Каким способом осуществляется развертка тв изображения
Опубликовано: 17.04.2024
Передача изображений наблюдаемых объектов в телевидении осуществляется электрическим способом, т.е. оптическое изображение объекта преобразуется в электрический сигнал, передаваемый по каналу связи, который затем в месте приема преобразуется в телевизионное изображение.
Для телевизионной системы, когда изображение непосредственно воспринимается наблюдателем, степень точности воспроизведения изображения рассматриваемого объекта ограничивается физиологическими характеристиками зрения: в первую очередь, разрешающей способностью глаза, его контрастной чувствительностью и инерционностью зрительного восприятия. Поэтому при телевизионной передаче изображение объекта условно разбивается примерно на 500 000 элементарных площадок, называемых элементами изображения. Телевизионная система должна передавать информацию о яркости каждого элемента. При одновременной передаче сигналов яркости всех элементов в телевидении потребовалось бы число каналов, равное числу элементов изображения, что практически невозможно. Поэтому в телевидении используется последовательная передача сигналов яркости элементов изображения, называемая разверткой. В общем случае процесс развертки заключается в периодическом движении развертывающих элементов по передаваемому и воспроизводимому изображениям. Например, в случае использования в телевизионной системе вакуумных (электронно-лучевых) передающей и приемной трубок, например, видикона и кинескопа, развертка осуществляется с помощью электронного луча, перемещаемого в пределах анализируемого или воспроизводимого изображений.
Однако в современных телевизионных системах, как на передающем конце, так и непосредственно в приемниках, все чаще применяются твердотельные матричные устройства. Например, в передающих камерах используются матрицы на основе приборов е зарядовой связью (ПЗС), а в воспроизводящих устройствах - жидкокристаллические панели и плазменные экраны. В этом случае телевизионная развертка обеспечивается формированием специальных напряжений, управляющих работой соответствующих матриц.
Рис. 5.1. Схема образования растра при прогрессивной развертке изображения
Для детального изучения особенностей телевизионной развертки рассмотрим более подробно процесс разложения и синтеза изображений в телевизионных системах с электронно-лучевыми трубками.
Способ перемещения электронных лучей по плоскости изображений может быть любым. Однако для геометрически правильного воспроизведения изображения закон движения электронных лучей при передаче и приеме изображений должен быть строго одинаковым, т.е. необходимо соблюдать синхронность и синфазность разверток.
В телевидении принята линейно-строчная развертка, при которой по всей площади изображения движение развертывающего элемента осуществляется одновременно по двум взаимно перпендикулярным направлениям: по горизонтали - вдоль оси x и по вертикали - по оси y (рис. 5.1). За счет движения электронного луча по горизонтали прочерчиваются параллельные прямые линии, называемые строками. Движение от начала к концу строки образует прямой ход строчной разверни, а возвращение развертывающего элемента от конца предыдущей строки к началу следующей называется обратным ходом, который необходим для подготовки к развертке следующей строки. В результате перемещения по вертикали, создаваемого кадровой (вертикальной) разверткой, все строки располагаются одна под другой и образуют геометрическую фигуру, называемую растром. Если все строки растра прочерчиваются последовательно одна под другой, то такая развертка называется построчной или прогрессивной. При построчной развертке за один период кадровой развертки происходит передача неподвижного изображения, называемого кадром.
Закон движения развертывающего элемента вдоль оси х как функция времени х= f(t) изображается в виде кривой пилообразной формы (рис. 5.2, а).
Рис. 5.2. Временные графики движения развертывающих элементов при прогрессивной развертке: а - для строчной развертки; б - для кадровой развертки
Чтобы строки растра были параллельными и располагались одна под другой, характер движения по вертикали также делается линейным. При этом строки растра оказываются несколько наклоненными по отношению к горизонтальной границе телевизионного изображения, что при большом числе строк разложения практически незаметно. Закон движения развертывающего элемента по вертикали как функция времени у = f(t) аналогичен закону движения по горизонтали и также является пилообразным (рис. 5.2, б). Аналогично строчной, кадровая развертка имеет прямой и обратный ходы.
