、聚焦極、高壓陽(yáng)極(網(wǎng)電極)的作用下，加速聚焦成很細(xì)的電子束打在光電靶上。該電子束受套在管外的行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，沿著靶面從左至右，從上而下地運(yùn)動(dòng)，以拾取信號(hào)。

(3)圖像信號(hào)的產(chǎn)生：圖像信號(hào)產(chǎn)生電路示意圖如圖07-02-11(b)所示。當(dāng)圖像通過(guò)攝像機(jī)鏡頭成像于光電靶時(shí)，對(duì)應(yīng)于圖像像素的亮點(diǎn)，光電導(dǎo)層的電導(dǎo)率高，等效電阻小，電子束掃射到圖07-02-10光電靶與視頻圖像信號(hào)產(chǎn)生此“亮點(diǎn)”時(shí)，它在回路中形成的電流大，在負(fù)載電阻上的壓降較大，輸出電壓較小。反之，對(duì)應(yīng)于圖像像素的暗點(diǎn)，光電導(dǎo)層相應(yīng)的等效電阻大，電子束掃射到“暗點(diǎn)”時(shí)，它在回路中形成的電流小，在負(fù)載電阻上的壓降較小，輸出電壓較大。顯然，攝像管輸出的圖像信號(hào)電壓的高低與圖像的亮暗成反比，稱為負(fù)極性電視信號(hào)。順便指出，若圖像信號(hào)電壓的高低與圖像的亮暗成正比，稱之為正極性電視信號(hào)。由上所述，攝像管將圖像各點(diǎn)像素的亮暗信息轉(zhuǎn)換為電壓隨之變化的電信號(hào)，完成了光電轉(zhuǎn)換。

圖07-02-11

三 顯像原理

顯像管是接收端完成電-光轉(zhuǎn)換的重要器件。顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖07-02-12所示。它是由電子槍和熒光屏構(gòu)成的。顯像管玻璃外殼的前端是熒光屏，熒光屏玻璃內(nèi)壁涂有一層熒光粉，熒光粉受電子束轟擊時(shí)能發(fā)光。電子槍由各個(gè)金屬電極構(gòu)成，各個(gè)電極加上合適電壓時(shí)，電子槍的陰極受燈絲烘烤發(fā)出電子，聚合成束轟擊熒光屏，電子束在外套偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)作用下掃描熒光屏。

圖07-02-12 顯像管結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)負(fù)極性圖像信號(hào)加入陰極K時(shí)，能控制柵陰極電壓的變化，控制電子束流I_k的強(qiáng)弱，從而控制電子束掃描熒光屏各點(diǎn)的亮度，在熒光屏還原成像。若加在陰極的圖像信號(hào)電壓越高，則柵陰極電壓越負(fù)，即柵、陰極間負(fù)電壓越大，電子束流越弱，相應(yīng)熒光粉點(diǎn)越暗。反之，若陰極所加圖像信號(hào)電壓越低，電子束流越強(qiáng)，相應(yīng)熒光粉點(diǎn)就越亮，正好與發(fā)送端圖像相應(yīng)的像素亮暗一致。電子束掃描整個(gè)熒光屏復(fù)合成完整圖像。

五．伽馬 ( g ) 校正

（一）伽馬(g )的概念

現(xiàn)實(shí)世界中幾乎所有的CRT顯示設(shè)備、攝影膠片和許多電子照相機(jī)的光電轉(zhuǎn)換特性都是非線性的。這些非線性部件的輸出與輸入之間的關(guān)系（例如，電子攝像機(jī)的輸出電壓與場(chǎng)景中光強(qiáng)度的關(guān)系，CRT發(fā)射的光的強(qiáng)度與輸入電壓的關(guān)系）可以用一個(gè)冪函數(shù)來(lái)表示，它的一般形式是：

_{輸出＝(輸入)}^g

式中的g (gamma)是冪函數(shù)的指數(shù)，它用來(lái)衡量非線性部件的轉(zhuǎn)換特性。這種特性稱為冪-律(power-law)轉(zhuǎn)換特性。按照慣例，“輸入”和“輸出”都縮放到0～1之間。其中，0表示黑電平，1表示顏色分量的最高電平。對(duì)于特定的部件，人們可以度量它的輸入與輸出之間的函數(shù)關(guān)系，從而找出g 值。

實(shí)際的圖像系統(tǒng)是由多個(gè)部件組