Координаты цветового пространства

Координатами цветового пространства яв­ляются направления векторов линейно незави­симых цветов: красного R (λ = 700 нм), зелено­го G (λ = 546,1 нм) и синего В (λ = 435,8 нм), которые приняты за основныецвета. При сме­шивании любой пары этих цветов нельзя полу­чить третий, в этом и состоит их линейная не­зависимость. Векторы исходят из точки нуле­вой яркости (черного цвета): при нулевом ко­личестве (яркости) каждого цвета его воспри­нимают как черный. Для получения белого из­лучения яркостные коэффициенты количества основных цветов должны отвечать такому со­отношению: L_r / L_g / L_b = 1/4,6/0,06.

Кремникон – датчик с фотодиодной мат­рицей. Обладает очень высокой чувствитель­ностью, сопоставимой даже с чувствительнос­тью плюмбикона, имеет большой световой ди­намический диапазон и повышенную темпера­турную устойчивость мишени.

Критическая частота мерцаний (см. __________)

f _кр = a lg L + b

где L – яркость [кд/м²]; а, b – параметры, оп­ределяемые опытным путем, зависят от скважности q импульсов мерцаний; например, для q = 0,5 значения а = 9,6 и b = 26,8.

Ощутимая яркость слитного (непрерывно­го) света – средняя за период наблюдения Т яркость прерывистого света L_t (формула Таль­бота):

Лазерный проектор (квантоскоп) содер­жит пластину с полупроводником, каждая точ­ка которой является лазером, возбуждаемым модулированным электронным лучом. Излуча­ющая лазерная пластина, несущая сформиро­ванное изображение, проектируется на экран с помощью оптической системы. Известна так­же разновидность лазерного проектора с от­клонением лазерного луча. Главную трудность внедрения этого вида лазерного проектора при больших размерах экрана представляют высо­кая энергия отклонения и техническая реали­зация сканирования луча. Для реализации цветного телевидения требуются три лазерных проектора основных цветов – R, G, В. Основ­ные преимущества лазерного проектора – большой яркостный контраст и высокая насы­щенность цветов (см. __________).

Лазерный проигрыватель известен в двух вариантах: отражательный, LOR (Laser Optical Reflective) и пропускной, LOT (Laser Optical Transparence). Структура первого опи­сана ранее, во втором световой поток лазера проходит к фотоприемнику сквозь отверстия в видеодиске. Размеры отверстия, как и размеры пита, зависят от параметров записанного сиг­нала. В обоих вариантах структура лазерного проигрывателя со­держит: видеоголовку, устанавливаемую поль­зователем в нужную зону видеодиска с помо­щью устройства радиального слежения; син­хронный двигатель для вращения видеодиска; устройство фокусирования и тангенциального слежения; электронные блоки формирования сигналов изображения и звука с частотным де­тектированием и компенсацией выпадений (см. __________).

Лентопротяжный меха­низм – сложный электромеханичес­кий узел, основная часть видеомагнитофона.

Обеспечивает равномерное движение магнит­ной ленты по заданной траектории (см. __________) вдоль неподвижных головок стирания, звука, управления и подвижных видеоголовок. Блок видеоголовок – сменная часть лентопротяжного механизма, содер­жит барабан с видеоголовками, двигатель его вращения или шкив привода, токосниматель, тахометр.

Лучистая энергия. Световой поток – по­ток лучистой энергии, определяемый спектральной плотнос­тью мощности излучения (объективный ком­понент), а также относительной спектральной чувствительностью v(λ,) усредненного глаза, так называемой кривой видности, и коэффициен­том максимальной видности v₀ = 683 лм/Вт (субъективные компоненты):

Световой поток измеряют в люменах [лм].

Малокадровая телевизионная система – система, которая имеет частоту смены кадров значительно меньшую, чем критическая часто­та мерцаний глаза (см. __________), и, следо­вательно, обладает меньшей шириной спектра телевизионного сигнала (см. __________). Дает возможность передавать отдельные фазы дви­жения или неподвижное изображение по узко­полосным (например, телефонным) линиям связи, позволяет повысить чувствительность способом накопления потенциала в датчиках (см. __________), увеличить отношение сиг­нал/шум в каналах связи.

Масочный кинескоп – самый распрост­раненный тип цветного кинескопа. Он имеет точечный экран, состоящий из совокупности триад – трехточечных люминофоров красно­го, зеленого и синего цветов; маску с числом отверстий, равным числу триад, и три элек­тронно-лучевых прожектора. Все части заклю­чены в вакуумную колбу с прямоугольным ос­нованием. Каждый лучевой прожектор воз­буждает «свой» люминофор экрана в триаде RGB цветов (см. ________) через установлен­ную перед экраном маску с отверстиями по числу триад. Недостатки масочного цветного кинескопа пе­рехват маской до 85% энергии электронных лучей, потребность в высоких (до 25 кВ) на­пряжениях, сложность эксплуатации из-за не­обходимости сведения лучей.

Масочный кинескоп с самосведением лучей – компромиссное решение: это кинескоп со щелевой маской, более прочной, чем проволоч­ная решетка, но менее прозрачной. Отклоняю­щая система образует неоднородное магнитное поле — корректирующую линзу для сведения лучей.

Монохромный кинескоп – вакуумная колба с формой основания, близкой к прямо­угольной, которая содержит люминесцентный экран с диагональю от 3 до 100 см, люмино­фор, нанесенный на экран изнутри, а также электронный прожектор. Эти части кинескопа размещены внутри вакуумной колбы. Люми­нофор (от лат. lumen – свет) – вещество, спо­собное к люминесценции (нетепловому, холод­ному свечению) при возбуждении его ионизи­рующим лучом. Для сокращения длины кине­скопов применяют колбы с увеличенным уг­лом отклонения по диагонали (в телевизорах – 110°) и с округлением места перехода гор­ловины на конус. Округлением (сопряжением двух геометрических фигур) достигают эконо­мии требуемой энергии отклонения луча. Эк­ран металлизируют поверх люминофора, что­бы защитить последний от попадания на него ионов и обеспечить требуемую яркость. Не­отъемлемой принадлежностью современного кинескопа для стандартных телевизоров явля­ется отклоняющая система, жестко закреплен­ная на его горловине.

Нелинейные γ-искажения яркостного и цве­торазностных сигналов – результат искаже­ния кинескопом и датчиком передаточной ха­рактеристики – степенной зависимости вы­ходного параметра от входного. Их оценивают показателем степени γ.

Объемное телевидение – малораспрост­раненный вид телевизионных систем, базиру­ющийся на особенностях зрения человека (см. __________) и на трех предпосылках: 1) стереоэф­фект не исчезает при снижении четкости одно­го из кадров стереопары, поскольку из двух изображений человек воспринимает более чет­кое; 2) восприятие объема и цвета не прекра­щается при передаче одного кадра стереоско­пической пары в черно-белом виде, а другого – в цветном; 3) полоса частот одного из полей стереоскопической пары может быть значи­тельно сокращена, если сигнал яркости следу­ющего поля передается во всей полосе частот. Передающая камера объемного телевидения имеет два объектива, один из них проецирует объект на черно-белый датчик, а другой (с раз­делением цвета светофильтрами) – на трех­цветный. Кодирование и передача изображе­ний осуществляются согласно принципам сис­тем цветного телевидения (см. __________). В теле­визоре черно-белый кинескоп комбинируют с цветным.

