де детекторного каскада приемника выделяется полный телевизионный сигнал, который после-усиления подается на кинескоп для модуляции яркости луча.

В телевизионном приемнике происходит такжр выделение из полного телевизионного сигнала синхронизирующих импульсов, разделение их на строчные и кадровые. Эти синхроимпульсы используются для синхронизации генераторов кадровой и строчной развертки, управляющих электронным лучом.

В результате одновременного воздействия сигналов развертки и видеосигнала на луч на экране кинескопа возникает световое изображение передаваемого объекта. Входящие в состав полного телевизионного сигнала строчные и кадровые гасящие импульсы способствуют более надежному запиранию приемной трубки (гащение луча) на время обратного хода развертки по строкам и по кадру.

15-6. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

Телевизионное изображение, наблюдаемое на экране приемника, должно восприниматься так же, как воспринимает его зритель при непосредственном наблюдении. Для оценки телевизионного изображения служат следующие основные параметры: размеры, яркость, контрастность, число воспроизводимых градаций, четкость, геометрическое подобие и отношение энергий полезного видеосигнала и помехи.

Оптимальный размер изображения зависит от условий наблюдения и прежде всего от расстояния между наблюдателем и приемным экраном. Установлено, что изображение лучше всего смотрится, если оно находится от наблюдателя на расстоянии /, равном 5-6 высотам h этого изображения. Отсюда высота изображения должна составлять:

0,2/.

Если число наблюдателей 4-5 чел., то в условиях жилой комнаты расстояние до изображения обычно равно 1,5-2 ж, тогда высота изображения должна быть hi = =0,2(1,5-2) =0,3 0,4 ж.

Изображение воспринимается лучше, если его формат (отношение ширины к высоте) =4:3. Это соотношение сторон изображения взято из практики кино. В унифицированных телевизорах УНТ-35, УНТ-47 и УНТ-59 используются кинескопы с новым форматом экрана 5 : 4. Эти кинескопы имеют большую площадь воспроизводимого изображения. За счет увеличения изображения по строкам сверх пределов экрана в этих кинескопах можно увеличить

длительность обратного хода строчной развертки и тем самым создать более благоприятные условия для работы генератора развертки.

Оптимальная яркость изображения для

наилучшего восприятия определя.ется такг же условиями наблюдения, содержанием изображения и свойствами зрения. Можно считать, что средняя яркость телевизионного изображения 30 нт вполне достаточна для наблюдения этого изображ.ения. При этом наблюдатель будет рассматривать изображение без особого напряжения зрения.

Коитрастность и число ворпроизводимыс градаций. Телевизионное изрбрджение, как правило, наблюдается в условиях внешней освещенности, интенсивность которой цо-жет меняться во времени. При этом оказывается, что внешняя засветка снижает контраст рассматриваемого - телевизионного изображения.

В соответствии с законом Вебера-Фех-нера человеческий глаз реагирует только на относительное приращение яркости изображения. При этом чувствительность егр к этим приращениям остается постоянной й составляет 0,01-0,02. В связи с этим глаз может различать при заданнрй контрас-гно-сти TOJjbKQ вполне определенное число градаций яркости в воспринимаемом изображении. Необходимое число различных градаций-fecTH одного элемента изображения практически равно 5-10. В воспроизводимом на экране приемника телевизионном изображении, как предусматривается стандартом, должно быть не менее семи градаций яркости.

Четкость и резкость телевизионного изображения. С увеличением яркости и контрастности изображения удается рассмотреть более мелкие его детали. Необходимая четкость изображения определяется разрешающей способностью человеческого зрения. Последняя измеряется минимальным углом, под которым видны раздельно две точки изображения. В условиях наблюдения телевизионного изображения разрешающая способность зрения Ь=\~- 1,5.

Из условия, когда различимость строчной структуры растра оказывается на пороге разрешающей способности глаза, можно найти необходимое число строк разложения Z=a/S, где а-угол, под которым виден с места наблюдателя вертикальный размер изображения к.