При применении чересстрочной развертки чередование строк первого и второго полей достигается выбором нечетного числа строк в кадре, благодаря чему второе поле начинается с половины строки и все строки второго поля оказываются соответственно сдвинутыми по вертикали относительно строк первого поля (рис. 5.3).
С математической точки зрения условия формирования чересстрочной развертки обеспечиваются следующими соотношениями:
где m - целое число; fz = zfK - частота строчной развертки; fк - частота смены кадров; fn - номинальная частота полей. В этом случае будет обеспечена жесткая связь частот развертки по строкам и по кадрам.
Рис. 5.3. Структура телевизионного кадра при чересстрочной развертке
Чересстрочная развертка, кратность которой равна 2:1, применяется во всех системах вещательного телевидения для сокращения полосы частот, занимаемой телевизионным сигналом, в два раза.
Для отечественного вещательного телевизионного стандарта частота строчной развертки fz имеет следующее численное значение:
fz = 625 х 25 Гц = 15 625 Гц.
При этом период строчной развертки Tz равен
Tz= 1 /fz= 1/15 625 = 64 х 10 -6 мкс.
Причем Tz= Тz1 + Тz2, где Тz1, Тz2 - длительности соответственно прямого и обратного ходов строчной развертки. Во время обратного хода строчной развертки видеосигнал не передается и изображение не воспроизводится, поэтому это время желательно делать короче. Практически длительность обратного хода составляет 12 мкс. Период кадровой (вертикальной) развертки равен
где Тп1, Тп2 - длительности соответственно прямого и обратного ходов кадровой развертки. Время обратного хода кадровой развертки охватывает 25 периодов строк, которые не участвуют в образовании телевизионного растра, т.е. Тп2 = 25Tz = 64 х 10 -6 х 25 = 1,6 мс. Если учесть, что в телевидении используется чересстрочная развертка, то в течение периода каждого кадра осуществляются два обратных хода по вертикали. Поэтому из номинального числа строк в одном кадре (z = 625) 50 строк не воспроизводятся на изображении, так как они приходятся на интервалы обратных ходов по вертикали.
Практика наблюдения телевизионных изображений показала, что разрешение мелких деталей по вертикали из-за дискретности растра несколько снижается. Потери вертикальной четкости при построчном разложении учитываются коэффициентом Келла (Ккел ≈ 0,75. 0,85). Телевизионное изображение при чересстрочной развертке по качеству (с точки зрения вертикальной четкости) уступает изображению с построчной разверткой. В частности, это обусловлено временными характеристиками зрительной системы человека. Временное интегрирование яркости светящихся точек экрана кинескопа на периоде поля из-за быстрого затухания свечения люминофора не дает желаемого эффекта. Вследствие этого при наблюдении чересстрочного телевизионного растра зритель воспринимает межстрочные мерцания яркости с частотой кадров, дрейф строк и частично замечает строчную структуру изображения. Экспериментально установлено, что при переходе от стандарта с прогрессивной разверткой, с частотой кадров fк = 50 Гц и удвоенной частотой строк (2fz = 31 250 Гц) к стандарту с чересстрочной разверткой, с частотой кадров 25 Гц и вдвое меньшей частотой строк (fz = 15 625 Гц), коэффициент потери четкости Кпч ≈ 0,63. При частоте смены полей 90 Гц потерь четкости уже нет и Кпч ≈ 1. Используя принципы линейной интерполяции, вычислим коэффициент потери вертикальной четкости из-за чересстрочной развертки при частоте полей 75 Гц. Из расчета следует, что Кпч ≈ 0,85 [6]. Таким образом, при чересстрочной развертке с fк = 25 Гц (число воспроизводимых в секунду полей 50) для достижения качества телевизионного изображения, соответствующего построчному разложению с теми же параметрами, число строк развертки z должно быть увеличено примерно в 1,6 раза. Данное соотношение практически справедливо при изменении яркости телевизионного изображения от 50 до 250 кд/м 2 . Поэтому, с учетом потерь вертикальной четкости из-за дискретности растра, за счет чересстрочной развертки число строк разложения в перспективных телевизионных системах должно определяться в соответствии с выражением [7]:
При fn = 50 Гц преобразование чересстрочного стандарта разложения телевизионного растра в построчный позволяет уменьшить число строк в растре примерно в 1,6 раза при той же самой визуально воспринимаемой вертикальной четкости. Поэтому при разработке новых телевизионных систем иногда ставится вопрос об использовании только построчного разложения.
Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 2100 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
2014-02-24
4481
Разверткой изображения называется процесс поочередной передачи во времени информации о яркости и цвете элементов разложения изображения. Развертка осуществляется с помощью развертывающего элемента (РЭ). РЭ может быть электронный луч, лазерный луч, отверстие в диафрагме и т.п. При перемещении РЭ относительно элементов разложения изображения на выходе преобразователя свет-сигнал формируется электрический сигнал. Мгновенное значение сигнала пропорционально яркости элемента изображения, на который в данный момент времени направлен развертывающий элемент.
Рис. 1.4. К определению элементов разложения
В приемнике ТВ-системы осуществляется поочередное воспроизведение информации о яркости и цвете элементов передаваемого изображения на экране преобразователя сигнал-свет. На вход преобразователя подается электрический сигнал, а на экран преобразователя этот сигнал с помощью развертывающего элемента преобразуется в световое изображение.
Тип разверток на приемной и передающей сторонах ТВ-системы должен
быть одинаков, развертки должны быть синхронными и синфазными (т. е. необходимо выполнить равенство частот разверток и времени их начала на приемной и передающей сторонах).
Развертка может осуществляться по различным законам. В технике используют: спиральную развертку, радиальную, линейно-строчную и другие типы разверток (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Траектории движения развертывающего элемента при различных типах развертки:
а – спиральная; б – радиальная; в – линейно-строчная
При спиральной развертке траектория движения РЭ представляет собой спираль (рис. 1.5, а). Как только РЭ достигает края экрана, он быстро возвращается в его центр и процесс повторяется вновь. При радиальной развертке РЭ передвигается от центра экрана по радиусу, который вращается с малой угловой скоростью (рис. 1.5, б), По достижению края экрана РЭ быстро сдвигается в центр.
При линейно-строчной развертке развертывающий элемент перемещается от одного края экрана (например, левого) к другому с постоянной горизонтальной скоростью и одновременно с этим смещается сверху вниз с гораздо меньшей вертикальной постоянной скоростью. Такое перемещение называется прямым ходом строчной развертки. Достигнув правого края экрана, развертывающий элемент быстро возвращается к левому краю (обратный ход строчной развертки). С нижнего края экрана, РЭ возвращается на верхний край (обратный ход кадровой развертки) (рис. 1.5, в).
В телевидении наибольшее распространение получили линейно-строчная развертка. При такой развертке след, образуемый на поверхности экрана электронно-оптического преобразователя при перемещении РЭ от левого края экрана к правому, называется строкой.
Совокупность видимых сток на экране называется растром.
Полный цикл обхода всего экрана РЭ называется кадром.
Время, за которое РЭ совершает обход всего экрана и возвращается в ис-ходное положение, называется периодом кадровой развертки.
Время, за которое РЭ проходит строку и возвращается к левому краю эк-
рана, называется периодом строчной развертки.
Время, затрачиваемое на прямой ход развертки по строке, называется длительностью активной части строки.
Параметры развертки. К параметрам линейно-строчной развертки относят: формат кадра, число строк, частоту кадра, частоту строк.
Формат кадра k – отношение, горизонтального размера растра (в) к вер-
тикальному (h), k = в/h (рис. 1.4). Размеры растра должны соответствовать углу ясного зрения, поэтому
Число строк (z) ТВ-изображения. При качественном ТВ-изображении
каждая строка должна передавать один элемент развертки изображения по вертикали (рис. 1.4), т. е. z = N В . Стандартом ТВ-вещания в России выбрано z = 625.
