Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Она содергкит умногкители Х для взвешенного сложения сигналов в сумматоре Ег и ОЗУ1 для задержки выходного сигнала на время То„, а также детектор движения. В последнем используются ОЗУг и сумматор Вг для получения разностного сигнала от двух соседних кадров, а также формирователь сигналов управления (ФСУ) работой умножителей. Использование подобных устройств (68) позволяет при необходимости повысить отношение сигнал/помеха. 15.5. Апертурная коррекция Апертурные искажения изобрвлсения возникают в фотоэлектрических преобразователях свет-сигнал из-за конечных поперечных размеров (апертуры) электронного луча, растекания зарядов и аберраций в оптических и электронных системах.
Эти искажения приводят к уменьшению размаха высокочастотных составляющих ТВ сигнала и к увеличению длительности фронта переходной характеристики системы. В результате уменьшается четкость телевизионного изображения: размываются резкие границы крупных деталей и уменьшается контраст мелких деталей. В отличие от частотных искажений, возникающих в усилительных каскадах тракта, апертурные исквясения не сопровождаются фазочастотпыми исквлгениями, Поэтому и методы коррекции здесь используются другие. Апертурные искажения оцениваются либо по переходной, либо по апертурной характеристике фотоэлектрического преобразователя (ФЭП) уф(ог, г) (см. гл. 6). При переда ~е крупных деталей апертурный корректор должен иметь коэффициент передачи Ка„= 1 (для возможности обхода), а его АЧХ р,.„(го) = 1/уф(го) при линейной фазочастотной характеристике.
Апертурная характеристика ФЭП в общем случае может быть аппроксимирована функцией вч(ьг)= — =е ~ у е) 1, 1 г( !ого) +аг(го!шю)л+.. где 1, „— размах тока сигнала от крупной детали, размер которой значительно превышает размеры апертуры; шо — частота, на которой размах тока сигнала 1, от деталей меньших размеров уменьшается в с раз; аы аг,... — постоянные коэффициенты. Тогда г 4 Р.
„(ы) = = 1+ аг — + аг — + .. Апертурные искажения корректируются с помощью схем ди44ергнвпальной и разностной коррекций. Принцип действия схем дифференциальной коррекции (рис. 15.15) основан на алгебраическом 390 ЧАСТЫ«'. Телевизионное веюание «( ) и, «(иг)ми««(ы) — Ьаи (ь«) )« 1,0 0,5 в) б) Рис. 15.15. Дифференциальный апертурный корректор: а — структурная схема; и — принципиальная схема формирования сигнала второй праивводной; в — переходные характеристики сложении в определенных пропорциях входного сигнала и,„(ы) с снг- налами его четных производных (для симметрии ПХ); Пвых(и«) — Пвх(Щ) + 5!П2(Щ ) + 52В4(иг ) + + )Гяи2я(Щ ) где и„, (ы), ивх(ь2), из(иг ), и4(ы ),...
— ноРмиРованные напРЯжения в различных точках корректора; 51, 62,.. — весовые коэффициенты; п = 1,2,3,... Сигналы четных производных формируются обычно двухзвенными дифференцирующими цепочками с линейной фазочастотной характеристикой, например СрЬ„ (рис. 15.15,б), так как напряжение на выходе этих цепочек пропорционально квадрату частоты: из(ы ) — = (ьт/иго) В сумматорах Е1, Е2, ..., Е„(рис. 15.15,а) входной сигнал алгебраически складывается с сигналами четных производных, которые формируются дифференцирующими цепочками Р, Ра, ..., Р2„. Фазовые сдвиги, возникающие при формировании корректирующих сигналов, компенсируются с помощью линий задержки ЛЗ. На практике цн то используют сигнал второй и (или) четвертой производной. На рнс.
15.15,в приведены переходные характеристики до н погл«алгебраического сложения входного сигнала с сигналом второй прон пюдной 1«12«2(ц«2). из рисунка следует, что с помощью подобной «нн рации (при малых фазочастотных искажениях) может быть полу и нн гиммгтричная переходная характеристика с существенно ГЛАВА тз.