Зная оптимальное отношение высоты h рассматриваемого изображения к расстоянию / между наблюдателем (из условия /=(5-;-6)ft) и разрешающую способность глаза 6, можно определить

a = 2arctg я 11°

при этом

I 660 строк.

Минимальный размер различимого элемента изображения определяется шириной строки и расстоянием между строками. Однако реальная четкость изображения по вертикали зависит не только от числа строк изображения, но также от взаимного геометрического расположения элементов изображения по отношению к растру и геометрических размеров (апертур) разлагаю-ш,его и воспроизводяш,его элементов. В случае неблагоприятного расположения изображения, Когда его элементы перекрывают соседние строки, реальная четкость в вертикальном направлении становится меньше в 2 раза. В направлении строк растр имеет непрерывную структуру, при которой переход от одного элемента к другому происходит плавно. При этом вдоль строки может быть воспроизведено KZI2 черно-белых элементов (пар), где К - формат кадра, а Z - число строк в растре. В общем случае четкость в направлении строк оказывается большей, чем в направлении кадров. Рациональным конструированием телевизионного канала стремятся сделать значения указанных четкостей одинаковыми.

Реальная четкость (вдоль строк) телевизионного изображения воспроизводимого на экране кинескопа, определяется результирующей переходной характеристикой телевизионной системы. Под этой характеристикой понимается относительное распределение яркости В(х) вдоль строки X на экране приемной трубки при воспроизведении резкого перехода от светлого места изображения к черному. Каждый элемент телевизионной системы имеет свою переходную характеристику. Так, например, переходная характеристика передающей и приемной трубок определяются их апертур-ными характеристиками (конфигурацией сечения электронного луча и распределением плотности электронов по этому сечению). Зона размытости электрического тракта зависит от амплитудно-частотной характеристики этого тракта.

Чем большую четкость имеет телевизионная система, тем более мелкие детали изображения воспроизводятся и тем более резкими передаются границы крупных деталей. Если границы и контуры крупных деталей изображения передаются резко с малой зоной размытости, то такое изображение называют резким. Однако не всегда на резком изображении воспроизводятся мелкие детали. Дело в том, что для увеличения четкости необходимо расширение полосы частот видеосигнала, в то время как повышение резкости изображения может быть достигнуто на приемной стороне путем применения нелинейных методов. Для этого формируется вспомогательный сигнал путем неоднократного дифференцирования и ограничения видеосигнала. Сформированный вспомогательный сигнал смешивается с исходным видеосигналом и подается на вход кинескопа. Результирующий сигнал имеет резкие скачки от одного

уровня к другому. При этом зона размытости границ крупных деталей изображения уменьшается.

Геометрическое подобие. Одним из наиболее важных параметров, определяющих качество воспроизводимого на приемном экране телевизионного изображения, является геометрическое подобие этого изображения передаваемому оригиналу. Геометрические искажения возникают из-за непостоянства отношения мгновенных значений

Развергпт по тронем

Передаваемое изобраокеиае

Рис. 15-19. Геометрические искажения телевизионного изображения.

а, б - искажения по строкам из-за нелинейности строчной развертки; в, г - нелинейные искажения по кадрам; д, е - искажения из-за несоответствия формата изображения.

скоростей разверток луча передающей и приемной трубок по строкам и по кадру, а также из-за несоответствия форматов кадров на приемной и передающей сторонах телевизионной системы.

При требуемой постоянной скорости луч кинескопа из-за несовершенства развертывающего устройства может двигаться с переменной скоростью во время прямого хода. В таком случае элементы изображения в местах, где скорость луча выше нормальной, будут воспроизводиться растянутыми, а где скорость меньше нормальной - сжатыми.

Возможные виды искажений приведены на рис. 15-19.

