Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Там имеют дело с более простыми, чем в телевизионном вещании, изобрэясениями. Это позволяет достаточно просто согласовать законы двиисения развертывающих элементов с геометрическими или оптическими характеристиками различных объектов. Это является шагом на пути создания ТВ систем со статистическим согласованием. Такие систелгы широко применяются при исследовании биологических микрообъектов, петрографии, исследовании образцов металлоизделий, искусственных алмазов и др.
Недетермипированные развертки строятся по принципу разделения на два режима; 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 получение упорядоченной информации о каясдом 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 функциями, может осуществляться одновременно по трем или более каналам нли погледовательно во нремени по одному каналу связи.
Метод последои;и сльпой передачи большого количества информации позволяет пе1к давать по одному каналу более сложные изображения, но при этом п~ обгходвмо уменьшить шаг дискретизации во времени, т.е. повысить ггггзгггу передачи кадров в секунду, чтобы изображение воспринимапггг ь П>итслем пемелькагощим. ГЛАВА 1. Основные принципы телевидения 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 одинаковылс Кроме того, требуется строгая синхронность и синфазность разверток на передающем и приемных устройствах. Если эти условия не будут соблюдаться, то воссоздать на приемном конце изображение объекта невозмохсно.
В результате синхронной и синфазной развертки распределение светлых и темных элементов на экране приемного устройства будет соответствовать распределению их на передаваемом объекте. В телевизионном вещании принята линейно-строчная развертка (слева направо и сверху вниз, что аналогично привычному письму и 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 кжкдого 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 соответствия деталей изображения на приеме и передаче. Линия, по которой перемещается развертывающий элемент (например, электронный луч) по оси Л, называется строкой. Вследствие инерционности зрительного аппарата наблюдатель одновременно видит всю совокупность следов двихсения электронного пятна на экране.
Совокупность видимых строк на экране называется растром. Полный цикл обхода анализирующим и синтезирующим устройством всех элементов изобрвлсения называется кадром. При линейно-строчной развертке телевизионную систему обычно характеризуют числом строк з в кадре и числом кадров и — полных изобрэхсений 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 зависимости от числа передаваемых ТВ системой элементов или, что то хсе самое, от числа строк в телевизионном растре. Слитность восприятия яркости и плавность движения объектов связаны с числом передаваемых изображений (кадров) в единицу времени и с выбором временного закона развертки.
Число воспроизводимых ступеней яркости на изображении — число световых градаций — определяется динамическим диапазоном системы. Геометрическое подобие переданного и принятого изображений определяется качеством синхронизации и точностью в соответствии законов развертки в преобразователях свет-сигнал и сигнал-свет, т.е. от- и( ЧАСТЬ!.
Физические основы телевидения н(к птгльпым равенством координат любого элем(.нта растра как по ш(л(о растра, так и но времени. Таким образом, выбор параметров системы определяется заданным качеством изображения. С другой стороны, любое повышение к;шг(тна впсчст за собой удорожание системы. Следовательно, кап (-пю системы и выбор ее параметров должны быть экономически обоснованы. 1.2. Преобразование оптического изображения в электрический сигнал Для восприятия окружающего нас реального мира природа наделила человека пятью чувствами, три нз которых (зрение, слух, обоняние) являются дистантными, а два (осязание и вкус) — контактными. Значение стимулов, доводимых до нашего сознания разными органами чувств, далеко не одинаково. физиологи утверждают, что 80...85 гс всех ощущений человек воспринимает 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, который, как известно, занимает весьма узкий диапазон электромагнитных колебаний. Известно, что весь спектр электромагнитных колебаниИ 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...750 нм). На этом участке размещаются все видимые цвета: от фиолетового до красного (рис. 1.3,а). На рис. 1.3,6 показана кривая относительной спектральной чувствительности глаза, или, как иногда ее называют, стандартной кривой относительной видности глаза. Максимальная спектральная чувствительность глаза находится в области желто-зеленой части видимого спектра частот (0,55 мкм). Слева и справа от максимума кривой видности глаза, где располагаются синие и красные цвета, спектральная чувствительность глаза падает.
