老式电视机其扫描电路实质就是电子枪、偏转线圈、高压线圈等构成。
知道这个,你也就明白跟什么有直接关系了!
搞不清你到底需要什么,索性把电视场、帧的相关资料列出来,自己分析吧!
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电视的清晰度
1、人眼的分辨力和电视的清晰度
人眼的分辨力是指人眼对所观察的实物细节或图像细节的辨别能力,具体量化起来就是能分辨出平面上的两个点的能力。人眼的分辨力是有限的,在一定距离、一定对比度和一定亮度的条件下,人眼只能区分出小到一定程度的点,如果点更小,就无法看清了。根据人眼的分辨力,决定了影视工作者力求达到的影像清晰度的指标,也决定了采用图像像素的合理值。
人眼分辨图像细节的能力也称为“视觉锐度”,视觉锐度的大小可以用能观察清楚的两个点的视角来表示,这个最小分辨视角称为“视敏角”。视敏角越大,能鉴别的图像细节越粗糙;视敏角越小,能鉴别的图像细节越细致。在中等亮度和中等对比度的条件下,观察静止图像时,对正常视力的人来说,其视敏角在1~1.5分之间,观察运动图像时,视敏角更大一些。
为了将研究的对象从两个点扩大到一个面,所以将视敏角从人眼到两个点之间的夹角,引伸到从观察点(人眼)到一定距离的一条相邻黑、线条”之间的夹角。如果观察的是在垂直方向上排列的一系列连续水平黑白线条,则能表现出图像的垂直清晰度;如果观察的是在水平方向排列的一系列连续垂直黑白线条,则能表现出图像的水平清晰度。
电视正是利用了这个原理,确定出了电视应当设计成具有多高的垂直清晰度和多高的水平清晰度,再从清晰度推算出需要多少条水平扫描线和多少条垂直扫描线,从扫描线又推导出需要多少水平像素和多少垂直像素,也即建立起了相应的图像的分辨率和单幅电视图像的扫描格式,将它再与每秒钟图像的显示次数和其它指标结合起来,最终建立起了相应的电视制式。下面,我们以PAL制电视为例,说明其清晰度和分辨率是怎样演变出来的。
2、垂直清晰度
上面已经提到过,根据视敏角原理,人眼能辨别在垂直方向上排列的相邻黑白水平线条的细致程度叫垂直清晰度,但是怎么来鉴别和量度这个细致程度呢?下面参照图4来加以说明。假设画面高度为H,在垂直方向上有M条黑白相间、具有一定宽度的水平线条,每条水平线条在垂直方向上的宽度为h。如果人眼在距离为L处刚好可以分辨清楚这些水平线条,则视敏角θ可表示为:
θ=h/L(弧度)
因为每条线对的宽度为
h=H/M
则有
θ=H/(LM)(弧度)
将弧度化为角度后,则为
θ=3438H/(LM)(分)
也就是
M=3438(H/L)(1/θ)
试验表明,观看图像的最佳距离应当是画面高度的4倍至5倍,这时的总视角约为15度,在这种情况下,可以保证人眼不转动就能看到完整的画面。这个距离,既可以避免因过近观看时眼球需要不停地转动而引起眼疲劳,又可以避免过远观看时对图像辨别能力的降低,以及防止画面以外的景像进入视野中。如果选择观看距离L为画面高度H的5倍,即L=5H,将其与视敏度θ=1.5分一起代入上式后,则为
M=3438(1/5)(1/1.5)
=458(线)
这个458线也就是我们所说的458条电视线,简称“线”。从上面的计算可以看到,在5倍画面高度的距离观看图像时,人眼的垂直分辨力是约458线,这时图像所具有的垂直清晰度正是458线。这样,在制定电视制式的扫描格式时,其垂直像素应当基于458线清晰度来考虑。
水平清晰度
水平清晰度的确定,与确定垂直清晰度的思路是一样的。不过,由于电视机画面的宽高比,以及垂直清晰度和水平清晰度对整体图像质量影响的关系,不经过上述复杂的推导,也可以很方便地算出水平清晰度线数来。
传统电视屏幕的宽高比是4:3,这是根据原来的电影银幕的长宽比预先确定下来的。试验说明,在图像显示时,水平清晰度和垂直清晰度应当接近或一样,才能获得最佳的图像质量。利用这两点,再根据垂直清晰度计算原理,将垂直清晰度线数乘以屏幕幅型比4/3,立即可以算出图像的水平清晰度线数N为
N=4/3 M
=4/3×458
=610(线)
这就是说,在5倍画面高度距离观看4:3画面的图像时,人眼的水平分辨力约为610线,这时图像所具有的水平清晰度正是610线。
以上就是电视垂直清晰度和水平清晰度的来源。从这里不难看出,在明确了人眼的垂直和水平“分辨力”后,也明确了电视的“清晰度”的概念:电视的清晰度是指电视机已经显示出来的黑白相间的直线,在垂直方向或水平方向将屏幕排满时,人眼所能辨别的最细线条数,或者说能辨别的最多线条数。在垂直方向排列的这种水平线条的最大数量,是电视的垂直清晰度;在水平方向排列的这种垂直线条的最大数量,是电视的水平清晰度。
可见,清晰度是在确定电视图像的扫描线数和像素数之前就提出来了的一个重要概念和物理量,而与“水平像系×垂直像素”所表示的分辨率概念和物理量完全不是一个东西。分辨率对图像信号来说也好,对显示器材的屏幕像素来说也好,都是固定不变的,而清晰度却是可变的。虽然图像信号分辨率的高低对电视机图像清晰度有影响,但信号分辨率并不是人们看到的图像清晰度;显示设备的像素对图像清晰度也有影响,但它也并不是人们看到的图像清晰度。图像信号分辨率是源头,最终显示的图像清晰度是结果;从数量上来说,清晰度永远小于分辨率。同一分辨率的图像信号,通过不同的传输渠道和不同的显示设备,最终得到的图像清晰度是各不相同的。因此,分辨率与清晰度之间并没有直接换算关系。如果说有换算关系的话,也只能是“自己与自己”换算,而不能进行源头与结尾、源头与中间以及中间与结尾之间的换算。有关这方面的问题,我们以后将要谈到。