Частота кадров F к . Этот параметр развертки зависит от ее вида. Линей-
но-строчные развертки бывают двух видов: построчная и чересстрочная.
Построчная развертка. Развертка, при которой все строки растра просматриваются последовательно одна за другой, начиная с первой строки, называется построчной. Частота кадров при такой развертке выбирается исходя из условия отсутствия мерцания яркости изображения, т.е. F к > fкр. Стандартом принято F к = 50 Гц.
Выбор такой частоты кадров приводит к следующим особенностям построчной развертки. Во-первых, возникает избыточность количества кадров при воспроизведении изображения движущихся объектов. Дело в том, что в силу инерционности зрения эффект плавного перемещения предмета в пространстве может быть достигнут, если передавать 16…24 отдельных его мгновенных положений (фаз) в одну секунду. Каждая фаза может быть передана одним кадром. Следовательно, для воспроизведения движения объектов достаточно передавать 24 кадра в секунду. Во-вторых, для передачи сигнала изображения требуется сравнительно большая полоса частоты. Забегая вперед, скажем, что полоса частот, требуемая для передачи сигнала изображения ΔF. может быть оценена из выражения
где τ э – время развертки одного элемента изображения; Р – коэффициент Кэлла, равный 0,75.
где Т к – время развертки одного кадра; N – общее количество элементов изображения. (Временами обратного хода по кадру и строкам в первом приближении пренебрегаем.)
Учитывая предыдущие выражения, а также то, что Т к = 1/50 с, имеем
Уменьшить полосу частот, отводимую для передачи сигнала изображения и устранить избыточность числа кадров удается путем применения чересстрочной развертки, широко применяемой в вещательном ТВ.
Чересстрочная развертка. Сущность этой развертки заключается в том,
что полный кадр передается и воспроизводится в два этапа (поля). В первом поле развертывают нечетные строки растра, во втором – четные (рис. 1.6). Таким образом, число строк в каждом поле оказывается в два раза меньше по сравнению с числом строк в кадре. Поскольку общее количество строк в кадре принято z = 625, то в каждом поле число строк оказывается равным 312,5. Время развертки каждого поля делают равным Тп = 1/50 с. Поэтому полный цикл обхода всего экрана (период кадра) составит Т к = 2⋅Тп = 1/25 с, тем самым устраняется избыточность кадров при воспроизведении движения объектов.
Рис. 1.6. Траектория движения луча при чересстрочной развертке: (– – –) – первое поле; (–⋅–⋅–) – второе поле; 1, 2, 3, 4 … – номера строк растра на экране (обратный ход по строкам на рисунке не показан)
С другой стороны, поскольку за время Тп = 1/50 с РЭ при чересстрочной
развертке пробегает вдвое меньше число строк, чем при построчной развертке, время развертывания одного элемента изображения оказывается вдвое большим. Тогда, полоса частот, требуемая для передачи изображения, уменьшается в два раза по сравнению с построчной разверткой. Для отечественного стандарта ТВ-вещания принята ΔF = 6 МГц.
Частота строк. Период строки при чересстрочной развертке может быть
вычислен по выражению
где Тп = 2⋅10 -2 с – период повторения полей; nп = 312,5 – число строк в одном поле.
Тогда частота строк при чересстрочной развертке составит
Строчная развертка.
Кадровая развертка.
РАЗВЕРТКА ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ.
Развертка изображения осуществляется путем отклонения электронного луча по определенному закону. В современных кинескопах из-за большого размера используется электромагнитная система отклонения –катушками индуктивности. Эквивалентная схема такой системы имеет вид:
Рис.11.1. Формирование отклоняющего тока в отклоняющих катушках.
Влияние емкости катушек Ск на работу строчной и кадровой разверток различно. Поскольку кадровая развертка работает на низкой частоте 50 Гц, то Скможно не учитывать, а на частоте строк она оказывает большое влияние на форму и размах отклоняющего тока и напряжения.
Если не учитывать влияние емкости, то управляющее напряжение, которое нужно подавать на катушки опишется выражением:
Для получения пилообразного токав отклоняющих катушках на них необходимо подавать пилообразную и импульсную составляющие.
