5 курс 10 семестр / Телевидение / Televidenie_1554

Контрольная работа №1 Вариант № 54

Задача №1

На рисунке 1 представлен вид оптического изображения, подлежащего передаче. Для данного стандарта разложения ( n - частота кадров, z - число строк) необходимо:

1. Определить верхнюю граничную частоту спектра сигналов изображения f B (с учетом потери времени на обратный ход). Отношения длительностей строчных и кадровых гасящих импульсов к периодам строчной и кадровой развертки принять такими же, как в стандарте ТВ вещания.

2. На стандартном листе миллиметровой бумаги построить заданное оптическое изображение. Указать на изображении численные значения яркостей градационного клина из таблицы задания (в относительных единицах) и

отметить строки, соответствующие развертке горизонтальных линий на высотах h1 и h2 (из таблицы задания).

3. Определить номера строк (с учетом потери части строк на обратный ход по кадру), соответствующие развертке горизонтальных линий на высотах h1 и h2 .

4. На стандартном листе миллиметровой бумаги начертить осциллограммы полного видеосигнала для строк, номера которых определены в п. 3. На осциллограммах указать длительность строки, гасящего импульса строк,

синхронизирующего импульса строк, а также численные значения уровней белого, черного, гашения и синхронизирующих импульсов.

5. Определить частоту первой гармоники импульсного сигнала (вдоль строк) f1 , если вместо оптического изображения (рисунок 1) передаетcя

изображение «шахматного поля» с размером одной клетки вдоль строки b .

6. При преобразовании аналогового сигнала в цифровой определить:

а) минимально допустимую частоту дискретизации;

2

Решение:

1. Верхняя граничная частота спектра видеосигнала определяется по полной формуле (с учѐтом потери времени на обратный ход):

стандарта ТВ вещания.

На 0,1875 ,

где а 12мкс – длительность гасящего импульса строк;

Н64мкс – длительность строки.

j 0,08 ,

где j 1,6мс – длительность гасящего импульса полей;

20мс – номинальная длительность поля.

2. Заданное оптическое изображение:

3

Рисунок 1 – Заданное оптическое изображение

3. Определим номера строк (с учетом потери части строк на обратный ход по кадру), соответствующие развѐртке горизонтальных линий на высотах h1 и h2 .

Число активных строк:

za z 1

za 405 1 0,08 373 строки

Отсчѐт номера строки в пределах поля производится сверху вниз, самая нижняя строка имеет номер za.

Номер строки, соответствующей развѐртке горизонтальной линии на высоте h1 :

4

4. Начертим осциллограммы полного видеосигнала для строк, номера которых определены в п. 3. На осциллограммах укажем длительность строки,

гасящего импульса строк, синхронизирующего импульса строк, а также численные значения уровней белого, чѐрного, гашения и синхронизирующих импульсов.

U, B

5

U, B

5. Определим частоту первой гармоники импульсного сигнала (вдоль строк) f1 , если вместо оптического изображения передаѐтся изображение

«шахматного поля» с размером одной клетки вдоль строки b 0, 108 .

Длительность активной части строки 52 мкс. Время передачи одной клетки вдоль строки:

52 0, 108 5, 616 мкс

6

Частота первой гармоники импульсного сигнала:

6. При преобразовании аналогового сигнала в цифровой, определим:

а) минимально допустимую частоту дискретизации;

L1 , L2 , L3 , L4 , L5 , Lmax (при линейной шкале квантования):

i 219Li 16

min 219 0 16 16

1 219 0, 1 16 38

2 219 0, 7 16 169

3 219 0, 3 16 82

4 219 0, 6 16 148

5 219 0, 4 16 104

max 219 1 16 235

7

Задача 11.

Какие элементы ТВ системы влияют на число воспроизводимых на экране градаций яркости? Поясните влияние величины "гамма" на воспроизведение полутонов. Изобразите возможную схему гамма-корректора. Как воспроизведение градаций яркости оценивается по изображению испытательной таблицы?

