Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Недетермимированная развертка в настоящее время применяется в телевизионной автоматике. Там имеют дело с более простыми, чем в телевизионном вещании, изображениями. Это позволяет достаточно просто согласовать заковы движения развертывающих элементов с геометрическими нли оптическими характеристиками различных объектов.

Это является шагом на пути создании ТВ систем со статистическим согласованием. Такие системы широко применяются при исследовании биологических микрообъектов, петрографии, исследовании образцов металлоизделий, искусственных алмазов и др. Недетерминированные развертки строятся по принципу разделения на два режимщ поиска и слежения. В режиме поиска развертывающий элемент движется по заданной траектории, а при попадании на изображение объекта он переходит в режим слежения, во время которого производится считывание информации и ее обработка.

Существуют несколько режимов слежения в зависимости от решаемой задачи. Например, может использоваться следящая развертка по контуру объекта, по площади. В первом случае развертывающий элемент подчеркивает только контур исследуемого объекта, а во втором — развертка обеспечивает получемие упорядоченной информации о каждом объекте в отдельности [7]. Основная задача в телевидении — передача движущихся изображений — осуществляется так же, как и в кино, методом последовательной передачи большого количества неподвижных изображений в секунду.

Благодаря быстрой смене кадров, каждый из которых представляет собой неподвижное изображение, запечатленное с определенной фазой движения объекта передачи, у зрителя создается иллюзия непрерывного движения. Передача цветных и объемных объектов, которые описываются тремя и более фу им ция ми, может осуществляться одновременно по трем или более каналам или последова- тельно во времени по одному каналу связи Метод последовательной передачи большого количества информации позволяет передавать по одному каналу более сложные изображения, но при этом необходимо уменьшить шаг дискретизации во времени, т.е. повысить частоту передачи кадров в секунду, чтобы изображение воспринималось зрителем немелькающим.

Как было сказано выше, законы развертки ТВ изображения могут быть выбраны любыми. Но при этом необходимо, чтобы закон развертки на приемном и передающем преобразователях был одинаковым. Кроме этого, требуется строгая синхронность и синфазность разверток на передающем и приемных устройствах. Если эти условия не будут соблюдаться, то получить на приемном конце слитное изображение объекта невозможно.

В результате синхронной и синфазной развертки распределение светлых и темных элементов на экране приемното устройства будет соответствовать распределению нх на передаваемом объекте. В телевизионном вещании принята линейно-строчная развертка (слева направо и сверху вниз, что аналогично привычному письму н чтению), т.е. передача элемента за элементом с постоянным направлением и скоростью вдоль строки и с постоянной скоростью чередования строк в кадре. После каждой строки и каждого кадра передаются синхронизирующие сигналы, определяющие начало разверток по строке и кадру. Точность синхронизации и постоянство скоростей развертки по строке и кадру определяют точность воспроизведения геометрического соответствяя деталей изображения на приеме н передаче. След электронного пятна, оставляемый им при быстром движении по экрану, называется строкой.

Вследствие инерции зрительного аппарата зритель одновременно видит всю совокупность следов движения электронного пятна на экране. Совокупность видимых строк на экране называется растром. Полный цикл обхода анализирующим и синтезирующим устройством всех элементов изображения называется кадром. При линейно-строчной развертке телевизионную систему обычно характеризуют числом строк х в кадре и числом кадров л-полных изображений в секунду. Качество ТВ изображения может быть охарактеризовано степенью приближения восприятия его наблюдателем к непосредственному наблюдению передаваемого объекта.

Очевидно, качество телевизионного изображения определяется параметрами и характеристиками ТВ системы. Так, воспроизведение мелких деталей и резких границ раздела полей разной яркости (контуров изображения) находится в прямой связи с числом передаваемых ТВ системой элементов или, что то же самое, с числом строк в телевизионном растре. Слитность восприятия яркости н плавность движения объектов связаны с числом передаваемых изображений (кадров) в единицу времени н с выбором временного закона развертки. Число воспроизводимых ступеней яркости на изображении — число световых градаций — определяется динамическим диапазоном системы.

Геометри- 20 ческое подобие переданного и принятого изображений определяется точностью синхронизации и дифференциальным подобием растров преобразователей свет-сигнал н сигнал-свет, т.е. относительным равенством координат любого элемента растра как по полю растра, так и по времени. Выбор параметров системы, таким образом, определяется заданным качеством изображения. С другой стороны, любое повышение качества влечет за собой удорожание системы.

