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电视基本知识1.电视系统的基本构成电视是传送活动图象和声音的技术，电视系统通常有摄像、传输、显像三部分组成，基本电视系统如下图：摄像是通过摄像机将外界景物的光信号转变成电信号。
传输是将记录了景物光信号的电信号发送出去，发送的方式可以是无线的，即通过无线电波的方式，也可以是有线的，例如现在的有线电视的传输方式。
显像是将接受传输过来的记录有景物光信号的电信号，并将他通过电路和显象管还原成图象。
另外，在记录、传输、还原景物活动图象的同时还记录传输了声音。
早期的黑白电视机，只传送亮度信号，而现在的彩色电视机同时传送亮度和色度信号。
2.电视传像原理电视记录和传输的主要是活动图象，而电信号是无法直接传输一幅平面图或活动图象，因此，电视只能根据人眼的视觉特性，采用时间分割和空间分割的方法传送，传像的要求是重现的图象与原景有等效的视觉效果。
（１）运动的分解与合成电视与电影相似，它将连续运动的影象分解成一系列静止的图象以每秒种25帧的速度传送（电影是每秒种放映24幅画面）。
再利用人的视觉生理与心理作用，产生出连续运动的视觉效果。
（２）图象的分解与合成任何图象都使由众多的“像素”组成的，比如报纸上的图片，看仔细就是由一个一个的点组成，这些点越细小、越多则图象的细节越多，图象的清晰度也就越高。
一幅35毫米的电影画面约有数百万个像素，目前一帧电视画面约有50万个像素。
与电影不同的是，电视不是同时传送和再现图象的全部像素，而是将图象分解后一个一个像素的按一定顺序传送，即摄像是将像素逐个转换成电信号依次传输，显像时再将点信号依次转换成一个一个的像素，最终利用人眼的视觉特性合成完整的电视图象。
（３）电视扫描与光电转换上述将图象的像素转变成有序传送的电信号以及将电信号按顺序转换成图象像素的过程是依靠电视扫描来实现的，扫描技术是获取和再现电视图象信号的关键技术。
在图象有序传送的过程中，每个像素按照从左到右、自上而下的顺序进行发送和同步接收，如图所示，摄像和显像时都是电子枪发射电子，打向光敏靶或荧光屏，而且是从左到右、自上而下依次扫描，使一幅图象完整地传输和再现。
Chapter1绪论一、信息、信息技术与信息化(一)信息1．含义人们对信息的认识有一个逐步深入的过程，而且这个过程仍在继续进行中。
从不同的角度和不同的层次，对信息概念有许多不同的说法，但从本质上看，信息是事物的运动状态和存在方式。
信息是客观世界各种事物特征和变化的反映，以及这些特征和变化经过人的大脑加工后的再现，指经过加工整理后对于接受者具有某种使用价值的数据、消息、情报的总称。
信息按其表现形式一般可分为数据、文本、声音、图像。
2．主要特征(1)普遍性和无限性信息普遍存在于自然界和人类社会的各个领域之中，只要事物存在、有变化、有差异就有信息。
信息是事物运动的状态和方式，而宇宙中没有绝对的真空，也没有绝对静止的事物，这就是说信息在宇宙中是普遍存在的。
同时，宇宙中的事物是无限多样的，在无限的时间长河中，事物的发展变化更是无限的，因此，信息也是无限的。
不论是过去、现在和将来都存在着信息，客观世界不仅存在我们已经认识、掌握的信息，还大量存在着我们没有认识和掌握的信息。
(2)可传递性和共享性信息无论在空间上还是在时间上都具有传递性。
信息在空间的传递称为通信；信息在时间上的传递称为信息存储。
信息的传递与物资和能源的运输不同。
物资和能源在运输时，发出点发出物资或能源，其本身的数量就要减少。
它们遵守质量守恒或能量守恒定律。
信息传递则不同，信源发出信息后，其自身信息并不减少，而且同一信源可供给多个信宿（信息接收者）。
这是信息的又一个重要特征，也被称为信息的共享性。
