Реферат: Телевидение

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СФЕРЫ БЫТА И УСЛУГ

ИНСТИТУТТЕХНИКИ СЕРВИСА

Б. С. РОЗОВ

Т Е Л Е В И ДЕ Н И Е

Учебное пособиеМосква, 1997

Рецензенты: ВолковЮ.А., д.т.н., зав. кафедрой электроники МИФИ; ПетраковА.В., д.т.н., зав.кафедрой автоматизации почтовых операций Московского технического университетасвязи и информатики (МТУСИ).

Розов Б.С. Телевидение:Учебное пособие, ГАСБУ. М., 1997.

В настоящем учебном пособиидостаточно ярко изложены вопросы теории телевизионных систем. Работапредназначена для студентов, изучающих курс «Телевидение».

Лицензия ЛР № 020362 от14.01.1997 г.

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">ã

Государственная академиясферы быта и услуг, 1997 год.

1. ПРИНЦИПЫТЕЛЕВИДЕНИЯ   

1.1.<span Times New Roman""> 

Поэлементный анализ и синтезоптических изображений

Окружающие нас предметы в той или иной степениотражают световой поток – либо за счет диффузного (в основном), либозеркального отражения. Эта способность отражать илиизлучать (самосветящиеся объекты) светопределяет оптические свойства объекта, а световой поток от предметов и ихдеталей несет зрительную (визуальную) информацию.

Если падающий на объектсветовой поток равен F(l), то отраженный поток Fо(l) зависит от коэффициента отражения r(l), который так и определяется:

<img src="/cache/referats/4888/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"><img src="/cache/referats/4888/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Визуальная информациясодержится в световом потоке, поскольку этот световой поток неоднороден впространстве – и не только за счет разного r(l). Разной является освещенность деталей объекта, хотя весь он можетиметь один и тот же коэффициент r(l), например, гипсовая скульптура. Зрительная информация переноситсясветовой энергией, попадающей к наблюдателю от точек объекта.

Интенсивность и спектральныйсостав потока от каждой такой точки характеризуют яркость (светлоту) и цветточки, а направление потока определяют ее пространственное положение.

Наблюдатель воспринимаетодновременно некоторую часть пространства, ограниченную углом зрения. При этомсуществует наименьшая пространственная деталь, которую он еще различает, но вее геометрических пределах уже не различает яркостные или цветовые различия.Размеры этой детали определяют минимальный угол разрешения <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">d

. Две этих величины – угол зрения и уголразрешения – определяют  счетное (т.е.конечное) множество элементов изображения N, т.е. площадок различнойяркости или цветности.

Элемент изображения – это тачасть изображения, в пределах которой все оптические характеристики (яркость,цветность) принимаются одинаковыми, т.е. они могут меняться только во времени.В принципе элемент изображения может быть и гораздо большим, чем следует изразрешающей способности глаза – это зависит от разрешения аппаратуры, а такжеот желания получить специальные эффекты – например, размывание картинки за счетпоследовательного уменьшения количества элементов в изображении.

Изображение, образованноесовокупностью всех элементов изображения, называется кадром.

Подход, основанный напринципиально ограниченном количестве элементов изображения, давно используетсяв полиграфии. Чем выше должна быть четкость (детальность) воспроизводимогоизображения, тем больше должно быть элементов nна единицу поверхности.

Итак, плоское оптическоеизображение может быть представлено множеством интегральных источников,количество которых достигает N<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">»

5<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×105(полмиллиона). В каждом из таких световых элементов световое полехарактеризуется амплитудой <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a, фазой <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">jуглами плоскостей поляризации. И все это дляпяти аргументов (x, y, z, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l, t):

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a

(x,y,z,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">l,t), <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">j(x,y,z,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">l,t), <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">y1 (x,y,z,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l,t), <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">y2 (x,y,z,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">l,t), <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">y3(x,y,z,<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l,t)

Это и есть наиболее полнаяматематическая модель изображения (М=25). Это означает, что для N элементовдискретного изображения необходимо передавать M<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×

N информационныхсообщений, где М=25. При передаче данных о состоянии каждого элемента понезависимому каналу надо иметь 25 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">× 5 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">× 105 = 1,25 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">× 107каналов. Это практически невозможно.