Следовательно„качество системы и выбор ее пара метров должны быть экономически обоснованы. 1Л. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ОПТНЧ ЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ Для восприятия окружающего нас реального мира природа наделила человека пятью чувствами, трн из которых (зрение, слух, обоняние) являются дистантными„а два (осязание и вкус) — контактными.

Значение стимулов, доводимых до нашего сознания разными органамии чувств, далеко не одинакова. Физиологи утверждают, что 80 — 85 л всех ощущений человек восприннмает через зрение. Но как ни изумительно устроен глаз человека, мы видим малую часть нашего непосредственного окружения„и только то, что излучает или рассеивает падающий свет, которым, как известно, занимает весьма узкий диапазон электромагнитных колебаний. Известно, что весь спектр электромагнитных колебаний условно делят на две части: лежащие ниже 3000 ГГц относят к радиоволнам, а выше — к оптическому диапазону: Видимая часть спектра лежит в области оптического диапазона и составляет лишь узкий участок (380...760 нм). На этом участке размещаются все видимые цвета: от фиолетового до красного(рис. ЕЗ,п).

На рис. ЕЗ,б показана кривая относительной спектральной чувствительности глаза, или, как иногда ее называют, стандартной кривой относительно видности глаза (81 Максимальная спектральная чувствительность глаза находится в областии желто-зеленой части видимого спектра частот (0,55 м км). Слева и справа от максимума кривой виднастн глаза, где располагаются синие и красные цвета, спектральная чувствительность глаза падает. Следовательно, глаз не все цвета видимого диапазона рвал ичает одинаково. Это обстоятельство было учтено при создании совместимых систем цветного телевидения (см. гл. 1! ).

Телевизионная система может расширить зрительные возможности человека, т.е. она способна видеть то, что человек не мажет видеть невооруженным глазом. Источником ТВ сигнала может быть любое излучение не только в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Для этого необходимо, чтобы оптико-электронный преобразователь имел соответствующую чувствительность. Следовательно, с помощью телевидения можно сделать видимыми объекты, невидимые простым глазом. При передаче черно-белого ТВ изображения каждый элемент ха- чаглззаа, Га ю' ю'ю' газ и' ю' юлю' юлю' ю"и'гзя гб гл"ю" юяю"гам ю"гюмго"и"ая чеглан сънгпзазч бадимнй гЖт ь Н ч Нов З й йг ф ь~ 4) 4а 4г 46 4тл,акт а). Рис. ).3. Спектр злектронагннтннх аолн (а) н стандартная крнаая относительной спек- тральной чуистаительностн глаза(б) рактеризуется мгновенным значением яркости.

В процессе развертки, т.е. последовательной во времени передачи элементов изображения, образуется сигнал яркости как функция времени. Для получения этого сигнала необходимо преобразовать лучистую энергию в электрический сигнал, что осуществляется в современном телевидении устройствами, использующими фотоэффект. Под фотозффектом понимается возможность освобождения электронов в веществе под действием световых лучей. Электроны при этом могут покидать вещество, тогда это называется внеиишм фотозффектом, или оставаться свободными внутри вещества, увеличивая его проводимость, тогда это называется внутренним фотоэффекгом. В первом случае процесс вылета электронов из вещества называется фогозмиссией, а во втором— электроны, освобожденные светом, но оставшиеся в нем, называются электронами фотолроводилгосги.

Сущность внешнего фотоэффекта заключается в появлении электронной эмиссии с поверхности некоторых металлов, облучаемых лучистым потоком [9[. Возбужденный квантом света электрон покидает вещество, преодолевая работу выхода. Ясно, что световые лучи, обладающие небольшой энергией световых квантов, неспособны вырвать ни одного электрона из вещества, следовательно, во внешней цепи не будет тока, Если световой квант обладает большой энергией, то он способен освободить электроны, и тогда во внешней цепи потечет фотоэмнсснонный ток. Он будет пропорционален световому потоку, если прибор работает в режиме насыщения. Тогда все электроны, испускаемые данным веществом, попадают во внешнюю цепь.

Преобразование светового потока в электрический ток при внешнем фотоэффекте безынерционно. Основные закономерности внешнего фотоэффекта устанонлены А.Г.Столетовым в )888 — !890 гг. При внутреннем фотоэффекте за счет поглощения энергии излучения увеличивается энергия отдельных электронов вещества н нарушаются связи электронов с ядром своего атома, в результате чего внутри фотослоя возникают носители тока. Электроны не покидают вещество, а остаются внутри него, переходя из заполненной зоны в зону проводимости.

Характеристики

Список файлов книги