(3)载体的可变换性信息是事物运动的状态和方式而不是事物本身，因此，一方面，它必须借助某种符号才能表现出来，而这些符号又必须寄载于某种物体上；另一方面，同一信息的载体是可以变换的。
例如，某一信息可以用语言符号表述，这个语言符号既可以是汉语，也可以是英语或其他语言；而这些语言既可以载荷于声波、电磁波，也可以转换成相应的文字载荷于纸张上。
脱离开这些具体的符号及其物质载体，信息及其传递是不可想象的，而信息载体以及信息本身形式的变换，构成了信息处理的主要内容。
第1章彩色电视摄像机重点：1、电视摄像机的基本组成和工作原理：（1）基本组成：a光学系统：摄像镜头、分光棱镜（分色镜）和各种滤色片b摄像管系统：由三片CCD摄像管和驱动电路（水平和垂直）组成c视频处理系统：对信号进行取样、保持、放大和各种校正d编码器：对信号进行编码并输出e同步信号发生器：产生摄像机所需的各种信号f寻像器g自动控制电路（2）工作原理：利用三基色原理，通过光学系统，将景物的彩色光像分解为三幅单色光像，然后由摄像器件完成光电转换，并经过视频通道进行校正、处理、编码后形成所需的复合信号、分量信号等。
2、CCD的工作原理：光电转换→电荷储存→电荷转移和输出3、摄像机的主要性能指标：（1）电荷耦合器件CCD类型：IT CCD 、FT CCD和FIT CCDCCD尺寸：2/3in CCD、1/2in CCD、1/3in CCD、1/4 in CCD、1/5in CCD。
CCD尺寸越大，图像的感光区越大，像素数越多，图像质量越好。
CCD数量：一般为3 CCD。
CCD像素数：像素数越多，构成画面的微粒就越小，分辨率就越高。
（2）分解力a含义：摄像机分解图像细节的能力称为~。
包括水平分解力和垂直分解力。
b计算和测量水平极限分解力的方法：调制度测试卡和分解力测试卡调制度：指某一线数下输出信号的幅度与40TV线（0.5MHz）下输出的信号幅度之比，将调制度下降为10%时的分解力称为水平极限分解力。
分解力测试卡法：用摄像机拍摄分解力测试卡，将摄像机的输出信号送往波形监视器，调整波形监视器，使波形监视器上得到规定信号幅度（或出现4个负峰）位置所对应的分解力，称为水平极限分解力。
水平极限分解力越高，摄像机的清晰度越高。
CCD摄像机的水平分解力与水平方向上像素的多少有关：像素数越多，水平分解力越高。
(3)灵敏度a含义：摄像机的光电灵敏程度称为灵敏度，其实质是光电转换效率高低的度量。
b表示方法Q来表示，即：F来表示。
复习11、电视成像原理利用视觉似动现象形成连续运动影像效果2、电视成像过程成像过程中，将需要传输的图像分解为按横向、纵向排列的若干个区域，每个分割区域称为电视的最小成像单位----像素每幅图像画面的像素从( x１, y １) 到( x n , y １) 称为一行，每幅图像画面的行从( x 1 , y １) 到( x n , y n ) 称为一帧电视成像单位面积上的像素数目越多，由其构成的图像就越清晰对每个区域的亮度进行光电转换，得到能代表这个区域亮度平均信息的电信号电视扫描过程是每个像素依照空间连续完整画面的排布规律是由左至右、由上至下，依次还原形成完整图像画面3、电视实现动态画面传输的基本方法隔行扫描在电视扫描过程中，从( X１, Y１) 到( Xn , Y１) 从左到右像素依次连续的光电转换形成一行的图像信号，由1、3、5、7、┅奇数排列的行扫描构成光栅的奇数场，由2、4、6、8、┅偶数排列的行扫描构成光栅的偶数场，每场画面的扫描行数是完整一帧画面的一半，奇、偶两场画面嵌合而成一帧完整的光栅基本方法电视画面的动态连续性依靠扫描形成的时间连续完整画面加上依次快速呈现，因为当每帧时间连续完整画面的呈现时间小于视觉暂留时间，才能满足表现动作连续性的要求，所以电视传输每秒呈现２5 