При rк>>wLк, приложенное напряжение должно иметь пилообразную форму
Рис. 11.2.Схема генератора СР черно-белого телевизора
Для обеспечения высокой помехоустойчивости строчной синхронизации все задающие генераторы строчной развертки имеют инерционную систему синхронизации на основе ФАПЧ.
Выходной каскад такого генератора выполнен на транзисторе VT2 и обратно включеннымдиоде VD1, который часто называют демпферным диодом (гасителем колебаний). Диод VD1выполняет 2 функции:
1. Обеспечивает обратную проводимость VT2, находящегося в насыщении под действием ЭДС переполюсованной катушки во время первой половины обратного хода.
2. Устраняет необходимость точного выбора времени открытия ключа- транзистора, поскольку ЭДС переполюсованной катушки в начале прямого хода автоматически включает диод в прямом направлении и начинается формирование пилообразного тока в его отрицательной полуволне. При этом время включения транзистора может быть отодвинуто вплоть до середины прямого хода.
Питание на выходной каскад поступает через первичную обмотку трансформатора выходного строчного (ТВС), выполняющую функцию разделительного дросселя, а вторичные обмотки используются для получения высоких напряжений для цепей питания кинескопа(накала- 6.3В, ускоряющего – 0.5…1кВ и фокусирующего электродов 4.7…5.5кВ). Для этой цели служат выпрямители во вторичных обмотках, в которых трансформированные импульсы обратного хода выпрямляются в соответствующей полярности и фильтруются конденсаторами для снижения пульсаций. Способ получения высоких напряжений с блока строчной развертки наиболее эффективен, поскольку задача трансформации и фильтрации напряжений на частотах 15625 Гц решается значительно проще, чем на 50 Гц.
Постоянное напряжение для питания 2 анода кинескопа (12-30 кВ) в современных телевизорах получают при помощи диодно-ёмкостного многоступенчатого умножителя, поскольку при токах луча 200…300 мкА габариты умножителя малы, а снижение напряжения высоковольтной обмотки ТВС до 5…8 кВ обеспечивает высокую электрическую прочность и надежность всей цепи питания анодного питания.
Для уменьшения искажений изображения из-за нелинейности отклоняющего тока служит регулятор линейности строк (РЛС),состоящий из намотанной на ферритовом сердечнике катушки находящемся в поле постоянного магнита. При определенной величине и направлении отклоняющего тока, его магнитное поле либо компенсирует поле постоянного магнита, либо складывается с ним, что меняет степень насыщения феррита и индуктивность катушки либо резко возрастает, либо становится очень малой. Таким образом, меняя ориентацию постоянного магнита относительно катушки, можно изменять положение регулируемой области на экране, обеспечивая одинаковую скорость перемещения луча по горизонтали.
Для предотвращения протекания постоянного тока через отклоняющие катушки и коррекции подушкообразных искажений при больших углах отклонения луча на плоском экране используется разделительный конденсатор Cs,который с индуктивностью отклоняющих катушек Ls образует последовательный колебательный контур, в котором ток собственных синусоидальных колебаний складывается с пилообразным током отклонения и при правильной настройке колебательной системы отклоняющий ток получает на прямом ходе S-образную форму, которая устраняет подушкообразные искажения.
В выходных каскадах СР современных телевизоров часто применяют настройку резонансной системы ТВС на 3 или 5-ю гармонику импульсов обратного хода, что позволяет получить более высокие значения на вторичных обмотках ТВС при меньшем количестве витков в обмотках. Для этого к первичной обмотки Тр2 подключается встречно включенная компенсационная обмотка нагруженная на регулируемый дроссель L1.
Для управления выходным каскадом требуются довольно мощные импульсы базового тока 0.5…0.7 А, поэтому каскад предварительного усиления на VT1 часто делают с согласующим трансформатором Тр1,имеющим коэффициент трансформации 4…5 и обеспечивающим при заданных токах напряжение на выходе каскада не менее 4…5.В.
