Колориметрическое согласование звеньев системы ЦТ

Функциональная схема системы цветного телевидения с передачей информации по экономичному каналу связи приведена на рисунке 2.7. Схема построена таким образом, чтобы можно было, не вдаваясь глубоко в подробности формирования, передачи и использования сигналов цветного телевидения, сосредоточить внимание на вопросах колориметрического согласования звеньев системы цветного телевидения между собой. Таких звеньев в системе выделено три: датчик сигналов, система передачи информации (СПИ) по каналу связи и потребитель принятых сигналов – цветной кинескоп, на экране которого формируется цветное изображение.

Датчик сигналов цветного телевидения построен по трехканальной схеме и состоит из объектива, призменного цветоделительного блока и трех фотоэлектрических преобразователей 1 (ФЭП), в роли которых могут быть использованы, например, матрицы ПЗС. Разделение входного светового потока, создаваемого излучением W(λ), на составляющие F_X, F_Y, F_Z, пропорциональные координатам x', y', z', производится с помощью дихроических зеркал 2 и корректирующих светофильтров 3, нанесенных соответственно на стыковочные и выходные грани призм. Если удается сформировать спектральные характеристики чувствительности каналов цветоделительной головки соответствующими графикам удельных координат (λ), (λ), (λ) системы XYZ (см. рисунок 2.2), то выходные сигналы датчика, подчиняющиеся выражению (2.27), будут колориметрически точно описывать цветное изображение. Поэтому датчик называется колориметрическим и его можно рассматривать как некий идеал, к которому нужно стремиться при создании реальных устройств.

Переходим к выходному звену системы цветного телевидения — цветному кинескопу. Принцип работы и устройство кинескопа позволяют формировать на его экране цветное изображение в виде суммы цветоделенных изображений F_R+F_G+F_B, причем яркостью каждой из этих компонент можно управлять с помощью сигналов цветоделенных изображений U_R, U_G, U_B. Для обеспечения правильного цветовоспроизведения должны быть обеспечены два главных условия:

· сигналы U_R, U_G, U_B должны правильно описывать цветное изображение в терминах колориметрической системы RGB, т.е. соответствовать выражению (2.28);

· цветной кинескоп вместе с выходными усилителями сигналов U_R, U_G, U_B должен быть настроен на правильную цветопередачу. Критерием

Рисунок 2.7 – Колориметрически согласованная система цветного телевидения

правильности цветопередачи является соблюдение так называемого баланса белого.

При настройке баланса белого используется свойство равносигнальности белого цвета C, принятого в качестве опорного для колориметрической системы RGB. Это свойство гласит: если цвета R, G, B смешать в равных количествах, для чего нужно подать на воспроизводящее устройство равные сигналы U_R, U_G, U_B, то на цветном экране будет воспроизводиться белый цвет C; при этом баланс белого должен соблюдаться на любом уровне яркости. Проверка настройки баланса белого производится путем подачи на управляющие входы цветного кинескопа сигналов

U_R=U_G=U_B=U_Y. (2.33)

На экране должно воспроизводиться обычное черно-белое изображение без заметной окраски экрана на всех уровнях яркости.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что соединение выхода датчика сигналов цветного телевидения со входом устройства воспроизведения цветного изображения при сохранении правильности цветопередачи (т.е. колориметрически точно) возможно лишь через согласующую матрицу A, работающую согласно выражению (2.12). В схеме рисунка 2.7 эта матрица должна быть включена вместо СПИ (если нет необходимости в передаче информации по каналу связи). Полученная схема соответствует колориметрически согласованной системе цветного телевидения без выхода в эфир.

Рассмотрим теперь структуру СПИ. Кодирующая матрица предназначена для преобразования сигналов в форму, удобную для передачи по каналу связи. Ранее было показано, что для этой цели подходит триада сигналов U_Y, U_R-Y, U_B-Y. Далее следует кодер, преобразующий три сигнала в один уплотненный сигнал, занимающий такую же полосу частот, что и яркостный сигнал U_Y. Обычно этот сигнал обозначают ПЦТС — полный цветовой телевизионный сигнал. Этот сигнал передается по каналу связи и после детектирования в приемном устройстве поступает на декодер. Функция декодера — разделить уплотненный сигнал на составляющие. После чего триада сигналов передачи (2.31) поступает на декодирующую матрицу, где преобразуется в триаду сигналов (2.28), способную управлять цветным кинескопом.