понеделник, 9 февруари 2015 г.

Качествени показатели на телевизионното изображение. Развивка на телевизионното изображение. Детайлност на изображението. Номинална детайлност. Реална детайлност. Контраст на изображението. Информационен обем на изображението

Качествени показатели на телевизионното изображение.

Развивка на телевизионното изображение - процес на последователно предаване на информация за отделните елементи на изображението. В телевизионните системи се използват развивки, изменящи се по различен закон. Това не оказва влияние на геометрично правилното възпроизвеждане на изображението, ако законът е един и същ и за предаващата и приемната страна. Условията за оптималност на развивката са:
  • за един пълен цикъл на развивката да се предават всички елементи на изображението;
  • всеки елемент да се предава еднократно за едно и също време;
  • времето за обратен ход да е минимално;
  • честотата на кадрите да е минимална;
  • развивката да има проста техническа реализация.
Растър - геометричната фигура, която се описва от електронния лъч при развивката независимо от съдържанието на изображението. Формата на растъра е показана на фиг.2.1



Прогресивна развивка - движението на електронния лъч става с постоянни скорости, но различни в хоризонтална (Vx) отляво надясно и вертикална (Vy) отгоре надолу посока. При движението си отляво надясно по оста x, електронният лъч описва един ред, а отгоре надолу - един кадър. Така се извършва редова и кадрова развивка, което формира растъра. За един период на кадровата развивка се получава едно неподвижно изображение - кадър. Броят на редовете в вдин кадър е z, а броят на предаваните кадри за секунда - n.

Отношението на дължината на един ред b към височината на растъра h дават формата на кадъра k = b / h

z, n и k са стандарти за всяка телевизионна система и са известни като параметри на разлагане на системата.

Движението на лъча от началото до края на реда или кадъра образуват правия ход на развивката - t1z, t1n, а обратното му движение - t2z, t2n

Сумата от правия и обратния ход образува периода на редовата развивка Tz = t1z + t2z и периода на кадровата развивка Tn = t1n + t2n . По време на обратния ход не се предава информация, поради което t1z >> t2z и t1n >> t2n . Обикновено t2z = (10-12)% Tz , а t2n = (7-8)%  Tn

В съвременните системи се прилага електромагнитно отклонение на електронния лъч. Формата на токовете през оклонителните бобини е показана на фиг. 2.1б, а законите на изменение съответно по оста x и y имат вида:

ix(t) = Imz [(2t /t1z) - 1]                            (2.1)

iy(t) = Imn [(2t /t1n) - 1]                            (2.2)

С достатъчна практическа точност приемаме, че времето за обратния ход е пренебрежимо малко (0), следва

b / V Tz = 1 / fz ;  h / V Tn = 1 / fn ;  Tz / Tn = k.Vy / Vx = fn / f; където fz и fи са съответно редовата и кадровата честота на развивката.

Съществен недостатък на прогресивната развивка е необходимостта от твърде широка честотна лента, тъй като последната е пропорционална на квадрата на броя редове и честотата на кадрите.

Презредова развивка - За да се стесни честотната лента един кадър на изображението се представя и възпроизвежда от два полукадъра - нечетен (включващ нечетните редове от растъра) и четен (четните редове) - фиг.2.2а

Всеки полукадър съдържа два пъти по-малко редове и се предава половината от информацията за един кадър, а цялата информация се получава чрез наслагване на редовете от двата полукадъра. Редуването на нечетни и четни редове се осъществява чрез подбор на нечетен брой редове, поради което второто поле се оказва изместено на половин ред и всички четни редове са отместени спрямо нечетните.

Приемайки, че броят на редовете е z = 2m 1                           (2.4)

където m е цяло число, за да се получи полови ред във всеки полукадър честотата на редовата развивка fz и полукадровата честота fπn трябва да са свързани със зависимостта:

fz = z.fπn / 2 = (m + 1/2) . fπn                                         (2.5)

Формата на тока през отклонителните бобини при презредова развивка е показана на фиг.2.3., а законите на изменение са (2.1) и (2.2).



