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目前,通信系統中使用的主要視頻通信終端為各種電視攝像機、多媒體計算機用攝像頭、電視接收機、視頻監視器以及計算機顯示器。
一、彩色電視攝像機彩色攝像機主要是由光學系統、攝像管(或固體成像器件)、視頻處理電路,同步信號發生器以及彩色信號編碼器組成,如圖1所示。
圖1 彩色攝像機組成方框圖
對廣播電視攝像機來說,彩色景物的光像由變焦距鏡頭攝取,通過中性濾光片(為得到適宜的光通量)和色溫濾光片(將不同照明光源的色溫轉換為攝像機所要求的色溫)后進入分色棱鏡被分解為紅綠藍三個基色光像。三基色光分別投射到相應成像器件靶面而轉換成電圖像。當使用攝像管時,管內電子束在偏轉與聚焦系統作用下實現良好的聚焦并掃描靶面,通過輸出電路獲得符合一定掃描標準的隨時間而變化的電視信號;而使用CCD/CMOS成像器件時,由面陣感光元素組成的圖像在脈沖電路作用下依行場掃描順序逐行逐場移位輸出電視信號。
攝像器件輸出的電信號一般是十分微弱的(一般只有幾毫伏),需經預放器放大,再用進行視頻信號的處理。視頻信號處理包括電纜校正、黑斑校正、輪廓校正、彩色校正"校正、電平調節、黑色電平調整等等。最后將處理后的紅綠藍三基色信號送給彩色信號編碼器,產生全電視復合信號。
多媒體計算機用攝像頭與彩色攝像機相比其結構簡單,但技術指標較低。其光學系統一般使用較為廉價的塑料鏡頭,成像器件采用單片CCD或CMOS固體成像器件。按照其信號輸出形式,可分為數字攝像頭和模擬攝像頭兩大類。
模擬攝像頭捕捉到的視頻信號必須經過視頻采集卡將模擬信號轉換成數字模式,并加以壓縮后才可以轉換到計算機上運用。數字攝像頭可以直接捕捉活動影像,然后通過USB或IEEE1394接口傳到計算機里,無須另外的視頻采集卡。目前電腦攝像頭被廣泛地運用在視頻會議上,或者當成網絡攝影機通過互聯網或局域網傳送視頻信號。也可利用它來捕捉靜態畫面,供多媒體展示或網頁設計使用。
目前多媒體計算機所用攝像頭基本以使用新型數據傳輸接口的USB數字攝像頭為主。使用USB接口的攝像頭支持真正的即插即用,當電腦在工作時,插入設備系統會立即匯報,并為其尋找合適的驅動程序;而且,USB攝像頭所使用的電源可以直接從主板USB接口中得到,不再需要獨立電源轉換器;USB接口提供的傳輸帶寬,基本滿足了數字視頻信號輸入的需要。
彩色電視接收機、視頻監視器以及計算機顯示器是目前主要的視頻通信接收終端設備。其中,彩色電視接收機主要用來接收顯示廣播電視信號、有線電視信號以及各種視頻播放設備輸出的視頻電視信號;視頻監視器主要用在各種專業領域,用于視頻圖像信號的監示,其各項技術性能指標要高于電視接收機,但一般不具備高頻電視信號的接收功能(即沒有射頻信號接口,只有基帶視頻信號接口);計算機顯示器主要用于計算機圖形圖像的顯示,盡管其顯示原理同電視接收機基本相同.但由于它沒有高頻解調和彩色全電視信號解碼電路,因此不能直接用來顯示電視信號(即無射頻信號接口,也無基帶混合視頻信號接口,只有分量基色信號接口)。計算機顯示器在顯示分辨率、屏幕刷新速率等方面遠高于電視接收機,并工作在逐行掃描狀態。
彩色電視接收機一般是由高頻調諧器、中頻通道、視頻通道、視音頻檢波、伴音通道、同步掃描電路、顯像管、偏轉線圈、揚聲器以及電源系統構成,如圖2所示。
圖2 CRT彩色電視接收機原理方框圖
從天線和饋線輸入的射頻電視信號經高頻調諧器輸出一個固定的中頻信號。由高頻放大器、混頻器和本機振蕩器等組成的高頻調諧器,主要用來選擇所需的電視頻道,以獲得良好的選擇性和靈敏性。中頻通道的功能.一是放大中頻信號,二是給出所需要的幅頻特性以保證接收機的圖像和伴音質量。檢波器從中頻信號中解調出全電視信號,并產生6.5MHz第二聲音中頻信號。視頻通道的作用在于從彩色全電視信號中完成亮度信號與色度信號的分離、色度信號的解調、彩色分量信號的矩陣變換以及視頻信號的放大。同步部分完成同步信號的分離、行場掃描的驅動。聲音通道實現對伴音信號的鑒頻和音頻放大。電源部分除了提供所有電路系統的低壓供電外,還需供給顯像管所需的各種高壓電源。