Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Для формирования сигнала, пропорционального яркости только одного 1-го элемента изображения, необходимо нз суммарного сигнала вычесть с<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 «чнстом» ниде 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 а и относительные величины а,з.„составляющих и,«„ полного корректирующего сигнала и„,р, а также их относительное время задержки н (или) опережения ~Т~<,«,й 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) где и,, и,«„— мгновенные значения сигналов во время коммутаций ~'-го н (1 ~ п)-го элементов изображения, Для получения симметричной переходной характеристики необходимо, чтобы коэффициенты (15.28) а,. = а,ро, л для нормирования коэффициента передачи устройства Кав = 1 на 592 «1АСТЫЪ'. Телевизионное вещание !г,фг'т Нтф г 1,0 0,5 — и;аа =)ит ) 0 — 0,5 — и' а 0 — 0,5 икар 0,5 Рис. 15.16. Форма сигнала от черно-белых полосок различной ширины в разностном апертурном корректоре средних частотах полосы пропускання 9 а! = ~ а,аи.
(15.29) и=! Сигнал на выходе корректора и„,„= и, + а„и„,р. В простейшем случае при апертурноИ коррекции в горизонтальном направлении и а„,р = а, = 1, а!з„= 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!+а, а сигнал на выходе корректора и„,„= и; + и„,р — — 2и, — 0,5и, а — 0,5иач.а, (15.30) где и, а, и!+а — 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 х0,5с1,ф (г1,ф — эффективный диаметр апертуры с эквивалентной равномерной плотностью распределения электронов). Так как при реализации корректора можно использовать только зэдерясанные сигналы, то и,+а = и,„ представляет собоИ мгновенное значение сигнала, непосредственно поступающего в данныИ момент на вход корректора;и, — мгновенное значение сигнала, задор'кавного на время 2'о, - -0,5тф (тф — длительность фронта ПХ свет-сигнала на входе корректора);и; ь — мгновенное значение снг- ГЛАВА 15.
Формирование аналогового телевизионного сигнала 393 нала, задержанного на время Тоб е~ - -2Те; = г,~, (см. рнс. 15.16). Для совмещения во времени основного и корректирующих сигналов используются линии зэдеркки. Из рисунка видно, что на выходе корректора увеличивается размах сигнала от одиночных мелких деталей н уменьшается тф, но на ПХ появляются выбросы. Глубина апертурной коррекции может регулироваться с помощью изменения параметров сгн,р и а, (а,ь„). Ограничениями являются увеличение выбросов ПХ и уменьшение отношения сигнал/помеха из-за того, что при алгебраическом сложении ТВ сигналов флуктуацнонные 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 Те ограничен длительностями, кратными периодам передачи строк Те, р —— = 64 мкс и кадров Тае = 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, —— То„= 64 мкс означает использование корректирующего сигнала от соседней строки поля, т.е. от каждой второй строки кадра (тс = 2). При этом для коррекции в вертикальном направлении сигнал и, должен быть задержан на Тоу = 64 мкс, а гб з — на 2Тду = 128 мкс относительно сигнала иуез (где у — номер строки кадра). При одинаковой четкости изображения по вертикали и горизонтали сигнал горизонтальной коррекции должен содержать составляющую и„задержанную на Те, = 21з = (0,125...0,170) мкс (где з'— номер элемента строки; 1, — номинальная длительность сигнала от одного элемента изображения), и составляющую и, ш задержанную на 2Те, = 41, относительно сигнала и,.рш Сигнал на выходе подобного корректора (рис.
15.17) в частном случае при а,з„= 0,5 формируется следующим образом: (15.31) и„,„= и,д + а„,ри„р, где и,д — это и,„= иб„ау<,.рз1, задеРжанное на вРемЯ Тву и Тоб ггеор = иад + иу/г' иед = изб — 0,5иП з)Л вЂ” 0,5иб+г>Л; из!г = и Л вЂ” 0,5и Л, з1 — 0,5и ~б.рзр Сигналы вертикальной и,д и горизонтальной и ~„коррекций, а также суммарный корректирующий сигнал и„р формируются в соответствующих сумматорах Е„Е„и Егер, а выходной сигнал — в сумматоре Е,нгл ОЗУ, задерживает сигнал вертикальной коррекции и,д,ег~ на время, равное длительности двух элементов изображения, и тем самым фазирует сигналы вертикальной и,д н горизонтальной и,~„коррекций относительно г-го элемента у-й строки (рис. 15.17,в).
394 с|АСТЪ |У. Телевизионное вещание и „= ио+2ИО+2; ШП 'Ы»+22 Элементы ка Д еб и о о. 22 чало отсчета времени б) в) Рис. |5.17. Двумерный апертурный корректор. а — упрогденная структурная схема; б — осциллограмма ТВ сигнала на входе корректора; в — злементы изображения (заштрихованные окружности), «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: 15.17,в); причем в формированяи сигнала на выходе корректора в каждый 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 вышеизложенного, в ревностных апертурных корр»ягорах используются временные нерекурсивные фильтры второго порядка (см. рис. 15.10,5) с малыми фаз»частотными искалсениями.
