Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 15
Текст из файла (страница 15)
г и При удалении центра пятна О' от границы АБ ыа г расстояние х Р (х) = ) Е (а) да. г 32 Подставив (1.6.3) в (!.6.2), найдем г 1(х)=вЕ ) Е(а)да= -с Гг к -"[)п()".[и( ~ш 1 сгз, з Учитывая, что г 1 1 Г Е (а) ' = 2 Р = 2 ) ~ р (а. ()) пад[). (!.6.4) где бЕ=ягз и с учетом (!.64) выраженне (1.6.3) примет вид г еЕР 2 Г 1(х)= 2 ~1+ Р ] Й(а) да, (1.6.5) э где еЕР 1 — устаыовившееся значение свгнала 1(х) согласно (1.6.2).
Испояьэование (1.6.5) позволяет легко находить функцию г г 1(х) 1 ] 2 Г Л (х)= — =- ~1+ — ~ Е (а) да, )ю 2~ Р о являющуюся одновременно апертурно-времевнбй характеристикой анализярующего устройства, поскольку х=ш и при з=сопз! пропорционально времени (рис. 1.6.6, в).
Наличие длинных хвостов в гауссовской кривой приводит к дополввтельному увеличению зоны размытости и понижению контраста изображения и, кроме того, не позволяет делать незаметной дискретную структуру растра в вертикальном направлении. Если поперечный размер апертуры меньше межстрочного расстояния, то изображение воспроизводится с затемненяями между строками, создающими растровый фон. Если поперечный размер апертуры превышает межстрочные расстояння„происходят наложенве строк и соответственно потеря четкости. Применение РЭ на приемной и передающей сторонах с постоянным распределением плотности тока по сечению приводит к улучшению четкости и контрастности язображения и устраненяю визуальной заметности строчной структуры растра, ио в электронных ТВС получить постоянную плотность тока в сеченяи электронного луча практически не удается.
Анализ ТВ изображения оказался возможным благодаря совместному использованию фотоэлемента и развертки — поочередной передаче элементов изображения. Порядок такой передачи, определяющий способ развертки, может быть различным. Развертки могут быть двтврмияировпяными, у которых траектория движения РЭ четко определена и заранее задана, и ивдвтврмипировппиыми, в которых направление движения РЭ автоматически устанавливается в зависимости от содержания изображения [2]. Недетермииированные развертки возникли в связи с потребностью з оптимизации передачи и обработки визуальной информации. 2.
Детерминированная развертка. Можно сформировать много траекторий движения развертывающего элемента при анализе изображения. Лучшей следует считать такую, которая позволяет удовлетворять следующим условиям [2]: 1) за полный цикл развертки передаются зсе элементы разложения, причем каждый однократно и за одно и то же время; 2) частота кадров наименьшая; 3) непроизводительные потери времени на обратный ход развертки минимальны; 4 проста в реализации. слозню 1 удовлетворяют все линейные развертки (рис.
1.6.7) построчная (рпс. 1.6.7,п), образуемая В) в) !.э.у. Трззхторнх дзхжеаня луча эрн рззхычвых развертках перемещением РЭ вдоль параллельных линий (строк), смещающихся на шаг; построчно-реверсивная, у которой направление смещения строк по вертикали от кадра к кадру меняется на обратное; чересстрочные, при которых строки прочерчиваются не подряд, а через одну (рис.
1.6.7, б), две и более, разделяя кадр на два, три и более число полей. Этому условию удовлетворяет и чересстрочная развертка, в которой осуществляются чересстрочное разложение по вертикали и черезэлементное — вдоль строки. Здесь весь кадр пе. редается за четыре поля. В электронных системах из-за того, что луч с конца предыдущей строка должен вернуться в начало следующей и с конца предыдущего кадра в начало следующего (кроме построчно-реверсивной), потери на обратный ход неизбежны, и, следовательно, условие 3 не выполняется. Условию 2 хуже всего удовлетворяет построчно-реверсивная развертка, так как она приводит к уменьшению числа повторений крайних строк (нижних и верхних) по сравнению с построчной разверткой и в результате к необходимости повышения частоты кадров а„.
Лучше всего этому условию удовлетворяет чересточечная развертка, но она не удовлетворяет условию 4. Компромиссным вариантом, удовлетворяющим условиям 2 и 4, является чересстрочная развертка с кратностью 2, позволяющая снижать частоту кадров в 2 раза по сравнению с построчной. Дальнейшее уменьшение частоты кадров за счет повышения коэффициента чересстрочности ие удается, так как возникают межстрочные мерцания. Синусоидальная развертка (рис. 1.6.7, в) удовлетворяют условиям 3 н 4, но не удовлетворяют 1 и 2: при конечных размерах развертывающего пятна на краях растра наблюдается слипание строк и перекрытие их друг другом, а наличие сдвига по фазе между развертками датчика и приемника приводит к раздвоению изображения [6). Зигзагообразные развертки (треугольные) удовлетворяют условию 3, но не удовлетворяют остальным: неизбежны пропуски и повторения элементов на краях растра (слипаиие и перекрытие строк), что противоречит условию 1, сложно обеспечить идентичность прямых и обратнйх ходов (это противоречит условию 4) они также очень чув- ствительны к сдвигу по фазе между развертками датчика и приемника.
Спиральная развертка (рис. 1.6.7, д), имеющая постоянную угловую скорость, достаточно хорошо удовлетворяет всем условиям, кроме 1. Прн переменной частоте она может удовлетворить условию 1, ио тогда не будет удовлетворять условию 4. Спиральную развертку, несмотря на ее недостатки, можно применять в устройствах, где другие виды разверток неприченимы. Особенно благоприятна она при передаче изображений круглых (при просмотре труб, скважин и т.
д.) и вращающихся объектов (например, лопасти турбины). В приемном устройстве, изменяя фазу развертки с той же частотой, что и у объекта, можно остановить изображение на экране и рассмотреть его. С помощью спиральной развертки можно измерять частоту вращения объекта. Основное преимущество спиральной развертки перед линейной заключается в том, что время обратного хода луча от периферии к центру составляет около 2»)з времени развертки, в то время как при линейной — около 227з [6[. Наиболее целесообразна для ТВС чересстрочная развертка. Недостатки чересстрочной развертки проявляются прн передаче движущихся объектов, контуры которых воспроизводятся размытыми [2[.
Нгдгтгрминироэанныг развертки применяют главным образом в ТВ автоматике, в режимах поиска и слежения РЭ. В режиме поиска РЭ движется по заданной траектории, при попадании на изображение объекта он переходит в режим слежения, во время которого считывается информация и обрабатывается. Пример; рассмотрим развертку со случайным выбором фрагмента изображения, предназначенную для передачи графической информации (рис. 1.6.7, е). В режиме поиска РЭ блуждает в поле изображения по прямым, отражаясь от границ кадра как шар от борта биллиардного стола.
После нескольких отражений РЭ успевает побывать в разных частях кадра, т. е, «бегло осмотреть» все изображение. При встрече с линией рисунка система переходит в режим слежения по его контуру, но свобода прослеживания предоставляется на сравнительно малый промежуток времени, после чего направление прослеживания меняется на обратное до возвращения РЭ к месту первоначальной встречи с линией. На этом зарисовка фрагмента рисунка заканчивается, н РЭ возобновляет поиск до очередной встречи с контуром иэображения.
Другие виды недетерминироваиных разверток подробно рассмотрены в [2, 6[. Способ развертки (анализа) ТВ изображений зависит от назначения ТВС, требований к качеству выходного изображения и условий использования аппаратуры, 1.6.3. Описание полного телевизионного сигнала На выходе анализирующего устройства получен видео.
сигнал (см. рнс. 1.64,э), несущий информацию о яркости передаваемой сцены. Информация передается только во время прямого хода Т«ь во время обратных ходов г,,, на выходе преобразователя свет-сигнал потенциал неопределен и зависвт от типа передающих трубок. Во время обратных ходов строчной и кадровой разверток в видеосигнал замешиваются гасящие импульсы, необходимые для запирания электронного луча кинескопа. Исходный сигнал с введенными в него гасящими импульсами называют сигналом яркости [3). Для обеспечения сиифазной работы развертывающих устройств на передаче и приеме используют принудительную синхронизацию (йо одному разу в течение длительностей строки и кадра) специальными импульсами называемыми сигналами синхронизации, вырабатываемыми синхрогенератором и передаваемыми во время передачи гасящих импульсов.
Сигналы синхронизации раэверток располагаются на площадке гасящих импульсов в области чернее черного (рис. !.6.3). Сигнал, состоящий из сигналов яркости и синхронизации, называют аолиым ТВ сигналом (ПТВС). На ри- 33 Оог черной Олг дачей Уро чер 'рочнб!й епархий инпульс Ситро чнэгй синлроиннухйс Рио.