Курсовая работа: Расчет амплитуд цифровых сигналов яркости и цветности при передаче элементов белого и желтого цвета

G=0.41

B=0.5

5. Ответ на теоретический вопрос

Область применения построчного, черезстрочного и с кратностью деления на «3» принципа формирования растра

цветность яркость аналоговый сигнал растр

В настоящем разделе анализируются основные законы развертки изображения, принципы формирования построчного и чересстрочного растров, особенности построения синхрогенератора.

Получение чересстрочного растра

В телевидении используется линейная развертка, т. е. развертка с постоянной скоростью вдоль строк и по кадру. При перемещении луча по горизонтали прочерчиваются строки растра, а перемещением луча по вертикали из совокупности строк образуется растр. При построении построчного растра за время развертки по вертикали (TK) прочерчивается z строк. Частоты кадрового и строчного отклонений при построчном способе разложения оказываются связанными друг с другом следующим соотношением:

fz = z · fK, (2.1)

где fz – частота строчной развертки; fK – частота кадровой развертки.

Как известно, максимальная частота ТВ сигнала определяется соотношением fmax = kz2 fK /2, где k = 4/3 – формат кадра, а z = 625 – число строк. С целью сокращения fmax частоту кадровой развертки выбирают минимально возможной, и определяется она минимально необходимым числом фаз в передаче движущегося изображения, при котором движение воспринимается непрерывным. Экспериментально установлено, что для этого частота смены кадров должна быть не менее 16–20 Гц. Именно поэтому для большинства существующих стандартов вещательного телевидения fK= 25 Гц.

Однако при таком значении кадровой частоты оказывается сильно заметным мелькание яркости экрана, поскольку критическая частота мелькания для средней яркости телевизионного изображения равна 48–50 Гц. Эффективным способом увеличения частоты мелькания телевизионного изображения при сохранении неизменной кадровой частоты является применение чересстрочного растра. Кадр чересстрочного растра образуется из совокупности двух полукадров (полей). В первом полукадре развертываются все нечетные строки растра: 1, 3, 5 и т. д., а во втором – четные: 2, 4, 6 и т. д. За период кадра, таким образом, изображение сменится дважды. С этой целью частоту развертки по вертикали увеличивают по сравнению с частотой смены кадров в 2 раза:

fn = 2 fK

где fn - частота развертки по вертикали, т. е. частота полей (полукадров).

При формировании чересстрочного растра основным требованием является размещение строк одного полукадра строго между строками другого. Наиболее просто эта задача решается при нечетном числе строк в растре :

z =2k+1, где k = 1, 2, 3, 4... .

В этом случае в одном полукадре изображения оказываются развернутыми k строк и еще половина строки (рис. 2.1), а так как при развертке одной строки электронный луч успевает переместиться по вертикали на толщину двух строк, строки второго полукадра, начинающиеся с прочерчивания второй половины последней строки первого полукадра, попадут в середины промежутков между строками этого полукадра.

Таким образом, при нечетном числе строк в растре и удвоенной частоте вертикального отклонения по сравнению с построчной разверткой чересстрочный растр формируется автоматически.

Следует иметь в виду, что качество чересстрочного растра, определяемого расположением строк одного поля строго посередине в промежутках строк другого поля, зависит от точности частот генераторов строчного и кадрового отклонения, которая должна удовлетворять соотношению

Нарушение этого соотношения приводит к спариванию строк или даже полному слипанию строк двух полей, что в свою очередь приводит к потере четкости изображения по вертикали.

Особенности структуры синхрогенератора

Для синхронной и синфазной работы развертывающих устройств последние ставятся в режим принудительной синхронизации, для чего в устройстве, называемом синхрогенератором, формируются синхронизирующие импульсы, управляющие работой разверток. Частоты синхронизирующих импульсов определяются стандартом развертки в соответствии с полученными выше соотношениями.

При построчной развертке частота вертикального отклонения равна кадровой частоте fK .

Синхроимпульсы с такими частотами вырабатываются устройством со структурой. Получение синхронизирующих импульсов от одного общего задающего генератора гарантирует жесткую связь их частот в соответствии с соотношением , а это в свою очередь обеспечивает постоянство числа строк в растре даже при нестабильности частоты задающего генератора.

При чересстрочной развертке, как указывалось, частота полей должна быть увеличена вдвое по сравнению с кадровой частотой, и, следовательно, частота кадровых синхроимпульсов связана с частотой вертикального отклонения.

Значение частоты колебаний задающего генератора, равное 2fz , является минимально необходимым. В современных синхрогенераторах задающий генератор настраивается на частоту, во много раз большую 2fz . При этом, однако, выдерживается условие кратности частоты задающего генератора двойной строчной частоте.

Чересстрочная развертка

Произведенный в ранее анализ выражения для высшей частоты fB спектра телевизионного сигнала показал, что пути для уменьшения fB якобы отсутствуют. Однако использование особенностей зрительного восприятия мельканий позволяет сократить ширину спектра телевизионного сигнала. Так, критическая частота мельканий практически не зависит от четкости изображения и снижается с уменьшением его размеров.

Указанные свойства зрения нашли отражение в чересстрочной развертке с кратностью 2:1, при которой каждый кадр изображения передается двумя полукадрами (полями). Вначале передаются нечетные строки — первое поле, а затем четные — второе поле. Два последовательных поля образуют один кадр с полной четкостью. Если частоту передачи полей выбрать больше критической частоты мельканий, например fпол=50 Гц, то изображение будет казаться слитным, без мельканий яркости.