帧画面，每帧画面分为奇数场、偶数场两次呈现，增加了每秒钟的呈现次数，既满足了画面的连续动态效果，又避免了画面的大面积闪烁4、电视制式ＰＡＬ制电视标准规定：一帧画面的扫描行数为（６２５行），每秒呈现２５幅画面，每帧画面分为奇数、偶数两场电视图像信号的特性和基本表达参量电视图像信号是将明暗不同的景像经过电子扫描和光电转换而得的电信号，电视图像信号是负极性的特性，图像亮的部分对应信号幅度低，图像暗的部分对应信号幅度高电视图像信号的基本参量包括亮度：人眼对光的明暗程度的感觉；对比度：客观景物最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比；灰度：亮度的层次。
教育电视系统一、课程属性说明适用专业：教育技术学课程代码：11100712课程类别：专业限选课所属学科：教育技术学授课学期：第7学期学时：课堂讲授54学时，实验12学时。
学分：3.5教材：《教育电视系统》，杨圭南，高等教育出版社，2000年4月版参考书：《电视照明》，陈振良，复旦大学出版社，1993年版《电视节目制作手册》，中广电，中国广播电视出版社，1999年版《电视与视频工程师手册》，杨林，中国电影出版社，1999年版《录像机原理与电路分析》，刘雷，安徽科技出版社，1996年版《电缆电视系统》，叶选，中国建筑工业出版社，1999年版《电视系统》，刘大文，中国铁道出版社编，2000年版《电视播控与制作》，石昭生，广播电视出版社，1994年版《彩色电视原理》，张锟生，东南大学出版社，2000年版《电视技术》历年杂志，中国信息产业部，《电视技术》杂志社考核方式：考试评分方法：考试占80%，实验报告与作业占20%教学环节：课堂讲授54学时，实验12学时，完成5个实验题目。
采用的教学形式是集体授课结合实验练习与个别化辅导。
采用的教学方法有讲授法、实验法、演示法、讨论法。
前导课程：电视机原理，教育电声系统二、大纲制定依据教育电视系统是教育技术学教育技术专业的必修课。
在教育技术中具有重要的地位。
教育电视作为重要的视听媒体手段，有利于扩大教育规模和开展终身教育、业余教育等；能发挥优秀教师的示范作用；便于提供直观形象进行教学；电视信息的储存和重放过程简单，利于推广。
目前，我国各个教育部门与学校建立了许多的教育电视节目的制作机构，因此对于本课程的学习具有重要的意义。
本课程的先修课程为教育电声系统、电视机原理、数字电路、模拟电路，后续课程为非线性编辑系统、多媒体技术、教育电视节目编导与制作。
三、课程概要与目的任务1.课程概要本课程结合教育技术学的特点，从系统原理和硬件技术的角度阐明在教育领域中运用的电视系统；以系统主要设备的工作原理、电路的基本结构及性能特点为重点进行分析，以便对图象处理的基本思想及基本技术环节有较深刻的认识。
《教育电视系统》教学大纲课程代码：4143课程名称：教育电视系统授课对象：教育技术专业课程性质：教育电视系统是教育技术学专业的必修课程，它与《普通物理》、《模拟电路》和《数字电路》等课程有紧密的联系，能够为平行课程《电视编导与制作》提供硬件方面和操作技能的相关知识。
教学目的：通过本课程的学习，学生在理解电视原理的基础上，掌握教育电视节目制作系统的组成、工作原理及性能特点，从而能正确的连接调试及使用电视节目制作系统，使学生初步具有一定的节目制作技术基础和实践技能，为学习后续的专业课程打下一定的基础。
课程教学原则和教学方法：1、课程与实际联系紧密，必须强调理论联系实际的原则；2、以应用为目的，突出原理分析为应用服务，减少数学推导，加强基本物理概念讲解；3、整体教学过程要注意理论联系实际，使学生能够利用理论知识去指导实际应用；教学中还要注意典型原理和技术的分析，拓宽学生的思维，培养学生的分析和解决实际问题的能力；4、为使学生掌握所学内容，布置一定量的习题，力求通过习题作业，使学生深刻理解所学内容。
