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第二章 电视信号的形成和传输

第一节 图像分解与光电转换

【教学目标】

1．知识目标：了解电视信号形成和传播的基本过程；理解像素、图像的分解与光电转换、模拟信号和数字信号等概念。

2．能力目标：能运用所学知识求解答相关问题，为以后学习视频信号等知识奠定基础，培养学生的形象思维能力。

3．情感目标：培养学生的学习兴趣和良好的职业道德。 【教学重点】图像的分解与光电转换、模拟信号和数字信号 【教学难点】对光电转换过程的理解。

【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。 【课时安排】2课时（90分钟）。 【教学过程】

〖导入〗（1分钟）

电视技术就是根据人眼视觉的特性，以一定的信号形式来传输活动景象的技术。在传统的电视系统中采用模拟信号的形式来传输图像信息和伴音信息，构成了一套完整的模拟电视系统；近期开始采用数字信号的形式来传输图像信息和伴音信息，将逐步形成一套完整的数字电视系统，从而取代传统的模拟电视系统。无论是模拟电视系统还是数字电视系统，对活动景象的信息处理都离不开图像的分解与光电转换。

读书指导法、分析法、演示。

〖新课〗

第一节 图像分解与光电转换

首先来了解活动景象的信息传输过程。

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如图所示，直观展示了活动景象信息传输的三个重要环节：电视信号的形成、电视信号的传播、电视信号的终端显示。

一、图像的分解与像素

像素：电视系统分解和综合图像的最小单元。

顺序逐行扫描传输电视图像产生“中”字的过程及相应信号如图所示。

（a）需要分解后的图像 （b）投映至摄像管上的图像 （c）第1、2行的电压波形 （d）第3行的电压波形

（e）第4、5行的波形 （f）第6行的波形 （g）第7、8、9行的波形

二、光电转换和顺序扫描

1．光电转换：用摄像管把图像的光信号转变成相应的电信号。 电视方式传送图像采用的是将一幅图像分解成若干个像素按一定顺序逐点转换成电信号传送的。

2．扫描：电视系统中通过电子束有规律的运动，实现电视图像的分解与还原，称电子束有规律的运动为扫描。

3．图像信号：利用电子束的扫描进行光电转换，得到反映像素明暗变化的电压信号。

三、模拟信号

高电平表示图像暗的部分，低电平表示的是图像亮的部分。如果图像的明暗变化不仅仅是黑白两种，而是由白逐渐过渡到灰、深灰、黑等各种层次，则电压的变化也就会由低逐渐升高，再逐渐降低而出现各种幅度变化，而且是连续的。我们把这种用电压波形模拟图像亮度信息变化的信号称为“模拟信号”。

四、数字信号 1．数字信号

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如果传输过程中不是用这种连续的电压变化，而是用“0”和“1”以及由它们所组成的数字串来传送信息，则称为“数字信号”。数字信号这种方式同样可以用来传输图像中各点像素的亮度信息和空间位置。

2．数字信号可用反映高低电平变化的一组二进制代码表示

现仍以最简单的“中”字为例对这种传输方式作非常粗略的介绍。如果用“1”表示高电平，用“0”表示低电平。则图（c）中第1行的电压变化可转化为0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；第2行的电压变化同样可转化为0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；第3行的电压变化可转化为0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0；第4行的电压变化可转化为0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0；第5行……。这样可得到由“0”和“1”组成的图像：

第1行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0； 第2行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0； 第3行为 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0； 第4行为 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0； 第5行为 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0； 第6行为 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0； 第7行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0； 第8行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0； 第9行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0。

如果将这些由“0”和“1”构成的信号通过信道传送到接收端，又将“1”还原成高电平，将“0”还原成低电平，并以此为准控制显像管，似然可以在荧光屏上得到这个“中”字。

练习法

练习：2-1、2-2。