Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 52
Текст из файла (страница 52)
р нала явх'„= пх';, у'„= лу',; г'„= пз'„ где п — коэффициент пропорциональности. Очевидно, что выполнение этих условий определяется всеми звеньями телевизионного т тракта от света до света, структурная схема которого изображена на рнс.10.!7. Телевизионный тракт включ р д шую камеру, преобразующую воздействующий световой поток Ре в сигналы основных цветов Е, Е,Е, канал пе е трех сигналов н т н кин трн кинескопа, преобразующие усиленные сигналы основных цветов в соответствующие световые потоки Р, Р „, Ра„, которые с помощью оптической системы совмещаются в одно многоПередаюшая камера содержит светоделительную систему (СДС) которая разделяет световой поток Р,„отраженный от передаваемой сцены, на трн составляющие: красную Р зеленую Р си Р яе щ, нюю я т и р у фоточувствительной поверхности передающих бо ЦТ р оптических изображения в основных цветах. Таким об аз ф тру кЦ внзионная каме а ил аким о разом, телер или любой другой датчик цветных телевизионных сигналов(кинопроектор, диапроектор, эпипроектор), помимо аналид ьные элементы, осуществляет еще и трехком- ыо Рис.
Ю.17. Струятурияя схема ЦТ трвитя ат света до свете :. понентный анализ элементарных излучений, отображая каждый элемент передаваемой сцены электрическими сигналамн Е„, Еш Е . :-: Совокупность последних должна содержать качественную и количе; ственную характеристики каждого элементарного лучистого потока. Для того чтобы электрические сигналы на выходе ТВ камеры несли верную информацию о цветах (т.е.
о яркостях и цветностях) воздействующих на нее излучений, необходимо обеспечить прямую ; пропорциональность между величинами этих сигналов и координатами цвета этих излучений, в выбранной колориметрической си;:: стеме. Тогда в системе )сбВ величины сигналов основных цветов ' будут равны: Ея = К, г', Ео = Кхй ' Ев = Кеб ° где г', и', Ь' — модули основных цветов, а Кн 11 Кх — постоянные коэффициенты.
Учитывая (10.22), можем записать: ЕЯ - К!) РР) (Л)ХЛ; ЕО-ДЗ~ Р(чя(ЦПч х, хе е В=дат) Р(цэ(цсп„ х, где г(Л), й(Л), Ь(Л) — удельные координаты (кривые смешения), связывающие воздействующее на глаз излучение Р(Л) с результатом этого воздействия ощущением цвета. Отсюда следует, что телевизионная камера будет колориметрической, если характеристики ее спектральной чувствительности 3(Л) Я(Л)о5'(Л)а будут тождественны по форме удельным координатам г(Л),е(Л),Ь(Л) в выбранной системе основных цветов.
Следовательно, телевизионная камера, а также любой другой датчик цветных телевизионных сигналов должны обладать свойствами объективного колорнметра (измерителя цвета), но усложненного телевизионной разверткой. Датчич цветных телевизионных сигналов может осуществлять цветовой анализ передаваемого объекта в любой колориметрической системе 776В, ХУХ, бИВ' и т.д., поскольку все колориметрические системы связаны линейной зависимостью с характеристиками спектральной чувствительности глаза.
При этом характеристики спектральной чувствительности датчика должны быть тождественны по форме кривим удельных координат (кривым смешения) соответствующей колориметрической системы. Очевидно, для целей телевизионного вещания, если тракт передачи цветоделенных сигналов от камеры к приемному устройству не изменяет соотношение этих сигналов, удобно разлагать воздействующее на камеру излучение на такие же первичные цвета, из каких приемное устройство синтезирует воспроизводимое цветное изображение. Основные цвета воспроизводящего приемного устройства полностью определяются спектральными характеристиками излучений его люминофоров. Для воспроизведения наибольшего многообразия цветов необходимо, чтобы на диаграмме цветности МКО треугольник с вершинами, соответствующими основным цветам кинескопа, охватывал наибольшую возможную площадь этой диаграммы.
