Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии (1089174), страница 25
Текст из файла (страница 25)
SECAM,изначально запатентованный 1956 изобретателем по имени Анри де Франс, фактически был первыманалоговым стандартом цветного телевидения, где использовалось 819 строк и 50 кадров в секунду.Позднее в SECAM стали использовать 625 строк.Во всех ТВ-стандартах рекомендуемым является формат изображения ТВ-экрана 4:3 (4 единицы вширину и 3 единицы в высоту). Это объясняется, главным образом, аналогичным форматным соотношением для кинопленки, принятым еще на заре телевидения.Неодинаковое число строк, используемых в различных ТВ-стандартах, определяет остальныехарактеристики системы.EIA рекомендует 525 строк, a PAL и SECAM используют 625 (раньше SECAM использовал 819 строк).Независимо от этих различий все системы используют одну и ту же концепцию построчногосоздания изображения электронным лучом.Когда видеосигнал, произведенный камерой, передается на вход монитора, флуктуации напряжения преобразуются в флуктуации потока электронов в электронном луче, который бомбардируетлюминофорное покрытие ЭЛТ в процессе построчной развертки.
Люминофорное покрытие гене-«ССTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV4. Общие характеристики телевизионных систем97рирует свет пропорционально количеству электронов, которое пропорционально колебаниямнапряжения. А эти колебания, конечно же, пропорциональны световой информации, попадающейна ПЗС-матрицу.Люминофорное покрытие монитора также обладает определенным послесвечением, то есть генерируемый лучом свет не исчезает немедленно вместе с исчезновением луча. Люминофор продолжает излучать свет еще в течение нескольких миллисекунд. Это значит, что ТВ-экран освещаетсяяркой полосой, которая перемещается по нисходящей на определенной скорости.Понятно, что это очень упрощенное описание того, что происходит с видеосигналом, когда тотпопадает в монитор.
Более подробно работу монитора мы обсудим в гл. 6, ну а информацию данной главы будем рассматривать как введение в принципы телевидения для читателей, не имеющихтехнического образования.Решая, сколько строк и какую скорость регенерации изображения использовать, следует приниматьво внимание многие факторы. Как это часто бывает в жизни, решения должны быть компромиссными — нужно найти компромисс между желанием передать максимум информации, позволяющейвидеть точное изображение реальных объектов, и требованием передать ее экономно и большомуколичеству пользователей, которые могут позволить себе купить такой ТВ-ресивер.Чем больше используется строк и больше кадров в секунду, тем более широкой будет полосапропускания частот видеосигнала, что и будет диктовать стоимость телекамер, технологическогооборудования, передатчиков и приемников.Скорость обновления кадра, то есть число кадров в 1 секунду, была установлена исходя из инерционности зрительного восприятия человека и яркости ЭЛТ.
Теоретически, идеальным вариантом были быРис. 4.3. Зависимость инерционности зрительного восприятия от яркостиhttp://www. itv. ruITV— генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»98CCTV4. Общие характеристики телевизионных систем24 кадра в секунду — из-за сочетаемости такого числа и с форматом кино, и с телевидением (широкоиспользовались в первые годы существования телевидения). Однако фактически, это оказалосьневозможно по причине высокой яркости, которую дает люминофор ЭЛТ и которая вызывала мерцание изображения (относительно расстояния от зрителя до экрана, см. рис. 4.3).В результате многочисленных экспериментов выяснилось, что для устранения мерцания требовалось, по крайней мере, 48 кадров в секунду. Такое количество кадров было бы удобно использовать,поскольку оно тождественно частоте кинопроектора, и, соответственно, можно легко конвертировать кино в телевизионный формат.
Однако это число принято не было. Телеинженеры выбраливариант 50 кадров в секунду по стандарту CCIR и 60 кадров в секунду по стандарту EIA. Эти цифрыдостаточно высоки, чтобы человеческий глаз не замечал мерцания, но еще важнее, что они совпали с промышленной частотой в 50 Гц, используемой во всей Европе, и частотой в 60 Гц, используемой в США, Канаде и Японии. Причиной тому была электронная схема ТВ-приемников, которыепервоначально в большой степени зависели от промышленной частоты. Если бы был принят формат в 48 кадров, то разница в 2 Гц для CCIR и 12 Гц для EIA вызвала бы множество помех и перебоев в процессе развертки изображения.Тем не менее, серьезной оставалась проблема, как воспроизвести 50 (PAL) или 60 (NTSC) кадров всекунду, реально не увеличивая начальную частоту сканирования камеры, равную 25 (то есть 30)кадрам в секунду.
Дело не в том, что частоту сканирования камеры нельзя удвоить, а в том, чтопридется увеличить полосу пропускания видеосигнала, тем самым увеличив, как уже говорилось,стоимость электроники. К тому же, надо помнить о вещательных телеканалах, которые в этомслучае должны быть шире, и, следовательно, меньше каналов было бы доступно для использования(без помех) в зоне выделенной частоты.Все перечисленные факторы заставили инженеров использовать уловку, подобную мальтийскомумеханизму, используемому в кинопроецировании, благодаря чему 50 (60) кадров можно воспроизводить без реального увеличения полосы пропускания.
Название этой уловки — чересстрочнаяразвертка."полулиния"Рис. 4.4. Чересстрочная развертка, упрощенно«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ru4. Общие характеристики телевизионных системCCTV99Вместо того, чтобы составлять изображения из 625 (525) горизонтальных строк прогрессивной разверткой, было решено чередовать развертку нечетными и четными строками.
