Упражнения. В данном разделе приведены несколько примеров, позволяющих лучше усвоить пройденный материал

В данном разделе приведены несколько примеров, позволяющих лучше усвоить пройденный материал.

1.9.1 Известны максимальная L_max=100 кд/м ² и минимальная L_min=1 кд/м ² яркость ТВ изображения. Рассчитать, как изменится информационная емкость элемента изображения I_э, если на ТВ экран попадает внешняя подсветка L₀=10 кд/м ².

Решение.

Для вычисления I_Э используем выражение (1.18), где величину m вычислим по формуле (1.11):

Приняв к_1пор=0, 035, получим

(при наличии внешней подсветки экрана) рассчитаем по формуле:

Таким образом, за счет внешней подсветки в 10 кд/м ² контраст изображения K уменьшается от 100 до 10, число различаемых глазом градаций m уменьшается от 131 до 66, а информационная емкость элемента уменьшается от 7 до 6 бит, т.е. в 1, 17 раза. Практический вывод: для сохранения высокого качества изображения необходимо не допускать внешней подсветки ТВ экрана.

 

1.9.2 Доказать справедливость выражения (1.13).

Решение.

Обозначим размер элемента изображения δ. Оптимальное расстояние r ₀, как видно из рисунка,

можно найти по формуле:

где угол разрешения δ ₀ =(0, 75 1)¢.

Известно, что вертикальный размер растра равен h_p=δ z_акт, откуда δ =h_p/z_акт и, следовательно, для r₀ получим:

где δ ₀ (рад) — угол разрешения, выраженный в радианах:

Окончательно получаем следующую формулу для r ₀:

.

Подставляя z_акт=575 (стандарт России), получим результат, совпадающий с выражением (1.13):

.

1.9.3 Вычислить выраженные в градусах угловые размеры ТВ изображения при оптимальном расстоянии наблюдения (стандарт России).

Решение.

Вертикальный размер β ₀ находим по формуле

.

Горизонтальный угловой размер α ₀ изображения находим по формуле, учитывающей формат кадра k:

.

Обычно при расчетах принимают угловые размеры ТВ изображения 12º ´ 9º.

1.9.4 Построить телевизионный растр по следующим данным: z=10, m=3 (коэффициент чересстрочности). Временем обратного хода разверток пренебречь.

Решение.

Согласно заданию, кадр нужно разбить на три поля одинаковой длительности. При этом законы строчной X(t) и кадровой Y(t) разверток будут иметь вид:

Из графиков видно, что каждое поле содержит 3 строк, при этом за три цикла вертикальной развертки создается 10-строчный растр следующего вида:

Примечание: в ТВ вещании такой тип развертки не применяется из-за заметности стробоскопического эффекта «бежания» строк.

 

1.9.5 Вывести формулу (1.31).

Решение.

Формула f _в =1/(2τ _э) является исходной. Она показывает, что одним периодом верхней граничной частоты спектра видеосигнала мы можем передать информацию о яркости двух различных по яркости соседних элементов изображения. Поскольку более подробную информацию в телевидении передавать стандартом не предусмотрено, частота f _в и называется граничной.

Таким образом, необходимо найти τ _Э — длительность элемента изображения. Сделаем это следующим образом: поделим время прямого хода строки на число элементов в строке:

Подставим полученное выражение в исходную формулу и, с учетом T_c=T_к/z =1/(z f _к), получим искомый результат:

.

 

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите основные составляющие процесса телевизионной передачи.

2. Два основных принципа современного телевидения.

3. Для чего нужна телевизионная развертка?

4. Как вы думаете, можно ли осуществить ТВ передачу без использования разверток? Если нельзя, то почему?

5. Что такое телевизионный стандарт? Попробуйте перечислить значения основных параметров ТВ стандарта в России.

6. Как связаны параметры ТВ стандарта со свойствами зрения?

7. Попробуйте своими словами дать определения следующим понятиям: развертка, растр, апертура, изображение, оригинал, видеосигнал, сигнал изображения, сигнал яркости.

8. Из каких составляющих формируется видеосигнал? Перечислите стандартные уровни в видеосигнале. Перечислите состав и назначение служебных сигналов. Форма видеосигнала.

9. Чем отличается построчная развертка от чересстрочной? Преимущества чересстрочной развертки.

10. Что такое элемент изображения? Как правильно определить число элементов изображения?

11. Как определить информационную емкость элемента, кадра, информационную скорость источника ТВ сигнала?

12. Какие требования предъявляются к пропускной способности ТВ канала связи?

13. Как определить полосу частот видеосигнала (верхнюю граничную частоту f _в)? Попробуйте вывести самостоятельно формулу (1.30).

14. Функциональная схема ТВ системы. Перечислите функции, выполняемые каждым узлом.

15. Качество ТВ изображения. Как вы думаете, какие требования должны предъявляться к ТВ системе для того, чтобы обеспечить высокое качество ТВ изображения?