下载

0下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 35视频信号的放大与处理放大

35视频信号的放大与处理放大.doc

35视频信号的放大与处理放大

杨于怡
2017-11-01 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《35视频信号的放大与处理放大doc》,可适用于综合领域

视频信号的放大与处理放大视频信号的放大与处理摄像管或者CCD四件输出的图像信号必须经过放大与一系列处理(补偿和校正)才能作为标准的视频信号输出。视频信号的放大与处理电路的基本组成如图所示它由预放大器增益控制与白平衡、黑斑校正、彩色校正、黑电平控制与γ校正、轮廓校正等等电路。一预放大器也称前置放大器它的作用主要是对摄像器件输出的微弱信号加以放大以便输送到后续电路中进行校正和补偿。预放电的位置一般紧靠摄像器件的输出电极附近其原因是:一摄像器件输出电流很小必须放大后才能送到较远的视频处理电路中去二为减少分布电容以便改善信噪比否则图像杂波大。预放大器的第一级放大通常由低噪声场效应管放大器担任除了放大器信号外预放器还要进行主频提升以补偿高频失真和获得良好的幅频特性。预放器的基本组成它由以下几个部分组成如图。输入级和放大级是低噪声、高增益地放大摄像管输出的微弱信号并尽量减少高频损失。因此需要选用低噪声场效应管放大元件。还要采用深度电压并联负反馈降低放大器的输入阻抗以达到降低杂波干扰和展宽频带的要求。频率校正级用以提升由输入电路引起的高频响应下降但提升的高频范围不能过宽因为频带过宽会使杂波增加。增益控制级主要是使预放器信号大小在一定范围内可调以便于调整电子束电流的大小或者使红、绿、蓝三路预放器输出信号的幅度平衡。输出级要求频率响应和线性那很好一般多为低阻抗输出器。二、黑斑校正在重现的图像中出现大面积暗斑或色斑使背景亮度和颜色呈现不均匀的现象称为黑斑效应。引起黑斑效应的原因很多如前面提到过的分色棱镜的色渐变效应、CCD感光单元或摄像管靶面灵敏度不均匀、镜头亮度不均匀、扫描的非线性等等因素都可能导致黑斑效应。为了解决黑斑问题除了提高光学系统和摄像器件的质量以外在视频通道中加入校正补偿电路也能把黑斑效应校正到最低限度。图像上的黑斑一般可分为两种类型:一种是叠加型一种是调整型。叠加型黑斑及其校正当盖上镜头盖时摄像机输出信号应该是完全没有变化的水平直线。但是CCD感光单元和摄像管靶面的不均匀性以及其它方面的影响使输出信号的有水平变化造成黑斑效应。这类黑斑效应与图像亮度无关它只是在图像信号上叠加了一个不均匀的附加信号所以叫做叠加型黑斑。对于叠加型黑斑可以根据不均匀附加信号的情况用一个波形相同但极性相反的校正信号叠加加到有黑斑的图像信号中便可以消除这种黑斑其基本原理如图。图(a)是黑白图像图(b)是有黑斑的黑白条视频信号。其中虚线为不均匀的附加信号(锯齿波)图(c)是与附加信号相反的校正信号图(d)是叠加以后得到校正的无黑斑黑白条视频信号。图调整型黑斑及其校正调整型黑斑通常是图像信号受到了黑斑信号的调制经过由于镜头各区域透光率不均匀、分光棱镜色渐变等原因产生。当拍摄均匀照明的纯白色物体时输出信号应是幅度相等的白色电平。但是由于调制黑斑信号存在输出信号会出现抛物形成锯齿形。这种调制黑斑对比较亮的图像影响大因此又称这种现象为白斑效应。图所示为调整型黑斑校正(也叫白斑校正)的基本原理。