Для ускорения срабатывания выходного транзистора применяется ускорительная RC цепочка R4,C2.
В современных телевизорах задающие генераторы выполняются на ИМС типа 174АФ1, 174АГ1, 174ХА11 в которых, как правило, производятся 2 автоматические регулировки со своими фазовыми детекторами (ФД):
1. Частоты «R2» при помощи отдельного ФД, сравнивающего частоты ЗГ и ССИ.
2. Фазы импульсов «R1» при помощи другого ФД, сравнивающего фазы импульсов обратного хода выходного каскада с импульсами ЗГ, что обеспечивает управление цветовой синхронизации в многостандартных цветных телевизорах.
Кроме того, в цветных телевизорах для коррекции подушкообразных искажений используются более сложные устройства:
1. В дельта - кинескопах применялся специальный трансформатор- трансдуктор,в котором строчная пила модулировалась кадровой, а кадровая пила- строчной.
2. В компланарных кинескопах обычно применяю широтно-импульсный модулятор.
КАДРОВАЯ РАЗВЕРТКА
Поскольку кадровая развертка работает на значительно более низкой частоте чем строчная (50 Гц), то построение их генераторов существенно отличаются от строчных. На прямом ходу развертки реактивной составляющей кадровой катушки можно пренебречь, при этом выходной каскад работает как усилитель на активную нагрузку. При этом отклоняющие катушки подается напряжение пилообразной формы, а S-коррекция пилообразного напряжения достигается за счет простейших нелинейных цепей, или применением частотно-зависимых отрицательных обратных связей. Однако во время обратного хода присутствие относительно большой индуктивности должно быть учтено, причем, чем меньшее время обратного хода требуется, тем больше необходимо напряжение питания, т.е. тем меньше К.П.Д. каскада. На рис.11.3 представлена обобщенная схема выходного каскада кадровой развертки.
Рис.11.3. Обобщенная схема выходного каскада кадровой развертки
В современных телевизорах выходной каскад выполняется по двухтактной без трансформаторной схеме, работающих в режиме «В» или близком к нему «АВ»,однако относительно короткое время обратного хода приводит к не симметрии загрузки транзисторов. Как видно из рис.10.3(б) транзистор VT2, открытый во время обратного хода развертки рассеивает значительно большую мощность, чем нижний, через который происходит разряд конденсатора С2 во время второй половины прямого хода. Эта несимметрия загрузки транзисторов тем больше, чем больше постоянная времени катушек τ=Lк/Rк,т.е. чем больше импульсная составляющая UL на катушках. Для борьбы с этим используют специальные методы повышения КПД например, удвоение напряжения питания на время обратного хода развертки за счет накопительного конденсатора С1.Для работы вольтодобавки необходимо чтобы во время прямого хода транзистор VT4 закрыт и тогда происходит заряд C1 через диод VD2 по напряжения питания, а во время формирования обратного хода VT4 должен быть полностью открыт. При этом к верхнему концу резистору R2, а следовательно к правой обкладке C1 также будет приложено напряжение питания. Таким образом, во время обратного хода коллектору VT2 будет проложено удвоенное питающее напряжение складывающееся из напряжения конденсатора C1 и напряжения питания с R2. Данная схема позволяет снизить питающее напряжение выходного каскада во время прямого хода, что повышает КПД каскада.
ТВ система представляет собой совокупность оптических, электронных и радиотехнических устройств, используемых для передачи на расстояние движущихся изображений.
Передача изображений осуществляется электрическим способом, т.е. оптическое изображение в начале передачи преобразуется в электрический сигнал, передаваемый по каналу связи, который затем в месте приема вновь преобразуется в оптическое изображение.