Полную модель светового поляможно упростить. Для создания оптических изображений используются некогерентныеи неполяризованные источники, поэтому функции <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">j

и<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">y1можно не учитывать. Даже если источники когерентные и поляризованные, то используемыеныне преобразователи свет-сигнал (также как и человеческий глаз) нечувствительнык фазе и плоскости поляризации. С учетом этого, а также учитывая двумерностьизображения, остается модель в виде <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a(x,y,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l,t) –для цветного изображения. Черное изображение имеет разделяющиеся переменные <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a(x,y,<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l,t)=<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">a1(x,y,t)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a2(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l)= L(x,y,t), т.к. преобразовательсвет-сигнал реагирует только на мощность излучения, которая находится путеминтегрирования в пределах видимого диапазона произведения <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">a(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">l)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×S(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">l), где S(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">l)–спектральная чувствительность преобразователя.

Таким образом, каждыйэлемент изображения описывается функцией Li(x,y,t), а изображение в целом –совокупностью таких функций:

<img src="/cache/referats/4888/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027"><img src="/cache/referats/4888/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

Если принять идеюмногоканальной телевизионной системы, т.е. системы, обеспечивающей самостоятельныйканал связи для каждого элемента изображения на передающей и приемной стороне(рис. 1.1), то координаты (x,y)каждого элемента однозначноопределяются каналом связи, поэтому при общем количестве каналов Nпокаждому из них должно передаваться значение яркости (черно-белое изображение).Для цветного изображения необходимо передавать также значение цвета.

Очевидно, что даже такая упрощеннаямногоканальная телевизионная система нереальна.

Реальным телевидение, т.е.передача изображений на расстоянии, стало после появления идеи последовательнойпередачи световых параметров каждого элемента («точки») кадра в определенномпорядке. Такая последовательная передача значений яркости элементов изображенияназывается «разверткой» изображения во времени. На приемной сторонеодновременно с этим происходит процесс «свертки» – в том же порядке производитсяобход всех площадок кадра и каждая из них засвечивается в соответствии стекущим значением сигнала яркости. Если цикл развертка-свертка повторяетсямного раз в секунду, то глаз человека в силу своей инерционности воссоздаетоптическое изображение как сплошное.

Главное преимуществовременной развертки изображения заключается в том, что по одной физическойлинии связи (пара проводов, радиоканал) за счет временного разделенияпередаются значения яркости всех элементов. Адрес элемента, т.е. его координатыx и yобычно пропорциональны времени t,прошедшему от начала цикла развертки, т.е.:

x = k1t,  y = k2t

В этом случае координаты x,yлинейно растут со временем, так что передается только совокупность сигналов Li(t), принадлежащих разным элементам.

Очевидным условием временнойразвертки являются одинаковые моменты начала развертки и ее постоянная скоростьво времени (строго говоря, скорость развертки может быть и не постоянной, норазвертка на передающий и приемной стороне телевизионной системы должна иметьодин и тот же закон изменения во времени).

Структура поля изображения,образованного в процессе развертки, называется телевизионным растром. Другимисловами, растр – это траектория обхода элементов разворачиваемого изображения.

В современных системахтелевизионного вещания принята прогрессивная линейно-строчная и линейнаякадровая развертки, т.е. последовательная передача элементов изображения спостоянной скоростью и одним и тем же направлением строчной и кадровойразверток. В телевизионных системах специального назначения используются идругие виды разверток  (двусторонняя строчная, спиральные и др.).

Строки и кадрысинхронизируются. Точность синхронизации (синхронность) и постоянство скоростиразверток (синфазность) – необходимое (хотя и не достаточное) условиегеометрической точности передаваемого изображения.

При линейно-строчнойразвертке телевизионную систему характеризуют числом строк в кадре zи числомкадров nkв секунду (параметры разложения).

Получение сигналаизображения при последовательной передаче показано на рисунке 1.2.

Видно, что сущностьтелевизионного анализа изображения сводится к тому, что двумерная функцияраспределения яркости (освещенности) преобразуется в одномерную функциювремени:

L(x,y)<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">®

u(t) илиE(x,y)<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">®u(t)

Сигнал u(t)(или i(t)мал, поэтому он усиливается,в него замешиваются другие, служебные сигналы (синхронизации, гашения и др.).Для передачи сигнала используют разные виды модуляции – амплитудная, фазовая идр. Применяют также цифровые методы передачи.

В приемной части системыполный сигнал изображения подвергается демодуляции и усилению, а затемосуществляется синтез изображения. При синтезе электрические сигналыизображения преобразуются в яркость (или и цвет) элементов изображения, так чтоодномерная функция сигнала изображения возвращается к двумерной функции распределенияяркости на экране.