Намаляването наполовина на полукадровата честота стеснява честотната лента наполовина. Необходимостта от "твърда" връзка между редовата и кадровата честота (2.5), обаче, усложнява технически предаващата част и изисква по-сложна форма на кадровия синхронизиращ импулс. Въпреки това, съвременните телевизионни системи използват презредова развивка.

Спирална развивка - реализира се чрез отклонение на лъча в хоризонтална и вертикална посока по хармонични закони от вида:


ix(t) = I(t / Tn) sinωz                           (2.6)

iy(t) = I(t / Tn) cosωz                          (2.7)

където ωz е честотата за описване на една спирала, а Tn е периодът на един кадър. Амплитудите на токовете се модулират с линейно изменящо се напрежение - фиг.2.4


Спиралната развивка намира приложение в специализираните телевизионни системи. Характеризира се с малък обратен ход, проста синхронизация, максимално използване площта на екрана и добро геометрично подобие. Недостатък е непостоянната скорост на развивката, което води до яркостна модулация на изображението и нееднаква детайлност в централната част и в периферията на изображението.

Синусоидална развивка - хоризонталното отклонение на лъча се извършва по синусоидален закон, а вертикалното - по линеен, т.е.

ix(t) = Imz sinωz                             (2.8)

iy(t) = Imn [(2t / Tn) - 1]                            (2.9)

където ωz е честотата на развивка по редове, а Tn е периодът на развивка по кадри. Формата на растъра и отклонителният ток при синусоидална развивка е показана на фиг.2.5.

Синусоидалната развивка се използва при опростени промишлени системи, поради лесното формиране на отклонителния ток, отсъствие на обратен ток по редове, лесна синхронизация и висока точност. Поради характера на синусоидата в края на редовете се получава припокриване и намаляване детайлността на изображението.


Размер на изображението - свързан е с разстоянието между наблюдателя и екрана. При формат на кадъра 4:3 и ъгъл на ясно зрение α = 12°-15° се установява, че за наблюдението на плоско изображение оптимално се явява разстоянието L = 5.5h, където h е височината на изображението.

Геометрично подобие - запазване напостоянен мащаб за всяка точка от изображението, при което се запазват съотношенията в една геометрична фигура. Предаваното и приеманото изображение са две двумерни изображения, показани на фиг.2.6.


Точка A1 от предаваното изображение се характеризира с радиус-вектор r1, а точка A2с радиус
радиус-вектор r2.  Геометрично подобие между предаваното и приеманото изображение съществува, ако за всяка точка е изпълнено векторното равенство
 →   
r/ r2 = cte, което се свежда до две алгебрични, известни като условие за синхронност |r1| / |r2| = cte  и условие за синфазност φ1 = φ2

Геометрични изкривявания - формата на растъра може бъде изкривена в "бъчва", "възглавница", "трапец" и "успоредник".


Количествената оценка на изкривяванията се прави с помощта на коефициента Г:

изкривяване тип "бъчва" и "възглавница": Гy = Δh / h Гy = Δb / b ;

изкривяване тип "трапец": Гтр = 2 (l2 - l1(l2 + l1) ;

изкривяване тип "успоредник": Гусп = 2 (Д2 - Д1(Д2 + Д1)

Нелинейни изкривявания на растъра - непропорционални изменения мащаба на изображението, фиг.2.8



хоризонтални изкривявания: Гx = 2 (Δbmax - Δbmin(Δbmax + Δbmin)

вертикални изкривявания: Гy = 2 (Δhmax - Δhmin(Δhmax + Δhmin)


Детайлност на изображението - определя се от способността на телевизионната система да произвежда най-малките елементи от изображението.

Номинална детайлност. Реална детайлност. Контраст на изображението. Информационен обем на изображението

Няма коментари:

Публикуване на коментар

Equations

π 8 3