Для ТВ системы, когда изображение воспринимается наблюдателем, степень точности воспроизведения изображения ограничивается физиологическими характеристиками зрения: разрешающей способностью глаза, его контрастной чувствительностью и инерционностью зрительного восприятия. Поэтому при передаче изображение условно разбивается примерно на 500 000 элементарных площадок, называемых элементами изображения. ТВ система должна передавать информацию о яркости каждого элемента. При одновременной передаче сигналов яркости всех элементов в ТВ потребовалось бы число каналов, равное числу элементов изображения, что практически невозможно. Поэтому в ТВ используется последовательная передача сигналов яркости элементов изображения, называемая разверткой. Процесс развертки заключается в периодическом движении развертывающих элементов по передаваемому и воспроизводимому изображениям. В настоящее время для развертки используется электронный луч передающей и приемной ТВ трубок. Способ перемещения электронных лучей по плоскости изображений может быть любым. Однако для правильного воспроизведения изображения закон движения электронных лучей при передаче и приеме изображений должен быть строго одинаковым, т.е. необходимо соблюдать. синхронность и синфазность разверток
В ТВ принята линейно-строчная развертка, при которой по всей площади изображения движение развертывающего элемента осуществляется по двум взаимно перпендикулярным направлениям: по горизонтали – вдоль оси x и по вертикали по – оси y. За счет движения электронного луча по горизонтали прочерчиваются параллельные прямые линии, называемые строками. Движение от начала к концу строки образует прямой ход развертки, а возвращение развертывающего элемента от конца предыдущей строки к началу следующей называется обратным ходом, который необходим для подготовки к развертке следующей строки. В результате перемещения по вертикали, создаваемого кадровой разверткой, все строки располагаются одна под другой и образуют геометрическую фигуру, называемую растром.
Если все строки растра прочерчиваются последовательно одна под другой, то такая развертка называется прогрессивной. При прогрессивной развертке за один период кадровой развертки происходит передача неподвиж-
ного изображения, называемого кадром.
Закон движения развертывающего элемента вдоль оси х как функция времени x = f(t) изображается в виде кривой пилообразной формы (рис. 11.5, а). Чтобы строчки растра были параллельными и располагались одна под другой, характер движения по вертикали также делается линейным. При этом строчки растра оказываются несколько наклоненными по отношению к горизонтальной границе ТВ изображения, что при большом числе строк разложения практически незаметно. Закон движения развертывающего элемента по вертикали как функция времени y = f(t) аналогичен закону движения по горизонтали и также является пилообразным (см. рис. 11.5, б). Аналогично строчной кадровая развертка имеет прямой и обратный ходы.
Число строк разложения определяется разрешающей способностью глаза и оптимальным углом рассматривания ТВ изображения. Чтобы строчная структура изображения не была заметной, отечественным ТВ стандартом принято число строк z, равное 625, при условии, что наблюдатель находится на расстоянии 5h (пяти высот ТВ экрана). В этом случае зритель будет воспринимать ТВ изображение в вертикальной плоскости под оптимальным углом 15°. Выбранное число строк характеризует четкость ТВ изображения в вертикальном направлении, т.е. способность воспроизводить мелкие детали по вертикали.
В перспективных системах телевидения для обеспечения максимальной комфортности зрителей предлагается рассматривать ТВ изображение с расстояния 3h, т.е. под углом 20° в вертикальной плоскости. Для слияния строчной структуры ТВ изображений и повышения вертикальной четкости при таком расстоянии рассматривания требуется увеличение числа строк разложения в каждом кадре практически в 2 раза. Системы с увеличенным числом строк разложения получили название ТВ систем высокой четкости (ТВЧ).
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные принципы построения спутниковых систем связи.
2. Приведите структурную схему спутниковой системы передачи, поясните назначение элементов схемы.
3. Какие сообщения передаются по спутниковым линиям связи?
4. Какие основные службы радиосвязи организуются в спутниковых системах?
5. Каковы преимущества беспроводных сетей по сравнению с проводными?
6. Перечислите основные виды систем подвижной радиосвязи.Что дает использование сотовой структуры в сетях подвижной радиосвязи?
7. Какова основная особенность транкинговых систем мобильной связи?
8. Каковы основные преимущества транкинговых систем по сравнению с сотовыми?
9. Перечислите основные характеристики зрительного анализатора.
10. Каким способом осуществляется развертка ТВ изображения?
11. Из каких условий определяется число строк разложения ТВ изображения?
