г. Алматы, ул. Шевченко, 95, телефон/факс: 923397

 
 

Апертурные искажения сигнала и их коррекция

Апертурные искажения (АН) сигнала существенно зависят от размеров, формы и функции прозрачности развертывающих элементов. Они проявляются при передаче резких границ и мелких деталей изображения, размер которых соизмерим с протяженностью РЭ в направлении развертки. Апертурные искажения сопровождаются изменением соотношений между спектральными составляющими сигнала и по своей природе являются линейными. 

Развертывающий элемент представляет собой прямоугольное отверстие 2ipx2ftp с равномерной прозрачностью, перемещающееся вдоль строки с постоянной скоростью vx.

Световой поток, проходящий через апертуру, попадает на ФЭУ. На его выходе образуется электрический сигнал, величина которого пропорциональна средней яркости в пределах апертуры или в нашем случае площади апертуры, находящейся на белом поле. При заданной высоте эта площадь определяется долей отрезка, который налагается на белый участок изображения.

Для нахождения закона изменения яркости изображения в процессе синтеза будем исходить из того, что размер апертуры остался прежним (2bp) и яркость изображения в любой момент времени пропорциональна среднему значению сигнала в пределах апертуры — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, резкая граница оригинала воспроизводится в виде плавного изменения яркости (оптической плотности) в выходном изображении. Рассмотренный пример является типичным для ФС, в частности для аппаратуры передачи ИГП. Величина 26р обычно соизмерима с шагом развертки и выбирается исходя из структуры передаваемого изображения (наличия мелких деталей) и требований к допустимым искажениям. В свою очередь от скорости vx зависят «время передачи бланка и полоса частот, передаваемая по каналу связи (см. гл. 3).

Влияние АИ на форму выходного сигнала с учетом полученной переходной характеристики рассмотрим на примере воспроизведения изображения парных штрихов. Размеры штрихов и промежутка между ними равны. На рис. 4.12 распределение яркости во входном и выходном изображениях обозначены через В1 и В2. Для получения результатов, не зависящих от размера апертуры, по оси абсцисс используется переменная х, в соответствии с чем размеры штрихов а выражены в относительных единицах, показывающих, во сколько раз ширина штриха отличается от размера апертуры 26р. Как видно из рис. 4.12, апертурные искажения проявляются не только в плавном нарастании яркости в выходном изображении, но и в изменении размаха сигнала В2тах— В2 при а—0,5 (рис. 4.12,д) они воспроизводятся в виде одиночного штриха.

Напомним, что переходная характеристика (4.7) получена для случая, когда размеры апертуры при анализе и синтезе одинаковы, прозрачность их равномерна. При этом не учитываются искажения сигнала в усилительных и преобразовательных устройствах, а также искажения в канале связи. Идеализированная переходная характеристика (рис. 4.11,в) свидетельствует о том, что искажения сигнала в анализирующем устройстве подобны искажениям при прохождении сигнала через фильтр, нижних частот, Длительность фронта сигнала обратно пропорциональна максимальной частоте пропускания фильтра. Однако принципиальное отличие апертурных искажений от частотных заключается в том, что они не сопровождаются фазовыми искажениями.

Апертурные искажения могут быть скорректированы, например, с помощью схем дифференциальной коррекции. Г. В. Брауде предложил аппроксимировать амплитудно-частотную характеристику передающей ТВ трубки функцией.

Практическая реализация дифференциальной апертурной коррекции сводится к использованию двойной дифференцирующей цепи и вычитанию второй производной из сигнала, пораженного апертурным эффектом. В результате длительность фронта (скорректированного сигнала становится значительно меньше, улучшается воспроизведение мелких деталей и резких перепадов яркости в изображении.

До сих пор рассматривались вопросы горизонтальной (в направлении развертки по строкам) апертурной коррекции. В ТВ технике применяется также вертикальная (в направлении кадровой развертки) апертурная коррекция, подробные сведения о которой изложены.

В свою очередь зависимость логарифма яркости изображения на выходе от логарифма яркости на входе (в интервале яркостей от черного до белого) называется градационной характеристикой тракта изображения.

В факсимильной связи используется понятие полутоновой характеристики в виде зависимости оптических плотностей копии (на выходе) от оптических плотностей оригинала (на входе).

В общем случае уф1, т. е. отсутствует пропорциональная передача полутонов и возникают градационные искажения из-за наличия в тракте передачи изображения нелинейных элементов. К последним относятся передающие и приемные ТВ трубки, имеющие нелинейные амплитудные характеристики. В факсимильной аппаратуре должна быть учтена нелинейность характеристической кривой фотографического материала.

Для наглядности все построения на рис. 4.14 выполнены при коэффициенте. Когда амплитудная характеристика нелинейна, например при (второй квадрант), в выходном сигнале U2(t) ступеньки становятся существенно неравномерными, зависящими от уровня входного сигнала.

Это вызывает искажения при воспроизведении перепадов яркости (полутонов) в пределах динамического диапазона, а в цветных системах — к искажениям цветности.

Если световая характеристика передающей ТВ трубки имеет коэффициент уп. тр, модуляционная характеристика кинескопа — Ткин и в канал включено устройство с амплитудной характеристикой, имеющей коэффициент, то результирующий коэффициент нелинейности системы.

Статистические исследования показали, что для монохромного и цветного ТВ трактов при наблюдении сюжетов вещательного телевидения предпочтительно результирующее значение у~1,25. При известных уп. тр и нетрудно получить значение укан, обеспечивающее необходимую величину у всего тракта изображения от света до света:

Устройство, с помощью которого регулируется уКан, называется гамма-корректором. Последний не должен вносить линейные искажения в сигнал. Принцип работы гамма-корректора заключается в использовании схем с амплитудно-зависимой отрицательной обратной связью, а также схем с нелинейной нагрузкой. При этом на входе корректора необходима фиксация уровня черного в сигнале изображения для того, чтобы он соответствовал определенной точке амплитудной характеристики корректора независимо от величины и формы сигнала. Более подробные сведения о работе схем гамма-корректоров изложены.

.: НАВИГАЦИЯ :.
[X] Главная

[..] История

[..] Статьи

 
 

 

 
 

АЛМАТИНСКИЙ БИЗНЕС-КОЛЛЕДЖ