Воротников С.А. - Информационные устройства робототехнических систем (960722), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Цветовой охват устройства ~телекамеры, монитора, сканера, принтера, фотопленки и т. д.) характеризует его способность к отображению цветовой гаммы всего цветового диапазона. Для любого устройства он находится внутри пространства МКО. Самый больпюй цветовой охват имеет фотопленка.
При передаче цветных изображений в большинстве СТЗ применяются устройства аддитивного цветового синтеза, основанные на модели КОЗ. К ним относятся и телекамеры, и мониторы. Сигнал яркости У передается непосредственно, а информация о цвете кодируется двухкомпонентным вектором цветпости. В этой модели, получившей название ЪЧ5У, к уже известной формуле расчета яркости У добавляются еще две, определяющие проекции У и Ъ'вектора цветности: У= — У, Р= — У. Длина вектора цветности находится через амплитуды его проекций У и У; она кодирует насыщенность цвета.
Фазовый сдвиг между проекциями описывает цветовой тон. В телевизионной технике эти векторы обычно нормируют и круг превращается в эллипс: ~~ = Ж вЂ” 1' )/1,44; Ъ' = 1 — У )/2,03 На основе 'ЛЛ~ построены и другие известные модели. Примером может служить система цифрового цветного телевидения УСЬСг, в которой цвето:; разностные сигналы О и СЪ строятся из Р- У и  — У соответственно. Рассмотрим формирование сигнала цветности в телекамере.
Обычно три развертывающих луча формируют первичные сигналы Ер, Е~, Е8 изображения, соответствующие красной, зеленой и синей составляющим цвета объекта. Первичные сигналы широкополосные, однако ни один из них не несет яркостной информации об объекте. Поэтому в системе цветного телевиде:::: ния из трех первичных сигналов формируется четвертый — сигнал яркости Еу, для чего первичные сигналы сначала балансируются, а затем матрицируются, Сущность данной процедуры„учитывающей спектральную чувствительность глаза, согласно уже известной зависимости описывается так: Еу = 0,59 8~ + 0,30 Ер + 0,11 1л, где Й~ = Е~ = 8д.
Сигнал яркости передается ;::::,. непрерывно на каждой строке развертки во всей полосе частот видеосигнала, равной 6 МГц, и позволяет воспроизводить черно-белое изображение на '.':;::: экранах черно-белых и цветных приемников. Наличие сигнала яркости Еу освобождает от необходимости передачи !,'::::: всех трех псрвичных сигналов изображения. Обычно передаются два из них ~:;,::::,: — Ер и Гд, а третий восстанавливается согласно выражению е 8~ = ~8 у — 0,30 8р — 0,11 88)Ю,59.
Важной особенностью зрения человека является зависимость простран:;::-;:: ственной разрешающей способности глаза от длины волны (она понижсна в области красных и синих цветов). Следствием этого является меньшая чувствительность глаза к пространственным изменениям оттенков цвета, чем к изменению яркости, что позволяет передавать цветовую информацию с меньшим разрешением, Таким образом, трсхкомпонеитная система цветового зрения распространяется только на относительно крупные объекты.
Цвет объектов средних размеров является смесью двух цветов — оранжевого и голубого, а мелкие и вовсе различаются только по яркости, т. е, кажутся черно-белыми. Указанные обстоятельства позволяют сократить полосу частот сигнала цветности до 1...1,5. МГц. Полная информация о яркости объекта содержится в сигнале Е~, поэтому из сигналов Ер и 88 ее можно исключить и передать эти компоненты в виде нввторазностных сигналов Ея 1 и Йв у. При таком подходе достигается двойной выигрыш. Во-первых, обеспечивается достоверность воспроизведения цветов, так как в реальных объектах значительную часть составляют неокрашенные и слабоокрашенные участки. Во-вторых, уменьшается амплитуда передаваемых сигналов, что увеличивает энергетическую эффективность передачи.
Исходные А, б и 8 сигналы с телекамеры преобразуются в сигнал яркости 8у и два цветоразностных сигнала 8ц = Ея — г и Йр = = Е 8-у. Следовательно, цветное изображенис представляет собой композицию трех сигналов 8у, 8ц, 8~ и служебных импульсов. Такой видеосигнал получил название комиозитного. При приеме в цветном кинескопе осуществляется обратный процесс восстановления (декодирования) сигналов: гг = 8у+ йы или гл = Еу+ 8 г-г; 88 = Еу+ ЕБ или 88 = гу+ йв-Г; Е~ = 8у — 0,509Ец — 0,1948~; или 8~ = Е у — 0,509 Е л г — 0,194 Е 8 -г В настоящее время в эксплуатации находятся три совместимые системы цветного телевидения: американская МТЕРС (1Чайопа1 Те1еизюп Буз1егп Со1ог) — первая система цветного телевидения, созданная в 1953 г.; германская РА1.