Другими словами,вместо того, чтобы посредством одной прогрессивной развертки 625 (525) строк воспроизводитьодин ТВ-кадр, этот кадр был разделен на две половины, одна из которых состояла только изнечетных линий, а вторая — только из четных. Они развертывались таким образом, что строкиодного полукадра попадали точно между строк другого.
Вот почему такая развертка называетсячересстрочной. Все строки каждой половины — в случае CCIR сигнала их 312.5, в NTSC их 262.5 —формируют так называемое ТВ-поле. В системах CCIR и SECAM 25 нечетных полей и 25 четныхполей, в системе EIA - по 30. В общей же сложности одно за другим, каждую секунду, быстродвижутся 50 полей в секунду (в EIA 60).Нечетное поле вместе с последующим четным составляет так называемый ТВ-кадр.
Такимобразом, каждый CCIR/PAL и SECAM сигнал состоит из 25 кадров в секунду, или 50 полей.Каждый EIA/NTSC сигнал состоит из 30 кадров в секунду, что эквивалентно 60 полям.Фактическая развертка на экране монитора начинается в верхнем левом углу со строки 1, затемпереходит на строку 3, оставляя место между 1 и 3 строками для строки 2, которая должна появляться, когда начинается сканирование четных строчек.Первоначально было трудно достичь точной чересстрочной развертки. Чтобы получить такие колебания, при которых четные строки попадали бы точно между нечетными, необходима была оченьустойчивая электроника. Но вскоре было найдено простое и очень эффективное решение: выборнечетного числа строк, причем каждое поле заканчивает развертку на половине строки. Сохраняялинейную вертикальную развертку (которую намного легче обеспечить), половина строки заверша-Рис.
4.5. Зона кадрового (вертикального)синхроимпульса на экране осциллографаРис. 4.6. Кадровый синхроимпульс в деталяхРис. 4.7. ТВ-сигнал в строчном режиме(со строчным синхроимпульсом)Рис. 4.8. Кадровый синхроимпульс можно увидеть намониторе с настройкой V-Holdhttp://www. itv. ruITV — генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»1004. Общие характеристики телевизионных системCCTVет цикл в середине верха экрана, такимобразом, заканчивая 313-ую строку в CCIR(263-ую в EIA), после чего обеспечиваетсяточное чередование четных линий.Когда электронный луч заканчивает сканирование каждой строки (на правой сторонеЭЛТ, если смотреть на нее), он получаетстрочный (горизонтальный) синхронизирующий импульс (или строчный синхроимпульс).
Синхроимпульс встроен ввидеосигнал и следует за видеоинформацией строки. Он сообщает лучу, когда следуетпрекратитьвыводвидеоинформацииибыстро вернуться влево, к началу новойстроки. Равным образом, поле завершаетсякадровым(вертикальным)синхроимпульсом, который «сообщает» лучу, чтопора прекратить «писать» видеоинформациюи следует быстро вернуться к началу новогополя. Период обратного хода электронногосканирующего луча короче, чем фактическийход развертки, к тому же он позиционный, тоесть, электроны в течение этих периодовсинтеза изображения не выталкиваются.В действительности, хотя система сканирования и обозначается как 525 ТВ-линийРис.
4.9. Тестовый генератор TPG-8 и осциллограмма(или 625 в PAL), не все линии активны, тоего тестовой таблицыесть видимы на экране. На временнойдиаграмме ТВ-сигнала системы NTSC и PALмы видим, что часть линий используется для выравнивания кадрового синхроимпульса, часть вообще не используется, а некоторые невидимы из-за эффекта усечения растра (помните, ни одинмонитор или телеприемник не показывает видеосигнал камеры на все 100%, за исключением некоторых специальных мониторов).Если мы учтем ошибки сканирования, толщину электронного луча и пр., то в системе CCIR (разумеется, та же логика применима к другим стандартам) мы насчитаем едва ли больше 570 активных ТВстрок в PAL и не более 480 активных строк в NSTC. Более подробно ограничения видеосигналарассматриваются далее.Некоторые из «невидимых» строк весьма эффективно используются для других целей. В концепцииPAL Teletext, например, CCIR рекомендует использовать строки 17, 18, 330 и 331 для размещения 8разрядной цифровой информации.
Декодер телетекста в вашем телевизоре или видеомагнитофоне может аккумулировать цифровые данные полей, которые содержат информацию о погоде, курсеобмена валют, результаты розыгрышей лотерей и т.д.В некоторых системах NTSC строка 21 несет закрытые титры, т.е. информацию в виде субтитров.Некоторые невидимые строки используются для вставки испытательных видеосигналов специальнойформы, так называемых VITS (Video insertion test signal — сигнал испытательной строки), которые приизмерении на приемнике дают ценную информацию о качестве передачи и приема в конкретной зоне.В видеонаблюдении некоторые производители используют невидимые строки, чтобы вставитьинформацию вроде маркировки камеры, времени и даты записи и т.п. Эти строки можно также записать на видеомагнитофон, но на экране монитора они остаются невидимыми.
Однако информациявсегда присутствует в записи, она встроена в видеосигнал. Такая информация надежнее, и ее труднее«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV4. Общие характеристики телевизионных систем101Рис. 4.10. Временная диаграмма ТВ-сигнала системы NTSChttp://www.itv.ruITV— генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»1024. Общие характеристики телевизионных системCCTVРис. 4.11. Временная диаграмма ТВ-сигнала системы PAL «CCTVФокус» — журнал посистемам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV4. Общие характеристики телевизионных систем103подделать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
