Телевизионные измерения

Лекция 13. ИСКАЖЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

Материалы по этой теме изложены в [1, с. 208-213], [2, с. 169-172],
[4, с. 55-63, 395-404], а также в [5] и [7]. Источник [7] – монография по телевизионным измерениям.

Искажения телевизионного изображения принято делить на два класса.

1. Геометрические (или координатные) искажения вызываются нелинейностью отклоняющих токов и несовершенством геометрии отклоняющих систем, кинескопа, передающих трубок, оптических систем и т.п. К этим искажениям относятся нелинейность разверток (по горизонтали и вертикали), искажения типа трапеция, параллелограмм, ромб, бочка, подушка.

2. Искажения второго класса связаны с искажениями видеосигнала в телевизионных трактах (каскады ТВ студии, передатчика, канала связи, ТВ приемника) и приводят к нарушению воспроизведения градаций яркости (градационные искажения) и к ряду других искажений изображения, таких как потеря четкости, окантовка, тянущиеся продолжения, ореолы и т.д. Чаще всего эти искажения вызываются отклонением от нормы амплитудных, амплитудно-частотных или фазо-частотных характеристик ТВ тракта.

Искажения цветного изображения, не сводящиеся к вышеперечисленным, обычно рассматривают отдельно. Это искажения цветового тона (напр., как следствие искажений типа «дифференциальная фаза» или следствие неправильной регулировки нулей частотных детекторов), насыщенности (напр., как следствие искажений типа «дифференциальное усиление»), неправильный динамический баланс белого, некачественное сведение лучей и т.д.

Для телевизионных измерений используются испытательные таблицы и испытательные (измерительные) сигналы. Таблицы в основном предназначены для визуальной оценки качества изображения непосредственно на телевизионном экране, хотя некоторые параметры изображения могут быть измерены численно (напр., геометрические искажения с помощью линейки, а некоторые искажения сигнала с помощью специальных телевизионных осциллографов, имеющих блок выделения строки).

Таблицы бывают оптические и электронные. Оптические таблицы выполняются в виде фотографий, диапозитивов и т.п. Они размещаются перед объективом передающей камеры и позволяют проверить весь видеотракт, включая оптику. Электронные таблицы создаются с помощью электрических сигналов, которые вводятся в видеотракт чаще на передающем, а иногда и на приемном конце ТВ системы. Самая известная сегодня (и самая сложная) – универсальная электронная испытательная таблица УЭИТ.

Чаще всего таблица содержит в качестве основы сетчатое поле, позволяющее измерять геометрические искажения с помощью линейки, а также правильно отрегулировать размер изображения по реперным меткам на краях таблицы. Для качественной оценки геометрических искажений в таблицу могут включаться изображения окружностей, искажения формы которых глаз замечает лучше, чем искажения квадратов.

По белым линиям сетчатого поля регулируется сведение лучей цветных кинескопов.

Диагональные линии в прямоугольниках или квадратах таблицы позволяют оценить качество чересстрочной развертки – на этих линиях не должно быть «зазубрин».

Для оценки четкости таблицы содержат либо штриховые миры, либо группы расходящихся линий (на телевизионном жаргоне – «веники»). Чаще всего эти изображения оцифрованы в значениях четкости и необходимо найти визуально ту миру или то место «веника», где линии сливаются.

Для оценки градационных искажений таблицы содержат так называемый оптический ступенчатый градационный клин – чаще всего десять площадок различной яркости. Встречаются другие названия этого изображения – серый клин, серая шкала. В цветных телевизорах по этому изображению регулируется баланс белого, а также настройка нулей частотных дискриминаторов.

Для оценки линейности характеристик дискриминаторов декодера СЕКАМ предназначено изображение «радуги».

Измерительных сигналов существует довольно много. Часть из них предназначена для создания на экране телевизора или монитора специальных изображений (т.е. электронных таблиц), напр., сетчатого или шахматного поля, цветного восьмиполосного сигнала и т.д.. Другая часть позволяет измерять параметры телевизионного тракта чаще всего с помощью все того же телевизионного осциллографа с блоком выделения строки. Как правило, эти сигналы для удобства измерений «замонтированы» в телевизионную строку и содержат стандартные гасящие и синхронизирующие импульсы. Некоторые из этих сигналов передаются на задней полке кадрового гасящего импульса в процессе телевизионной передачи [1, 4, 5, 7].

Сигнал в виде синусквадратичного импульса длительностью 83 нс или
166 нс позволяет оценить амплитудно-частотную характеристику тракта на верхних частотах путем сравнения его амплитуды с амплитудой опорного прямоугольного импульса длительностью 10…26 мкс. Синусквадратичный импульс описывается выражением

(33)

Достоинством синусквадратичного импульса по сравнению с прямоугольным является пренебрежимо малая интенсивность спектральных линий на частотах выше f _гр . Форма синусквадратичного импульса на выходе тракта характеризует его фазочастотную характеристику.

Пилообразный и ступенчатый сигналы предназначены для оценки амплитудной характеристики тракта, т.е. градационных искажений. Ступенчатым сигналом удобнее пользоваться.

Если испытательный сигнал имеет синусоидальную насадку с частотой 4,43 МГц, это значит, что он предназначен для измерений параметров систем цветного телевидения, напр., искажений «дифференциальное усиление» и «дифференциальная фаза». Кроме того, насадка упрощает технологию измерений, особенно при наличии соответствующих измерительных фильтров. Тогда в случае черно-белого телевидения ее частота может быть равна 1,2 МГц.