Формирование аналогового телевизионного сигнала 391 меньшей длительностью фронта по сравнению с исходной. Недостатком дифференциальной коррекции является возмож. ность ее использования только в горизонтальном направлении Ереме того, на переходной характеристике возникают выбросы ~нв ТВ изображении — пластика), но главное, после апертурной коррекции увеличивается зашумленность ТВ сигнала за счет «добавления» флуктуапионных помех нз каналов четных производных. Разности«я апергпйрнал карр«иди, юнов, па р,.
вычитании из входного сигнала «информации» > соседних элементах изобра:кения. Она реализуется на нерекурсивных гребенчатых фильтрах с линейными фазочастотными характеристикамн (см. ч 15А). При коммутации потенциального рельефа мишени передающей трубки с помощью электронного луча с относительно большой апертурой (превышающей размеры одного элемента) сигнал на выходе трубки пропорционален яркости нескольких соседних элементов. Относительное содержание «ложной информации» в сигнале, очевидно, зависит от размеров апертуры и закона распределения плотности электронов коммутирующего луча. Для формирования сигнала, пропорционального яркости только одного 1-го элемента изобралгения, необходимо из суммарного сигпала вычесть «взвешенные» сигналы, пропорппональныс яркостям предыдущих з — и и последующих 1-1- и соседних элементов (по направлению соответствующей развертки), где и = 1,2, ...,й — порядковые номера соседних элементов.
Однако этих сигналов в «чистом» виде также не существует. В первом приближении вместо них можно использовать сигналы, которые формируются во время прохоясдения луча через соседние элементы, т.е. другие соседние мгновенные значения того же сигнала. В общем случае число й и относительные величины а,з„составляющих иге„полного корректирующего сигнала и„,р, а также их относительное вРемЯ задеРжки и (или) опеРежениЯ ~твбев) зависЯт от диаметра апертуры и закона распределения плотности электронов коммутирующего луча (или зарядов в матрице ПЗС): т и„,р — — а;и; — ~ ~а,+„и,+„, (15. 27) 1де и,, и,а„— мгновенные значения сигналов во время коммутаций ~'-го н (1 ~ и)-го элементов изображения, Для получения симметричной переходной характеристики необходимо, чтобы коэффициенты (15.28) а,.
= ~~.е, н для нормирования коэффициента передачи устройства Кев = 1 на 392 «1АСТЫЪ'. Телевизионное вещание !г,ф/2 Нтф г 1,0 0,5 — з«еа =1н х) 0 — 0,5 — н' !,. 0 — 0,5 наср 0,5 Рис. 15.16. Форма сигнала от черно-белых полосок различной ширины в разностном апертурном корректоре средних частотах полосы пропускания а! = ~ а,фп. (15.29) Сигнал на выходе корректора и„,„= и, + око и„,р. В простейшем случае прн апертурной коррекции в горизонтальном направлении и а„,р = в„= 1, а«ьн = 0,5 (рис. 15.16) корректирующий сигнал согласно (15,27) — (15,29) может быть образован из трех составляющих; и„,р — — и, — 0,5и; а — 0,5и,+ы а сигнал на выходе корректора и„,„= и; + и„,р — — 2и, — 0,5и, а — О,би!ею (15.30) где и, а, и,фа — мгновенные значения сигнала во время коммутации й-го предыдущего и й-го последующего элементов изображения, например отстоящих по строке от 1-го элемента на расстоянии х0,5й,ф (с1,ф — эффективный диаметр апертуры с эквивалентной равномерной плотностью распределения электронов).
Так как при реализации корректора можно использовать только задерлсанные сигналы, то и,+ь = и,„представляет собой мгновенное значение сигнала, непосредственно поступающего в данный момент на вход корректора; и, — мгновенное значение сигнала, задер'канного на время 20, -- 0,5тф (тф — длительность фронта ПХ свет-сигнала на входе корректора); и; ь — мгновенное значение снг- ГЛАВА тз. Формирование аналогового телевизионного сигнала 393 нала, задержанного на время Твб ь1 - -2Тш = т4, (см.
