一、电视录像基本知识
   （一）电视的基本原理
   电视是伴随着无线电技术的发展而产生和发展的一门现代化的科学技术，它是利用人眼的视觉特性以电信号的形式来传送活动（或静止）图像的技术。电视系统通常由摄像、传输、显像等部分组成，其基本任务是利用摄像管的光电效应，将景物随时间和空间变化的光信号变成电信号，以适当的方式传输， 终再利用显像管的电光效应，将电信号重新变成对应的光图像。 基本的电视系统如图2-2-21所示。

图2-2-21

   1. 图像的顺序传送
   我们知道，任何一幅图像都是由许多密集的细小点子组成的。如照片、图画等，这些细小点子是构成一幅图像的基本单元，称为像素。很显然，像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像就越清晰。按照现代电视技术要求，一幅图像看起来要比较清晰，必须至少有40万个以上的像素，这就意味着同时传输一幅图像必须有40万个以上的信道。很显然，这既不经济，技术上也难以实现。目前电视是把被传送图像上各像素的亮度按一定顺序转变成电信叼，并依次传送出去。在接收端的屏幕上，再按同样顺序将各人电信号在相应位置上转变为光信号， 终利用人的视觉特性合成完整的电视图像，如图2-2-22所示。

图2-2-22

   2. 光和电的转换原理
   图像的摄取与重现是基于光和电的转换原理实现的。实现光电转换的关键器件是发端的摄像管与收端的显像管。
   摄像的过程即是把景物的光像转换成电信号的过程。摄像是由摄像管来完成的，摄像管主要由光敏靶、偏转线圈及电子**组成，光敏靶上涂有光电导材料，这种材料具有在光作用下电导率增加的特性。当景物的光线通过摄像机镜头成像在光敏靶上时，由于光像各部分亮度不同，靶上各点的电导率也会发生相应的变化，与较亮像素对应点电导率较大，与较暗像素对应点电导率较小，于是图像上各像素的不同亮度就转变为靶面上各点电导率的不同，"光像"就变成了"电像"。从电子枪阴极发射的电子在电磁场作用下会聚成一束加速射向靶面的电子束，管外偏转线圈产生的磁场使电子束在靶面上作从左至右，自上而下的扫描运动，通过电子束，形成了由阴极、靶面、负载电阻RL及电源构成的闭合回路。当电子束依次扫过靶面上各点时，亮度大处电阻小，流过RL的电流就大；亮度弱处电阻大，流过RL电流就小，在输出端便得到随亮度变化的图像电信号。这样，通过电子束在靶面上的扫描，完成了把图像分解为像素，并将光信号转换为电信号的过程。其原理如图2-2-23所示。

2-2-23

   电视图像的重现过程称为显像，它是把图像电信号恢复成为人眼可见的光像。显像是由显像管来完成的。显像管主要由电子枪和荧光屏组成。显像时，受电视信号控制的电子束以扫描的形式轰击荧光屏上的荧光材料，使其发光强度随信号电流大小而变化，于是再现出与原光学影像相对应的电视图像。如图2-2-24所示。

图2-2-24

   3. 扫描与同步
   电视摄取和再现图像是通过电子束的扫描实现的。即在发送端，摄像管通过电子扫描把随空间位置变化的图像光信号转换为随时间变化的视频电信号。在接收端，显像管也通过电子扫描将随时间变化的视频电信号还原为随空间位置变化的图像光信号。这种将图像上各电子扫描将随时间变化的视频电信号还原为随空间位置变化的图像光信号。这种将图像上各像素的光学信息转变为顺序伟送的电信号的过程，以及将这些顺序传送的电信号再重现为光学图像的过程，也就是图像的分解与复合过程，称为扫描。
   电子束的扫描方式是沿水平方向从左到右并逐渐自上而下地以匀速扫过靶面。沿水平方向的扫描称为行扫描，自上而下的扫描称为垂直扫描或场扫描。为了既保证电视图像的清晰和稳定，又不增加电路的复杂性，在电视技术上采用了隔行扫描的方式。隔行扫描就是把一幅图像分两场扫描，第一场扫描1、3、5……等奇数行，称为奇数行，称为奇数场，第二场扫描2、4、6……等偶数行，称为偶数场，其扫描光栅如图2-2-25所示。

图2-2-25

   我国电视标准规定，一帧图像的行数是625行，行扫描频率是15625Hz，每秒传送25帧图像，一帧分两场扫描，即场扫描频率为50Hz，每场扫描312.5行。由于一帧由两场组成，所以每帧画面仍为625行，图像清晰度并没降低，而场扫描频率提高了一倍，消除了由于画面更换频率低产生的闪烁现象。要使接收机的荧光屏上重现发送端的图像，显像管的扫描必须与摄像管的扫描步调一致，即在任一时刻，显像管电子束扫描哪一场、哪一行、哪一点必须与摄像管的扫描运动保持一致，这种接收端与发送端的扫描运动互相保持严格一致的作用叫做同步。在全电视信号中，每一行有一个行同步信号作时间基准，每一场有一个场同步信号作时间基准，为了保证场扫描逆程回扫线不被显示，还要加有场、行消隐信号，因此，在电视信号由图像信号、同步信号和消隐信号三部分组成。
   4.电视信号
   早期的黑白电视只传送图像的亮暗信息，因此黑白电视信号只包括亮度信号、同步信号和消隐信号。彩色电视则不同，要同时传送影像的亮度、色度和色饱和度三个信息。但在实际应用中为了解用一个信道传输三个信息和与原有的黑白电视兼容的问题，彩色电视并不直接传送R、G、B三基色信号，而是先将它们转换成一个亮度信号Y（与已有的黑白电视兼容）和两个色差信号R-Y/B-Y（压缩了带宽），然后再编码成一个全电视信号进行传送， 后在接收端将全电视信号分解还原出R、G、B三基色信号予以显像。因此，彩色电视信号要包括亮度信号色差信号、同步信号消隐信号等多种信号成分。这种复合型的彩色电视信号又叫全电视信号。
   当景物图像转变为电视信号后，所有的电视系统及设备便都围绕着电视信号进行工作，即对电视信号进行处理、加工和传送。电视信号的质量决定了重现图像的质量。为了使经过传输的图像信号的失真减少到人们视觉容许的程度，必须研究图像信号的属性和对传输系统的要求。
   视频信号和射频信号是电视信号的两大主要形式。视频信号是图像的基本形式，是各种图像信号的总称。由视频信号可以直接获得电视图像。视频信号包括多种信号成分，根据各信号分量传输时所用方式的不同，视频信号可分为复合信号方式、分量信号方式、分离信号方式等。
   射频信号是指广播电视使用的发射频率范围内的电视信号。将视频信号与音频信号用一定勒频进行调制就得到相应频道的射频信号。射频信号可用于广播电视发射与接收（开路传输），也可以在电缆电视中使用（闭路传输），传输效率比视频方式高，但在使用时需要先用解调器进行解调，调还原出相应的视频和音频信号然后才能获得图像和声音。由于要经过调制与解调两次信号处理，造成信号劣化，所以射频信号的传输质量要低于视频信号直接传输。
   视频信号与射频信号可以通过调制和解调相互转换。如图2-2-26所示。

图2-2-26

   5. 电视信号传输
   电视信号的传输系统按信号的输送方式不同，可以分为开路电视系统和闭路电视系统两大类。开路电

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