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音视频系统与信号简述——视频系统

视觉是一个生理学词汇。光作用于视觉器官,使其感受细胞兴奋,其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉(vision)。通过视觉,人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静,获得对机体生存具有重要意义的各种信息,至少有70%以上的外界信息经视觉获得,视觉是人和动物最重要的感觉。
人的感知感官中视觉70%,听觉20%,触觉(体感)、嗅觉、味觉等10%。
声音是由物体振动产生的声波,它是一种压力波。是通过介质(空气或固体、液体)传播并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。最初发出振动(震动)的物体叫声源。声音以波的形式振动(震动)传播。声音是声波通过任何物质传播形成的运动。(只有真空里是无法传播的,所以天空里很安静)
声音作为一种波,频率在20 Hz~20 kHz之间的声音是可以被人耳识别的。人们把频率高于20000Hz的声音称为超声波,低于20Hz的称为次声波。
物理中声音是由物体振动发生的,正在发声的物体叫做声源。物体在一秒钟之内振动的次数叫做频率,单位是赫兹,字母Hz.人的耳朵可以听到20Hz-----20000Hz的声音.最敏感是1000Hz-----3000Hz之间的声音。下面咱们听下20到2万赫兹的声音。
 


视频系统按信号流程可分四大类;视频采集、视频传输、视频处理、视频显示。
 


光线→角膜→瞳孔→晶状体(折射光线)→玻璃体(支撑、固定眼球)→视网膜(形成物像)→视神经(传导视觉信息)→大脑视觉中枢(形成视觉)人眼是对光起反应,并有多种用途的一种器官。作为意识感觉器官,眼睛拥有视觉。在视网膜的杆细胞和锥细胞拥有包括色彩分化和深度意识的光感和视觉。人类的眼睛可分辨约一千万颜色。与其它哺乳动物的眼睛共通,人眼的非成像光敏神经节细胞在视网膜接收到光的讯号强弱、荷尔蒙的褪黑激素和生理时钟 诱导的规画和抑制,会影响到和调整瞳孔的大小。
眼睛不是完全的球体,而是一个融合的两件式单位。眼睛有三层外套,由三个透明的结构包覆著组成。最外层由角膜和巩膜组成,中间的一层由脉络膜、睫状体、和虹膜组成。最内层是视网膜,如同从眼膜曲率镜看见的视网膜血管,它从脉络膜的血管获得循环。在这些外套内的是房水、玻璃体、和柔韧的晶状体。水样液是一种清澈的液体,包含在两个区域:晶状体暴露的区域,在角膜和虹膜中间的眼前房。晶状体被由透明的细纤维组成的睫状体悬吊韧带 (睫状小带) 悬吊著。玻璃体、眼后房是比眼前房大的清澈胶状物,位置在晶状体的后面和其余的地区,包覆在巩膜、小带和晶状体的周围。它们是通过瞳孔联接着。
 


光电导摄像管:氧化铅管、硒砷碲管。
固体光电传感器CCD:发展的趋势不论广播级或业务级,均为CCD取代摄像管。
完成图像分解和光电信号转换的器件。图像分解是把一幅完整图像分解成若干独立的像素(构成电视图像画面的最小单元)的过程。一般说,像素的数目愈多,图像愈清晰。每个像素只用单一的颜色和亮度表示。摄像器件能把图像中各像素的光信号转变成相应的电信号,再按一定的顺序传送到输出端。摄像器件分摄像管和固体(半导体)摄像器件两大类。
①摄像管、电子束器件,又分为析像管、光电倍增析像管、超正析像管和光导摄像管等几种。新型摄像机中多使用小巧的氧化铅光电摄像管。各种摄像管都有一个真空玻壳,里面装有靶面和电子枪。被摄景物透过玻壳上的窗成像于靶面,利用靶面的光电发射效应或光电导效应将靶面各点的照度分布转化为相应的电位分布,将光图像变成电图像。在管外偏转线圈驱动下,电子束逐点逐行扫描靶面,把扫描路径上各像素的电位信号按序输出。
②固体摄像器件,一种新型的电荷耦合器件 (CCD)。几十万个器件单元排列成阵面,表层具有光敏特性。被摄景物成像于阵面,各单元存储电荷量和照度成正比。利用时钟脉冲和移位控制信号,将阵面各单元信号按一定顺序移出,即可得到强度随时间变化的图像电信号。
预放器把摄像器件输出的微弱信号放大到规定幅度的视频放大器。为保证良好的信噪比,要求预放器有尽可能小的噪声系数。
视频信号可按模拟与数字两大类,还有视频流与数据流。
 
PDP(Plasma Display Panel,等离子显示器)是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示设备。
成像原理:等离子显示技术的成像原理是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室,通过电流激发使其发出肉眼看不见的紫外光,然后紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝3色荧光体发出肉眼能看到的可见光,以此成像。
等离子显示器的优越性:厚度薄、分辨率高、占用空间少且可作为家中的壁挂电视使用,代表了未来电脑显示器的发展趋势。
 
3LCD实现更高的光利用效率。3LCD投影机色彩亮度高,色彩过渡柔和,其原理是将图像分解为三原色,分别处理后再通过棱镜混合投射出来。
DLP技术通过UHP灯泡发射出的冷光源通过冷凝透镜,通过Rod(光棒)将光均匀化,经过处理后的光通过一个色轮(Color Wheel),将光分成RGB三色(或者RGBW等更多色),有一些厂家利用BSV液晶拼接技术镜片过滤光线传导,再将色彩由透镜投射在DMD芯片上,最后反射经过投影镜头在投影屏幕上成像。
 
下一期我们将继续讲解——声音系统,
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2021-06-09

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