黑白电视原理---图象清晰度与电视系统分解力

一、图象清晰度

    它是指人主观感觉到的图象重现景物细节的可懂与逼真的程度。分别用人眼在水平方向或垂直方向所能分辨的象素数来定量描述，相对应的称为水平清晰度和垂直清晰度；并用“级数”或“行数”作单位。清晰度既与电视系统本身的分解力有关，也与观察者的视力状况有关。在评价图象清晰度时，应由一批视力正常的观众或专家来进行。

    如果人眼 小分辨角（视敏角）为θ，在分辨力 高的垂直视线角15°内所能分辨的线数应为：

Z＝15°/θ当θ分别为1′、1.5′、2′时，Z对应的为900线、600线、450线。由于人眼长期观看图象容易疲劳，一般取θ＝1.5′。所以，电视图象的垂直清晰度应为600线左右。

二、电视系统的分解力

    它是指电视系统本身分解象素的能力，它不受人眼视力的影响。电视系统分解力的高低，可以通过专用仪器来测定。一般来说扫描行数越多，电子束聚焦适中，信道通频带越宽，电视系统的分解力越高。

1. 垂直分解力（M）

    垂直分解力是指沿着图象垂直方向上能够分辨的象素数目。其一，它与分解图象有效行数（1－β）Z成正比；其二，它与扫描电子束和被扫描象素的相对位置有关，如图1.5-3所示。当电子束与被扫描象素位置 佳时，如图（a）的左列所示，分解力M＝

（1－β）Z为 高；当两者相互位置如图（a）的中列所示时，分解力 低。只有将垂直象素点减半，方可分解，故M＝（1－β）Z/2。根据大量图象的统计平均得到：

式中，k1=0.7是克尔（Kell）系数。按我国电视标准，Z＝625，β＝0.08，故M≈400线。这相当于视力只有0.5（即视敏角为2′）的人所能分辨的线数，故目前的电视图象是不够清晰的，要实现高清晰度电视，增加行数势在必行。

2.水平分解力（N）

    电视系统沿着图象水平方向能分解的象素数目叫做水平分解力。水平方向的分解力由电视通道设备的通频带宽度和电子束横截面的大小决定。

    图1.5-4是一幅黑白相间的竖条图象，对应电视信号是以行周期重复的一串矩形脉冲。显然，沿水平方向条弦数越多，一行内的电压变化次数越多，信号频谱也就越宽。由于传送通道的频带宽度总是有一定限制的，因而水平分解力也受到限制。

    下面讨论电子束的横截面对水平分解力的影响。①在图1.5－4中，如果电子束截面无穷小，则相应信号波形是理想的矩形脉冲；若电子束直径与条纹宽度相当时，则相应信号将是具有一定直流成分的正弦波。②设所传送图象亮度如图1.5-5（a）所示，从左到右亮度从L1跃降到L2，由于发端电子束直径d不是无穷小，故摄象管输出信号不能从U1跃降到U2，产生一定宽度的过渡（如图b）；另外，设显象管的电子束直径与象素的相对尺寸与发端相同，则重现的亮度将延伸2倍象素的宽度，如图1.5-5（c）所示。使图象的边缘和细节展宽。③当图象细节的尺寸小于电子束直径时，不仅产生边界的模糊，还导致形成的电视信号幅度减小，如图1.5-6所示。当细节小到一定程度时，电视信号的幅度变化甚至看不出来，使水平方向图象细节对比度降低。

    综上所述，水平分解力受到收发端电子束直径大小的限制，这种现象称为孔辣阑效应。其中，摄象管的孔阑效应影响是主要的。为此，在发送端的通道中采用孔阑校正电路来加以补偿。研究表明：孔阑效应虽使图象信号的高频分量幅度下降，但是这些频率分量的相位并不改变，这一点对设计孔阑校正电路是重要的。

    可见，要提高水平分解力，必须要求扫描电子束足够细；但如果太细了，在规定的扫描行数下，又不足以覆盖整个画面，使行与行之间有明显的空隙，从而降低了传输效率。因此，电子束直径的大小要适当，一般以等于一帧画面的高度除以扫描行数为宜。这样，当扫描行数选定后，电子束直径的大小和水平方向的分解力也就大致决定了。

    实验表明，水平分解力与垂直分解力相当时图象质量为 佳。因此，考虑到光栅宽度为高度的k（幅型比）倍，所以，水平方向的分解力（也就是一行内所必须分解的黑白条纹数）为

（1.5-7）

    视频通道的通频带则应当满足这一水平分解力的要求。