Основные параметры телевизионной системы

Классификация телевизионных систем

Основные понятия

Телевидение – создание и массовое распространение аудиовизуальной информации в определенной системе взаимодействия с аудиторией. В понятие «телевидение» входят трансляции, передача или прием знаков, сигналов, надписей, изображений, звуков или сведений любого рода посредством проводной связи, оптических систем, радиотехники или иных электромагнитных систем. Все это делает телевидение одним из важнейших средств массовой информации.

Наука о телевидении представляет собой систему основных идей, форму научного знания, дающего целостное представление о закономерностях и существенных связях печати, радио и телевидения. В теорию телевидения входят научные знания: о принципах и функциях телевидения; о тематико-жанровой структуре и направлениях телевизионного вещания; об особенностях и специфике воздействия на массы средствами телевидения; о взаимовлиянии телевидения и других средств информации; о путях повышения эффективности функционирования телевидения; о развитии обратных связей телевидения и его аудитории.

Техническая база телевидения состоит из двух комплексов:

· техника для записи, монтажа, воспроизведения изображения и звука с помощью средств видео и кино, сосредоточенная в телецентрах;

· техника передачи телевизионного, изображения и звука на расстояние.

Телевизионная система (ТВС) – комплекс устройств, предназначенных для преобразования динамических (оптических) изображений в электрический сигнал, передачи этого сигнала на расстояние, преобразования сигнала с целью извлечения или улучшения полезной информации и восстановления изображений.

Телевизионные системы классифицируют следующим образом:

1. По функциональному назначению:

· вещательное;

· прикладное ТВ.

2. По способу кодирования и обработки информации:

· аналоговые;

· цифровые;

· комбинированные.

3. По области приложения специальных систем:

· видеосвязи;

· визуализации изображений не светового диапазона;

· подсистема обработки и понимания ТВ изображений.

4. По области спектра электромагнитных волн для визуализации:

· светового диапазона;

· инфракрасного диапазона;

· рентгеновского диапазона;

· радиодиапазона и т.д.

5. По способу кодирования яркости и цвета:

· с параллельным кодированием цвета (NTSC, PAL);

· с поочередной передачей цвета (SECAM);

· с последовательным кодированием яркости и цвета (ТВЧ).

6. По типу линии связи:

· электрические;

· радиорелейные;

· волоконно-оптические.

7. По расположению ретранслятора:

· с наземным расположением ретранслятора;

· со спутниковым ретранслятором.

8. По диапазону частот:

· метровый:

· дециметровый;

· сантиметровый.

Форматом кадра называется отношение ширины изображения b к его высоте h.

. (2.3.1.)

В ТВ величина формата кадра выбрана равной k = 4:3, что определяется угловыми размерами поля ясного зрения глаза и учитывает опыт выбора формы изображения в кино, фотографии и живописи. В современных системах используется k = 16:9.

Число строк разложения z определяет номинальную четкость ТВ изображения, т.е. его детальность. Эти параметры зависят от числа элементов в изображении N. Учитывая, что вдоль строки укладывается z элементов,

N = z · kz = kz ². (2.3.2)

Под элементом понимается минимальный участок ТВ изображения, внутри которого воспроизводится лишь средняя яркость. Число строк разложения выбирается исходя из величины разрешающей способности глаза (при рассматривании изображения в угле ясного зрения).

Разрешающая способность глаза количественно определяется минимальным углом, равным (1,0... 1,5)^', в пределах которого две точки еще различаются отдельно.

В России принято число строк разложения z = 625. Это в известной мере реализует разрешающую способность глаза, если наблюдение изображения осуществляется при оптимальном расстоянии рассматривания l _опт = (5...6) h, т.е. при рассматривании изображения в угле ясного зрения. В ТВ системах высокой четкости (ТВЧ) число строк разложения z _ТВЧ = 1125 (1250).

Ширина спектра ТВ сигнала определяется в основном верхней граничной частотой

, (2.3.3)

где n – число кадров, передаваемых в секунду; N_1c = kz² n – число элементов изображения, передаваемых в секунду.

