Навигация
Четкость телевизионного изображения и ширина спектра телевизионного сигнала
28545
знаков
4
таблицы
18
изображений
4. Четкость телевизионного изображения и ширина спектра телевизионного сигнала
В 1948 году в СССР был принят стандарт телевидения (625 строк и 25 кадров в секунду). Затем этот стандарт стал общеевропейским.
Почему было выбрано 625 строк?
Чем больше строк, тем более четким будет изображение, тем меньшие детали изображения можно рассмотреть. Нужно ли стремиться к возможно большему количеству строк, или можно установить какой-то предел? В первых электронных телевизионных системах число строк составляло 300 – 400, а затем было увеличено. В стандарте США до 525, в стандарте СССР до 625, а в стандарте Франции даже до 819. Означает ли это, что французы наслаждаются самым качественным изображением, а американцы должны чувствовать себя обделенными?
Требуемое количество строк определяется разрешающей способностью глаза по угловым координатам (предельным углом зрения), то есть минимальным углом, при котором соседние строки будут различаться глазом. Предельный угол зрения a примерно равен 1¢. Давайте подсчитаем, сколько строк N должно быть на экране высотой h, чтобы с расстояния l строки были неразличимы. Так как предельный угол зрения a очень мал, то расстояние между строками а = la, где a измеряется в радианах.
 | |||
 | |||
С другой стороны а = h/N, так как на экране высотой h умещается N строк. Отсюда la = h/N и N = h/la. Примем высоту экрана равной 40 см, а расстояние, с которого мы смотрим телевизор 3 м. Тогда N = 0,4/(3*2,9*10-4) = 460. Этому условию удовлетворяют и американский и отечественный стандарты.
Мы определили нижнюю границу числа строк, а чем же определяется верхняя граница? Ведь чем выше четкость, тем лучше качество изображения. Оказывается, число строк связано с шириной спектра телевизионного сигнала и, соответственно, с требуемой полосой радиоканала. А увеличение полосы радиоканала нежелательно.
Найдем длительность, которую занимает элемент изображения в видеосигнале. Что понимать под элементом изображения, если вдоль строки яркость свечения экрана изменяется плавно?
Рассмотрим следующий рисунок.
Из него видно, что размер элемента изображения по вертикали равен ширине строки. Чтобы четкость изображения по вертикальному и горизонтальному направлениям была одинаковой, целесообразно взять размеры элемента изображения одинаковыми по горизонтали и по вертикали. Но количество элементов по вертикали равно числу строк, то есть 625. Значит, при принятом сейчас формате телевизионного изображения (отношения ширины экрана к высоте) 4:3 вдоль строки уложится 625 : (4/3) @ 800 элементов.
Длительность строки определим исходя из инерционности зрения.
Из за инерционности зрения мы воспринимаем движение непрерывным и не замечаем мелькания отдельных кадров, если кадры сменяются быстрее 50 раз в секунду. Итак, если за 1/50 с прочертить на экране все строки растра, то можно увидеть слитное изображение без мелькания. Подсчитаем время, необходимое для развертки одной строки. Оно равно 1/50/625 = 32*10-6 с = 32 мкс.
Таким образом, длительность одного элемента равна 32/800 = 0,04 мкс.
При самом быстром изменении изображения яркость соседних элементов должна быть противоположной, как показано на рисунке.
 | |||||
 | |||||
 | |||||
Тогда на строке уместится 400 периодов изменения яркости. Таким образом, длительность одного периода равна 32 : 400 = 0,08 мкс и частота колебаний самого высокочастотного процесса в сигнале изображения fВ = 1/T = 1/0,08*10-6 = 12,5*106 Гц = 12,5 МГц. Это верхняя граница спектра сигнала изображения или ширина спектра.
В первых приемниках использовалась последовательная развертка одной строки изображения за другой, которую называют построчной или прогрессивной. Позже стала применяться чересстрочная развертка. Переход к такой развертке был, прежде всего, обусловлен тем, что вдвое уменьшалась ширина спектра сигнала изображения.