安排一定量的实验课程，使学生通过实验，加深对学习内容的理解，并提高综合实践能力，为从事实际工作打下坚实的基础。
课程总学时：总学时数为64学时，其中理论讲授60学时，实验4学时。
课程教学内容要点及建议学时分配：电视技术基础(讲授12学时)(1)图像顺序传送原理(2)光电转换原理(3)电视扫描原理(4)黑白全电视信号、发送与传输(5)黑白电视接收机的基本组成具体教学要求：掌握图像顺序传送原理、图像信号的摄取及图像的重现；掌握行、场扫描原理与扫描方式；掌握黑白全电视信号的组成及各信号的功能；掌握黑白电视接收机的基本组成以及各部分的作用。
彩色电视基础(讲授10学时，实验2学时)(6)色度学的基本概念(7)彩色全电视信号(8)PAL制彩色电视接收机的基本组成具体教学要求：掌握人眼的彩色视觉、三基色原理、彩色的混合及彩色的亮度方程;掌握彩色全电视信号的传送及PAL彩色全电视信号；掌握PAL制彩色电视接收机的基本组成以及各部分的作用。
第1章彩色电视摄像机重点：1、电视摄像机的基本组成和工作原理：（1）基本组成：a光学系统：摄像镜头、分光棱镜（分色镜）和各种滤色片b摄像管系统：由三片CCD摄像管和驱动电路（水平和垂直）组成c视频处理系统：对信号进行取样、保持、放大和各种校正d编码器：对信号进行编码并输出e同步信号发生器：产生摄像机所需的各种信号f寻像器g自动控制电路（2）工作原理：利用三基色原理，通过光学系统，将景物的彩色光像分解为三幅单色光像，然后由摄像器件完成光电转换，并经过视频通道进行校正、处理、编码后形成所需的复合信号、分量信号等。
2、CCD的工作原理：光电转换→电荷储存→电荷转移和输出3、摄像机的主要性能指标：（1）电荷耦合器件CCD类型：IT CCD 、FT CCD和FIT CCDCCD尺寸：2/3in CCD、1/2in CCD、1/3in CCD、1/4 in CCD、1/5in CCD。
CCD尺寸越大，图像的感光区越大，像素数越多，图像质量越好。
CCD数量：一般为3 CCD。
CCD像素数：像素数越多，构成画面的微粒就越小，分辨率就越高。
（2）分解力a含义：摄像机分解图像细节的能力称为~。
包括水平分解力和垂直分解力。
b计算和测量水平极限分解力的方法：调制度测试卡和分解力测试卡调制度：指某一线数下输出信号的幅度与40TV线（0.5MHz）下输出的信号幅度之比，将调制度下降为10%分解力测试卡法：用摄像机拍摄分解力测试卡，将摄像机的输出信号送往波形监视器，调整波形监视器，使波形监视器上得到规定信号幅度（或出现4个负峰）位置所对应的分解力，称为水平极限分解力。
水平极限分解力越高，摄像机的清晰度越高。
CCD摄像机的水平分解力与水平方向上像素的多少有关：像素数越多，水平分解力越高。
(3)灵敏度a含义：摄像机的光电灵敏程度称为灵敏度，其实质是光电转换效率高低的度量。
b表示方法Q来表示，即：F来表示。
测量条件一般指摄像机拍摄色温为3200K、照度为2000lx、反射系数为89.9%的灰度卡且关闭电子快门的标准情况。
c最低照度：与摄像机灵敏度相关的一个量。
灵敏度越高，最低照度越小。
最低照度与灵敏度、最小光圈数、最大增益等因素有关。
最低照度：在一定程度上仅表示摄像机对低照度环境的适应能力。
用光圈值表征摄像机灵敏度时，同样的标准景物，光圈值F越大，灵敏度越高。
用最低照度表征摄像机灵敏度时，同样的条件下，最低照度值越小，灵敏度越高。
(4) 信噪比a含义：有用信号与噪声的比值称为信噪比。
b表示方法c与摄像管、预放输入电路、预防器、视频处理电路的噪声有关。
在使用过程中，主要与视频电路的增益有关，增益愈高，信噪比愈低。
在视频电路的增益方面，灵敏度与信噪比之间互相牵制。
信噪比越高，画面越干净，图像质量越高。
(5) 量化比特数量化比特数：是数字摄像机出现后新增的技术指标，主要是衡量模/数（A/D）转换与处理精度的一个指标。