Однако чем ближе вершины треугольника будут лежать к лоеусу спектральных цветов, тем меньшую яркость будут давать основные цвета из-за малой полосы спектра излучения. Сказанное иллюстрирует рис.10.18, где внутри спектрального локуса диаграммы цветности ХУ изображены два треугольника основных цветов приемника )с„, б„, В„Европейского стандарта ЕС (сплошная линия) и Американского стандарта ИТЗС (штриховая линия), построенных по значениями координат цветностн излучений трех люминофоров, приведенных в табл. 10.3 для двух стандартов. Как видим, треугольник г(ТЗС охватывает большую гамму цветов за счет смещения координаты б в сторону увеличения насыщенности зеленого цвета.
Однако светоотдача зеленого люминофора г(ТЗС оказывается в 3...3,5 раза ниже, чем в стандарте ЕС, что затрудняет достижение высокой яркости свечения кинескопа. Поэтому в качестве Европейского стандарта принят треугольник цветов ЕС, являющийся разумным компромиссом между указанными двумя условиями.
На рис.10.19 приведены спектральные характеристики излучения трех люминофоров красного К-77, зеленого К-74 и синего К-75 свечения. На графике МКО (см.рис.10.18) показана область цветов, воспроизводимая я в цветной полиграфической печати. Сравнение показывает, что телевизионная система может воспроизвести большую гамму цветов, чем цветная печать.
Тем не менее и в телевидении часть реальных цветов, лежащая вне треугольника, будет воспроизведена с пониженной насыщенностью и искаженным цветовым тоном внутри треугольника основных цветов приемника. Это касается главным образом оттенков зеленых и голубых цветов. Однако это обстоятельство не играет большой роли в цветовоспроизведении, так как порог цветоразличимости в данной области цветов для нашего глаза имеет Л И Л'-7Ф Л" 77 дт зе Еу 07 41 01 47 ЕУ ЕФ йз ВУ л7 ал Оал,им у ди мю аул яю хю яю лтлл,лм Рнс. 10.19.
Сиектральиме кривме лю- минофоров К-70, К-74, К-77 Рис. 10.1В. Треугольник основимк цве- тов нриемника К». бе, Ви: а — панк б — аиаа тель таелнаа 1ОЗ Если первичные цвета, на которые телевизионный датчик разлагает воздействующее иа него излучение, соответствуют основным цветам приемника Й„, б„, В„, то характеристики спектральной чувствительности этого,затчика будут представлять собой кривые удельных координат г д„Ь, в системе основных цветов Я„, б„В„.
Результат количественного расчета их для треугольника основных цветов приемника стандартов В(ТЗС и ЕС(см.табл.10.3) приводит к выражениям (10.30) и (10.31) соответственно: г„= 1.910л — О,ВЗ2у — 0,22Ва; уа — 0,9ВВл + 1,999у — 0,02Ва; , Ь„о.оеел — 0,11еу+ О.ВВВ« (Ю.ЗО) наибольшее значение (см,рис. !0.!3), т.е. большему перемещению по цветовому графику соответствует небольшое изменение в ощущении цвета.
-у Рис. 10.21. Спектральные характеристики камеры при треугольиике осиовиых пестов пРиемиика типа ЕС и опор- ком белом 1заип »- Рис. 10.20. Спектральиые харвкте. Ристики камеры при треугольиике осиовиых скитов приемиика типа МТЕРС и опорком белом С Ел апЕх + аыЕг+ а~зЕ«г Ео —— ацбх„+ авЕг+ аззЕ;, Ев„азФх»+ амЕг+ аззЕ « (10.32) ;: цонентам МКО, а третья х»(К) является линейной комбинацией всех трех кривых сложення МКО, нмеюшей (практнческн) только положи".тельные ордннаты н только один максимум.
Поскольку первичные , цвета Х„, У, Е формальные н не совпадают с реальнымн основными цветами В„, 6», В» прнемннка, снгналы на выходе камеры будут не ': таяне, какие требуются на входе приемного устройства, поэтому в ,- телевизионный тракт следует.включнть матричное устройство, осу:: ществляющее преобразование сигналов нз координат системы Хм У, ,' Е в систему В„б„, В», теория которого подробно наложена в [3Ц Зависимость выходных снгналов Е„„Е,„Ев» от вводимых на мат: — рнцу сигналов Е„„, Е„, Ез описывается в общем виде уравнениями г„= 7.263» — 3,304у — 1,128ц у„= — 1.310л + 2,53бу + 0,030з; Ь» = 0,091 т — 0,307у + 0„1435х.
