Особливості передачі зображень, розгортка зображень

Запропонований в 19 столітті метод послідовної передачі елементів зображення використовується і зараз. Згідно цього методу при передачі телевізійного зображення по каналу зв’язку по черзі передається інформація про яскравість кожного елементу L(t). Така послідовна передача всіх елементів називається розгорткою. Для сприйняття зображення час його передачі повинен бути меншим інерційності ока.

Принцип послідовної передачі зображення по елементах є настільки ефективним, що всі наступні системи його використовують і зараз він є головною особливістю передачі телевізійних зображень. Процес розгортки в передаючій частині системи (рис. 1.5) полягає в:

– періодичному русі елементу 1, що розгортує;

– перетворенні яскравості елементарної точки в електричний сигнал і передача цього сигналу в канал зв’язку;

Процес розгортки в прийомній частині системи полягає в:

– періодичному русі елементу 2, що розгортує;

– перетворенні прийнятого з каналу зв’язку електричного сигналу в яскравість елементу 2.

Для правильного відтворення зображення при передачі і прийомі повинні бути додержані синхронність і синфазність розгорток.

В телебаченні прийнятий рівномірний рух елементів, що розгортують по паралельних лініях, які називаються рядками. Всі рядки розташовані один під одним і утворюють геометричну фігуру – растр. При цьому розгортка уздовж рядка є неперервною, а від рядка до рядка – стрибком зворотним ходом.

Рис. 1.5

На рис. 1.6,а наведено утворення растру. Рух елемента, що розгортує уздовж вісі X називається рядковою розгорткою, а вздовж осі Y – кадровою. За один період кадрової розгортки передається нерухоме зображення – кадр.

Рис. 1.6 Прогресивна розгортка зображення

а) утворення растра; б) часовий графік рядкової розгортки;

в) часовий графік кадрової розгортки.

Число рядків у кадрі, яке позначається буквою z, кількість кадрів, що передаються за секунду – n і відношення довжини рядка b до висоти растра h, яке називається форматом кадру k, носять назву параметрів розкладення телевізійної системи. Формат кадру дорівнює:

.

Закон руху елемента розгортки вздовж осі х, як аргументу часу , зображається у вигляді кривої пилкоподібної форми (рис. 1.6,б), щоб рядки растра були паралельними і розміщувались один під одним. В момент зворотного ходу рядка повинне здійснюватись вертикальне переміщення елемента розгортки на ширину рядка (пунктирна лінія на рис. 1.6,в). Однак, по причинах важкості практичного втілення розгортки такого виду, характер руху по вертикалі також робиться лінійним. При цьому рядки растру виявляються дещо нахиленими, що при великій кількості рядків практично непомітно.

Розгортка зображення, при якій всі рядки растру прокреслюються послідовно один під одним, називається порядковою або прогресивною.

При обраній частоті зміни кадрів n, частота кадрової розгортки f_к буде визначатись:

.

При кількості рядків у кадрі z, період рядкової розгортки в z разів більше кадрової і відповідно частота рядкової розгортки f_р буде визначитьсь як:

.

Злитність руху наступає вже при частоті кадрів 15-16 Гц, однак миготіння яскравості зображення зникають лише при частоті, яка перевищує критичну частоту миготіння f_кр= 46÷48 Гц.

В процесі розгортки яскравість кожного елемента зображення перетворюється в електричний сигнал, який називається відеосигналом.

Оскільки смуга частот відеосигналу пропорційна частоті кадрів, то збільшення останньої призводить до значного розширення смуги частот, яку займає відеосигнал. Для її скорочення використовується черезрядкова розгортка, принцип якої полягає в передачі одного кадру в два прийоми. Повний кадр зображення складається з двох півкадрів чи полів. За час розгортки першого поля передаються всі непарні, а за час розгортки другого поля – всі парні рядки кадру.