Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 12
Текст из файла (страница 12)
И тогда = рйа7'„/2. (3.4) Вывод(3.4) сделан для идеализированной развертки. В действительности изображение развертывается в течение не всего периода строки Т„ а только во время прямого хода строчной развертки (1 — а) Т„ где а=т, „/Т, — относительная длительность строчного ГИ (рис. 3.7,6). Время аТ, затрачивается на возврат луча к началу последующей строки.
То же относится и к развертке по кадру. Время ()Т„ затрачивается на возврат луча к началу следующего кадра (й=т„гн/҄— относительная длительность кадрового ГИ). Телевизионным ста нда ртом задаются число строк а и частота кадров /„, которые будем называть номинальными. В действительности за длительность кадра полезно развертываемых (активных) строк будет г, = (1 — 8) г, а бг строк будет потеряно за время обратного хода кадровой развертки. Реальное число строк, определяющее четкость по вертикали, таким образом, получается ниже номинального.
Для отечественного стандарта номинальное число строк 625, в действительности 575 строк — 50 строк приходится на обратный ход по кадру. Заметим, что изменение соотношения длительностей прямого и обратного хода кадровой развертки сказывается только на реальной четкости по вертикали и не влияет на скорость развертки и, следовательно, иа воспроизведение мелкой структуры изображения, т.е. не сказывается иа ширине спектра сигнала изображения.
Прн желании сохранить одинаковыми четкости по вертикали и по горизонтали последнюю можно искусственно уменьшить путем сокращения полось! частот в 1/(1 — 8) раз. Иначе обстоит дело со строчной разверткой. Желая передать номинальное число элементов в строке йа и сокращая длительность развертки строки за счет длительностей обратного хода, будем расширять спектр ТВ сигнала. Реальное время развертки одного эле- мента ( = Тя( — а )/Ф, = (1 — а )/йгх(„= ! (1 — а), ": так как Т, = 1//, = 1//„з, а /О(, = йх.
В этом случае граничная частота '" спектра сигнала ь9„ /~=Р2(, (3.5) ';::: т.е. она выше номинальной, так как величина а всегда положительная и меньше единицы Реальные четкости по горизонтали н вертикали, как указано вы- ~,-''ше, выбираются одинаковыми, и спектр ограничивается путем сокра'»'„: щения полосы пропускания канала связи в.'/и раз, т.е. з"/.(! — Ф) 2 (1 — ОО) (3.6) Подставив в это уравнение значения коэффициентов рж 0,8, а = О' =0,18 и 8 = 0,08, получим более простую формулу.
«*9О Оь' 09 —. (3.7) Итак, сигнал яркости — сигнал широкополосный. Его спектр ох::,:,:ватывает полосу частотот/ - до/ Нижняя граница видеочастот :;:-:::7 . = /„= 50 Гц. Значение / для построчной развертки подсчитаем, --"если в формулу (3.7) подставим значения параметров разложения ' й = 4/3, а = 625 и /О = 50 Гц: ~.взят.М -ГО~О.11 1О' à — ОГ ОГО з 2 Как видим, при построчной развертке значение / „ достаточно :;:: высоко и будет вызывать определенные трудности при передаче ;Г видеосигнала по ТВ тракту. Рассмотрим некоторые особенности спектра сигнала яркости.
Во:;.. первых, энергия спектральных составляющих сигнала быстро убыва: ет с ростом частоты (рис. 3.81п), т.е. размах ВЧ составляющих видео:; сигнала обычно невелик. Поэтому в цветном ТВ именно вэтом участке :: видеоспектра располагают цветовые поднесущие частоты — влияние :: яркостного сигнала на сигнал цветности будет незначительным. Попытаемся оценить тонкуюструктуру видеоспектра. Изтеорети: ческого анализа спектра видеосигнала с учетом законов развертки : следует, что его спектр прерывистый, содержащий гармоники, крат' ные частоте повторения строк (рис.
3.8,б). Вокруг этих гармоник строчной частоты группируются достаточно узкие полосы сигналов боковых частот, обусловленных вертикальной (в данном случае— ' кадровой) разверткой и движением деталей изображения. Гармоники ю Ь- ~йв а) ф~ бр йг г Нггеоаа, АГА( а) рвы)гт глГт (я.цтт 4 4 г) Рнс. 8.8. Спектры видеосигнала в общем виде (а, б) н прн построчном (а) н чересстрочном (а) раалогкенвн строчной частоты со своими боковымн образуют дискретные зоны эне гии, несущие информацию о передаваемом изображении. акой характер спектра позволяет совместить два и более спектра аналогичных сигналов.
Нетрудно представить, что если второй сигнал имеет такой же дискретный спектр, но его отдельные зоны по частоте размещены в промежутках первого, то оба сигнала можно передать в одном канале связи и затем вновь разделить. Это свойство спектра видеосигнала использовано в цветном телевидении и в ТВ измерительных устройствах. При определенных сюжетах изображения боковые полосы соседних гармоник строчной частоты могут перекрываться.
При построчном разложении (рис. 3.8,в) в кадре содержится целое число строк ((, =зг„) и каждая строка повторяется каждый кадр. Это значит, что расстояние между двумя соседними линиями спектра гармоник строчнон частоты кратно целому числу 7„. Поэтому при перекрытии спектров будет точное попадание друг на друга боковых линий верхней боковой полосы одной строчной гармоники н нижней боковой полосы последующей гармоники строчной частоты. Рассмотрим еше одну особенность спектра сигнала яркости, связанную с передачей движущихся объектов. Отметим, что имг(ульсы сигнала яркости могут быть как одиночными, так н повторяющимисв. Периодичность импульсов сигнала определяется принципом его развертки.