Основная функция синтезаторазаключается в объединении процессов декодирования и электронно-оптическогопреобразования. Обычно для этого используется явление катодолюминесценции –свечение экрана при бомбардировке его сфокусированным электронным пучком.Развертывающим элементом является электронный пучок, интенсивность которогоуправляется сигналом, пропорциональным

Ясно, что синтез изображениявозможен тоже лишь при наличии развертки, которая должна быть синфазной сразверткой передающей части (анализатора). В процессе синтеза надо обеспечитьгеометрическое и светотехническое подобие между оптическим (первичным) ивыходным (репродукцией) изображениями. При этом за основу принимаетсяфизиологическая точность воспроизведения – когда входное и выходное изображенияпри наблюдении в одинаковых условиях различаются мало.

1.2.<span Times New Roman""> 

Пространственные частотыполя изображения

Использование понятия«элемент изображения» означает замену непрерывной функции яркости по координатамx и yдискретной функцией яркости по полю изображения (рис. 1.3).

Для некоторой строки скоординатой yiяркость выражается в виде L<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">¢

(k<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">×<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Dx,yi),которая отличается от истинной яркости L(x,y), поскольку внутри элементаизображения по любой координате L=const=Lcp.

После оптического изображения  может быть разложено в ряды Фурье по обеим координатам.В качестве пространственного периода первой гармоники разложения удобновыбирать геометрические размеры изображения: “b”по оси абсцисс и “h”пооси ординат. Очевидно, что при этом всегда присутствует нулевая составляющаяяркости (или освещенности, что практически, как будет показано в гл.2, одно ито же), а также некоторый набор гармоник первой пространственной частоты.Непосредственный интерес представляет верхняя пространственная частота <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">F

вгр, определяемая как обычночерез минимальный пространственный период (длину волны) <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Lнгр:

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">F

вгр= <img src="/cache/referats/4888/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

Минимальная пространственнаядлина волны  <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">L

нгропределяется, в своюочередь, как период наиболее мелкой пространственной решетки (рис. 1.4).

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">L

нгр = 2<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Dx, так что <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Fвгр= <img src="/cache/referats/4888/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

В направлении xизображение состоит из Nxэлементов:

Nx = <img src="/cache/referats/4888/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

А в направлении y,соответственно

Ny = <img src="/cache/referats/4888/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

Если принять <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">D

x = <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Dy(одинаковое разрешение в горизонтальноми вертикальном направлении), то общее количество элементов изображения Nсоставит:

N = Nx <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">×

Ny= <img src="/cache/referats/4888/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> = <img src="/cache/referats/4888/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1034">

Отсюда: <img src="/cache/referats/4888/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035"><img src="/cache/referats/4888/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1036">

В ряде случаев (требования кзернистости люминофора и т.п.) представляет интерес обратная зависимость:

N = 4bh<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">F2вгр

Пространственная частотаполя изображения и скорость формирования растра (скорость сканирования)определяют, как будет показано позже (гл. 6), требования к полосе частот(временных) аппаратуры телевизионной системы.

1.3. Преобразованиеизображения в электрический сигнал

Для черно-белого телевидениякаждый элемент характеризуется мгновенным значением яркости; поэтому припоэлементной развертке образуется сигнал яркости как функция времени.

Необходимо преобразоватьлучистую энергию в электрический сигнал. Для этого используются фотоэлектрическиепреобразователи – с внешним и внутренним фотоэффектом.

Внешний фотоэффект (А.Г.Столетов, 1890) – появление электронной эмиссии с освещаемой поверхностинекоторых металлов и их окислов. Внутренний фотоэффект – изменение проводимостинекоторых веществ при их освещении.

Пусть в плоскости фотокатода(тонкая полупрозрачная пленка из металла с внешним фотоэффектом) сформированооптическое изображение, так что энергетическое состояние каждого элементафотокатода определено освещенностью Eiи его спектральным составом.Значит, с каждого элемента фотокатода эмиттируют  электроны, плотность которых jвблизиповерхности пропорциональна освещенности:

ji <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">~

Ei,

а поле электронов отображает освещенность элементаизображения. Если теперь полностью отбирать ток электронов, то он тожепропорционален средней освещенности:

i<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">f

i<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">~Ei

Если осуществляетсяпоочередная выборка элементов электронного изображения (временная развертка),то получается сигнал изображения i(t), величина которого в каждыймомент пропорциональна освещенности разворачиваемого элемента изображения.