(РЬаве А11сгпайоп 11пе) — разработана фирмой Те1е6пйеп в 1963 г.; французская БЕСАМ (Беццспйе1 сои1сиг а тето1ге) — предложена А. Франсом в 1954 г, В каждой из этих систем используются сигнал яркости и два цвсторазно„ "!"'ф' стных сигнала. Сигнал яркости частотно уплотняется цветоразностными сигналами, причем спектры цветности переносятся на несущую частоту цветности в области высокочастотной части спектра. Несущую частоту цветности в отличие от несущей яркости называют ноднесущей, Методы кодирования и передачи сигналов цветности в этих системах существенно различаются.
Технические характеристики систем цветного телевидения приведены ниже: 260 6.2. Основы формироваггггя и передачи изображения 1'гТБС РЛЬ БЕСЛМ бо 50 50 15374 15625 15625 525 625 625 480 576 576 Тип системы... Частота развертки поля, Гц,......,..., ....., .. Частота строчной развертки, к1 ц ...,....... „ Число строк в кадре......,.....,............... Число видимых (активных) строк в кадре... Тип модуляции нолцесушсй частоты лм лм чм 4,2 5; 5,5; б 5; 5,5, б 3„60 4,43 4,41; 4,25 цвсторазностных сигналов............
Полоса частот вилеосипгала, М!'ц..., Полнссушая частота цветоразностных сигналов, МГц,...,.....,..., . Полная ширина спектра видеосигнала„м! гг........,,...........,... Система ИТКС принята для вещания в США, Канаде, большинстве стран Центральной и Южной Америки, Японии, Южной Корее и '1'айване, Именно при ее создании были выработаны основные принципы передачи цвета в телевидении. В 1хГ!'ЗС каждая телевизионная строка содержит сигнал яркости с у и два сигнала цветности 8у = 0,737ЕЬг — 0,268Ег и Ед.= 0,478Еу + 0„4138у. Здесь переход от цветового кодирования У, 1' к 1, Д обусловлен необходимостью сужения полос цвсторазностных сип!алов до ~ 0,5 МГц (в ЬГ1БС используется самая узкая полоса частот видеосигнала).
Цветоразиостныс сигналы передаются путем АМ поднесущих на одной и той же частоте, ио с фазовым сдвигом на 90 . Последнее обстоятельство является принципиально важным для разделения сигналов при приеме. Однако из-за неизбежных нелинейных искажений в канале передачи иоднесущие частоты оказываются промодулированными сигналом яркости как ио амплитуде, так и по фазе. В результате в зависимости от яркости участков изображения изменяется их цветовой тон. Например, человеческие лица иа изображении окрашиваются в красноватый цвет в затемненных и в зеленоватый на освещенных участках.
Это и является основным недостатком системы 1ЧТБС. В системе РА1 используется аналогичная АМ цвсторазностных сигналов Ец и с у с фазовым сдвигом иа 90, но через строку дополнительно меняегся знак амплитуды сигнала 8ц. В результате при восстановлении в декодере цветовые составляющие надежно разделяготся сложением (вычитанием) сигналов цветиости последовательных телевизионных строк. Усреднение сигналов цветности двух строк обеспечивает также повышение о.пюшения сигггал/шум, но приводит к сиижешио вертикальной четкости в два раза.
Система РА1. принята н большинстве стран Западной Европы, Африки и Азии, включая Китай, Австралию и Новую Зеландию. Система БЕСАМ первоначально была предложена во Франции еще в 1954 г., но регулярное телевещание после длительных доработок было начато '!':,'=,- только в 1967 г. одновременна во Франции и в СССР, В настоящее время она принята также в Восточной Европе, Монако, Лгоксембурге, Иране, Ираке и некоторых других странах. Основная особенность системы — поочерсдная «!,:«' (через строку), передача цветоразностиых сигналов (8р у = 1,98у, 8 8 у = 261 6. Сггстелгы техиггческого зрения = 1,58р) с дальнейшим восстановлением в декодере.
При этом в отличие от РА1. и МТБС используется ЧМ поднесущих частот. В результате цветовой тон и насыщенность не зависят от освещенности, но на резких переходах яркости возникают цветовые окантовки. Обычно после ярких участков изображения окантовка имеет синий цвет, а после темных — желтый, Кроме того, как и в системе РА1., цветовая четкость по вертикали снижена вдвое. Во всех рассмотренных системах к цветному изображению добавляется сигнал звукового сопровождения, образуя так называемый низкочастотный телевизионный сигнал (рис. 6.9). Этот сигнал передается через эфир путем модуляции несущей частоты одного из пяти допустимых частотных диапазонов. При этом в рамках одной системы существуют различия, связанные с конкретной шириной спектра видеосигнала и его разнесением со спектром звукового сигнала, полярностью используемой в канале изображения АМ и типом применяемой в канале звукового сопровождения модуляции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