图(a)是黑白条图像信号受到调制黑斑的影响被形变成抛物线图(b)是利用运算电路产生的校正信号将(a)(b)两信号相乘便可获得无调制黑斑的黑白条信号。实际的黑斑校正电路方框图前面我们讨论的只是在行频方向上的黑斑校正实际上在场频方向同样存在着黑斑效应其补偿原理相同。因此在实际校正电路中需要产生行频和场频正、负极性的锯齿波和抛物波共计种校正波形。图所示为由行、场锯齿波和行、场抛物波发生的及混合器、调整电位器所组成的黑斑补偿信号方框图。图中W~W分别调节四种校正信号的大小和极性能使信号波形得到最佳补偿。为避免使图像信号的消隐电平也受到校正则在信号相加或相乘之前要在校正信号中混入行、场消隐信号这样消隐电平就不会变得参差不齐了。图所示仅是红、绿、蓝三路信号中的一路为了获得比较理想的校正效果三路信号要分别进行校正仅调整旋钮就要个可是校正是很麻烦的事。但近年来生产的数字摄像机能将黑斑校正数据存储于电脑芯片中使用时只需要按一下按钮即可自动完成校正任务十分简便。三、增益控制和白平衡增益选择电路又称为增益提升电路主要用于拍摄光线照度不够的情况下提升视频信号电平但提升电平以后的视频图像杂波形成伤增加。通过选择摄像机机身面板上增益选择开关的位置同时决定了红、绿、蓝三路放大器的增益。大部分摄像机机增益选择开关有档:dB、dB、dB少数机有dB、dB、dB、dB等四档并且增益选择都是正的dB数。增益选择电路有下列三方面的要求:()、红、绿、蓝三路同时改变相同的增益()、增益变化不应影响放大器的直流输出电平即调节过程中不应影响放大器的直流工作状态()、增益变化不应影响放大器中的频率特性。增益自动控制电路(AGC)AGC电路的功能是当输入信号变化时能自动控制放大的增益。信号强时增益低信号弱时增益高使视频处理电路的输出电平恒定。AGC电路形式很多这里仅举教材中的一个电路图为例说明其工作原理。如图。T、T、T组成带恒流源的差分放大器视频信号由T的基极输入放大的信号电流流过串联在集电极回路中的T并从T集电极取出视频信号。差分放大器的增益受T基极电压的控制。当输入信号增大时输出电压增大此时负极性信号经AGC检波及极跟随由T输出负电压加至T基极使差分放大器增益下降于是输出电压降低从而使输出信号电平恒定。白平衡在拍摄彩色景物时都力求重现与原景物相同的彩色图像但实际景物的光照条件反射条件等都是变化的要使重现的图像与原景物彩色相同就必须有一个统一的标准。为此摄像和显像都要以白色为基准进行白平衡调整。目前摄像机是按演播室内光照色温K的白色设计的因此白平衡的调整应该在K色温光照下进行。如果光照条件变了例如在室外进行拍摄首先应利用色温转换片转换到K然后进行白平衡调整。白平衡调整的原理是:当拍摄标准色温光照下的白色景物时红、绿、蓝三路信号电平应相等且为最大值编码后亮度电平为色差与色度信号均为零。如果三个基色信号不满足上述条件就要对电路的放大器分别进行调整使其达到白平衡。白平衡调整电路如图所示。其调整原理是:一般的绿色通道为参考标准。只调整红色和蓝色通道的放大器增益即取R与G信号的差值和B与G信号的差值去控制R和B放大器的增益使三路信号电平相等达到白平衡。另外调整白平衡的前提是黑色电平已调整好。图四黑色电平控制与黑平衡对不同的景物摄像机输出的R、G、B三路信号仅仅是幅度不同而它们的参考电平黑色电平应始终一致否则图像的底色就会与原来的底色不一致产生失真。造成黑色电平不一致的原因有摄像管暗电流大小不一致、光学系统的杂散反射等等其结果是使重现的图像上出现一层彩色的“雾”影从而影响图像质量。因此需要对黑色电平进行控制和调整使三路信号的黑电平一致即达到黑平衡。