Если передается неподвижное изображение, сигнал периоднчен с частотой повторения кадров и частично с частотой повторения полей. Так как развертка производится строками, следующими друг за другом, то сигналу присуща периодичность с частотой повторения строю При передаче движущегося объекта содержание каждого последующего изображения мало отличается от предыдущего. Скорость смены кадров ТВ изображения значительно превосходит скорость ;::, движении изображений объектов передачи по экрану. Это приводит к медленным изменениям периода повторения компонентов сигнала.
рассмотрим, как изменяется период повторения сигнала от изо::; бражения объекта, движущегося в направлении развертки строк со скоростью о. Развертка в этом случае как бы догоняет уходящее от : ' нее изображение, н период повторения сигнала по строке увеличива;:, . ется. Новое значение периода 7", будет относиться к периоду строки Т, как 7".,/Г, = (1 — о/и ) ', где о,— средняя скорость развертки по строке. Выразим частоту повторения сигнала Г', через частоту строчной развертки ( .
о " о Если положить наибольшую относительную скорость движения :. изображения объекта о , = 2Ь в секунду, где Ь вЂ” длина строки, то ' наибольшее отклонение частоты сигнала от частоты развертки 2Ь '-'['— Эти изменения, наряду с изменениями среднего значения яркости объекта, составляют низкие частоты спектра видеосигнала. Онн лежат в интервале от 0 до 2...3 Гц и не передаются непосредственно в видеоканале, а воспроизводятся косвенным методом. В заключение отметим, что значение 7 однозначно определяет горизонтальную четкость ТВ изображения (по строке), так как именно ВЧ составляющие видеосигнала определяют качество передачи мелких деталей передаваемого объекта и резкость переходов между различными уровнями яркости.
В то же время вертикальная четкость изображения зависит только от числа строк в ТВ растре. 3 4. ч ересстРОч нАя РАзв еРткА Чтобы свечение экрана приемной трубки воспринималось зрителем без мельканий. необходимо повторять возбуждение всего поля экрана 48...50 раз в секунду. Однако для воспроизведения изображений движущихся объектов вполне достаточно передавать )3...!б фаз движения, т.е.
статических изображений в секунду — кадров. Так как полоса частот, занимаемая спектром видеосигнала, прямо пропорциональна числу передаваемых в секунду кадров ((3.3) — (3.7)), избыточное нх число необходимо ограничивать. н> Рнс. 3 9. Обраа»аанне черссстрнчного Растра: » — и»»грач»и» р»»и»рт»и ир»и т ги ЬОûû=жаГ»ь — »ир»»тани»» р»»- »»р»и» ир»» Г.Г»=тат»Г» БОГИ, )» Оа Г» Избыточность числа кадров в ТВ передаче изображений устраняется путем применення чересстрочной развертки, сущность которой заключается в том, что полный кадр изображения развертывается, т.е.
передается и воспроизводится за два поля. В первом поле развертываются нечетные строки растра, а во втором — четные. Каждое нз полей представляет собой растр с уменьшенным вдвое числом строк и содержит половину зрительной информации о передаваемом изображении. Так как критическая частота мельканий практически не зависнт от числа строк в растре, то частота передачи полей, равная или большая г„р, обеспечивает восприятие изображения без мельканий„при этом сйорость передачи информации снижается вдвое. В ТВ вещании приняты номинальная частота полей — 50 Гц и номинальная частота кадров — 25 Гц. Снова проследим процесс образования построчного растра.
Он иллюстрируется рис. 3.9,а. Если развертывающий элемент движется по горизонтали с постоянной скоростью, прочерчивая строку растра, н одновременно смещается по вертикали, то к исходу строки он сместится вниз относительно ее начала на й/г, т.е. на ширину одной строки. Быстро возвращаясь к началу строки (длительностью обратного хода пренебрегаем), развертывающий элемент займет положение, соответствующее началу второй строки н т.д. Если в качестве исходного привять растр с нечетным числом строк (рис. 3.9»а) и уменьшить вдвое скорость развертки по горизонтали, то в каждом поле получится нецелое, вдвое меньшее число строк (рис.
3.9,б), но нз-за разности в полстроки строки растров первого и второго полей окажутся взаимно сдвинутыми по вертикали на ширину одной строки полного растра, т е. строки второго поля будут ложиться между строками первого. За два периода вертикальной развертки образуется полный растр, аналогичный по числу строк исходному. Таким образом, с помощью чересстрочной развертки удается при неизменных числе строк и частоте мельканий в 2 раза снизить скорость строчной развертки, т.е. скорость передачи ТВ информации, н тем самым уменьшить вдвое верхнюю граничную частоту спектра сигнала изображения.
В результате спектр сигнала для отечественного стандартазанимаетполосучастотот(„н=50Гцдо(„ж6МГц(см. (37)): !н»»=0,9 У62З5 25 /2 ин 6,0 !оа Гц При чересстрочном разложении каждая строка повторяется через поле ((, = з/ = — ! ), т.е. каждый кадр один раз. Поэтому расстояние »= »=2 и между двумя соседними спектральными линиями гармоник строчной частоты кратно целому числу („, а поскольку при чересстрочном разложении а является нечетным, то соответственно нечетному числу („. Учитывая, что боковые полосы вокруг строчных линий находится на расстояниях, кратных частоте вертикальной развертки — )„, при перекрытии спектров боковые линии соседних гармоник строк не будут совпадать (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