Каким образом осуществитьразвертку изображения?В качестве примера рассмотриммеханическую систему, позволяющую осуществить последовательное освещение фотокатодас помощью подвижной диафрагмы, равной по площади одному элементу изображения(диск Нипкова).

Диафрагмы в виде прозрачныхотверстий в непрозрачном диске перемещаются в плоскости оптическогоизображения, а фоточувствительный элемент (один!) располагается за диском (рис.1.5).

Отверстия в диске размещеныпо спирали так, чтобы была сплошная развертка (смещены по радиусу на свойдиаметр). Диск Нипкова представляет собой оптический коммутатор. Втелевизионной системе этого типа (в Москве, 1931 г.) было 30 строк (z=30),частота кадров – 12,5 Гц. Частота кадров равна ¼ частоты сети, чтоудобно для синхронизации. Полоса частот была малой, что позволяло передаватьсигнал по радиовещательному каналу.

Второй способ осуществлениявременной развертки изображения – это перемещение электронного изображенияотносительно диафрагмы – ловушки по определенному закону. И в этом случае, каки системе с диском Нипкова, в образовании фототока принимает участие только тачасть света от данного элемента изображения, которая в этот момент развертывается.

Если полный световой потокизображения Fo(отраженный световой поток от объекта), тосредний поток одного элемента составит:

F`o = <img src="/cache/referats/4888/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1037">,

 а средний токэлектрического сигнала i = iср= E F`o = E<img src="/cache/referats/4888/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> ,где Е – чувствительностьпреобразователя <img src="/cache/referats/4888/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1039">.

Если N = kz2, где k– формат кадра (k = <img src="/cache/referats/4888/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1040">),z– число строк кадра, то

i2 = E<img src="/cache/referats/4888/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

 Такие системы называются системами мгновенногодействия. Чувствительность этих систем обратно пропорциональна квадрату числастрок разложения, это их главный недостаток. Количество света (экспозиция) <img src="/cache/referats/4888/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1042">

<img src="/cache/referats/4888/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> = <img src="/cache/referats/4888/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1044"><img src="/cache/referats/4888/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

В силу малости сигнала, представляют интерес способыего увеличения. Известны и используются два таких способа.

1.<span Times New Roman"">     

Если есть возможность, томожно использовать весь имеющийся в наличии световой поток для поочередногоосвещения деталей объекта, соответствующих отдельным элементам изображения. Этотак называемые системы с бегущим лучом – например, при передаче изображений скинопленки, в факсимильной связи. Весь необходимый для работы системы светздесь сосредоточен в одном луче (т.е. <img src="/cache/referats/4888/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1046">  в соответствии с законом развертки изображения.Это тоже система мгновенного действия.

2.<span Times New Roman"">     

При невозможности освещенияобъекта световым бегущим лучом (что обычно и имеет место) используют накоплениесигнала в течение всего кадра и последующего его полного считывания (использования)во время коммутации данного элемента. Из общих соображений ясно, что энергетическиоба способа эквивалентны, хотя система с накоплением более универсальна.

1.4. Обобщенная структурнаясхема телевизионной системы

Телевизионная система (ТВС)– комплекс технических средств, обеспечивающих передачу визуальной информациипутем ее прямого и обратного преобразования через электрические сигналы.

Обобщенные, обязательные длялюбой системы устройства и их функциональная взаимосвязь показаны на рис. 1.6.С помощью объектива формируется плоское оптическое изображение на фотокатодепреобразователя свет-электрический сигнал (ПСС). В ПСС лучистая энергияпреобразуется в электрическую в ходе развертки изображения, так что на выходеПСС получается временной сигнал, называемый исходным сигналом яркости Ec, мгновенные значения которого пропорциональны значениям яркостипередаваемого в данный момент элемента изображения.

Сигнал с выхода  ПСС усиливается, и в него вводятсядополнительные (служебные) импульсные сигналы, предназначенные для запиранияобратного преобразователя сигнал-свет в перерывах между разверткой строк икадров (сигналы гашения). Исходный сигнал вместе с сигналом гашения называетсясигналом яркости.

Для обеспечения синхронностии синфазности используется принудительная синхронизация – 1 раз на периодстроки и 1 раз на период кадра с помощью специальных сигналов синхронизации,подмешиваемых в сигнал во время передачи гасящих импульсов. Строчные и кадровыесинхроимпульсы больше по амплитуде, чем гасящие импульсы, поэтому они выделяютсяиз полного телевизионного сигнала с помощью амплитудных селекторов. Между собойстрочные и кадровые синхроимпульсы различаются по длительности. Сигнал,состоящий из сигналов яркости вместе с синхронизацией, называется полнымтелевизионным сигналом.

