6.1.4. Получение цветного телевизионного изображения

Известно, что человеческий глаз воспринимает как единое целое красную (Red), зелёную (Green) и синюю (Blue) части спектра. Таким образом, цветовое восприятие человеческого глаза трёхкомпонентное. Конечно, мы воспринимаем больше цветовых оттенков – считается, что 16 миллионов – но для нас, в силу особенностей цветового восприятия, все они, с некоторыми оговорками, сведены к комбинациям этих трёх «основных» цветов. Исходя из этого, в телевизионных экранах одновременно сканируют три электронных луча, вызывая световые вспышки красного, зелёного и синего цветов, т.е. формируя соответственно R,G,B-составляющие одного и того же изображения. Глаз же воспринимает только результирующее изображение во всём богатстве цветов реального мира.

Глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета по сравнению с  чувствительностью к изменениям яркости, поэтому цветовая информация может передаваться с меньшей пространственной чёткостью (разрешением).

 

6.1.5. Цветовой видеосигнал

RGB-видеосигналы в телевидении перед передачей преобра­зуют в сигнал яркости Y и два цветоразностных сигнала U и V, а при приеме в телевизоре или ином приборе при воспроизведе­нии изображения (иногда и в связи с обработкой) восстанав­ливают R,G,B-составляющие. Цветоразностные сигналы U и V передаются с разрешением в два раза меньшим, чем яркостной.

YUV сигналы     Y=0,299R+ 0,587G+0,114В;

                                                        U=R–Y;        V =В – Y;                                                                                      (1)

RGB сигналы      R = U+Y;   B = V+Y;

                                                        G = Y -0,509U-0,194V.                                                                                     (2)

Разделение сигнала цветного телевидения на яркостную и две цветоразностные составляющие возникло, чтобы удовлетво­рить жесткое требование двусторонней совместимости черно-белых и цветных приемников, работающих в одном стандарте раз­ложения.

Яркостный сигнал  Y заимствован из  ч/б системы. Черно-белые  приёмники  воспринимают  только  его.

Цветоразностные U и V сигналы кодируются путем генера­ции специального гармонического сигнала (цветовой поднесущей). Модуляция поднесущей осуществляется по амплитуде и фазе в системе NTSC и PAL, по частоте в системе SECAM, соглас­но U- и V-значениям с последующим ее добавлением к Y-сигналу. При этом в начале каждого полукадра и в начале каждой телевизионной строки передаются специальные синхронизирующие импульсы, служащие для цветовой синхронизации и восстановле­ния частоты поднесущей на приемном конце.

Телевизионный сигнал может быть композитным или компоне­нтным.

Композитный телевизионный сигнал получается путем сложения яркостного V и модулированных цветоразностных U и V сигналов, а также синхроимпульсов. Для избежания эффектов интерференции складываемых сигналов и однозначного их разде­ления при декодировании, как яркостные, так и цветовые компоненты ограничиваются по ширине полосы путем предварительной фильтрации. Это уменьшает четкость (разрешение) изображения.

Компонентный телевизионный сигнал состоит из двух неза­висимых сигналов Y/С: Y несет яркостную Y-компоненту и син­хроимпульсы, С (Chrominance) – модулированные цветоразностные компоненты. Поскольку фильтрации не требуется, качество принимаемою изображения очень хорошее.

Компонентные телевизионные сигналы могут быть из трех независимых сигналов: Y для яркости и синхроимпульсов, U и V для цветоразностей. При этом не требуется ни фильтрации, ни цветового модулирования.

И, наконец, телевизионный сигнал может состоять из четы­рех независимых сигналов RGB и синхроимпульсов. Иногда синхроим­пульсы также добавляются к G-компоненте.

Сигналы изображения в аналоговой форме, снимаемые с вы­хода первого преобразователя свет-сигнал, обязательно подвергаются поме­хам и искажаются. Поэтому основные требования к передаче ТВ сигналов сводятся к обеспечению их минимальных искаже­ний и помехозащищенности. Однако при аналоговых методах и средствах формирования и консервации, а также передаче видеосигналов по линиям связи искажения и шумы накапливаются с увеличением числа обработок и переприемов. Особенно остро эти искажения проявляются при компоновке программ, осуществляемой путем электронного монтажа видеозаписей на магнитной ленте. При многократной перезаписи фрагментов программ, неизбежной во время монтажа, происходит существенное ухудшение качества аналоговых сигналов, в первую очередь снижается отношение сигнал/шум. Аналоговые ТВ сигналы лимитируют дальнейшее повышение качества электронной рир-проекции и возможности различных спецэффектов. Отмеченные ограничения могут быть преодолены путем перехода на цифровую форму ТВ сигнала [1,2,7].