При чересстрочной развертке весь растр, состоящий из 625 строк, прочерчивается на экране кинескопа в два приема. Сначала за время, равное 1/50 с, воспроизводятся лишь нечетные строки: 1-я, 3-я, 5-я и т. д. При этом укладываются строки на тех же местах, где они должны располагаться при построчной развертке. Эта часть растра, состоящая из нечетных строк, называется полем нечетных строк, или нечетным полукадром (см. рисунок ниже). Обратите внимание на то, что последняя нечетная строка, 625-я, прочерчивается только до середины (до точки Б). Таким образом, нечетный полукадр начинается с левой верхней точки кадра (точка А) и заканчивается в середине нижней строчки кадра (точка Б). Следовательно, нечетный полукадр содержит половину общего числа строк, т.е. 312,5.
Из точки Б (конец нечетного полукадра), электронный луч быстро переводится в точку В, лежащую на одном уровне с точкой А – началом первой нечетной строки. При этом луч попадает на середину верхней кромки изображения. Начиная с точки В, луч проходит четные строки, предварительно закончив 625 строку наверху. Совершив обратный ход и попав в точку Г, луч оказывается в начале второй (четной) строки и прочерчивает 2-ю, 4-ю, 6-ю и т. д. Прочертив все четные строки до 624-й и попав в точку Д, луч опять совершает обратный ход по линии ДА. Так формируется поле четных строк или четный полукадр. На приведенном рисунке переход лучей из одного полукадра в другой показан условно по штриховым линиям БВ и ДА. На самом деле движение луча происходит по более сложной траектории, так как во время обратного хода по кадрам продолжает подаваться развертывающее напряжение по строкам.
Легко видеть, что если наложить оба полукадра друг на друга то получится полный растр из 625 строк, как и при построчной развертке. Это происходит потому, что во время формирования четного полукадра строки ложатся точно посредине между строками нечетного полукадра.
Отметим еще, что строки во время прямых ходов располагаются не строго по горизонтали, а несколько наклонены. Но практически, поскольку число строк велико, этот наклон не заметен и на качество изображения не влияет, так как в передающей камере строки растра наклонены точно так же.
Итак, в течение каждой 1/50 доли секунды на экране кинескопа возникает ровно половина числа строк всего растра – 312,5. Весь растр образуется за 1/25 с. Что же достигается такой разверткой, которая, как мы видим, сложнее построчной? Так как все 625 строк теперь формируются за 1/25 с, то длительность одной строки будет в два раза больше, чем при построчной развертке. Соответственно длительность элемента изображения равна уже не 0,04, а 0,08 мкс. Благодаря этому ширина спектра сигнала изображения сокращается вдвое и составляет 6,25 МГц. В то же время мелькания изображения не происходит, так как каждый из полукадров создает на экране кинескопа свое световое поле, так что общее число таких полей яркости остается равным 50 в 1 секунду. Четкость изображения при чересстрочной развертке остается такой же, как и при построчной. Это объясняется тем, что четные строки располагаются между нечетными, а вследствие инерционности зрения и те и другие видны одновременно.
Похожие работы
... рекламная кампания. С переходом на 6-й канал концепция программы не претерпела существенных изменений. Некоторые ее принципы лишь усилились. Принцип постоянного информационного потока воплотился в появление 3-го оригинального выпуска новостей в 15.00, причем, самого раннего на красноярском телевидении, а также в возможность в любое время выходить с экстренным выпуском, используя шансы, ...
... федеральных каналах о событиях, происходящих в регионах России. Глава 3. Творческое взаимодействие федеральных и региональных телевизионных каналов 3.1. Структура, особенности содержания и место информационных программ регионального телевидения Информационные программы составляют основу вещания любого телеканала. По структуре информационной программы, ...
... телевизионного вещания получили семь диапазонов частот, приведённых в таблице 1. Таблица 1 Диапазоны частот спутникового вещания Диапазоны Полосы частот, МГц L 0,39...1,55;1,61...1,71 S 1,93...2,70 C 3,40...5,25;5,725...7,075 X 7,25...8,40 Ku 10,70...12,57;12,70...14,80 Ka 15,40...27,50;27,00...50,20 K 84,00...86,00 Надо отметить предусмотрительность авторов документа, ...
... услуг имеют тенденцию к росту. Несмотря на то, что все ценовые показатели усреднены, видно, что ИТА «Губерния» удерживает «золотую середину». Эта позиция вполне оправдана. Охват, время и формат вещания, содержание и качество программного продукта обеспечивают телевизионному агентству «универсальную» аудиторию, а при действующих на сегодняшний день ценах- это явные преимущества на рекламном рынке ...
0 комментариев