Основні принципи утворення кольорових сигналів

Відповідно до трьохкомпонентної теорії кольорового зору будь-який колір можна отримати змішуванням в визначених пропорціях трьох основних кольорів – синього, зеленого і червоного. Тому в загальному випадку для передачі кольорового зображення необхідно розкласти його на три однокольорові зображення: червоне, зелене і сине і електричні сигнали кожного з них передати окремо. Для відтворення кольорового зображення необхідно прийняті три однокольорових зображення скласти разом.

Але такий спосіб передачі кольорового зображення не дає можливості використовувати звичайні телевізори для прийому кольорової програми в чорно-білому виді, тобто в такому випадку не виконується принцип сумісності.

Під сумісністю кольорової системи з чорно-білою розуміють властивість системи, що забезпечує можливість прийому на чорно-білий телевізор без кольору тієї ж програми, яка приймається кольоровим телевізором в кольорі. І навпаки, кольоровий телевізор повинен приймати безкольорову програму чорно-білого телебачення.

Для реалізації принципу сумісності, окрім основних трьох кольорів, необхідно формувати і передавати ще один сигнал, що визначає яскравість кольорового зображення, еквівалентний сигналу такого ж чорнотілого зображення.

Такий сигнал, що називається сигналом яскравості, або сигналом опорного білого, може бути складеним із трьох основних кольорів, що взяті у визначених пропорціях в відповідності з чутливістю нашого ока до цих кольорів.

Експериментально було встановлено, що для утворення сигналу яскравості зелений (G), червоний (R) і синій (В) сигнали повинні бути взяті в пропорціях 59%, 30% і 11%.

Аналітично цей вираз визначається рівнянням:

, (7.1)

де – ахроматичний сигнал яскравості, , , – відповідно сигнали основних кольорів (червоного, зеленого і синього).

Користуючись рівнянням (7.1), неважко визначити складову будь-якого кольору в сигналі яскравості:

,

,

.

З даних рівнянь слідує важливий для практики кольорового телебачення висновок: можна передавати всього тільки три сигнали – сигнал яскравості і два кольорорізнісних, наприклад, і . Сигнал третього кольору може бути отриманий в місці прийому за допомогою спеціальних схем шляхом віднімання із сигналів і :

.

Завдяки цьому відчутно скорочується об'єм інформації, що потрібний для сигналу кольорового телевізійного зображення, і спрощується передавальна і приймаюча апаратура.

Будь-який колір зображення, яке передасться, визначається наступними параметрами: кольоровим тоном, який і характеризує колір, насиченість кольору, тобто "розбавлення" його білим і яскравістю кольору.

Отже при передачі кольорового зображення сигнал, який передасться, повинен містити інформацію про всі перелічені параметри кольорів. Тобто, інформація про яскравість будь-якої з частин кольорового зображення передасться ахроматичним сигналом , склад якого визначений рівнянням (7.1). Враховуючи це, данні про яскравість в кольоровому сигналі можна виключити. В практичних схемах сигнал віднімають від сигналів , , , отримуючи при цьому кольорорізнісні сигнали:

, , .

Підставляючи значення з рівняння (7.1), знаходимо:

,

,

.

Для утворення в приймачі кольорового зображення достатньо передавати сигнал і два кольорорізнісних сигнали і , а кольорорізнісний сигнал може бути отриманий в спеціальних перетворювальних схемах безпосередньо в місці прийому.

Таким чином, одночасна система кольорового телебачення в загальному вигляді являє собою трьохканальну систему. В передавальній частині зображення кольорового об'єкта А проектується на оптичний пристрій, що поділяє світловий потік на компоненти первинних кольорів: червоного, зеленого і синього. Кожне із трьох зображень поступає на відповідну передавальну трубку, в якій відбуваються перетворення оптичного зображення в електричні сигнали , , . Для того щоб кольорова інформація, що міститься в даних сигналах, могла бути одночасно передана по загальному електричному каналу, необхідно з вказаних сигналів отримати сумарний яскравий сигнал і два кольорорізнісні і , що виконується в пристроях перетворення кольорових сигналів (ПКС), що називаються матричними схемами. На виході пристрою ПКС утворюється повний кольоровий телевізійний сигнал (ПКТС), що містить інформацію про колір і яскравість. Сигнал ПКТС подасться на модулятор передавача.

В приймальній частині прийняті модульовані сигнали демодулюються і отриманий сигнал ПКТС поступає на пристрій ОПКС з зворотними по відношенню до ПКС функціями – розподілення складного сигналу на , і . Ці сигнали подаються на пристрій, що утворює третій кольорорізнісний сигнал і потім три кольорорізнісні сигнали і сигнал яскравості поступають до трьох приймальних трубок, на екранах яких відтворюється зображення в трьох первинних кольорах R, G, B.

Три приймальні трубки можна замінити кольоровим кінескопом. безпосередньо на екрані якого відображається кольорове зображення