рнс. 15.16). Для совмещения во времени основного и корректирующих сигналов используются линии задер,кки. Из рисунка видно, что на выходе корректора увеличивается размах сигнала от одиночных мелких дг- талеИ и уменьшается тф, но на ПХ появляются выбросы. Глубина апертурной коррекции может регулироваться с помощью изменения параметров а „р и а, (а,эе). Ограничениями являются увеличение выбросов ПХ и уменьшение отношения сигнал~помеха из-за того, что при алгебраическом сложении ТВ сигналов флуктуационные помехи всегда увеличиваются. Достоинством данного метода является возможность коррекции апертурных искажений как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Однако в вертикальном направлении из-за дискретного характера передачи изображения выбор времени задержки Тв ограничен длительностями, кратными периодам передачи строк То„р —— = 64 мкс и кадров Тв, = 40 мс.
Очевидно, более простая реализация корректора получается при использовании аналоговых сигналов соседних строк одного поля, так как для их фазирования могут применяться линии задержки на строку. Из-за чересстрочного характера разложения изображения задержка сигнала на Тв, — — Тв, — — 64 мкс означает использование корректирующего сигнала от соседней строки поля, т.е. от каждой второй строки кадра (и = 2).
Прн этом для коррекции в вертикальном яаправленнн сигнал и должен быть задержан на То, = 64 мкс, а и з на 2Тд. = 128 мкс относительно сигнала иугз (где у — номер строки кадра). При одинаковой четкости изображения по вертикали н горизонтали сигнал горизонтальной коррекции должен содержать составляющую им задержанную на Тв, = 21з = (0,125...0,170) мкс (где з— номер элемента строки; 1, — номинальная длительность сигнала от одного элемента изображения), н составляющую и, ю задержанную на 2Тв, = 41, относительно сигнала и,+з. Сигнал на выходе подобного корректора (рис. 15.17) в частном случае прн а,з„= 0,5 формируется следующим образом: (15.31) и„,„= и,д + а„и„,, где и,д — это и,„= ибгз1Л,+зр задеРжанное на вРемЯ Тв, и Твб и„ор — — изд + и 1г; и,д = и.
Л вЂ” 0,5иО т10 — 0,5иО+з1Л; и 1г = и,1 — 0 5иЛ0 — г1 — 0 5и,10тгр Сигналы вертикальной и,д и горизонтальной ну„коррекциИ, а также суммарный корректирующий сигнал ии „формируются в соответствующих сумматорах Е„Е„и Е„р, а выходноИ сигнал — в сумматоре Е,„„; ОЗУ, задерживает сигнал вертикальной коррекции и,д,зщ на время, равное длительности двух элементов изображения, и тем самым фазнрует сигналы вертикальной и,д и горизонтальноИ иь г коррекций относительно 1-го элемента у-И строки (рис.
15.17,в). 394 с1АСТЪ |М. Телевизионное вещание И „= Им+2ИО+2; ШП 'ЪА 222 Элементы д ею я о и. 22 чало отсчета времени б) в) Рис. 15.17. Двумерный апертурный корректор. а — упроисенная структурная схема; б — осциллограмма ТВ сигнала на входе корректора; в — влеменаы изображения (заштрихованные окруж- ности), «взвешенные» сигналы от которых участвуют в формировании мгновенных значений выходного сигнала (при чересстрочной развертке) Мгновенные значения телевизионного сигнала, обозначенные в соответствии с (15.31) и отмеченные на рис.
15.17,б, формируются во время прохождения центра апертуры по соответствующим элементам изображения (рис: 15,1Т,в); причем в формированяи сигнала на выходе корректора в кжкдый данный момент времени в различных пропорциях участвуют только те мгновенные значения сигнала, которые образуются при расположении центра апертуры на заштрихованных элементах изображения. 14ак следует из вышеизлоисенного, в ревностных апертурных корргкторах использу2отся временные нерекурсивные фильтры второго порядка (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