12. Чему равняется частота смены кадров в ТВ системе?
13. Какими способами ТВ программы доводятся до телезрителей?
14. В каких диапазонах радиоволн ведется ТВ вещание?
15. Как обеспечивается совместная работа большого количества ТВ станций?
16. С какой целью осуществляется смещение несущих частот передающих ТВ радиостанций?
Покупателям при выборе телевизора рекомендуют обращать внимание на технические спецификации моделей. В описании нередко можно встретить термин «прогрессивная развертка», не совсем понятный рядовому пользователю. Что такое развертка телевизора, какой она бывает, и что лучше выбрать — расскажем далее.
Виды развертки
Технологию, по которой ТВ-сигнал переносится на экран телевизора, принято называть разверткой. Это похоже на написание текста: изображение вырисовывается строчками, путем перемещения электронного луча по горизонтали слева направо, спускаясь сверху вниз. В зависимости от метода формирования картинки на экране различают чересстрочную и прогрессивную разновидности развертки.
Чересстрочная
Чересстрочный метод разворачивания изображения был придуман в то время, когда возможности техники не позволяли за короткий временной промежуток сформировать весь кадр построчно. Технология строится на последовательном выводе изображения на экран двумя «полукадрами»: нечетных и четных строк пикселей.
Главный минус технологии — низкое качество изображения, создающее дискомфорт при просмотре. У современных ТВ-панелей этот тип строчной развертки применяется на моделях бюджетного класса в сочетании с функцией деинтерлейсинг, посредством которой имитируется полнота видеоряда. Качество формирования картинки зависит от мощности деинтерлейсинг-системы, но какова бы та не была, подвижные сцены при воспроизведении размываются в 80% случаев.
Прогрессивная или построчная
Прогрессивная развертка в телевизоре стала применяться гораздо позже, когда появилась техническая возможность разворачивать кадр целиком: все четные и нечетные линии последовательно друг за другом.
Считается, что эта технология воспроизводит изображение реалистичнее, что создает атмосферу комфорта при просмотре. Отсюда и название кадровой развертки — прогрессивная. Обозначается числовом выражением, соответствующим количеству строк с буквой «p» рядом (от английского слова progress): 1080p, например.
Преимущества прогрессивной развертки
Усовершенствованная схема формирования изображения стала возможна благодаря техническому развитию. У построчной технологии в сравнении с предыдущим вариантом есть ряд весомых преимуществ.
- Исключены визуальные искажения динамической картинки: кадр без размытий.
- Возможно масштабирование до максимально допустимого разрешения матрицы экрана.
- Изображение воспроизводится максимально четким.
- Обеспечивается максимально реалистичная картинка, не требуется сглаживание.
- Изображение не утомляет глаза при просмотре видео и передач.
Что такое стандарт разложения
Стандарт разложения (иначе формат развертки) характеризует уровень качества ТВ-сигнала/видеозаписи. Термин определяет количество строк изображения, метод разворачивания и частоту смены кадров. Так, для кинескопных телевизоров существовало два основных стандарта: 625 строчек с частотой 50 Гц и 525 строк/60 Гц. Сегодня эти цифры неактуальны, и большинство ЖК телевизоров поддерживают прогрессивную развертку с количеством строчек 720/1080 или чересстрочную на 1080 строк. Кроме того, современные стандарты включают в себя также разрешение экрана, соотношение его сторон.
Современное телевидение продолжает развиваться. В прошлое уходят стандарты телевещания аналоговых форматов NTSC/PAL/SECAM. Развивается пришедшее на смену цифровое вещание и телевидение высокой четкости, появились и продолжаются появляться новые стандарты качества трансляций и видезаписей: SD, HD, FullHD, HDR и другие.
Производители ТВ-панелей работают над улучшением воспроизведения изображений различных форматов развертки. Топовые телевизоры Самунг, LG, Филипс и некоторых других марок поддерживают стандарты разложения видео сверхвысокого формата четкости 4K: 2160p. На подходе техника стандарта 4320p.
Читайте также: