Владо Дамьяновски - CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии (1089174), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Цветные полосы (NTSC)на экране вектороскопаРис. 4.15. Цветные полосы. Цветные полосы (PAL)на экране вектороскопа«CCTVФокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV1074. Общие характеристики телевизионных системВ реальной ситуации помимо сигнала яркости, который частообозначается какобъединяются еще два сигнала (а нетри). Это так называемые цветовые разности:т.е. разности между красным и яркостным сигналом имежду синим и яркостным.
Почему вместо простых значений R,В (и G) (соответственно для красного, синего и зеленого)используются цветовые разности? Для совместимости с монохромной системой. А именно, было обнаружено, что, когдабелый или серый цвет передается через систему цветного ТВ, вЭЛТ должен присутствовать только сигнал яркости. Чтобы устранить цветовые компоненты в системе, была введена цветоваяразность.Учитывая основные соотношения между тремя цветовымисигналами:Рис.
4.16. Сигнал цветовойсинхронизации(34)можно показать, что, используя яркость и цветоразностные сигналы, есть возможностьвосстановить все три основных цветовых сигнала:(35) (36) (37)Для белого цветатакимобразом, Цветовая разностьзеленого не передается, но ее получают путем следующих вычислений(снова используя (34)):(38)Это отношение показывает, что в цветномтелевидении для успешного восстановления цвета, помимо яркости, достаточновсего двух дополнительных сигналов. Этоцветовые разности красного и синего (КиU), и они встроены в сигнал CVBS.Поскольку компоненты R, G и В получают изцветоразностных сигналов посредствомпростых линейных матричных уравнений,которые в электронике можно реализоватьпри помощи простых резистивных цепей,эти схемы называются матрицами линейного преобразования.Следует отметить, что два рассматриваемых нами ТВ-стандарта, NTSC и PAL, базируют свою теорию воспроизведения цветана двух разных показателях люминофораЭЛТ (называемых гаммой, о чем мы поговорим позже в разделе «Мониторы»).
Стандарт NTSC принимает гамму в 2.2, a PAL —2.8. Эти показатели встроены в код сигналадо его передачи.http://www. itv.ruPuc. 4.17. Цветовые векторы в стандарте PALITV — генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»108CCTV4. Общие характеристики телевизионных системПрактически, гамма 2.8 — это более реалистическое значение, что отражается также вболее высококонтрастном изображении.Конечно, воспроизведенный цветовой контраст будет зависеть непосредственно отгаммы люминофора монитора.Чтобы объединить (модулировать) эти цветоразностные сигналы с сигналом яркости, всистеме телевещания используется такназываемая квадратурная амплитуднаямодуляция, где два различных сигнала (V и U)модулируют одну несущую частоту (цветовуюподнесущую).
Это возможно благодаряразности фаз в 90° между этими двумясигналами, что и объясняет название «квадратурная модуляция».Рис. 4.18. Стандартная последовательностьВ цветовом стандарте PAL есть еще однацветовых полос в телевидении«хитрая» схема минимизации искажения цветовогосигнала. Зная, что человеческий глаз более чувствителен к цветовым искажениям, чем кизменениям яркости, ученые предложили для кодирования цвета специальную процедуру,позволяющую минимизировать искажения или, по крайней мере, сделать их менее заметными. Этодостигается путем изменения фазы сигнала цветности на 180° на каждой второй строке.
Так, еслипроисходят искажения при передаче, обычно в форме сдвига фазы, то они приводят к изменениюцвета такой же величины. Но поскольку электронное векторное представление цветоввыбрано так, чтобы дополнительные цвета располагались друг против друга, то ошибкитакже являются дополнительными и, если смотреть на искаженные соседние строки снекоторого расстояния, ошибки нейтрализуют друг друга. Отсюда и название — построчноеизменение фазы (phase alternating line — PAL).РазрешениеРазрешение — это свойство системы показывать мелкие детали. Чем выше разрешение, тем больше деталей мы видим. Разрешение ТВ-изображения зависит от числа активных строк развертки,качества телекамеры, монитора и средств передачи информации.Так как мы используем двумерные устройства (ПЗС-матрицы и ЭЛТ), мы различаем два вида разрешения: разрешающую способность по вертикали и разрешающую способность по горизонтали.Разрешающая способность по вертикали (вертикальное разрешение) определяется числом вертикальных элементов, которые можно фиксировать камерой и воспроизвести на экране монитора.
Когда много идентичных вертикальных элементов собраны в направлении сканиро-Вертикальное разрешениеГоризонтальное разрешениеРис. 4.19«CCTV Фокус» — журнал по системам видеонаблюдения и охранному телевидениюhttp://www.cctvfocus.ruCCTV4. Общие характеристики телевизионных систем109вания, мы получаем очень плотные горизонтальные строки. Поэтому мы говорим, чтовертикальное разрешение сообщает нам,сколько горизонтальных линий мы можемразличить. Считаются черные и белые строки,подсчет производится по вертикали.