PAL制电视图像分辨率的由来
从上面的介绍已经知道,将处在同一垂线上的所有水平扫描点(水平像素)从垂直方向连接起来,可以构成垂直方向的许多线条;将每一条水平扫描线的所有扫描点(水平像素)从水平方向连接起来,可以构成许多水平线条。那么,如果已经有458条水平扫描线和610条垂直线条将屏幕布满,这些线条是否就可以再现出上面计算出来的458线垂直清晰度和610线水平清晰度来呢?回答是否定的,因为这牵涉到“孔阑效应”和扫描线的有效性问题。
所谓孔阑效应,是指当扫描电子束光点尺寸小到与实物细节或图像细节光点尺寸相同和相近时,会造成对应尺寸的图像细节模糊的现象,也就是图像清晰度受电子束孔径(直径)大小限制的现象。这种现象既存在于摄像过程中,也存在于显像过程中。以摄像为例,具体说来是这样的:由于扫描电子束光点的电信号是被摄取的实物细节光点所具有的面积内的平均值,当扫描电信号光点与实物细节在尺寸上差不多时,如果扫描电子束在扫过两个黑白相邻的实物细节时,电子束正好扫在实物细节光点上,那么就能真实地重现黑、白光点的突变边界,保持了高的水平清晰度;相反,如果扫描电子束扫过的不是两个黑白相邻的光点本身,而是它的边缘,这时,就不能重现出光点黑白突变的边界,而是重现出一个明暗过渡的边界,从而使图像细节变得模糊,使图像水平清晰度下降,其下降的程度为50%。从统计规律来说,刚好扫在光点上和刚好扫在光点的边界上各有50%的可能性。这样一来,对整幅图像来说,有50%面积维持了原有的清晰度;有50%面积的清晰度只有原来的一半,即还保留了原图像总清晰度的25%。因此,整幅图像最后50%和25%的清晰度加起来,得到了相当于原来75%的清晰度。
在垂直方向上的扫描线也与孔阑效应有相类似的情况。当扫描线的宽度与线条的宽度相当时,如果正好扫在黑白线条上,则能够保持原有的垂直清晰度;如果扫描线正好扫在黑白线条之间,则重现的黑白线条是灰的,黑白线条边界变得模糊,清晰度降低,使这一条扫描线的有效率降低到50%,垂直清晰度相应也降低到50%。根据统计学的道理,正好扫在黑白线条上和正好扫在黑白线条之间的情况各占50%的几率,所以同样也可以得到最后显示的图像垂直清晰度只有扫描信号所具有的垂直清晰度的75%的结果。
需要说明的是,我们在这里所说的“正好扫在线条上”或“正好扫在线条间”,是一种简化的说法,实际还有无数中间状态,但在中间状态时清晰度下降的比例不同,没有50%这么大,但各种状态对清晰度影响的综合效果,与简化为“正好扫在线条上”或“正好扫在线条间”的效果是相同的,即整幅图像最后只相当于原来75%的清晰度,孔阑效应的综合情况也是如此。
因此,为了保证复原100%的清晰度,就应当增加垂直和水平扫描线,也就是在上面所计算出的垂直清晰度458线上需要乘以一个系数K,这个系数K称为有效系数,这个系数一般取1.3~1.4。乘以有效系数以后,所得到的扫描线数肯定大于458线。 如果不采用乘以有效系数的办法,我们姑取就以上面计算出的75%的总有效率来计算,也可以反推出要还原出100%的清晰度时应当具有的扫描线的行数m:
m=458÷0.75=611(行)
同样,根据电视屏幕4:3的比例,也可以很方便地计算出垂直扫描线n的数量: n=611×4/3=815(行)
可见,要达到普通人在正常收视条件下获得458线的垂直清晰度和610线的水平清晰度图像,原则上需要611行水平扫描线和815行垂直扫描线。因为垂直扫描线并非直接从竖向扫出来的,而是水平扫描线上的像素点在垂直方向上排列起来构成的一条线,所以人们也可能将其叫做垂直扫描线,也可能将其叫做水平像素点。
以上讲到的水平扫描线是构成图像的有效扫描线,如果加上逆程扫描线,水平扫描线的数字还要大些。由于在制定电视制式时考虑到视频带宽和其他技术条件的限制,最后将PAL制的扫描格式确定为:
水平像素×垂直方向的水平扫描线=720×625
在625条扫描线中,包括了50行左右的逆程线,实际有效扫描线为575~576左右。
由于制定电视制式时,PAL制电视最后安排的视频带宽为6MHz,这种带宽连720×625都不能完全满足,实际使用时,只好将PAL制电视的图像格式在720×625的基础上又有所压缩,压缩的是水平像素点,保留了625行水平扫描线。因此,PAL制电视的分辨率经过由815×611到720×625的降低,再经过为满足6MHz视频带宽的压缩,PAL制电视并不能达到458线的垂直清晰度和610线的水平清晰度,而只能达到431线的垂直清晰度和468线的水平清晰度。有关这些问题,将在后续的文章中加以介绍。
显像管(CRT)电视机场扫描电路有直接联系的是
1,场供电电压的正常与否;
2,解码块的场激励信号是否正常;
3,偏转线圈的插头与电路板的焊接;
以上几点是否正常,是关系到场输出电路能否正常工作的要素。
干扰