对演播室数字信号编码规定的最低要求：8比特量化。
信噪比和动态范围与量化级数成正比。
级数增加一级，信噪比和动态范围增加6dB。
广播级数字摄像机：量化级数多为12比特。
优点：降低了高亮度的彩色畸变。
(6) 其他技术指标a几何失真含义：指重现景物图像与原图像几何形状的差异程度。
（摄像机镜头前的电视线性测试卡上的标准图像与摄像机输出图像之间的几何误差称为几何失真度。
）原因：由摄像机的光学系统、摄像管及偏转线圈等引起的。
主要表现：枕形、桶形、梯形、抛物形、S形失真。
衡量方式：用失真的偏移量与像高之比的百分数表示，失真小于1%时，人眼看不出失真。
b重合误差含义：摄像机分解的三幅单色图像的空间和几何位置不能完全重合而产生的清晰度下降、色彩失真的现像。
重合误差大小的表示方法：用红路（或蓝路）相对于绿路的偏移量与像高之比的百分数表示。
目前三片CCD摄像机的重合误差均小于0.05%。
4、摄像机的正确操作步骤⑴开机预热⑵选择色温滤色片⑶调整光圈⑷聚焦调整⑸变焦控制⑹黑/白平衡调整⑺中心重合调整难点:CCD摄像机高速电子快门和空间偏置技术的工作原理高速电子快门的工作原理:基本构思：将成像区积累信号电荷的场正程时间分为两部分，前一部分时间积累的信号电荷被无效地释放掉，不形成信号输出，后一部分积累的电荷被有效地利用起来，形成信号输出。
在场消隐期间，再按照正常的电荷转移方法将有效电荷转移和读出。
有效电荷的积累时间就是CCD摄像机的曝光时间。
快门速度愈高，读出脉冲相对于场正程前沿的右移量愈大，则无效电荷的积累时间愈长，有效电荷的积累时间愈短，曝光时间愈短。
高速电子快门的使用：高速电子快门按键：HIGH SPEED SHUTTER高速电子快门的缺点：使用~时，由于CCD像素积累有效电荷的时间减少了，因而摄像机视频信号的输出电平必然降低（图像变暗），导致摄像机的灵敏度下降，快门速度愈高，灵敏度下降愈严重。
使用~拍摄的画面，在重放时会造成运动物体动作的不连续，即产生类似“动画”的效果，快门速度愈高，重放速度愈慢，“动画”效果愈明显。
使用高速电子快门时应考虑的事项首先考虑摄像机的灵敏度和环境照度再根据拍摄内容和实际需要选择恰当的快门速度快门速度愈高，对入射光的衰减愈大空间偏置技术:提高CCD摄像机清晰度的技术措施：空间偏置技术、高速电子快门、轮廓校正、清晰扫描技术、EVS功能等。
CCD 摄像管的光电转换过程的实质：由离散分布的CCD 对连续分布的光信号的取样过程。
CCD 摄像管水平方向上的像素数目限定了取样信号的上限频率。
采用空间偏置技术的目的：在取样频率一定的情况下，进一步提高被取样信号的上限频率，且使其不出现混叠失真。
空间偏置技术的本质：将红（R ）路和蓝（B ）路CCD 相对于绿（G ）路CCD 在水平方向上错开半个像素，以此来提高图像水平方向上的清晰度。
空间偏置技术采取的具体措施：R 、B 相对于G 在水平方向上错开半个像素，且将PAL 制采用的亮度方程稍加改变即可近似抵消混叠干扰成分。
效果：可将被取样信号的上限频率f x 提高到接近S x ，即f x =S x ，因而图像清晰度可近似提高一倍。
第2章 磁带录像机重点：1、录像机的基本组成：（1）视频信号处理系统：由视频录放磁头组件、视频记录电路、视频重放电路及相应的接口组成，主要完成视频信号的记录与重放。
（2）音频信号处理系统：由音频录放磁头组件、音频记录电路、音频重放电路及相应的接口组成，主要完成音频信号的记录与重放。
（3）机械与控制系统：由带盘机构、磁头鼓组件、穿带机构及控制与驱动电路组成，主要是驱动磁带按各种规定的状态运行，并完成各种机械和电路状态的转换。
（4）伺服系统：:包括磁鼓伺服、主导伺服、张力伺服几部分，主要是控制磁鼓和主导轴的旋转速度与相位，并使磁带保持一定的张力运行。
