Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 11
Текст из файла (страница 11)
При отсутствии постоянмой составляющей тока его среднее (нулевое) значение соответствует середине строки, а максимумы положительных и отрицательных амплитуд — правому н левому краям растра. В табл. 3.1 приведены номинальные значения некоторых параметров разложения изображения для горизонтальной и и вертикальной К разверток, в том числе абсолютные (чти) и относительные (тгм/Т ) длительности ГИ и длительности активмой части строки н кадра Т, . Точные значения (с допусками) этих и других параметров, определяющих систему вещательного ТВ„приведены в !90). Здесь отметмм только, что средняя нестабильность частоты строк а7,/7, в сигнале отечественной системы цветного ТВ БЕСАМ не должна превышать !О е, т.е. -Е15625.10 ~ж+0016 Гц.
Этому соответствует нестабильность периода импульсов с частотой строк ЬТ.=Т~!Ц,Ц,»= =(1/15625) * 10 ~ж0,06 нс, чта необходимо для международмого обмена программами цветного ТВ со странами, в которых принята другая система цветного Т — РА1.. 3.2. ФОРМА ВИДЕОСИГНАЛА Величина видеосигнала, получаемого на выходе фотоэлектрического преобразователя (преобразавателя свет-сигнал), является функцией времени и пропорциональна яркости передаваемых элементов изображения. На рнс. ЗЗ приведен простейший пример преобразования яркости передаваемого изображения (.
в электрический сигнал (видеосигнал) (7, для объекта, содержащего вертикальные черно-белые полосы (в левой части строки), н для градационного клина (спрааа). Видеосигнал (7,(!) = ЧЩ, как видно из рисунка, точно повторяет значения яркости каждой точки изображения на скамнруемой строке.
Изменению яркости от черного (5 „) до белого (7..„) соответствует изменение видеосигнала в диапазоне (/„... (т . Прн этом предполагается, что в ТВ тракте отсутствуют нелинейные искажения ТВ сигнала, а апертура развертывающего элемемта (электронного луча) исчезающе мала. Следует отметить, чта длительность импульсов снгмала яркости обратно пропорциональна скорости передачм элемемтов, т.е. скорости развертки изображения. рассмотрим структуру совмещенного сигнала (полного сигнала яркости) для произвольно выбранного объекта. Его форма за период строки Т, (строчная осциллограмма видеосигнала) приведена ма нс. 3 4 а. а за период кадра (кадровая осциллограмма) — ма рис.
3 4 б. мдно, что видеоинформация передается только во время активной части строки и кадра, а в интервалах ГИ видеосигнал подавляется. В сигнале различают: номинальный уровень белого, соответствующий передаче нормированного белого в объекте; уровень черного, соответствующий наиболее темным элементам изображения; уровень гашения, расположенный "чермее черного" на 0...7 7ь для запирания ТВ преобразователей на время обратного хода развертывающих лучей", уровень синхронмпульсов, расположенных ма площадках ГИ тоже в диапазоне "чернее черного". Длительность строчного синхромизнрующего импульса т„„„„= =4,7 мкс, кадрового т„„„= 160 мкс = 2,5 Н, где тт' — период строми. Остальные временные пар; метры приведены в табл. 3.1.
Если принять размах полного сигнала ярмости (видеосигнал + синхросигнал) за !00 с)(с, то полезная видеоинформация — от уровня ГИ до уровня белого — занимает 70 7~4 его амплитуднага диапазона, а сигнал синхронизации приемника — 30 $. Диаметр апертуры электронного луча !(, даже хорошо сфокусированного, "математической точкой" считать нельзя. Более того, он даже может превышать размеры некоторых мелких деталей изображения.
Это приводит к апертурным искажениям — размытию резких границ (монтуров) на изображении (уменьшению резкости) и уменьшению размаха сигнала от мелких деталей (ухудшению четкости). Последнее вызывает уменьшение контраста в мелких деталях, и прн уменьшении его до порога разлнчимости детали вообще не воспроизводятся на изображении. И мыми словами, конечные размеры аперту- 45 брбббль дбанб Рис.
3.3. Апертурные иски«енин индеоснгинли: а — б р ° Ер три;б — Еаз»а «»и»сиама»а: ° — а«раут»»маер«па- Р«таа«Ч«»марам««а I а»ам««а 2» маак»бама»а 3 Ма дн ЛЮ ббп ЛЮг,сбан Ю) Рис. 3.3. Процесс обрбзоебинн бидеосигнблн: а — «рьла а а««а»амбра«»мак б — »ааааа мр» раз»ар»»а страа«аа нс. 3.4. Форин иклеоснгинлз зн периоды строки (а) и кздрн (о) .
ры ограничивают разрешающую способность системы, т.е. четкость н резкость ТВ изображения. Появление апертурных искажений иллюстрируется рис.3.5, где и — объект с переменной детальностью (а = наг), сканируемый раз:, вертывающим элементам с конечной апертурой Н (а!=бр; ': а ~б(; а ЖМ; 6 — форма видеосигнала на выходе преобразователя ';:: свет-сигнал; в — форма олергурнойхаракгерисгаки для различных передающих ТВ трубок.