15-7. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Наиболее важными параметрами телевизионной системы, оказывающими существенное влияние на качество воспроизводимого на приемном экране изображения, являются: частота кадровой развертки (частота кадров), способ развертки, число строк в растре, полоса пропускания частот телевизионного канала и величина несущей частоты.

Частота кадров. Выбор частоты кадров определяется из условия отсутствия мелькания и воспроизведения эффекта движения в наблюдаемом изображении.

Воспроизведение естественного движения на экране кинескопа для большинства практических случаев передачи изображений движущихся объектов осуществляется при меньшем числе смен кадров в секунду, чем это нужно для исчезновения мерцания изображения. Частота смены кадров, при которой исчезают мелькания называется критической. Она составляет 48-60 гц.

С увеличением частоты кадров мелькание изображения пропадает, однако при этом увеличивается ширина потребной полосы пропускания частот телевизионного канала. Поэтому стремятся сделать частоту кадров возможно меньшей, но такой, при которой отсутствуют мерцания. Частота кадровой развертки в ряде случаев выбирается равной частоте сети переменного тока, что дает некоторые преимущества при конструировании и работе системы.

В (Системах прикладного телевидения, там, где наблюдение изображения ведется сравнительно непродолжительное время, некоторая степень мерцания допускается, что позволяет несколько упростить систему.

Число строк разложения. Четкость телевизионного изображения существенно зависит от числа строк Z разложения в растре. Чем больше строк, тем более высокой может быть четкость. Вместе с тем с увеличением числа строк разложения ширина спектра частот телевизионного сигнала растет пропорционально Z. Нерационально также выбирать число строк таким большим, чтобы реализуемая четкость изображения превышала разрешающую способность зрения. Этим условиям соответствует принятое для телевизионного вещания в СССР число строк разложения 2=625. Если при прогрессивной развертке Z=625 и п=50, то наивысшая частота спектра сигнала изображения:

Пропустить сигнал с таким широким спектром по телевизионному каналу без существенных искажений трудно. В связи с этим при прогрессивной развертке число строк Z берут порядка 300 или 400.

Для того чтобы уменьшить вдвое необходимую полосу пропускания телевизионного тракта, в радиовещательных телевизионных системах щироко применяется так называемая чересстрочная развертка. Сущность ее состоит в том, что каждый кадр изображения делится на два

Прогрессивная разВерпка (один надр)

Чересстрочная рааВерта 1-й полукадр В-й полукк

4 6252

50 12,5-Ю гц.

Рис. 15-20. К пояснению построчной и чересстрочной развертки.

полукадра, которые передаются по очереди в два приема (рис. 15-20). За первые /бо сек передаются все нечетные строки, образующие первый полукадр, а за следующие /бо сек передаются все четные строки растра, образующие второй полукадр. Чтобы строки первого и второго полукадров не накладывались друг на друга, необходимо, чтобы общее число строк в растре было нечетным. Для чересстрочной развертки, не ухудшающей качества изображения из-.sa спаривания строк иолукадров, необходима жесткая связь между частотой строчной (fcTp) и кадровой (/к) разверток, выражаемая соотношением /стр к=2, т. е. число строк в кадре должно быть строго постоянным.

Развертка первого полукадра должна заканчиваться на половине последней нечетной строки, а вторая ее половина входит во второй полукадр. Таким образом, при чересстрочной развертке все строки растра передаются за время /25 сек, т. е. число полных кадров, передаваемых в 1 сек, уменьшается вдвое. Количество смен полукадров остается равным 50 в секунду, так что мелькание изображения происходит с той же частотой, как и при прогрессивной развертке (50 гц). Мелькание при этом незаметно, а четкося-ь изображения не ухудшается, так как общее число строк разложения в кадре остается неизменным. Применение чересстрочной развертки позволяет сузить полосу пропускания .телевизионного тракта вдвое, однако при этом существенно усложняется аппаратура теле-