Однолучевой хроматрон – простая конст­рукция цветного кинескопа с последователь­ным чередующимся возбуждением люминофо­ров. Экран имеет вид цветных чередующихся полос, луч по полосам сканирует зигзагообраз­но. Перед экраном, как у трехлучевого хроматрона, расположены проволочные решетки, к которым подводят переменное напряжение – для вобуляции (качания) луча. Выходы каналов декодера (см. ________) коммутируются син­хронно с вобуляцией, в соответствии с положе­нием луча на экране. Основные недостатки од­нолучевого хроматрона – провисание решет­ки и большая требуемая мощность сигнала во­буляции.

Освещенность – поверхностная плот­ность светового потока. За единицу освещен­ности – люкс [лк], принята освещенность на расстоянии 1м от источника с силой света 1 кандела [кд].

Особенности цифровых телевизоров. Суперцифровое сканирование изображений с ча­стотой 100 Гц применяют в новых телевизо­рах. На экраны обычных телевизоров выводит­ся 50 полу кадров (полей) в секунду, и при этой скорости человеческий глаз способен уловить мерцание на экране. Система Panasonic-100 вдвое увеличила скорость, обеспечив ровную и стабильную видимость. При частоте развертки 50 Гц полукадры посылаются на экран каждые 40 мс, а при частоте 100 Гц каждый полукадр посылается на экран дважды за то же время.

Наиболее существенным недостатком теле­видения с чересстрочной разверткой (PAL, SECAM, NTSC) является дрожание горизон­тальных линий изображения (например, ярко освещенного стола диктора). Система Digital Scan устраняет дрожание следующим образом. При удвоенной частоте полукадры А и В после­довательно чередуют, т.е. в одном кадре дваж­ды передают на экран последовательность АВ. В более совершенных моделях телевизоров применяется модифицированный алгоритм смены полей и дополнительная межкадровая цифровая обработка сигналов изображения, окончательно устраняющая дефект такого рода.

Динамическая контрастность применяет­ся в последних моделях цифровых телевизоров (Philips, Thomson, Grundig, Loewe) с частотой развертки 100 Гц. Обычный телевизор неваж­но воспроизводит градации серого тона вблизи уровня черного, все темные участки изображе­ния сливаются в один. Суть применения Dynamic Contrast состоит в том, что контраст малоосвещенных участков изображения искус­ственно увеличивается. Обычно применяется трехступенчатая коррекция, что позволяет ощутимо «оживить» темные сюжеты и «про­- явить» невидимые ранее темные детали изоб­ражения. Заметим, что применение этих нов­шеств не требует изменения параметров сигна­ла при его передаче телецентром.

Острота зрения, его разрешающая спо­собность различать мелкие детали – величи­на, обратная углу разрешения, 1/γ. Она являет­ся функцией периферийности зрения – угла θ, отсчитываемого от оптической оси. Острота зрения изменяется от 1/20 (при 0,5° < θ < 50°) до 1 (при 0° < θ < 0,5°); она максимальна (100 %) при черно-белом телевизионном изоб­ражении объектов, минимальна (19 %) при зе­лено-синем поле.

Отклоняющая система кинескопа – две пары катушек строчной и кадровой разверток, выполненные в форме цилиндра или конуса и расположенные на горловине кинескопа для перемещения электронного луча по экрану и формирования изображений (см. __________). Блок отклоняющей системы кинескопа прикрепля­ется (приклеивается) к горловине его колбы.

Параллакс (от греч. отклонение) – физи­ческая основа пространственного (глубинного) ощущения, угловая разность лучей от конеч­ных точек объекта.

Параметры разложения. Элемент разло­жения – участок двухмерного изображения, свечение которого воспринимается как единая точка.

Визуально достаточное число элементов разложения N (см. __________) ограничивается ка­жущейся четкостью

G = ln N /ln N_max = [ln(kz ²)]/[ln(kz ² _max)],

z _max = 2α/ν,

где N_max – максимально необходимое число элементов разложения; z – число строк разло­жения; α – угол наблюдения; ν – угол разре­шения глаза; k – отношение ширины изобра­жения к высоте (формат кадра).

Благодаря логарифмической зависимости четкости от числа элементов (закон Вебера-Фехнера) уменьшение числа строк от z_max = 1200 до z = 600 понижает визуальную четкость лишь на 10 %, а спектр сигнала при этом сокращается существенно – в четыре раза. Исходя из этого и определяют визуально достаточное число эле­ментов разложения N.

Параметры цифрового кодирования в соответствии с рекомендациями МККР: струк­тура телевизионного растра – ортогональная в обоих стандартах; частоты дискретизации f _Д одинаковые:

- для стандарта 625/50 частота f _Д = 864 f _c = 864∙15625 = 13,5 МГц;

- для стандарта 525/60 частота f _Д = 858 f _c = 858∙15750= 13.5 МГц.

Рис. 003

Активная часть строки обоих стандартов унифицирована: для сигнала яркости – 720, для обоих сигналов цветности – по 360 от­счетов на каждую строку, что соответствует частоте дискретизации цветоразностных сиг­налов f _Д = 6.75 МГц. Отсчеты сигналов цвет­ности в каждой строке пространственно сов­мещены с нечетными отсчетами сигнала ярко­сти; оба сигнала кодируют в отдельности до их объединения в полный цветовой телевизи­онный сигнал – см. __________. Число уровней квантования – 256, с коэффициента­ми компрессии для красного – 0.71, а для си­него – 0.56. Частота дискретизации звуково­го сигнала равна 48 кГц, полоса частот – 15 кГц, квантование равномерное при 20 раз­рядах на отсчет. Для высококачественных (фондовых) записей сигналы яркости и цвето­разностные сигналы формируются в полной полосе частот: 13,5/13,5/13,5, стандарт рас­тровых параметров – 4/4/4. Для обычных ве­щательных телевизионных программ полоса цветоразностных сигналов на поднесущей ча­стоте вдвое меньше: 13,5/6,75/6,75 МГц (стан­дарт – 4/2/2); для репортерских целей – вчетверо уже: 13,5/3,75/3,75 МГц (стандарт – 4/1/1). Для бытовых видеомагнитофонов на­ряду с цветовой вдвое уменьшают также и яр- костную полосу частот: 6,75/3,75/3,75 МГц (стандарт – 2/1/1). Скорость цифрового пото­ка сигналов изображения составляет 216 Мбит/с, а звукового сопровождения – 4 Мбит/с.

Передающая камера – устройство, состоя­щее из датчика, блока разверток, предвари­тельного усилителя, оптической системы линз, электронного видоискателя.

Передающая телевизионная трубка –датчик телевизионного сигнала. По принципу действия различают пять типов передающих трубок: с вторично-эмиссионным накопителем – супериконоскоп, суперортикон; с фотопро­водящим накопителем (мишенью) – видикон и его модификации по чувствительности, инерционности – бивикон, гетерокон, кадми- кон, ньювикон, сатикон, халникон, которые различаются структурой мишени; с фотодиод­ным слоем – кремникон, плюмбикон, суперкремникон; с электронным переносом изобра­жений – секон, суперкремникон; мгновенного действия, без накопления – диссектор.

Перекрестные искажения цветность – яр­кость – искажения сигнала цветности сигна­лом яркости и наоборот. Искажения цвета оце­нивают характеристикой верности.

Плюмбикон (глетикон) отличается от види­кона фотодиодной мишенью с p - i - n -структурой, малой инерционностью, высокой линей­ностью световой характеристики – зависимо­сти выходного тока от освещенности. Имеет высокую чувствительность (нормально рабо­тает при освещенности 1...2 лк на фотокатоде) и высокую разрешающую способность, малый остаточный сигнал после считывания (5 % про­тив 30 % у видикона), высокую равномерность сигнала по всему полю мишени, малый темновой ток.

Поле – существенная часть всех строк ка­дра. В стандартной вещательной телевизион­ной системе кадр состоит из двух полей (че­ресстрочная развертка), причем первое поле передает нечетные, а второе – четные строки.

Полный цветовой телевизионный сигнал – сумма цветового телевизионного сигнала и сигнала синхронизации. Сигнал синхронизации в свою очередь является со­вокупностью строчных и кадровых синхро­импульсов – для синхронной работы гене­раторов разверток при анализе, передаче и при синтезе – воспроизведении принятого изображения.

Порог глубинного зрения – минималь­ный угловой параллакс (≈ 20 ").

Преобразователь телевизионных стандар­тов – устройство для преобразования полного цветового телевизионного сигнала стандарта 625/50 в полный цветовой телевизионный сигнал стандарта 525/60 (см. __________).

Проигрыватель видеодис­ков – устройство воспроизведения ви­деофонограммы, носитель которой имеет фор­му диска; является приставкой к телевизору (см. __________). По способу извлечения инфор­мации различают емкостный, оптический (ла­зерный) и магнитный проигрыватели с син­хронным видеодиском (один оборот видеодиска на один телевизионный кадр), с субсинхронным видеодиском (один оборот видеодиска на одно телеви­зионное поле) и проигрыватели видеодисков с видеодиском кратной синхронности (один оборот видеодиска на целое число телевизионных кадров). Основная часть проигрывателя видеодисков – видеосниматель; он содержит видеоголовку и ее держатель, обеспечивающий переме­щение видеоголовки относительно поверхности видеоди­ска по заданной траектории.

Первыми появились проигрыватели на емко­стном принципе действия – изменении емкос­ти между элементами поверхности видеодиска с записью и металлическим электродом, закреп­ленным на игле для считывания сообщений. Во время записи на поверхности видеодиска формируются микроуглубления – питы, последовательность которых образует дорожку записи. Длина пита (части микрометра) и расстояние между питами несут информацию о записанном сигнале.

Проигрыватель видеодисков лазерноготи­па работает на принципе совмещения точки фокуса лазерного луча с питом и его отраже­ния через оптическую систему к фотоприем­нику для дальнейшей обработки. На этом же принципе работают и устройства перезаписи изображений на видеодиске – современная разновидность проигрывателя видеодисков.

Проигрыватель видеодисков с пере­записью – устройство будущего, пути созда­ния которого основываются на эффекте Керра (изменение фазового состояния рабочего слоя видеодиска в зависимости от уровня ла­зерного излучения) и на эффекте Фарадея (вращение плоскости колебаний световой вол­ны и отражение плоскополяризованного луча лазера от намагниченных частичек рабочего слоя видеодиска). Разработан, например, магнитоопти­ческий цифровой двухслойный видеодиск из смеси тербия, кобальта, железа (нижний, опорный слой) и смеси двух элементов без ко­бальта (верхний слой, с памятью). Сообщение записывается и считывается лазерным лучом с тремя уровнями излучения: 9 мВт для записи, 5 мВт для стирания и 1,5 мВт для считывания (воспроизведения). Двухуровневая память (логические 0, 1) соответствует направлению вектора намагничения во время записи сооб­щения. Плотность информации составляет 1 бит/мкм, отношение сигнал/шум 44 дБ в по­лосе частот 8 МГц.

Пропускная способность телевизионного канала связи – величина, которая оценивает­ся формулой Шеннона для объема информации

C = П log₂ (1+ P _с / P _ш),

где П – полоса пропускания; Р _с и Р_ш – мощ­ности сигнала и шума соответственно.

При проектировании телевизионных сис­тем необходимо согласование спектральных характеристик сигнала с полосой пропускания аппаратурного тракта, согласование их вре­менных характеристик и динамического диапа­зона. Так, для быстрых процессов нужна ши­рокая полоса (малое время передачи кадра), а для медленных – достаточно узкая полоса, позволяющая увеличить отношение сиг­нал/шум и в конечном счете – уменьшить мощность передатчика (см. __________ и __________).

Развертка – результат процесса разложе­ния изображения развертывающим элементом (лучом). Может быть детерминированной (тра­ектория сканирования электронного луча зада­на) и недетерминированной (направление дви­жения луча согласовано с содержанием изоб­ражений). К детерминированным разверткам относятся: строчная, строчно-реверсивная, че­ресстрочная (через одну, две строки), а также чересточечная, спиральная, зигзагообразная, синусоидальная. Для вещательного телевиде­ния оптимальной принята чересстрочная раз­вертка: у нее самые малые значения частоты кадров и полосы частот телевизионного сигна­ла (см. __________). Известны такие недетермини­рованные развертки: по случайным выборкам фрагментов изображений – для графических сообщений; следящие по площади; следящие по контуру; контурно-рамочные.

Развертывание (сканирование) – способ получения растра (структуры поверхности изображения) – см. «Телевизионный растр».

Развертывающий элемент – электрон­ный луч, апертура (поперечное сечение) которо­го имеет форму круга, а распределение плотно­сти тока вдоль диаметра близко к гауссовскому. Уровень телевизионного сигнала пропорциона­лен площади сечения развертывающего элемен­та. Тем не менее, слишком большая площадь да­ет слабую продольную и поперечную четкости изображений, поэтому существует оптималь­ная апертура развертывающего элемента.

Разложение – процесс последовательного считывания изображений для последующего воссоздания каждого элемента при анализе, передаче и синтезе изображений в телевизион­ной системе.

Разложение изображений – выделение распределенных в пространстве мгновенных значений яркости (мощности) и спектральных составляющих – цветов эле­ментарных потоков лучистой энергии (см. __________), временная последовательность которых и является телевизионным изображением. Раз­вертка – результат процесса разложения изо­бражений, состоит из строк и кадров-полей.

Сатикон (химические элементы Se, As, Те в составе мишени) – модификация видикона, но в отличие от него имеет высокую чувстви­тельность; распространен в качественной про­фессиональной аппаратуре и в телевидении высокой четкости (см. __________).

Светимость – световой поток на единицу площади, люмен на метр квадратный [лм/м²].

Свето­ваяхарактеристика датчика телевизионного сигнала – зависимость выходно­го тока от освещенности, ампер на люкс [А/лк].

Световая экспозиция – световой поток на единицу освещаемой поверхности объекта за единицу времени, люкс-секунда [лк∙с].

Световая энергия – произведение свето­вого потока на время, люмен-секунда (лм∙с).

Светоклапанный проектор содержит ва­куумный модулятор света, внешние оптичес­кие устройства фокусирования, преломления, поляризации лучей и белый экран площадью менее 100 м². Принцип действия – модуляция интенсивности светового потока мощного внешнего источника благодаря изменению оп­тических свойств материала модулятора (крис­талла калия или масла) на поверхности вогну­того зеркала под действием электронного луча. Общими для обоих модуляторов являются кла­панные свойства: у первого – благодаря воз­можности поляризации светового потока и све­торазделительной призме; у второго – вслед­ствие изменения коэффициента преломления масла и использования решетчатых зеркал. Клапаны фильтруют лучи в нерабочих циклах, пропуская их к экрану – в рабочих.

Светоотдача – отношение силы света, излу­чаемого экраном, к мощности электронного луча (до 15 кд/Вт). Для повышения светоотда­чи выгодно работать при больших ускоряю­щих напряжениях и малых токах луча.

Секон – датчик сверхвысокой чувстви­тельности. Электронное изображение с фото­катода на мишень переносится с помощью не­скольких электродов, образующих поле уско­рения. Мишень имеет основу из оксида алю­миния, сигнальную пластину (обе – прозрач­ные для электронов) и пористый пласт диэле­ктрика, в котором фотоэлектроны полностью теряют свою энергию после считывания. Се­кон характеризуется малой инерционностью, большой разрешающей способностью (1200 линий) и широким динамическим диапазоном (минимальная освещенность на фотокатоде составляет 10^-9 лк). Может хранить световое изображение на мишени в течение суток. Не­достаток – неоднородность мишени, из-за че­го на изображении возможны черно-белые по­лосы.

Сигнал основного цвета несет информа­цию о яркости изображений в одном из трех основных цветов – R, G, В (см. __________).

Сигнал распознавания (угадывания) цвета – радиосигнал на цветовой поднесущей часто­те, модулированный специальными импульса­ми для управления декодером в приемнике (см. __________, __________).

На рис. 006 показана диаграмма распреде­ления уровней сигналов вещательного телеви­дения и синхронизирующих импульсов.

Телевизионные сообщения передают ра­диосигналами изображения (сигналами на не­сущей частоте изображения, модулированны­ми по амплитуде полноценного цветового телевизионного сигнала), а также радиосигна­лами звукового сопровождения (сигналами на несущей частоте звука, модулированными по частоте сообщениями на звуковых частотах).

Сигнал цветности – радиосигнал на цве­товой поднесущей частоте, модулированный цветоразностными сигналами.

Сигнал яркости Y содержит полную инфор­мацию о яркости передаваемого объекта, а так­же строчные и кадровые гасящие импульсы.

Сигналы вещательного те­левидения (основные виды):

- полный цветовой телевизионный сигнал;

- цветовой телевизионный сигнал;

- сигнал яркости Y;

- сигнал основного цвета;

- цветоразностный сигнал;

- сигнал цветности;

- сигнал распознавания (угадывания) цвета.

Сила света – пространственная плотность светового потока. За единицу силы света при­нята кандела [кд].

Синхрогенератор – формирователь им­пульсов строчной и кадровой синхронизации, а также импульсов гашения для датчика и ки­нескопа – на время обратного хода лучей строчной и кадровой разверток.

Система вещательного те­левидения – разновидность систем ра­диосвязи с параметрами вещательного телеви­дения. Различают системы монохромного, цветного, объемного и стереоскопического цветного телевидения.

Система передачи дополнительной инфор­мации – использование канала связи веща­тельного телевидения для передачи других служебных сообщений во время гашения луча на строчных или кадровых импульсах. Напри­мер, на 15 строчных интервалах в каждом поле осуществляется передача информации со ско­ростью 225 бит/с.

Система передачи неподвижных телеви­зионных изображений – система воссоздания изображений с градациями яркости (фотогра­фий, диапозитивов, стоп-кадров).

Система NTSC.

В системе NTSC – National Television System Commitee (США, 1953 г.) – каждая строка разложения несет информацию о яркос­ти и цветности. Сигналы цветности передают на поднесущей частоте, находящейся в преде­лах полосы пропускания сигнала яркости. Цве­торазностные сигналы осуществляют ампли­тудно-балансную квадратурную модуляцию сигнала на поднесущей частоте в каждой стро­ке. Балансный метод полезен для уменьшения взаимных помех (нарушение цветопередачи), для подавления сигнала на несущей частоте изображения и для устранения сетки на черно­белых участках цветного изображения. Однако квадратурная модуляция сопровождается дву­мя специфическими видами искажений: диф­ференциальной фазой и дифференциальным усилением (см. __________), что является основным недостатком NTSC.

Система SECAM.

В системе SECAM – Sequence de couleurs avec memoire – последовательная передача цветов с памятью (Франция – СССР, 1954 г.) – применяется поочередная, через строку, пе­редача двух цветоразностных сигналов с вос­становлением в приемнике третьего сигнала при задержке его на длительность одной стро­ки с помощью линии задержки. Сигнал цветно­сти передают на поднесущей частоте с частот­ной модуляцией двумя цветоразностными сиг­налами, как в NTSC, но с различными весовы­ми коэффициентами. Частоты покоя поднесу­щей сигнала цветности для строк В и R разные:

f _B = 272 f _с = 4,25 МГц,

f _R = 282 f _с = 4,406 МГц,

где f _с – частота строк (рис. 010)

Для различения в телевизоре строк В и R вводят специальные сигналы распознавания цвета во время гашения обратного хода луча, между полями или (в будущих системах) меж­ду строками. Для повышения помехоустойчи­вости предварительно корригируют низкочас­тотные цветоразностные сигналы и одновре­менно – сигналы на поднесущей с ЧМ, т.е. увеличивают амплитуду сигнала на поднесу­щей частоте по мере ее отклонения от частоты покоя. Тем не менее размах сигнала на подне­сущей частоте цветности выбирается в пять раз меньшим, чем размах сигнала яркости от черного до белого, – для устранения перекре­стных искажений в этих каналах. Недостаток системы SECAM – слабая помехоустойчи­вость сигналов на поднесущей частоте цветно­сти из-за низкого индекса частотной модуля­ции и небольшого размаха сигнала цветности.

Система PAL – Phase alternation lines – строки с изменением фазы (Германия, 1963 г.) – разработана с целью устранения основного недостатка NTSC – ее чувствительности к дифференциально-фазовым искажениям. Сис­тема PAL обладает такими свойствами: неболь­шой чувствительностью к асимметрии АЧХ ка­нала цветности (что важно для телевизионных стандартов, в которых интервал разнесения не­сущих изображения и звукового сопровожде­ния составляет 5,5 МГц, а не 6,5 МГц, как пока­зано на рис. 010); выигрышем в 3 дБ в отношении сигнал/шум по сравнению с SECAM; не­большими перекрестными искажениями между каналами яркости Y и цветности, например R – Y. Как и в NTSC, в системе PAL используется ква­дратурная модуляция сигнала на поднесущей частоте цветности цветоразностными сигнала­ми (например, R – Y), но с другими весовыми коэффициентами. Амплитуда суммарного век­тора пропорциональна насыщенности – чис­тоте цвета, а его фаза, как и в NTSC, – цвето­вому тону, или качеству цвета (см. __________). Однако здесь фаза от строки к строке изменяет­ся на π, а в одном из цветовых каналов телеви­зора сигнал предыдущей строки задерживается линией задержки, как в SECAM, после чего сигналы соседних строк суммируются. Во вре­мя приема в телевизоре второй строки фаза сигнала цветности возвращается на я, сигнал второй строки складывается с задержанным сигналом первой строки. При этом суммарный вектор совпадает с начальным, и фазовые иска­жения компенсируются. Разработчикам систе­мы PAL не удалось устранить только искаже­ния типа дифференциального усиления.

Совмести­мость систем телевидения дает возможность воссоздавать сигналы цветного телевидения на монохромных экранах и передавать сигналы монохромного и цветного телевидения общи­ми каналами связи.

Спектр частот – параметр телевизионно­го сигнала, определяющий полосу пропуска­ния канала связи. Например, для телевизион­ного вещания полоса пропускания

∆ F _с ≈ nN/2 = 25∙0,5∙10⁶/2 = 6,25 МГц.

Рис. 004

Структура спектра S (f) – дискретная (рис. 004), имеет постоянную составляющую (0 Гц) и спек­тральные линии, образованные гармониками строчной частоты f _с, и боковыми полосами от гар­моник кадровой частоты f_к, расположенных рядом с ними, откуда

f _l,r = lf _с + rf _к.

Амплитуды спектра S (f) быстро спадают при возрастании номеров гармоник l и r, но имеют и всплески на частотах lf _c. В окрестности час­тот, которые равны (или кратны) нечетному числу полупериодов строчной частоты, в спек­тре телевизионного сигнала существуют глу­бокие провалы на частотах

(f _с /2)(2 l + 1), где l = 0, 1, 2,....

Это свидетельствует о частотной «недогрузке» телевизионного канала связи и о том, что канал можно уплотнить (см. __________, __________).

Спектральная характеристика датчика телевизионного сигнала – за­висимость чувствительности от длины волны воздействующего на датчик равноинтенсивно­го облучения (по всему видимому спектру).

Спектральная чувствительность зрения к цветам максимальна на волне 555 нм (желто-зеленый), спадает при 380 нм (темно-красный) и достигает нуля при 770 нм (фиолетовый); форма кривой чувствительности (ее называют также кривой видности) близка к гауссовской.

Специализированные те­левизионные системы – приклад­ные системы видеосвязи производственно-тех­нического и научного назначения.

Спутниковая система MAC (Multiplexed Analogue Components – временное уплотне­ние аналоговых компонентов) – цифроанало­говая несовместимая (см. __________) телевизион­ная система повышенного качества (ТПК). Система С-МАС при стандартном числе строк z = 525 или 625, разработанная компаниями IBА (Англия, 1982 г.), предназначена для непо­средственного приема телевизионного сигнала от геостационарного спутника Земли. Вариант С-МАС применен компанией НТВ (Москва, 1992 г.). Его основные параметры: диапазон частот в эфире 12 ГГц; передача на двух несу­щих частотах при разносе несущих в радиока­нале 19,18 МГц; применение ЧМ сигнала от спутника с полосой 27 МГц в канале передачи; ширина спектра ибкодного сигнала яркости си­стемы PAL 5,6 МГц, исходных цветоразност­ных сигналов 2,75 МГц; формат кадра k = 5/3; частота кадров 25 Гц, развертка чересстрочная при числе строк z = 625. Информация о цветно­сти передается в виде двух цветоразностных сигналов R – Y и В – Y, сжатых во времени и размещенных на интервале строчных гасящих импульсов в двух соседних строках. Чтобы этот интервал был достаточным, в кодере при­меняют временное сжатие сигнала яркости. Строчный импульс длительностью 400 не пе­редается в цифровой форме. Сигнал звука и других данных занимает интервал 9 мкс. Циф­ровые данные передаются с ФМ первой несу­щей, видеосигнал – с ЧМ второй несущей. Передатчик излучает в любой момент колеба­ния только одной из них, поэтому интерферен­ция между несущими частотами видеосигнала отсутствует.

Для приема на стандартные телевизоры применяют конвертер, который декодирует сигнал системы С-МАС в стандартный сигнал цветного телевидения с несущей радиочастот­ного колебания в обычном диапазоне волн. Структура декодера в телевизоре содержит АЦП на входе для сигнала, полученного с ви­деодетектора, электронный коммутатор для разделения во времени сигнала яркости и по­очередно передаваемых цветоразностных сиг­налов; экспандеры для их растяжки во времени (после сжатия в кодере, до передачи в эфир); три ЦАП с заданными временами дискретиза­ции яркостного и двух цветоразностных сигна­лов, линию задержки сигнала яркости; блок синхронизации; три ФНЧ с разными частотами среза – на выходах яркостного и двух цвето­разностных каналов обработки.

Двухканальный вариант системы телеви­дения высокой четкости HD-MAC, раз­работанный компанией CBS (США), рассчитан на число строк z =1050 с тем же форматом ка­дра k = 5/3 и чересстрочной разверткой при 60 полях в секунду. Датчик телевизионного сиг­нала на телецентре представляет изображение в виде 1050 строк в одном кадре. Каждый ка­нал пропускает одно из двух полей кадра, по 525 строк: первый канал передает первое поле – (525 нечетных строк), второй канал – вто­рое поле (525 четных строк). Ширина спектра видеосигналов в каждом канале 8 МГц. Систе­ма HD-MAC совместима с английской систе­мой С-МАС.

Упомянутые варианты систем ТПК и телевидения высокой четкости, их модификации – А-, В-, D-, D2-MAC, а так­же HD-B-MAC обладают такими улучшенны­ми характеристиками по сравнению с традици­онными системами: повышенной разрешаю­щей способностью изображения – за счет большей полосы частот сигналов яркости и цветности; значительным снижением шумов канала цветности благодаря смещению его спектра вниз по частоте; передачей и приемом сигналов звукового сопровождения, синхрони­зации, телетекста и другой служебной инфор­мации в цифровой форме; отсутствием пере­крестных искажений сигналов яркости и цвет­ности.

Строка – совокупность последовательно­сти горизонтальных элементов изображения.

Строчка записи видеомаг­нитофона – намагниченная часть поверх­ности магнитной ленты, ширина строчки кото­рой Т равна ширине рабочего зазора d видеого­ловки, а длина l зависит от угла θ между продольной осью ленты и плоскостью враще­ния видеоголовки (рис. 001). Переход видеоголовки на новую часть ленты осуществляют там, где на­рушение непрерывности сигнала приводит к минимальным потерям и помехам. Для пере­ключения видеоголовок без помех применяют частичное перекрытие – участки в начале и в конце строчек содержат информацию конца предыдущей и начала следующей строчки.

Ширина ленты, занятая строчками, W = 0,8 А (А – полная ширина ленты). Минимальная длина строчки l_min = (τ_п/ s) F _Bλ _min, где τ_п – продолжительность поля телевизионного изображения (см. __________); s – число сегментов (частей по­ля); F _B = 6,5 МГц – верхняя рабочая частота; λ _min – минимальная длина волны колебания, записанного на ленте (1 мкм).

Рис. 005

Шаг строчек записи р – расстояние между их осевыми линиями. Линейная относительная скорость видеоголовка – лента V _ГЛ = π Dn _б, где D – диа­метр барабана с видеоголовками; n _б – частота вращения барабана (обычно V _ГЛ = 4,8...5,8 м/с). Скорость движения ленты V _Л = n _б N /sinθ, где N – число видеоголовок на барабане. Для за­данного отношения сигнал/шум должно выполняться условие: V _ГЛ/ V _Л = W / p, т.е. отноше­ние линейной скорости головок к скорости протяжки ленты равно отношению ширины ленты, занимаемой строчками записи, к шагу строчек. Выбор скорости V _Л влияет также на качество звуковой программы (обычно V _Л = 1,9...2,4 см/с). Угол наклона рабочих зазоров двух видеоголовок относительно нормали к строчке α = ±6° дает возможность каждой видеоголовке записывать и считывать сигнал только своей строчки и этим повысить плотность записи. На сигналограмме это отмечено разнонаправлен­ной штриховкой двух соседних строчек; меж- дустрочечные промежутки отсутствуют, поэто­му шаг р равен ширине строчки Т. Для форма­та VHS размеры: А = 12,6 мм; W = 10,6 мм; Т = 49 мкм; θ = 5,96°; l = 96 мм.

Суперкремникон – кремникон, имеющий секцию для переноса электронного изображе­ния с фотокатода на мишень. Обладает повы­шенной чувствительностью – в 100 раз боль­шей, чем у кремникона.

Телевидение – область техники, науки, культуры, связанная с передачей на расстояние изображений движущихся и неподвижных объектов с помощью радиоэлектронных средств. Типичная техническая телевизионная система содержит датчик телевизионных сиг­налов (см. __________), кодирующее устройство – кодер (см. __________), передатчик (см. __________), канал связи (см. __________), приемник с декодером (см. __________) и воспроизводящим устройст­вом – кинескопом или телепроектором (см. __________).

Телевидение высокой четкости – широкоэкранная (с форматом кадра k = 5/3 либо k = 16/9, см. __________) телевизионная система, разрабо­танная с целью согласования пространствен­но-временных характеристик зрения человека и качества изображений, попытка создать эф­фект присутствия. Этого можно достичь не­сколькими способами: увеличением числа строк и полей, что требует неприемлемой по­лосы частот до 50 МГц в эфире (см. __________); принятием мер, которые сопровождаются со­гласованием параметров телевидения высокой четкости с существующи­ми стандартами вещательного телевидения, например, удвоением числа строк с образова­нием «выдуманных» промежуточных строк интерполяцией или заменой чересстрочной развертки строчной (см. __________); введением нового стандарта 950/25 с организацией в те­левизоре устройства памяти на один кадр, в которое вводят сигнал изображения с частотой 25 кадр/с, а считывают все строки с частотой 50 кадр/с. Последний способ повышения чет­кости, детальности путем преобразования кад­ров требует полосу частот до 20 МГц в эфире. В другом варианте телевидения высокой четкости, заключающемся в ко­дировании сообщения с многократной субдис­кретизацией, эта полоса частот сокращена до 8 МГц, поэтому передача программ телевидения высокой четкости воз­можна через вещательный спутник с предус­мотренной в нем полосой частот 12 МГц. См. также __________.

Телевизионный автомат – устройство по­иска, угадывания, узнавания, распознавания объектов, их координат, геометрических пара­метров, подсчета, сортирования, запоминания.

Телевизионный растр – это структура поверхности изображения, результат анализа и синтеза кадра. Растр получается путем разло­жения изображений развертывающим элемен­том — электронным лучом. Для разложения используются пилообразные колебания в от­клоняющей системе кинескопа (см. __________) токов строчной и кадровой частот, чтобы осу­ществить горизонтальное и вертикальное от­клонения электронного луча в датчике и вос­производящем устройстве. Частота строчной развертки f _с = nz, а частота генератора кадро­вой развертки численно равна частоте полей (см. __________) f _п = bn = bf _с / z, где b = 2 – коэффи­циент чересстрочной развертки в системе ве­щательного телевидения. Для согласованной работы генераторов разверток применяют син­хронизирующие импульсы (рис. 006). Для устранения искажений сигнала изображения во время обратных ходов лучей управляющий электрод кинескопа блокируют специальными импульсами гашения.

Рис. 006

Телевизор (телевизионный приемник) – устройство воспроизведения видео- и аудиосообщений, содержащее ра­диоканал, декодер полного цветового телеви­зионного сигнала (см. __________), кине­скоп, УЗЧ, громкоговорители.

В одноканальном телевизоре (с общим УПЧ для сигналов звука и изображения) амп­литудный детектор сигналов изображения выполняет также функцию второго преобра­зователя частоты, который выделяет сигнал разностной частоты

f _ПЧ2зв = f _н.зв - f _н.из = f _ПЧиз - f _ПЧ1зв = 38 - 31,5 = 6,5 мГц.

Рис. 007

Одноканальная структура (рис. 007) об­легчает массовое производство телевизоров благодаря допустимой невысокой стабильнос­ти гетеродина. Такой телевизор содержит: антенный блок 1; селекторы каналов 2, 8, содер­жащие усилитель сигнальной частоты и пер­вый преобразователь частоты; блок выбора программ 15; цепи АРУ 16; АПЧ 3; широкопо­лосный УПЧ изображения и звукового сопро­вождения (f _ПЧиз, f _ПЧзв) 9; видеодетектор 10 с режекторным фильтром 11 для подавления сигналов звука на выходе видеодетектора; ви­деоусилитель 12; декодер 18; усилитель вто­рой ПЧ звука 4; ограничитель амплитуды 5; частотный детектор звука 6 с УЗЧ 7; амплитуд­ный селектор импульсов 13; генераторы кад­ровой 14 и строчной 19 разверток; генератор высокого напряжения 20; источник питания 17. На выходе канала изображения установлен кинескоп 21, а на выходе канала звукового со­провождения – акустическая система АС.

Рис. 008

Структура декодера системы SECAM показана на рис. 008. Амплитудно-модули­рованные сигналы яркости через видеоусили­тель 1 подают на цветной кинескоп. Частотно-модулированные сигналы цветности вы­деляют полосовым фильтром 4. Линия за­держки 5, осуществляющая задержку на дли­тельность строки (64 мкс), и электронный коммутатор 6 обеспечивают одновременное появление на выходах частотных детекторов 2, 9 цветоразностных сигналов R – Y и В – Y, которые в системе SECAM передаются по­следовательно (см. __________). Два цветоразно­стных сигнала поступают в матрицу 7, где формируется третий сигнал G – Y. С выхода видеоусилителей 3, 8, 10 напряжения пода­ются на управляющие электроды цветного кинескопа. Сумматор 13 и распознаватель цвета 11 управляют работой электронного коммутатора 6 при участии генератора ком­мутационных импульсов 12.

Телемонитор – оконечное устройство для воспроизведения видео- и аудио сообщений по­сле их обработки в трансивере (телетюнере). Содержит видеоусилитель, кинескоп с откло­няющей системой, генераторы и усилители разверток, а также усилитель звуковых частот и громкоговорители.

Ти­повая телерадиоаппаратура (некоторые примеры):

- адаптер видиотекста;

- декодер сообщений цветного телевидения

- демодулятор звука

- демодулятор телевизионных изображений

- кодер

- передающая камера

- преобразователь телевизионных стандартов

- синхрогенератор

- телемонитор

- трансивер (телетюнер)

Приведенный перечень не является исчер­пывающим.