Следовательно, глаз не все цвета видимого диапазона разлн (ает одинаково. Это обстоятельство было учтено при создании совместимых систем цветного телевидения (см. гл. 12). Телевизионная система может расширить зрительные возможшн.ти человека, т.е. она способна видеть то, что человек не можгг видеть невооруженным глазом. Источником ТВ сигнала может 6ы и, зюбос излучение не только в оптическом диапазоне электромаш(втных волн. Для этого необходимо, чтобы оптико-электронный н~я об~яшоватсль имел соответствующую спектральну(о чувствительн(в'(! .
С. и доватсльпо, с помощью телевидения можно сделать видимымн объ( кты. невидимые простым глазом. 27 ГЛАВА 1. Основныв принципы телевидения Частота, Гц Ультрафиолетовые лучи ны, Оптический диапазон адиоволны й 1,0 в х о О,В 5 сов в во,4 ч в х й 0,2 в О в 0,4 Видимый свет ьч о ~ ' ст с и оф в м Ем а и и озчз *кй к с л ао" сэ' м О Х и х~ои .а о л и с с* и о птс О 0,5 0,6 0,7 Л, мм б) а) Рис. 1.3. Спектр электромагнитных волн (а) и стандартная кривая относи- тельной спектральной чувствительности глаза (б) При передаче черно-белого ТВ изобра'кения каясдый элемент характеризуется 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 фотоэффектом понимается возможность освобождения электронов в веществе под действием световых лучей. Электроны при этом могут покидать вещество, тогда это называется внешним фотоэффектом, или оставаться свободными внутри вещества, увеличивал его проводимость, тогда это называется внутренним фогпоэффектом.
В первом случае процесс вылета электронов из вещества называется фотозмиссиеб, а во втором — электроны, освобожденные светом, но оставшиеся в нем, называются элекгпронами фотоироводимости. Сущность внешнего фотоэффекта заключается в появлении электронной эмиссии с поверхности некоторых металлов, облучаемых лучистым потоком [8]. Возбужденный квантом света электрон покидает вещество, преодолевая работу выхода. Ясно, что световые лучи, обладающие небольшой энергией световых квантов, не способны 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 фотоэмиссионный ток. Он будет пропорционален световому потоку, если прибор, в котором этот процесс реализуется (фотоэлемент), работает в релсиме насыщения. Тогда все элементы, испускаемые данным веществом, попадают во внешнгою цепь этого прибора. Преобразование светового ЧАСТЬ 1. Физические основы телевидения и п~кл и з.к ктри ~сепий ток при внешнем фотоэффектебсзынерционно О~ поипьк: закономерности внешнего фотоэффекта установлены Л Р Столетовым в 1888-1890 гг. 1!ри внутреннем фотозффекте за счет поглощения энергии ивы'и ння увеличивается энергия отдельных электронов вещества и нлруншются связи электронов с ядром своего атома, в результате ито внутри фотослоя возникают носители тока.
Электроны не покнднют вещество, а остаются внутри него, переходя из заполненной кипя в зону проводимости. Это приводит к изменению сопротивления фотослоя. Возбужденный светом электрон через некоторое время рекомбинирует, т.е. возвращается в заполненную зону. Скорость етого процесса возрастает по мере увеличения концентрации фотогенерированных электронов. При неизменном потоке излучения скорость генерации носителей постоянна, скорость рекомбинации возрастает, поэтому через определенный промежуток времени интенсивность рекомбинации становится равной интенсивности генерации новых фотоэлектронов. Наступает равновесное состояние — стационарное значение проводимости.
При прекращении освещения носители тока рекомбинируют не мгновенно, поэтому фотопроводпмость сохраняется еще спустя некоторое время. Следовательно, нарастание и спад фотопроводимости происходят не мгновенно, а являются процессом инерционным. Квантовый выход, т.е. отношение числа фотоэлектронов к числу падающих квантов света, при внутреннем фотоэффекте значительно выше, чем при внешнем. При внешнем фотоэффекте выбитые квантами света фотоэлеьтроны должны совершить «работу выхода», чтобы покинуть свою среду, т.е. иметь большой запас энергии. При внутреннем фотоэффекте фотоэлектроны работу выхода не совершают, они только отрываются от своих атомов и остаются в пределах фотопроводника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