(10.31) где х, у, х — удельные коордннаты, приведенные в табл.!0.2. Чнсловые коэффициенты уравнения ( 10 31) для удобства умножены на!00. Полученные в результате расчета (10.30) н (10.31) кривые сложення — спектральные характеристики камеры для треугольника ос- 10.21. ионных цветов стандартов (ь!ТЗС н ЕС изображены на рнс. !0.20 н НЬ12. МАТРИЧНАЯ ЦВЕТОКОРРЕКЦИЯ Вследствие реальности первичных цветов В, 6, В полученны к нв е П р ые сложения нмеют участки отрицательных значений орднн р ат. поб рактнческая реализация датчика с кривыми сложения, нмею н очные пол ожнтел ьные н отрнцательные ветви, предполагает налнщ мн чне для каждой ветви отдельного фотоэлектрнческого преобраздвателя н поэтому является чрезвычайно сложной задачей.
Из-за невозможностн реализации побочных отрицательных н положительных ветвей разработчнкн ранних ЦТ систем в качестве спектральных характернстнк камеры использовали лишь основные положительные ветви кривых сложения. Анализ искажений цветовоспронзведення нз-за отсутствия побочных ветвей крнвых сложення показывает, что скорректнровать этн искажения полностью для всех возможных цветностей невозможно. С тачки зрения практической реал нза цнн и качестве кривых спектральной чувствительности датчика удобно использовать кривые сложення, которые прнменяются в объектнвной колорнметрнн (рнс. 10. 22). Две нз этих крнвых у(Х), а(л) аналогичны удельным ком- "н ., Оу Рис.
10.23. Спектральные характеристики еувствительиости изРВ камеры: — »р»»»» л ив; -- «р»»и» л». о», а» Рис. 10.22. Кривые слом»- ива, примеииемые вобьем. тивиоА колориметрии '" где ан — аз, — коэффнцненты матрицы, которые могут быть рассчнта':,.'ны в соответствия с теорией преобразования коордннатных систем. Действие матричного устройства эквивалентно нзмененню формы ':характеристик спектральной чувствительности телевнзнонного дат".чика. Таким образом, прнннмая форму кривых спектральной чувст: внтельностн датчика, удобную для практнческой реализации :: (см.рнс.10.22) н включая в тракт передачи матричные пересчетные 'устройства, получаем на выходе этого устройства сягнвлы Е, Еа„ ,:, Ев», пропорциональные кривым смешения основных цветов прйемннка н, как следствие, ненскаженную цветопередачу всех цветностей в :: пределах треугольника основных цветов приемника.
Кривые сложения, успешно нспользуемые в объектнвной колорн', метрнн, все же оказываются малопрнгоднымп в качестве спектраль- ных характеристик ЦТ камер, так как с целью уменьшения потерь света и достижения максимальной чувствительности цветоделение в них осуществляется с помощью дихроических зеркал. Причем наибольшая эффективность достигается, когда спектральные кривые двух цветовых каналов пересекаются на уровне 50 '$. Спектральны к рнвые Х„У (рис.10.22) не отвечают этому условию, так как пересеые каются на значительно большем уровне (около 0,9) и реализовать их без больших световых потерь, существенно ухудшающих чувствител ьность ЦТ камеры, невозможно. Поэтому в качестве кривых спектральной чувствительности камер используются кривые, не связанные линейной зависимостыц с кривыми спектральной чувствительности глаза, а именно несколько расширенные основные положительные ветви кривых смешения первичных цветов приемника ст б В .
В б ы ор конкретной формы этих кривых — рис. 10.23 (сплошная линия) определяется следующими соображениями. Известно, что глаз не различает цвет мелких деталей, поэтому полоса частот каналов передачи сигналов Е„и Ев может быть сокращена до 2...3 МГц(см. $1!.2), что уменьшает уровень шума в этих каналах, а также позволяет снизить требование к точности совмещения трех растров. Для получения полной информации о неокрашенных мелких деталях должен быть сфомн рован сигнал яркости Е„, передаваемый в полной полосе. С этих орпознций положительную ветвь кривой О, желательно расширить до кривой стандарной относительной видности глаза У, что увеличивает чувствительность камеры, но ухудшает качество цветопередачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