Ответ :

При воспроизведении ТВ изображений динамический диапазон изменения яркости, контраст Киз max и число воспроизводимых градаций Аиз

ограничиваются:

•параметрами кинескопа — размером экрана, яркостью Lиз max ,

максимальным контрастом в крупных и мелких деталях и др.;

•рациональным выбором режима работы кинескопа — яркостью и контрастом (размахом ТВ сигнала при фиксированном уровне черного),

устанавливаемых с помощью оперативных органов управления;

•условиями наблюдения изображения — расстоянием рассматривания,

внешней и внутренней (от соседних участков) паразитными засветками экрана, размерами деталей и всего изображения в целом.

Ухудшение условий наблюдения затрудняет распознавание объектов из-за

увеличения порогового контраста. Паразитные засветки Lпар снижают максимальный контраст репродукции Киз max, который и так из-за малых размеров экрана и малой средней яркости (по сравнению с соответствующими параметрами оригинала) в большинстве случаев меньше максимального контраста оригинала Ко max

Указанные причины приводят к тому, что в репродукции на экране кинескопа в соответствии с уменьшается и число градацией оригинала А0, т.е.

Аиз < А0. Поэтому повысить качество изображения в ТВ системе можно только

8

за счет улучшения параметров кинескопа и перераспределения градаций по динамическому диапазону изменения яркости репродукции Lиз min ... Lиз max , а

также за счет адаптации ТВ системы к конкретным передаваемым изобра-

жениям из широкого ансамбля изображений с разными яркостными параметрами. Последнее осуществляется с помощью специфического освещения передаваемых сцен в соответствии с замыслом творческих работников — режиссеров и операторов, а также с помощью ручного или автоматического изменения параметров оптической системы

(диафрагмированием, использованием светофильтров и т.д.), режима работы передающихся трубок, уровня черного, контраста и т.д.

Однако в ТВ, так же как в кино и фотоизображениях, даже при ограниченном числе воспроизводимых градаций имеется возможность несколько улучшить качество изображения. Для этого необходимо перераспределить Аиз по динамическому диапазону изменения яркости репродукции Lиз так, чтобы увеличить число воспроизводимых градаций в сюжетно важном участке диапазона (за счет уменьшения числа градаций в остальных участках).

Перераспределение градаций по динамическому диапазону изменения яркости ТВ изображения осуществляется с помощью изменения формы характеристики передачи уровней яркости системы в так называемых гамма-

корректорах. Эта характеристика (за исключением небольшого участка вблизи уровня черного) может быть аппроксимирована степенной функцией

,

где Lo и L из — яркости объекта и ТВ изображения соответственно.

9

Рис. 1 Форма характеристики передачи уровней яркости ТВ системы при различных значениях с

Очевидно, что при с = 1 имеет место линейная зависимость яркости деталей изображения от яркости соответствующих деталей оригинала Lиз = L0

и пропорциональное воспроизведение полутонов по всему диапазону изменения яркости репродукции. Однако в этом случае при Аиз < А0 несколько градаций объекта воспроизводятся лишь как одна градация репродукции. Как следствие, распознаваемость объектов ухудшается.

При с < 1 за счет увеличения крутизны характеристики в области уровня черного подчеркивается различие и улучшается опознавание мало освещенных деталей, но за счет уменьшения полутонов и ухудшения распознаваемости деталей, яркость которых лежит вблизи уровня белого. При с > 1 улучшается опознавание «белых» деталей (за счет «черных»). Этот случай наиболее приемлем не только для черно-белых, но и для цветных кино- и ТВ систем,

несмотря на некоторые искажения цветности объектов, так как сюжетно важные детали, как правило, находятся в области большей освещенности.

Поэтому практикой кино и ТВ установлено, что наилучшее качество изображения в большинстве случаев наблюдается при с = 1,2 ... 1,3.

Основное влияние на полутоновые искажения оказывают параметры световых характеристик преобразователей. Помимо того, что форма этих характеристик для различных датчиков ТВ сигнала различна, большое значение имеет и разброс характеристик передающих и приемных трубок, так же как и выбор рациональных режимов их работы. Поэтому каждый датчик ТВ сигнала содержит индивидуальный гамма-корректор, форма амплитудной

10