Сигнал в каждый момент времени пропорци," онален средней яркости в пределах апертуры диаметром б(. Относя :: значение сигнала к положению ее центра, легко построить зависи:,' мость 1',(() при прохождении границы раздела черно-белых полей Резкому перепаду яркостей 5„«и б'., (рис.
3.5,о) соответствует :: сигнал сплавным переходом отзначенияб „кб длительиостьют ;: Если размеры деталей меньше размеров развертывающего пятйа, ",: размах сигнала уменьшается. Если чередуются черно-белые детали с ::;; размером, равным половине (~ли менее) диаметра апертуры, то сиг:.:: нал пропорционален их средней яркости. Поэтому детали подобных .:; размеров не воспроизводятся. Это иллюстрируется рис.3.5,б, на кото- 1 ! 1 1 111 1 ! 1 1 1 111 ! ! 111111 1 1 1 1 1! 111 111!1 и ао $ ба ч 40 ф 4 м «~ к 6 ром построен сигнал изображения от полос с чередующейся яркостью (,„н 1, Зависимость глубины модуляции сигнала гл = б( (где И=( — 1 и) от размера элемента (числа строк разложения г) называется ааертурно-импульсной частотной характеристикой (рис. З.б,в); в научнотехнической литературе широко используется сокращенное название— апертурная характеристика. Таким образом, вследствие яоиечного размера апертуры электронного луча видеосигнал содержит не только полезную информацию о яркости передаваемого в данный момент времени элемента изображения, но и паразитную составляющую от соседних элемен'гов по горизонтали и вертикали.
Анализируя форму видеосигнала, можно сделать следующие выводы: 1. Видеосигнал не является гармоническим колебанием„а имеет импульсный характер: в нем могут присутствовать резкие переходы между уровнями (фронты) и плоские (одноуровневые) части импульсов. 2. Исходный видеосигнал по своей природе униполярен и содержит постоянную составляющую. 3. Видеосигнал можно представить как периодическую функцию с частотами повторения /, = 1/Т, и /„= 1/ Т„.
Рассмотрев процессы развертки н формирования видеосигнала, определим их временную взаимосвязь и влияние на форму растра (рис. 3.6). "Момент истины" в процессе синхронизации — это начало (передпий фронт)синхроимпульса. В это время прямой ход Т, прнну- дительно прерывается и начинается обратный ход Т,. Обязательное требование — обратный ход должен закончиться до окончания ГИ > иначе (штриховая линия обратного хода Т ) конец обратного хода Т, совпадет с началом активной части строки Те з и произойдет так называемый "заворот" изображения.
Часть растра слева и справа, а также сверху и снизу обрезается гасящими импульсами, так что видимая часть растра с размерами Ьй не вполне соответствует прямым ходам развертки. ЗЗ. СПЕКТР ВИДЕОСИГНАЛА И ЕГО ОСОБЕННОСТИ Определим границы спектра видеосигнала А/. Он должен содержать частотные составляющие в полосе от/ до/, и низкие частоты Ь/ в частотном интервале 0...2 Гц, необходимые для передачи средней, очень медленно меняющейся составляющей сигнала: Ь/=Ь/е+/, ... /„ .
Нетрудно представить, что прн построчной раз' ' вертке спектр сигнала от простейшего (по вертикали) изображения, показанного на рис. 3.7, содержит наинизшую составляющую / - = =1/Т„, равную частоте кадров/,.Эта нижняя граница спектра сохраняется и прн передаче любого сложного изображения, что объясняет,.::.
ся условиямн покадровой передачи изображения, Значительно сложнее определить верхнюю границу спектра. Вы;:- сокие частоты определяют тонкую структуру сигнала, т.е. воспроиз- ведение контуров н мелких деталей изображения. Структура сигнала ':::;-. Зависит как от скорости развертки, так и от размеров, формы н "прозрачности" апертуры, которая определяется распределением плотности электронов по сечению развертывающего луча в плоскости развертки изображения. С достаточной точностью форму апертуры можно принять за круг с постоянной плотностью распределения электронов. Примем, что время установления т равно времени развертки одного элемента изображения г (см.
рнс. 3.5); получим, что верхняя граничная частота спектра сигнала „=1/2т =!/21 . Если формат кадра й, чнсло строк разложения г, номинальная ::,: частота кадров /„, то число элементов в кадре А(„= Ж, г = йгз(вдоль к Рис. З.Б. Взаниосиязь иидеосигиала (а), тока разиерткн (о) и растра (о) Рнс.
3 7. К определению сии(о) н )ине(6) 49 строки растра укладывается !т, = йа элементов), число элементов, передаваемых в одну секунду, Фо = Ф„/„ = йа~/„ и время передачи одного элемента изображения определяется ! ! 1,„=— !О'О А 2( (3.2) Из (3.1) получим, что верхняя граничная частота спектра ахх(„ """ 21„., 2 (3.3) Как было показано ранее(см. гл.2), разрешение мелких деталей по вертикали из-за дискретности растра несколько снижается, поэтому при условии равенства горизонтальной и вертикальной четкости можно несколько сократить полосу частот в р = 0,75...0,85 раз, где р— коэффициент Кэлла (Кэлл-фактор), определяемый методом субъективных испытаний как отношение чисел разрешаемых черных и белых горизонтальных линий н строк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
