Принцип передачи подвижных изображений

Принцип передачи подвижных изображений заключается в следующем:

Сначала оптическое изображение преобразуется в электрический сигнал. За тем электрический сигнал по линиям связи передается на приемное устройство, которое преобразует его в оптическое изображение, подобное исходному.

Для создания у зрителя ощущения подвижного изображения, учитывая инерционность зрительной системы, достаточно показывать неподвижные изображения, которые сменяют друг друга с частотой не меньше чем критическая частота менькания.

При преобразовании изображения в электрический сигнал оно разбивается на отдельные элементарные участки, причем, каждому участку будет соответствовать свое отдельное значение яркости. Преобразуя эти значения, с помощью фотоэлектронных преобразователей, в импульсы тока или напряжения, возможно любое изображение представить в виде электрического сигнала.

Передача сигнала с соответствующим значением яркости отдельных участков изображения может осуществляться параллельным или последовательным способом.

При параллельной передаче, каждому отдельному участку изображения отводится отдельный канал связи. Учитывая, что количество участков, на которое разбивается изображение в телевизионном вещании стандартной четкости, составляет около полу миллиона, то использовать данный способ передачи не выгодно.

При последовательной передаче, все значения яркости элементарных участков передаются в одном канале связи с использованием временного разделения. Потеря качества, связанная с подобной дискретизацией, учитывая инерционность зрительной системы человека, будет незначительной. Данный способ передачи так же потребует дополнительных устройств, обеспечивающих анализ и синтез изображения. Эти устройства называются развертывающими.

Рассмотрим структурную схему системы передачи подвижных изображений.

Световой поток (Ф), соответствующий передаваемому изображению, поступает на преобразователь свет-сигнал (ПСвСи). При этом на светочувствительной поверхности преобразователя проецируется изображение. Под воздействием отклоняющих импульсов (ОИ), поступающих от развертывающего устройства (РУ), происходит последовательное преобразование значений яркости отдельных участков светочувствительной поверхности в импульсы тока или напряжения, соответствующей амплитуды. Эти импульсы поступают на устройство формирования и усиления (УФУ). УФУ обеспечивает усиление импульсов до необходимого уровня и формирование полного телевизионного сигнала (ПТС). Полный телевизионный сигнал состоит из сигнала яркости (СЯ), синхронизирующих импульсов (СИ) и импульсов гашения (ИГ).

Сигнал яркости представляет собой огибающую импульсов тока или напряжения, поступающего от ПСвСи.

Синхронизирующие импульсы необходимы для синхронной работы развертывающих устройств.

Импульсы гашения предназначены для запирания электронно-лучевой трубки на время обратного хода.

За тем, полный телевизионный сигнал по линиям связи (ЛС) подается на приемное устройство, которое разделяет его на составные части. Синхронизирующие импульсы будут поступать на развертывающие устройства, сигнал яркости и импульсы гашения на преобразователь сигнал-свет (ПСиСв). ПСиСв под действием отклоняющих импульсов будет обеспечивать последовательное преобразование сигнала яркости в оптическое изображение.

Таким образом, световой поток будет подобен световому потоку, поступившему на ПСвСи, то есть изображение, сформированное ПСиСв, будет подобно исходному передаваемому изображению.

Понятие развертки

Развертка – процесс управления перемещением развертывающего элемента в оптической плоскости изображения.

Характер движения развертывающего элемента отвечает какому-либо закону. Исходя из законов движения, развертка может быть линейной, зигзагообразной, синусоидальной, пилообразной, прямоугольной и так далее.

Как правило, используется линейная развертка.

Рассмотрим один цикл линейной развертки

В начале цикла, развертывающий элемент находится в левом верхнем углу экрана. Он начинает перемещение слева направо и сверху вниз, пока не достигнет правого края экрана. После этого изменяется характер его движения в горизонтальной плоскости и развертывающий элемент перемещается справа налево и сверху вниз, пока не достигнет левого края экрана. После чего опять меняется характер его движения в вертикальной плоскости и так повторяется до тех пор, пока развертывающий элемент не достигнет правого нижнего угла экрана. После чего изменяется характер движения в вертикальной плоскости и развертывающий элемент перемещается снизу вверх, пока не достигнет левого верхнего угла экрана, после чего цикл повторяется.

Так как развертывающий элемент перемещается одновременно в двух плоскостях, развертку можно разделить на горизонтальную (строчную) и вертикальную (полевую). При этом, один полный цикл горизонтальной развертки образует одну телевизионную строку, а один цикл вертикальной – поле. Геометрическая фигура, образованная перемещением развертывающего элемента в плоскости изображения называется растром. Однократная передача всех элементов изображения называется кадром.

Так как в вертикальной и горизонтальной плоскостях можно выделить два направления движения развертывающего элемента, то цикл вертикальной и горизонтальной развертки можно разделить на два периода (период прямого хода и период обратного хода)

Периоду прямого хода соответствует перемещение развертывающего элемента для горизонтального – слева направо, для вертикального – сверху вниз.

Периоду обратного хода соответствует перемещение развертывающего элемента для горизонтального – справа налево, для вертикального – снизу вверх.

В течении обратного хода, информация об изображении не передается, следовательно, сам период обратного хода должен быть как можно меньше, для того чтобы уменьшить избыточность телевизионной системы.

Развертка может быть прогрессивной и чересстрочной.

При прогрессивной развертке, строки передаются одна за другой без каких либо изменений. При чересстрочной – изображение разбивается на два поля; в первое будет входить все нечетные строки, во второе – все четные.

Первое поле будет начинаться в верхнем левом углу экрана и заканчиваться в середине нижнего края. Второе поле будет начинаться с середины верхнего края и заканчиваться в правом нижнем углу.

При использовании чересстрочной развертки, необходимо использовать следующие особенности:

1) Количество строк, на которые разбивается изображение, должно быть нечетным;

2) Первое поле должно начинаться с левого верхнего угла и заканчиваться в середине нижнего края;

3) Второе поле должно начинаться с середины верхнего края и заканчиваться в правом нижнем углу. Это условие необходимо выполнять для того, чтобы предотвратить наложение строк из различных полей друг на друга.

При использовании чересстрочной развертки уменьшается разрешающая способность изображения, однако, учитывая инерционность зрительной системы, для зрителей это заметно не будет. Использование чересстрочной развертки позволяет уменьшить максимальную частоту телевизионного сигнала в два раза при той же частоте вертикальной развертки.