Понятно,что итоговый результат ограничен числомсканируемых строк в данной системе — нельзянасчитать больше 625 линий в системе CCIRили больше 525 в системе EIA. Принимая вовниманиедлительностькадровой(вертикальной) синхронизации и импульсоввыравнивания, невидимые строки и т.д.,число активных строк снижается в CCIR до575, а в EIA до 475.Рис. 4.20.
Цветной экран крупным планомОднако, это все же не действительное вертикальное разрешение. Обычно разрешениеизмеряется при помощи определенного изображения, помещаемого перед камерой, и здесьнеобходимо учитывать множество факторов. Во-первых, абсолютная позиция предполагаемогогоризонтального испытательного изображения с высоким разрешением никогда точно несоответствует чересстрочному изображению. Кроме того, существование нерабочей зоны наэкране монитора срезает небольшую часть видеоизображения, ограничена толщина электронноголуча и ограничена «сетка» воспроизведения цвета.Еще в 1933 г. Келл (Kell) и его коллеги обнаружили в ходе экспериментов, что при вычислении«реального» вертикального разрешения следует применять поправочный коэффициент, равный0.7.
Он известен как коэффициент Келла (или Келл-фактор) и является общепринятым способомаппроксимации реального разрешения. Это означает, что 575 следует скорректировать (умножить)на 0.7, чтобы получить практические границы вертикального разрешения для PAL, которое равняется примерно 400 ТВ-линиям. Та же операция выполняется в отношении сигнала NTSC, и в результате мы получаем приблизительно 330 ТВ-линий (строк) вертикального разрешения. Эти значенияистинны в идеальном случае, то есть, в случае идеальной передачи видеосигнала.Разрешающая способность по горизонтали(горизонтальное разрешение) определяетсянесколькоиначе.Горизонтальноеразрешениеопределяетсячисломгоризонтальных элементов, которыеможно зафиксировать камерой и воспроизвести на экране монитора. И,аналогично тому, что мы сказали относительно вертикального разрешения, горизонтальное разрешение сообщаетнам, сколько вертикальных линийможно подсчитать.Кое-чем оно отличается.
Поскольку соотношение сторон в телевидении составляет4:3, то ширина больше высоты. Чтобысохранить естественные пропорции изображений, мы считаем только вертикальные линии по ширине, эквивалентнойРис. 4.21. Генератор качающейся частоты (макс. 12МГц) позволяет проверить полосу частот мониторавысокого разрешения (на иллюстрации указано 9 МГц,соответствует примерно 700 ТВ-линиям)http://www. itv. ruвысоте, т.е. 3/4 от ширины. Вот почемумы называем горизонтальное разрешениеТВ-линиями, а не просто линиями.
чтоITV — генеральный спонсор 2-го издания книги «CCTV. Библия видеонаблюдения»1104. Общие характеристики телевизионных системCCTVГоризонтальное разрешение монохромной (ч/б) ТВ-системы теоретически ограничено толькопоперечным сечением электронного луча, электроникой монитора и, естественно, спецификациями камеры. В действительности, существует много других ограничений.
Одно из них — это ширинаполосы частот видеосигнала для данного типа передачи. Даже при том, что в ТВ-студии могут бытькамеры с высоким разрешением, мы передаем только 5 МГц видеоспектра (как указывалосьвыше); поэтому производителям совершенно не нужно выпускать ТВ-приемники с более широкойполосой частот. В видеонаблюдении, тем не менее, ширина полосы видеосигнала диктуется, главным образом, самой камерой, так как ч/б мониторы имеют очень высокое разрешение (до 1000 ТВлиний), которое ограничено только качественными характеристиками монитора, из которых самыеважные — это точность и поперечное сечение электронного луча.У системы цветного ТВ есть еще одно препятствие: физический размер цветовой маски и ее шаг.Цветовая сетка имеет форму очень мелкой решетки. Эта решетка используется для разделения натри основных цвета — красный, зеленый и синий.
Число элементов цветного изображения (точкиRGB) в решетке определяется размером экрана монитора и качеством ЭЛТ. В видеонаблюдениидоступно любое число ТВ-линий: от 330 (горизонтальное разрешение) до 600. Самый распространенный стандарт мониторов — 14 (дюймов) с разрешением 400 ТВ-линий. Напоминаем, что мыговорим о ТВ-линиях, которые в горизонтальном направлении дают нам абсолютное максимальноечисло 400x4/3=533 различимых вертикальных линий.В видеонаблюдении, подобно вещательному ТВ, мы не можем изменять вертикальное разрешение, таккак мы ограничены числом, определенным системой развертки. Именно поэтому мы редко рассматриваем проблему вертикального разрешения. Общепринятым вертикальным разрешением является примерно 400 ТВ-линий для CCIR и 330 ТВ-линий для EIA.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