2、磁带录像机的记录格式及其兼容性： 为什么要了解录像机的记录格式？ 原因有二：可以在原有记录格式的基础上，充分挖掘格式潜力和采用各种技术，不断开发新的与原有记录格式兼容的高质量记录格式。
记录格式兼容，便于不同格式间相互的信息交流。
因而记录格式间的兼容性就成为选购录像设备时需要考虑的主要因素。
Betacam-SX 格式：盘带结合型数字录像机主要优点：压缩时采用由I-B 帧构成的GOP 图像组序列，可实现高精度编辑，保证入点画面的制作质量。
重放磁头增加一倍，降低了对磁迹精度的要求，可使磁带在±1倍速范围内重放得到无杂波的图像。
兼容性：可使用Betacam-SP 格式系列的BCT-MC 和UVWT-MC 等磁带，其DNW-A 系列录像机可兼容重放Betacam-SP 格式节目带。
MPEG IMX 格式主要优点：采用只有I 帧的帧内压缩方式，确保高质量帧精度的后期编辑制作兼容性：能兼容重放Betacam/Betacam-SP/Betacam-SP 和Digital Betacam 格式的节目磁带；通过选用格式变换器，有利于将来向HDTV 节目制作的过渡。
BG R Y 11.059.030.0++=BG R Y 17.05.033.0++=DV格式：技术指标：1/4in金属蒸镀型磁带；4:1:1或4:2:0数字分量处理；压缩方式为基于DCT，可提供500线水平清晰度。
DV CPRO格式：有DV CPRO50和DV CPRO25两种技术指标： 4:2:2、4:1:1或4:2:0数字分量处理，压缩率也可切换。
优点：减少绝对数码率，使DVCPRO可压缩系统工作在帧内，因而可进行帧精度的控制和编辑。
DVCAM格式技术指标： 4:2:0数字分量处理；压缩方式为基于DCT，压缩比为5:1，记录码率25Mb/s；使用1/4in金属微粒带，信噪比大于55dB。
兼容性： DVCPRO、DVCAM录像机均可重放DV格式的节目带，但DVCPRO和DVCAM之间因记录方式不同，则不具备兼容性。
D-3格式：数字复合录像机技术指标：1/2in磁带，取样频率17.7MHz，8比特量化，总码率151.9Mb/s，双通道分段记录；图像带宽7MHz，信噪比54dB；声音为48kHz取样、20比特量化、4声道PCM。
D-5格式：非压缩数字分量录像机技术指标： 1/2in磁带，采用10比特CCIR601数字分量标准处理图像信号；4通道 48kHz取样、20比特量化数字音频。
技术措施：磁带运行速度、视频通道数、记录磁头数均为D-3格式的2倍。
是目前最高质量和最高性能的录像机。
兼容性：D-5格式可兼容重放D-3格式的节目带。
3、磁带录像机在电视节目制作系统中的应用：DSR-1800P在数字非线性编辑系统中的应用DSR-1800P在磁带编辑系统中的应用（a）一对一编辑系统. (b)A/B卷（二对一）编辑系统DSR-1800P在磁带复制系统中的应用(a)SDTI（QSDI）复制系统 (b)模拟录制系统难点：磁记录的基本原理：磁记录与重放原理磁记录：利用的是铁磁物质的剩磁特性磁记录的物质基础：磁头（软磁性材料）和磁带（硬磁性材料）磁头：由磁芯（铁芯）和线圈两部分组成。
磁芯：用导磁率高、在较宽频带范围内导磁率变化小、涡流损耗小的软磁性材料制成。
磁带：由粘合剂、带基、磁性层及背涂层构成磁记录与重放的基本原理磁记录与重放的基础：当外磁场作用于铁磁物质时，铁磁物质将被磁化，当外磁场消失后，铁磁物质还能保留与外磁场大小和方向相对应的磁场。
记录原理——电磁转换第3章视频切换与特技设备重点：1多路彩色电视信号进行特技处理的基本条件：2模拟特技效果及其实现方式：模拟特技主要包括切换、混合、扫换和键控4种形式。
切换（CUT ）：指一个电视画面直接转换为另一个电视画面，在电视屏幕上表现为：一个画面瞬间变换为另一个画面。