Число кадров, передаваемых в секунду, – число неподвижных изображений, передаваемых в одну секунду, – выбирается исходя из инерционных свойств зрительного анализатора. Благодаря инерции зрительного восприятия («памяти») удается имитировать плавное движение деталей изображения и восприятие мерцающего светового потока как непрерывного излучения.

Из опыта кино известно, что для получения впечатления плавного движения объектов в большинстве случаев достаточно воспроизводить 16 неподвижных изображений в секунду. Однако при таком числе кадров глаз замечает мерцание яркости изображения на экране. Величина критической частоты мерцаний, при которой глаз перестает замечать периодическое изменение яркости телевизионного экрана, лежит в пределах (48... 50) Гц. Исходя из этого число кадров ТВ системы при построчной развертке должно быть выбрано n =50 к/с.

Однако при n =50 к/с по каналу связи передается избыточная информация, что значительно расширяет спектр сигнала изображения. При этом верхняя частота спектра согласно (2.3.3) может быть определена как

МГц.

Сокращения спектра ТВ сигнала за счет уменьшения скорости передачи изображения (числа кадров в секунду) можно добиться с помощью чересстрочной развертки. При чересстрочной развертке каждый кадр передается за два приема: сначала нечетные строки (нечетное поле), затем четные (четное поле). При этом частота мерцаний яркости изображения в 2 раза превышает число кадров, передаваемых в секунду, поэтому для современных вещательных систем с чересстрочной разверткой число кадров выбрано равным 25 к/с при мерцании яркости изображения с частотой 50 Гц. Это позволяет сократить спектр частот сигнала изображения в 2 раза и обеспечить незаметность мерцаний яркости изображения на экране. Действительно, при k =4:3, z =625, n =25 к/с верхняя частота спектра равна

МГц.

Процесс сокращения спектра сигнала изображения можно пояснить следующим образом. При передаче изображения с распределением яркости L _m вдоль строки m ТВ системой с построчной разверткой
(рис. 2.1, а, б) форма сигнала изображения будет иметь вид, показанный на рис. 2.1, в.

При передаче этого же изображения ТВ системой с чересстрочной разверткой с тем же числом строк появляется возможность в 2 раза уменьшить число кадров. Из-за этого скорость движения развертывающего луча передающей трубки по строке уменьшается в 2 раза. Форма сигнала изображения в этом случае показана на рис. 2.1, г. Длительность импульсов t _и от соответствующих деталей изображения и длительность фронтов этих импульсов t _ф увеличиваются в 2 раза. Из общей теории связи известно, что ширина спектра импульса обратно пропорциональна его длительности, поэтому при чересстрочной развертке с тем же числом строк спектр сигнала изображения уменьшается в 2 раза и для его передачи требуется меньшая полоса частот тракта.

Рис. 2.1. Процесс сокращения спектра

Контрастом изображения называется отношение максимальной яркости изображения L _max к минимальной яркости L _min

. (2.3.4)

Контраст является одним из важнейших качественных параметров изображения, так как он характеризует диапазон изменения яркости и определяет число различимых градаций яркости (полутонов изображения). При уменьшении контраста изображение становится блеклым, как бы покрывается туманом, уменьшается различимость его деталей. К этому явлению приводит и внешняя засветка изображения, так как контраст при наличии паразитной засветки L _д неизбежно падает:

, зеленого, синего. Эти же сигналы управляют токами лучей электронно-оптического прожектора цветного кинескопа в телевизоре. Изменяя соотношение сигналов на катодах кинескопа, можно получить любой цветовой тон в пределах цветового треугольника, определяемого цветовыми координатами применяемых люминофоров.

Различия между системами ЦТВ состоят в методах получения из сигналов основных цветов R,G,B полного цветового телевизионного сигнала (ПЦТС), с помощью которого модулируется несущая частота в телевизионном передатчике (преобразование необходимо для того, чтобы разместить информацию о цветном изображении в полосе частот сигнала черно-белого телевидения).

Дата добавления: 2014-01-06