Чересстрочная развертка

Инерция человеческого зрения позволяет в ТВ и кино создать эффект движения, передавая серию отдельных неподвижных кадров К, отличающихся друг от друга фазой движения. Минимальная частота мелькания света, при которой и выше которой источник кажется непрерывно святящимся, называется критической частотой мелькания f_КР. Эта частота зависит от углового размера изображения, яркости поля адаптации, закона изменения яркости (скважности импульсов света). Для средней яркости, которое имеет место в кино и в ТВ, f_КР не меньше 46Гц и она растет с увеличением угла, отсчитываемой от зрительной оси, т.к. периферическое зрение более чувствительно к мельканиям. При частоте мелькания больше f_КР ощущаемая яркость равна усредненной во времени яркости прерывистого света за весь период наблюдения. В кинопроекторах необходимая частота мельканий достигается без увеличения частоты кадров 24 или 16 кадров/с и след-но без увеличения скорости протяжки ленты и кол-ва кинопленки путем воспроизведения одного и того же кадра дважды (или трижды) с помощью прерывания обтюратором светового потока, просвечивающего кинопленку. В ТВ при частоте кадров f_К=25 кадров/с эффективным средством для увеличения частоты мельканий является чересстрочная развертка. Установлено, что две близко расположенные святящиеся линии или точки, яркость которых поочередно меняется от нулевой до максимальной, кажутся непрерывно светящимися если сумма частот их яркости мельканий выше критической  частота яркостных мельканий отдельной линии (строки) или точки может быть в 2 раза меньше критической. Это св-во зрения положено в основу чересстрочной развертки с кратностью 2:1, при которой каждый кадр изображения передается 2 полукадрами (полями). В начале нечетные строки - первое поле, а затем четные - второе поле. 2 последовательных поля образуют кадр с полной четкостью. Если частоту передачи полей f_ПОЛ выбрать больше критической частоты мельканий f_КР, f.e. f_ПОЛ=50Гц, то изображение будет казаться слитным без мельканий яркости.

(РИСУНОК 8,а,б)

В ТВ-системе с построчной разверткой и числом строк z=625 (рис. 8,а) при частоте кадров f_К=50Гц мелькания яркости отсутствуют, но полоса частот ТВ-сигнала, определяемая высшей частотой спектра, оказывается чрезмерно широкой - 12МГц. Чтобы сократить ее вдвое до 6 МГц необходимо уменьшить частоту кадров до 25Гц, при этом будут наблюдаться мелькания яркости. Для их устранения нужно в 2 раза увеличить частоту развертки по экрану, не изменяя скорости развертки вдоль строк, т.е. перейти к чересстрочной развертке. Тогда электронный луч за время строки отклониться по вертикали на 2h/z и за 1/50 секунды прочертит растр, содержащий только нечетные строки (1,3,5,..., половину 625-ой), которые образуют первое поле или полукадр (рис. 8,б). Далее под действием отклоняющего поля луч совершает ОХ по полю. За след-щие 1/50 секунды луч прочертит четные строки (половину 625-ой,2,4,...,624 второго поля), изображенные на рис. 8,б пунктиром. За счет разности в полстроки растры первого и второго полей оказываются смещенными так, что строки 2-го поля автоматически укладываются между строками первого поля. В рез-те полный кадр передается и воспроизводится соответственно за 1/25 секунды, т.е. число кадров осталось прежним, при котором верхняя частота f_В=6МГц, но мелькания яркости отсутствуют, т.к. f_ПОЛ> f_КР. Т.о. чересстрочная развертка позволяет не расширяя полосы частот устранить мелькания яркости, которые имеются при построчной развертки с f_К=25Гц. Чересстрочная развертка применяется во всех системах вещательного ТВ для сокращения полосы частот, занимаемой ТВ-сигналом. В принципе возможно дальнейшее сокращение полосы частот путем применения чересстрочного разложения с кратностью 3:1 или 4:1. В этом случае кадр будет состоять из 3 или 4 отдельных полей, строки которых последовательно воспроизводятся друг под другом. Однако такие развертки не применяются. Становится заметным мелькания строк, т.к. четные или нечетные поля повторяются с низкой частотой 12,5Гц при кратности 4:1. Уменьшается четкость изображения объектов, движущихся в вертикальном направлении с отн-но большой скоростью. Ухудшается воспроизведение вертикальных границ объектов, движущихся с отн-но большой скоростью в горизонтальном направлении. Границы становятся зигзагообразными и наклонными.

Появляется также эффект скольжения строк, которые как бы перемещаются сверху вниз в пределах одного кадра. Объясняется это тем, что когда луч чертит какую-либо строку 4-ого поля, яркость ее максимальна. В то же время яркости расположенных выше строк прочерчены соответственно в 3,2,1-ом полях имеют спадающий хар-р. Создается эффект последовательного свечения и как следствие перемещение строк. Эти недостатки присущи любой чересстрочной развертки, но при кратности 2: 1 они менее заметны. В последние годы увеличились размеры экранов телевизоров за счет совершенствования всех звеньев ТВ-тракта, значительно возросли яркость, контрастность и четкость изображения. В этих условиях сильнее стали проявляться недостатки чересстрочной развертки с кратность 2:1, т.е. мелькание изображения с частотой полей и мелькание отдельных строк четного или нечетного полей с частотой 25Гц. Мелькание с частотой полей стало особенно заметно на новых кинескопах с повышенной яркостью, предназначенных для работы в условиях большой внешней засветки. Это явление усугубляется тем, что зрители часто наблюдают изображение на малом расстоянии от экрана, под большим углом зрения, когда в процессе наблюдения вовлекаются периферийные участки сетчатки, обладающие меньшей инерционностью к световому возбуждению. Мелькание отдельных строк поля хорошо заметны на горизонтальных границах и наклонных структурах изображения особенно при наблюдении буквенно-графической инф-ии с близкого расстояния. Эти искажения приводят к уменьшению реальной четкости изображения по вертикали. Так установлено, что 625-тистрочное изображение с построчной разверткой эквивалентно примерно 900-строчному изображению с чересстрочной разверткой. Имеется несколько методов устранения указанных недостатков, которые сводятся к переходу на ПРМ-ой стороне, т.е. в ТВ-ПРМ повышенного кач-ва, к другому стандарту воспроизведения при сохранении существующего стандарта развертки на ПРД-щей стороне.