Полный телевизионный сигнал (птс)
Полный телевизионный сигнал состоит из сигнала яркости, синхронизирующих импульсов и импульсов гашения.
Сигнал яркости несет информацию о мгновенном значении яркости отдельного участка изображения. Значение сигнала яркости, которому соответствует минимальное значение, называется уровнем черного. Значение сигнала яркости, которому соответствует максимальное значение яркости, называется уровнем белого. Разница между уровнем черного и уровнем белого, называется размахом сигнала яркости. Если значение уровня белого больше значения уровня черного, то сигнал яркости называется позитивным, а его полярность – положительной. Если значение уровня черного больше чем значение уровня белого, то сигнал яркости называется негативным, а его полярность отрицательной.
Синхронизирующие импульсы представляют собой прямоугольные импульсы, предназначенные для синфазной работы развертывающих устройств. Они передаются во время обратного хода в полярности, противоположной сигналу яркости.
Синхроимпульсы делятся на строчные (ССИ) и кадровые (КСИ).
Импульсы гашения представляют собой прямоугольные импульсы, предназначенные для того, чтобы во время обратного хода перемещение развертывающего элемента не вызвало изменение яркости в изображении.
Уровню этих импульсов соответствует значение яркости «чернее черного». Импульсы гашения делятся на строчные (СГИ) и кадровые (КГИ).
Рассмотрим временную диаграмму ПТС в масштабе одной телевизионной строки, соответствующей изображению «вертикальные белые полосы».
ПТС характеризуется следующими параметрами:
При передачи неподвижных изображений ПТС будет являться строго периодическим. При передаче подвижных изображений ПТС будет являться квазипериодическим, так как соседние строки и кадры будут слабо отличаться друг от друга. Из этого следует, что спектр телевизионного сигнала будет дискретным, в котором отдельные гармонические составляющие будут определяться следующим образом:
,
где n
и m
– целые положительные числа
– частота строк
– частота полей
Исходя из данного выражения, спектр ПТС будет представлять собой гармоники стройной частоты, окруженные гармониками частоты полей
Определим верхнюю частоту спектра ПТС
Наличию
в спектре максимальной частоты будет
соответствовать передачи изображения
«шахматное поле», размер клетки которого
составляет размер элементарного участка
изображения.
,
где z – число строк, n – количество
элементарных участков, R – формат
Полный цветовой телевизионный сигнал (пцтс)
ПЦТС используется в системах цветного телевидения. Основное требование, которое предъявляется к данным системам – это совместимость с черно-белыми системами телевизионного вещания. Выполнение этого требования возможно только в том случае, если ПЦТС будет содержать в себе составные части ПТС, и спектр ПЦТС будет совпадать со спектром ПТС.
Таким образом, ПЦТС состоит из:
- сигнала яркости (СЯ);
- синхроимпульсы (СИ);
- импульсы гашения (ИГ);
- сигнал, который несет информацию о цвете изображения, т.е. сигнал цветности (СЦ).
В
системах цветного телевидения при
преобразовании оптического изображения
в электрический сигнал используется
три отдельных преобразователя свет-сигнал.
Каждый из которых обладает определенной
спектральной чувствительностью к
световому излучению. В результате
преобразования на выводах преобразователей
формируются сигналы основных цветов
.
Для получения сигнала яркости, эти сигналы складываются с определенными весовыми коэффициентами
Значение весовых коэффициентов будут определять значения яркости белого цвета. В телевидении, в качестве опорного источника белого принято облачное небо, при этом значения весовых коэффициентов будут следующими:
Для передачи информации о цвете изображения, согласно трехкомпонентной теории цветового зрения, необходимо передавать сигналы трех основных цветов, но , так как передается сигнал яркости, и, зная выражение, по которому он формируется, передавая только два сигнала основного цвета на приемной стороне можно получить третий (из сигнала яркости и двух сигналов основных цветов). Так же, за счет того, что передается сигнал яркости, который частично содержит информацию о трех основных цветах, нет необходимости передавать сигналы в том же виде, и для уменьшения избыточности, вместо сигналов основных цветов, передают цветоразностные сигналы (ЦРС).
ЦРС образуется путем вычитания из сигнала основного цвета сигнала яркости:
Если рассмотреть возможные значения цветоразностных сигналов, то наименьший размах будет у зеленого цвета.
За
счет этого, у данного цветоразностного
сигнала будет наименьшее отношение
,
а так как человеческое зрение лучше
всего воспринимает помехи в области
зеленого цвета, то их трех цветоразностных
сигналов передают цветоразностные
сигналы красного и синего цветов.
Цветоразностный сигнал зеленого цвета
восстанавливают на приемной стороне.
Передача цветоразностных сигналов возможна в одном канале связи с сигналом яркости, при условии, что спектры этих сигналов могут перемежаться. Для того, чтобы обеспечить условие перемежения (совмещения) ЦРС модулируются, то есть их спектр переносится в более высокочастотную область. За счет этого также уменьшается перекрестные искажения между СЯ и СЦ, так как амплитуда гармонической составляющей спектра СЯ с ростом частоты убывает. Исходя из этого, СЦ представляет собой одно или несколько несущих колебаний, промодулированных ЦРС.
Так же, в составе ПЦТС, для упрощения демодуляции, передается сигнал цветовой синхронизации (СЦС). Он представляет собой пакеты из 8-10 немодулированных колебаний несущей частоты сигнала цветности.
Задача
Определить значение СЯ и трех ЦРС, а так же представить графические зависимости, при условии, что передается изображение «вертикальные цветные полосы». Цвета полос: Б, Ж, Г, З, П, К, С, И.
При определении значений СЯ и ЦРС значение сигналов основных цветов представляются исходя из максимальной и минимальной яркости изображения.
При 100% яркости, если основной цвет присутствует в формируемом, вместо его значения подставляется 1, если отсутствует – то 0.
c
но,
так как, черный – это белый с минимальной
освещенностью, примем значение за 0
Расчет цветоразностных сигналов производится аналогично, использую нужную формулу