这种调整包括两个方面的校正。暗电流与背景光影响的调整背景光:为了减少摄像管在低照度时的情况加入背景光。黑电平:镜头光圈关闭时的图像信号反应图像不同亮度的信号电平都以黑色电平为基础。如果忽略消隐期内图象通道中的噪声那么消隐电平就是图像信号的零电平因为此时没有图像信号输出。从原理上讲图像的黑色电平也是零电平。但是由于暗电流和背景光的存在即使在镜头上盖上黑色的镜头盖也仍然有信号输出。结果图像中的黑色电平总比消隐电平高形成一个台阶如图所示。由于三支摄像管的暗电流和背景光的程度不可能完全相同所以在R、G、B三路信号中黑色电平的高低也就会不一致。图校正的方法是利用一个宽度与消隐脉冲相等而幅度可调的脉冲(称为黑色补偿脉冲)(图b)与图像信号相加就可以去掉台阶消除影响(如图c)一般是把三路信号的消隐电平都调整得与黑电平一致。杂散光影响的校正杂散光是由于摄像机光学系统的镜片间的杂散反射产生的其结果也是使黑色电平被提高。由于进入摄像管的杂散光能量与全部入射光的能量是成正比的入射光越强杂散光在图像信号中引入的电平变化的平均值应正比于图像信号的平均值。因此可以用类似的自动增益控制的方法用图像信号的平均分量去控制黑色补偿脉冲以消除杂散光的影响。杂散光校正原理如图所示。在图像信号进入可控增益放大器之前先在其行消隐期内叠加上一个幅度为的正脉冲在经过放大器输出后再与一个幅度与的负脉冲相叠加。这两个脉冲都由箝位脉冲形成。图当杂色光增强时图像信号UI的黑色电平提高那么从图像信号中取出的直流分量也提高使可控增益放大器的K值增大(K>)此时放大器输出信号U中的正脉冲幅度大于与的负脉冲叠加后将在图像信号消隐期内留下一部分幅值的正脉冲如图(a)所示。因为正负脉冲与箝位脉冲在时间上有严格的对应关系所以箝位的时候是以U‘中的残留正脉冲顶数为基准电平的即相当于将黑色电平降低(基准电平在上黑色电平在下)从而使黑色电平提高得到了反方向的校正。反之当杂散光减弱时图像黑色电平降低则直流分量Udc也下降使K值减小(K<),此时放大比输出信号U中正脉冲幅度小于与负脉冲叠加后将在图像信号中留下一段幅值为负的脉冲如图(b)。经箝位使基准电平为负脉冲顶端相当于基准电平降低黑色电平提高达到了校正的目的。什么是钳位电平,在图象信号包含被摄景物中的背景、彩色细节运动状态等而背景亮度的变化常常是缓慢变化反映为图象信号的最低频率成分接近零频率而称为直流分量。但是在电视电路中不可能全部采用直流放大因为这样既不经济又不稳定通常多采用交流偶合放大器这样直流分量就丢失了使电视图象的背景产生了失真。所以在视频通道中需要有直流分量恢复电路钳位电路。由于电视信号的特点是单极性的反映图象中不同亮度的信号电平为基础相对于它而单方向变化的如图Ja。因此只要把经交流放大器后产生的随图象内容而变化的消隐电平如图Jb钳定在一个固定电平上便可恢复原来的图象信号的直流成分即恢复为图Ja所示的波形。所以说钳位电平就是以消隐电平为基准电平。钳位电路恢复图象信号中直流分量的电路钳位电平:以消隐电平为基准电平思考题:图像上的黑斑有几种类型,各采用什么方法校正,、黑色电平控制包括哪些方面的调整或校正,如何实现校正,、阐述白平衡的调整原理调整白平衡的前提条件是什么,

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

评分:

/11

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利