Полный ТВ сигнал далеепоступает в канал связи. Это может быть кабельная, радиорелейная, вещательная,волноводная, спутниковая линия связи, удовлетворяющая требованиям неискаженнойпередачи ТВ сигнала. В канале связи сигнал может неоднократно подвергаться различнымпреобразованиям, но на выходе должен восстанавливаться исходный сигнал, которыйи поступает на усилитель-селектор. Усилитель обеспечивает уровень сигнала,необходимый для управления обратным преобразователем сигнал-свет. В селекторевыделяются  синхронизирующие импульсы,которые подаются на управление разверткой ТВ-приемника (синтезатораизображения).

Качество ТВ изображения  определяется параметрами и характеристикамиТВ системы. Воспроизведение мелких деталей и резких границ участков изображения с разной яркостью (контуров изображения)определяется в первую очередь количеством строк разложения, т.е. количествомэлементов изображения. Слитность восприятия импульсных по своей природесигналов яркости и плавность движений определяются количеством кадров в единицувремени. Число воспроизводимых градаций яркости зависит от динамического  диапазона системы. Геометрическое подобиепередаваемого и воспроизводимого изображений зависит от точности синхронизации,а также от дифференциального подобия разверток передающей и приемной сторон ТВсистемы.

Таким образом, выборпараметров системы зависит от качества изображения. С другой стороны, повышениекачества влечет за собой усложнение и удорожание системы. Поскольку вещательнаяТВ система сделана для зрителя, получателя информации, то ее показатели должныбыть компромиссом между приемлемым качеством и приемлемой стоимостью. Ещелучше, если есть выбор из нескольких возможностей, хотя этого в телевидениипока нет (в отличие от радиоприема, где качество звучания и приема в основномзависит от качества приемника, а в эфир «выпускается» сигнал очень высокогокачества).

Для дальнейшего грамотного,осознанного рассмотрения телевизионных систем необходимо обратиться преждевсего к зрительной системе человека.

                 

       а          б           в          г          д  

1

2

3

4

5

t

t

t

t

t

       а          б           в          г          д  

i1

i2

i3

i4

i5

Рис. 1.2  Считанный сигнал во времени при строчно-кадровой развертке

Передающая                     Воспроизводящая

    матрица                                матрица            

каналы связи

Глаз

наблюдателя

объект

объектив

Рис. 1.1 Схема многоканальной одновременной системы поэлементной

передачи изображения

<img src="/cache/referats/4888/image043.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084 _x0000_s1085 _x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1099 _x0000_s1100 _x0000_s1101 _x0000_s1102 _x0000_s1103 _x0000_s1104 _x0000_s1105 _x0000_s1106 _x0000_s1107 _x0000_s1108 _x0000_s1109 _x0000_s1110 _x0000_s1111 _x0000_s1112 _x0000_s1113 _x0000_s1114 _x0000_s1115 _x0000_s1116 _x0000_s1117 _x0000_s1118 _x0000_s1119 _x0000_s1120 _x0000_s1121 _x0000_s1122 _x0000_s1123 _x0000_s1124 _x0000_s1125 _x0000_s1126 _x0000_s1127 _x0000_s1128 _x0000_s1129 _x0000_s1130 _x0000_s1131 _x0000_s1132 _x0000_s1133 _x0000_s1134 _x0000_s1135 _x0000_s1136 _x0000_s1137 _x0000_s1138 _x0000_s1139 _x0000_s1140 _x0000_s1141 _x0000_s1142 _x0000_s1143 _x0000_s1144 _x0000_s1145 _x0000_s1146 _x0000_s1147 _x0000_s1148 _x0000_s1149 _x0000_s1150 _x0000_s1151 _x0000_s1152 _x0000_s1153 _x0000_s1154 _x0000_s1155 _x0000_s1156">

Рис.1.4

Х

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">D

Х

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">D

Х

L`(k<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">D

x,yi)               L(x,yi)

Рис.1.3 Усреднение яркости

по элементам

Х

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">L

= 2<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">Dх

Канал

Связи

Границы сканируемого (и воспроизводимого) изображения — задается рамками

глаз

рамка

Обратный

преобразователь

Диск 2

Диск 1

Одноэлементн.    прееобразов.

рамка

конденсор

Рис 1.5 Телевидение по Нипкову

Преобр. Свет. сигнал

<table cellpadding=«0
еще рефераты
Еще работы по разное