Траектория движения лен­ты в лентопротяжном механиз­ме (см. __________). Во время записи или воспро­изведения сигналов подвижные стойки 1 (рис. 005) вытягивают ленту 6 из кассеты 7, прижимают ее к барабану 3 и к неподвижным магнитным головкам стирания 2, звукового со­общения 4 и управления 5. В режимах пере­мотки и приостановки подвижные стойки воз­вращают ленту в кассету (по стрелкам). В ра­бочем цикле видеоголовки, расположен­ные на барабане, вращаются относительно ленты с большой скоростью V _Г.Л, необходимой для воспроизведения ВЧ сигнала сообщения в строчке. Лента с малой скоростью (ведущий вал 8) проходит мимо стойки и наклоненного барабана с вращающимися видеоголовками, создавая сме­щения соседних строчек и одновременно фор­мируя дорожки сигналов звука и управления. Как правило, траектория движения ленты на­поминает форму одной из литер греко-латин­ской азбуки и имеет ее название. Например, сложная траектория в виде альфа-петли а дает возможность поместить катушки с лентой од­ну над другой на общей оси, уменьшить раз­меры видеомагнитофона. Петля в виде литеры омега Ω охватывает барабан с видеоголовками на угол, больший 180°; это дает возможность вместить в одной строчке видеозаписи все по­ле телевизионного изображения – 313 телевизионных строк (см. __________, __________) и обеспечить несег­ментную запись в бытовых видеомагнитофо­нах (см. __________). В одноосной кассетной конст­рукции применяют траекторию движения ленты в виде буквы С; в кассетах со смежными компланарными катуш­ками траектория движения ленты может иметь вид литер U или М. В кассетах с траекторией движения ленты в виде букв С и М ведущий вал находится внутри, а в U -кассете – за ее пределами.

Траектория разложения изображения – порядок последовательной на плоскости пере­дачи элементов разложения.

Трансивер(телетюнер) – высокочастот­ное устройство для приема, настройки и выбо­ра телевизионного вещательного канала, а так­же для детектирования и декодирования цвет­ных телевизионных сообщений.

Трехлучевой хроматрон – разновидность цветного кинескопа с линейчатым экраном (люминофор нане­сен в виде горизонтальных линий) и решеткой из вертикальных проволок вместо маски. Про­жекторы устанавливают в одну линию (ком­планарно). На решетку и экран подают разные потенциалы, которые образуют электростати­ческое поле, формирующее серию отклоняю­щих электронных линз. При этом 90 % электро­нов достигает экрана, и его светоотдача резко возрастает. Такие кинескопы выпускают с диа­гональю не более 32 см (из-за провисания проводов и нарушения сведения лучей при увеличении размера экрана).

Устройства сведения – это серия регули­ровочных магнитов и катушек на горловине колбы цветного кинескопа. С их помощью каждый из трех лу­чей после прохождения сквозь отверстие мас­ки поступает к «своему» люминофору.

Физико-физиологическая основа телевидения – зрительный аппарат человека.

Формат аналоговой магнитной видеозаписи (рис. 001) – способ распо­ложения строчек и дорожек на ленте (см. __________), структура видеофонограммы аудиовизу­альных процессов, специфика конструкции видеомагнитофона. Наиболее известны­ми форматами аналоговой магнитной видеозаписи на полудюймовой ленте являются: VHS (Video Home System), Beta и V-2000. Первый при переключении кодирую­щих блоков видеомагнитофона является универсальным для трех систем цветного телевидения (см. __________); размеры кассеты – 188 × 104 × 25 мм; продолжительность программ – до 240 мин. Формат Beta не имеет междустрочечных про­межутков (р = 0) даже при самой малой ско­рости протяжки ленты, а кассета размерами 156 × 96 × 25 мм вмещает программу продол­жительностью до 195 мин. Формат V-2000 от­личается минимальной шириной строчки Т благодаря высококачественному автотрекингу (см. __________) и протяжкой ленты с использова­нием половины ширины (дважды вперед/на­зад). При размерах кассеты 183 × 110 × 26 мм запись в одну сторону занимает ширину А /2 по­лудюймовой ленты, а максимальная продолжи­тельность программы составляет 2 × 240 мин. В современных восьмимиллиметровых форма­тах (А = 8 мм) сокращение затрат ленты дости­гается уменьшением скорости ее протяжки V _Л,сокращением ширины рабочей зоны W, пре­дельной длины волны λ _min и ширины строчек Т записи при отсутствии междустрочечных про­межутков. Целью введения этих мер является миниатюризация камкодеров – устройств, со­четающих в единой конструкции передающую камеру (см. __________) и видеомагнитофон.

Формат прямоугольного растра кадра – отно­шение ширины кадра к его высоте. Форматы кадра вещательного телевидения и стандартно­го кинокадра согласованы и совпадают: k = 4/3. Для телевидения высокой четкости и телевиде­ния повышенного качества, а также для широ­коэкранного кинофильма формат k = 5/3 либо k = 16/9. У видеотелефона k < 1.

Формат цифровой магнитной видеозаписи – способ реализации ви­деофонограммы аудиовизуальных процессов в виде цифрового потока, а также соответствую­щая специфика конструкций цифровых видео­магнитофонов. В настоящее время в мире изве­стно восемь форматов цифровой магнитной видеозаписи. В основе постро­ения всех, начиная с первого D-1, стандартизи­рованного МККР в 1986 г., лежит наклонно­строчечная магнитная запись.

В формате D-1 запись осуществляется сдвоенным блоком видеоголовок. Шири­на магнитной ленты равна 19 мм, скорость ее протяжки – 28,7 см/с (т.е. на порядок больше, чем при аналоговой записи сигналов), мини­мальная длина волны λ _min = 0,9 мкм; продоль­ная плотность составляет 2,2 Кбит/мм при ско­рости передачи 2 Кбит/с. Сравнительно боль­шое значение уменьшает влияние выпаде­ний сигнала на качество изображения. Ленту размещают в кассетах трех типов (самая боль­шая из них имеет размеры 366 × 206 × 33 мм); при толщине ленты 16 мкм продолжитель­ность программы составляет 80 мин. Ширина строчки Т = 40 мкм, а ее длина l = 110 мм, угол наклона строчки к базовому краю ленты θ = 50°, промежутка между строчками нет. Формат цифровой магнитной видеозаписи содержит также три продольные дорож­ки: временного кода (ширина 0,5 мм), канала управления (0,5 мм) и поиска фрагмента про­граммы (0,7 мм). Запись одного сегмента (одно поле изображения и его звуковая программа) размещаются на 12 строчках. Каждая строчка содержит два видеосектора по краям, четыре аудиосектора внутри (последние предназначе­ны для ликвидации влияния на качество звука растяжения ленты и повреждения ее края). Ширина программной зоны, занятой всеми строчками, – 16 мм.

В 1994 г. по рекомендациям Европейского вещательного объединения (EBU) был предло­жен новый формат аудиовидеозаписи D-6, при­годный для всех телевизионных стандартов и удобный для дальнейшего усовершенствова­ния. Этот формат обеспечивает воспроизведе­ние изображений высокой плотности в любом из предыдущих форматов переходного перио­да (1985 – 1995 гг.) и запись со скоростями до 1,2 Гбит/с. Благодаря новой системе коррекции ошибок цифровые видеосигналы обрабатыва­ются как поток данных, независимо от их про­исхождения, не ограничиваясь записью/вос­произведением лишь телевизионных изобра­жений.

Цифровые видео- и аудиоданные сообще­ний записываются со скоростью примерно 1 Гбит/с на магнитную ленту шириной 19,05 мм. В частности, телевизионные изображения всех стандартов, например 1250 (625) строк и 60 (50) полей за секунду (см. __________), в форма­те D-6 приобретают свойства мультистандар­та: имеют одинаковые характеристики строч­ки, внутреннюю структуру информационных блоков и модуляционный код.

