загрузка...
Основы телевидения | Недетерминированные развертки
Способы развертки
Развертки можно разделить на детерминированные, при которых траектория движения развертывающего элемента четко определена и наперед задана, и недетерминированные, в которых направление движения развертывающего элемента автоматически устанавливается в зависимости от, содержания изображения. Последние возникли в связи с потребностью в оптимизации передачи и обработки визуальной информации.
Детерминированные развертки
Можно сформировать много различных траекторий движения развертывающего элемента при разложении изображения. Лучшей следует считать такую, которая обеспечивает разложение при удовлетворении следующих условий:
За полный цикл развертки передаются все элементы разложения, причем каждый однократно и за одно и то же время.
Частота кадров наименьшая.
Непроизводительные потери времени (на обратный ход развертки) минимальные.
Простота технической реализации. Первому условию удовлетворяют все линейные развертки (рис. 2.10): построчная (а), образуемая перемещением с постоянной скоростью развертывающего элемента вдоль параллельных линий (строк), смещающихся на один шаг, построчно-реверсивная (б), у которой направление смещения строк от кадра к кадру меняется на обратное; чересстрочные, при которых строчки прочерчиваются не подряд, а через одну (в), через две (д) и более, разделяя кадр соответственно на 2, 3 и более полей. Этому условию удовлетворяет и чересточечная развертка (г), в которой осуществляется чересстрочное разложение по вертикали и через элементное — вдоль строки: сначала передаются все белые на рисунке элементы в нечетных строках, затем в четных, после этого все синие элементы в нечетных строках, а затем в четных — весь кадр передается за четыре поля.
![](../images/tele/image147.jpg)
![](../images/tele/image149.jpg)
![](../images/tele/image151.jpg)
При реализации рассмотренных разверток оптико-механическими устройствами (например, с помощью диска Нипкова) они удовлетворяют и условию 3. Однако в электронных системах из-за того, что луч с конца одной строки должен вернуться в начало следующей и с конца одного кадра в начало следующего (кроме построчно-реверсивной развертки (б)), потери на обратный ход неизбежны и, следовательно, условие 3 не выполняется. Условию 2 хуже всего удовлетворяет построчно-реверсивная развертка, так как она приводит к снижению повторения крайних строк по сравнению с построчной (а) разверткой и в результате к необходимости повышения частоты кадров п. Лучше всего этому условию удовлетворяет чересточечная развертка (г), но она не удовлетворяет условию 4. Компромиссным вариантом, удовлетворяющим условиям 2 и 4, является чересстрочная развертка ◊, позволяющая снизить число кадров , воспроизводимых в секунду, в два раза по сравнению с построчной разверткой. Дальнейшее уменьшение частоты кадров за счет повышения коэффициента чересстрочности не удается, так как возникают межстрочные мерцания, поскольку угловое расстояние между строчками одного поля становится больше γ0
Здесь и в дальнейшем, если не указана кратность чересстрочной развертки, подразумевается, что она равна двум.
Зигзагообразные развертки (е, ж) удовлетворяют условию 3, но не удовлетворяют остальным: неизбежны пропуски и повторения элементов на краях растра, что противоречит условию 1, сложно осуществить идентичность прямых и обратных ходов, что противоречит условию 4.
Синусоидальная развертка (3) удовлетворяет условиям 3 и 4, но не удовлетворяет 1 и 2. Поэтому она применяется там, где требования к простоте аппаратуры являются первостепенными.
Спиральная развертка (и) с постоянной угловой скоростью достаточно хорошо удовлетворяет всем условиям, кроме 1. При переменной угловой скорости она может удовлетворить требованию 1, но тогда не будет удовлетворять 4.
![](../images/tele/image153.jpg)
Сопоставление различных траекторий разверток показывает, что наиболее целесообразной для систем телевизионного вещания, а также для ряда других систем, где ставится задача получения изображения обычных объектов, является чересстрочная развертка. Этот вид развертки в настоящее время наиболее распространен. Телевизионное вещание во всем мире работает по системе чересстрочной развертки.
Недостатки чересстрочной развертки проявляются при передаче движущихся изображений, контуры которых воспроизводятся размытыми . Рассмотрим, например, как будет воспроизводиться вертикальная полоса (рис. 2.11, а) шириной в 3/50 длины строки, движущаяся в направлении строчной развертки с такой скоростью u 1 что за 1 с она перемещается на ширину кадра. За время передачи одного поля (1/50 с) она сдвинется на 1/3 своей ширины и вследствие этого после развертки второго поля воспроизведется изломанной (рис. 2.11, б).
При передаче изображений, движущихся в вертикальном направлении, также происходит потеря четкости. Пусть передается изображение, перемещающееся в направлении кадровой развертки с такой скоростью u 2 что за время одного поля оно смещается вниз на одну строку (рис. 2.11, в). Рассмотрим, как будут воспроизводиться находящиеся на этом изображении две темные точки а и в, расположенные в соседних строках, каждая размером в один элемент разложения. Допустим, что при передаче первого поля точка б попадает на строку, а точка а — между строк, следовательно, в первом поле точка б будет воспроизведена, а точка а пропущена. При передаче второго поля (рис. 2.11, г) изображение сместится вниз на одну строку и, следовательно, точка б будет воспроизведена повторно на соседней строке, а точка а снова пропущена. После развертки полного кадра изображение точки а не воспроизведется, а точки б удлинится в два раза (рис. 2.11, д). Поэтому в устройствах, предназначенных для визуального анализа относительно быстро перемещающихся объектов, предпочтительнее построчная развертка. Спиральная развертка, несмотря на недостатки, может найти применение в специализированных устройствах, где другие виды разверток неприменимы. Допустим, что нужно передать изображение объекта, вращающегося со скоростью v об /с вокруг своей оси (рис. 2.12). Очевидно, и изображение объекта на мишени датчика сигнала будет вращаться с такой же скоростью.
![](../images/tele/image155.jpg)
Если обычным способом передать это изображение, то на экране приемника оно тоже будет вращаться, поэтому рассмотреть его невозможно. Применение спиральной развертки, центр которой совпадает с осью вращения объекта, позволяет видеть изображение объекта на экране приемника неподвижным, если скорость развертки в передающем устройстве сделать больше, чем в приемном, так, чтобы развертка догоняла убегающее изображение. Это условие будет выполнено, если в передающем устройстве скорость развертки составляет n+v кадров в секунду, а в приемном — п кадров в секунду.
|