У подобных устройств форма АЧХ вЂ” периодическая функция с пери»л»м, равным времени задержка сигналов в ОЗУ То —— '2тгггше. В отличи»»з фильтров, рассмотренных в З 15.4, в апертурных корректорах пщны»,зукпгя фильтры с отрицательными весовыми коэффициента- ГЛАВА 15. Формирование аналогового телевизионного сигнала 395 5(нто) 1 — и 1 ус 3 0,5 0 О 0,5ые ыо 1,5ыа 2 ~е б1 в) Рис. 15.18. Зависимость коэффициента передачи от частоты (а) и переходная характеристика (6) нерекурснвных фильтров второго порядка, использующихся в двумерном апертурном корректоре ми, вследствие чего у них экстремумы АЧХ меняются местами.
В сумматоре Е производится алгебраическое сложение сишилов: па первый и третий входы они поступают в отрицательной полярности и умножаются на весовой коэффициент сг (одинаковый для обоих входов — для симметрии переходной характеристики), а на второй — в положительной полярности с весовым коэффициентом 1 + 2о (для нормирования коэффициента передачи устройства Г„, = 1), Коэффициент передачи подобных устройств определяется с помощью к-преобразования (15.26): 11"(ьт) = ~1 + 2а — 2а созьтТо~ = 1 + 4стзтгтпьэ(Тв)2); Хт„нп зе 1; Кетах ье (1 + 4а) на частотах и ~о и (й+ 0,5)ьэв соответственно (рис.
15.18,а). Переходная характеристика фильтра (рис. 15.18,5) ( — а прин=О; И(ттТо) = 1+ о пРи п = 1; 1 прин>2. Анализ этих характеристик позволяет сделать следующие выводы. Эффект повышения резкости воспроизведения вертикальных границ деталей создается в горизонтальном корректоре при То; —— = 0,125... 0,170 мкс за счет появления ныбросов н уменыпения длительности фронта (слт. рпс. 15.16 и 15.18) переходной характеристики )т(пТо) форма которой в реальных системах «сглгокена» апертурными искаакениями в ФЭП и лннейньмш искгокениями в вндеоусилительном тракте. Амплитудно- пютотная характеристика корректора неравномерная (рис. 15.18,а): максил1ум коэффициента передачи 11,„мкх = 2 .,3 (при о = аиьн = 0,25...
0,5) обычно располагается на частоте 0,5щв„т.е на 0,52о, = 0,5/То, = 3...4 МГц. Если бы макснмул1 располагался на частоте у„= 6,0 МПц (время задерхски Тв, равно длительности одного элелтента изображения 1, = 0,0625 мкс), то в этом случае четкость по горизонтали превышала бы четкость в вертикалы|ом направлении 396 хГАСТЫ в'. Телевизиенное вещание Однако в горизонтальном апертурном корректоре вместе с высокочастотными составляющими ТВ сигнала увеличиваются и флуктуационные помехи.
Отношение сигнал/помеха для белого шума при а„,р — — 1 уменьшится в корректоре на величину, равную „~/ вх ~ швых вюх Вв — в езвых П (1~~ ) вв При о = 0,25...0,50: Я, = 1,54...2,12 (3,8...6,6 дБ) без учета «веса» помех. В вертикальном корректоре при Тв, = 64 мкс резкость воспроизведения горизонтальных границ деталей повышается за счет специфической формы «пространственной» переходной характеристики Ь(пТ»), т.е. из-за уменьшения сигнала (яркости фона) на предыдущей строке — перед деталью, и увеличения сигнала (яркости на границе детали) на следующей строке (в частности, при сг = 0,25... 0,50 на 25...50 %) — «вертикальная пластика».
Из рис. 15.18,а следует, что в этом корректоре — гребенчатом фильтре с частотой следования минимумов /в, = 1/Тв, = 15625 Гц — размах составляющих ТВ сигнала на частотах йыв, = йы„р в пределах полосы пропускания ы, не меняется, так как К„„,„;„ = 1. Однако уровень флуктуационных помех значительно увеличивается из-за повышения К„х(л) в пустых промежутках спектра ТВ сигнала — в области максимумов на частотах (к+ 0,5)вн„р.
Уменьшение отношения сигнал/помеха в вертикальном корректоре для белого шума на входе при а„р — — 1 ориентировочно как в горизонтальном— Е. хО-:-в Гвв ' пределения мощности помех из-за отличия в формах АЧХ устройств. Подобное уменьшение отношения сигнал/помеха часто неприемлемо из-за ухудшения качества изображения. Поэтому в апертурных корректорах для повышения отношения сигнал/помеха и уменьшения выбросов используют ряд мероприятий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