Запись телевизионных сигналов с высокой плотностью (1250/50, 1125/60) осуществляется на средней скорости передачи данных 900...950 Мбит/с. Если также учесть одновре­менно оцифрованные звуковые, служебные и управляющие сигналы, коды синхронизации и коррекции ошибок, то полная скорость достига­ет 1,2 Гбит/с и сигналы записываются в реаль­ном масштабе времени. Максимальная продол­жительность записи/воспроизведения этих дан­ных в «прозрачном» виде (без ухудшения каче­ства от входа к выходу) на одну кассету состав­ляет 64 мин. Кассета с информационной емкос­тью 500 Гбайт имеет стандартные размеры 366 × 206 × 33 мм, как у форматов D-1, D-2, и со­держит металлопорошковую ленту толщиной 11 мкм повышенного качества. Для получения требуемой плотности информации шаг строчки записи равен 21 мкм, с углом наклона строчки к базовому краю ленты θ = 15° (а не 50°, как в предыдущих форматах цифровой магнитной видеозаписи). Минимальная длина волны записи λ_min = 0,6 мкм. Частота вращения 150 Гц блока видеоголовок обеспечивает видеомонтаж изображений с частотами полей как 50, так и 60 Гц. Этот блок видеоголовок диаметром 96 мм имеет 32 видеоголовки для записи/считы­вания данных на ленте и две головки для стира­ния информации. Одно полуполе записывается восемью головками. Скорость видеоголовки относительно ленты V _Г.Л = 46 м/с, абсолютная скорость протяжки ленты V_Л = 0,497 м/с.

На сигналограмме (рис. 011)показано раз­мещение магнитных строчек и дорожек форма­та D-6 при частоте полей 50 Гц (а) и вид одно­го кластера – участка магнитной ленты, со­держащего восемь наклонных строчек, отме­ченных буквами a... h и записанных на одном поле с разверткой восемью видеоголовок за пол-оборота барабана видеоголовок (б). На этих рисунках: 1 – режиссерская дорожка; 2 – управляющая дорожка; 3 – до­рожка адресно-временного кода; 4 – звуковые строчки; 5 – видеострочки; 6 – контрольная пометка программы; 7 – видеоголовка; 8 – стирающая головка.

Каждая строчка содержит запись данных изображения и звука, причем звуковая инфор­мация размещается на обоих концах строчки; они отделяются от видеоданных монтажными зазорами. Такое размещение дает возмож­ность стирать и записывать цифровые данные о звуке или об изображении независимо от монтажных операций. Все поля одного клас­тера располагаются в виде правильного пря­моугольника, вытянутого в направлении строчки записи. Каждый аудиосегмент содер­жит на обоих концах кластера данные стерео­канала, записанные звуковыми головками, ко­торые разнесены в пространстве для облегче­ния коррекции ошибок.

Рис. 009

При вращении блока вращающихся голо­вок с частотой 150 Гц строчки записи телеви­зионных сигналов с частотами полей /_п = 50 и 60 Гц имеют одинаковый вид. Из рис. 011, а,следует, что для l _п = 50 Гц одно поле содержит шесть кластеров, его формируют 8 × 6 = 48 строчек; для l _п = 60 Гц будет пять кластеров и 8 × 5 = 40 строчек. Линейная и относительная скорости ленты, прочие базовые параметры движения и коррекции ошибок остаются неиз­менными с переходом стандарта от 50 к 60 Гц и наоборот. Однако при этом изменяется число цифровых аудиоканалов: на 50-герцовом поле их можно записать 12 (шесть стереопар), а на 60-герцовом – лишь 10 (пять стереопар).

За десять (1985 – 1995 гг.) лет усовершен­ствования формата цифровой магнитной видеозаписи вероятность появле­ния ошибок уменьшена с 10^-7 (формат D-1) до 10^-11 (D-6). Последнее соответствует появле­нию не более чем 46 неисправленных ошибок на 64-минутную кассету, что вполне удовле­творяет современным технико-эксплуатацион­ным требованиям.

Характеристика верности – зависи­мость амплитуды напряжения на модулято­рах цветного кинескопа (см. __________) от часто­ты модуляции сигнала на несущей частоте изо­бражения.

Цветное вещательное телевидение – система с определенным кодированием сигна­лов изображения для обеспечения совмести­мости трансляции программ монохромного и цветного телевидения. Независимо от способа кодирования (см. __________) датчик формирует сигналы трех основных цветов, а в конце трак­та эти сигналы управляют воспроизводящим устройством (см. __________). Кодирование дает возможность уплотнить спектр и передавать цветовую информацию вместе с сигналом яр­кости Y, поскольку в дискретном спектре яркостного Y -сигнала есть нулевые значения (рис. 004 и __________). Суть кодирования – фор­мирование перемежающихся спектров сигна­лов яркости Y на несущей частоте и цветораз­ностных сигналов R – Y и В – Y – на поднесу­щей частоте. Способ передачи цветоразност­ных сигналов в канале яркости и отличает од­ну систему цветного телевидения от другой. Уплотнение спектров возможно благодаря особенности зрения человека – восприни­мать мелкие детали изображений как неокра­шенные. Сигналы основных цветов преобра­зуют в широкополосный сигнал яркости Y и в три узкополосных цветоразностных сигнала (см. __________). Из трех цветоразностных в эфир передают только два, а третий восстанавлива­ют в приемнике, как дополнение к сигналу яр­кости (см. __________). Согласно ГОСТ 7845-92 радиосигнал изображения формируется с по­мощью AM несущей изображения f _н.из пол­ным цветовым ТВ сигналом с частичным по­давлением нижней боковой полосы, а радио­сигнал звука – с помощью ЧМ несущей звука f _н.зв сигналом звукового сообщения. Полоса частот радиоканала изображения составляет 7,625 МГц, а звукового сопровождения 0,25 МГц. Разнос несущих 6,5 МГц, причем f _н.из < f _н.зв, номинальная ширина полосы частот од­ного радиоканала ТВ вещания 8 МГц.

В качестве примера приведем диаграмму распределения частот и полос системы SECAM цветного вещательного телевидения (рис. 010), где 1 – верхняя боковая полоса сигнала яркости (правее f _н.из), 2 – частично подавленная нижняя боковая полоса (левее f _н.из), 3 – сигнал звукового сопровождения, 4 – сигналы цветности, f _В= 4,250 МГц и f_R = 4,40625 МГц – частоты смодулированных поднесующих при передаче синих и красных строк соответственно.

Рис. 010

Цветное телевидение – совокупность уст­ройств, основанных на применении опреде­ленного способа кодирования цветового теле­визионного сигнала (см. __________).

Цветной кинескоп – разновидность теле­визионного воспроизводящего устройства. Из­вестны цветные кинескопы масочного типа (с самосведением лучей и без него), а также од­но- и трехлучевой хроматроны с диагональю от 16 до 70 см.

Цветность – направление вектора цвета D в трехмерном пространстве, определяющее качество цвета:

D = rR + gG + bВ,

где r, g, b – трехцветные коэффициенты, сум­ма которых r + g + b = 1. Следовательно, лю­бую цветность однозначно определяют два из них. Согласно этому принципу в телевидении по каналу связи передают лишь два цветораз­ностных сигнала, а трети