Настройка видеомонитора

На передней панели видеомониторов обычно имеется четыре регулятора: «строчная синхронизация» (horizontal hold ), «кадровая синхронизация» (vertical hold ), «яркость» (brightness ) и «контрастность» (contrast ).

Схема строчной синхронизации настраивает фазу строчного синхроимпульса схемы видеомонитора относительно сигнала телекамеры.

Эффект от настройки строчной синхронизации похож на сдвиг картинки влево или вправо. Если фаза строчной развертки установлена слишком далеко, то в крайнем положении регулятора изображение становится неустойчивым и строчная синхронизация срывается. Аналогичный эффект может проявиться в случае, если мал размах строчных синхроимпульсов или они искажены при передаче по слишком длинному коаксиальному кабелю (падение напряжения, вызванное значительным сопротивлением, и завал высоких частот из‑за значительной емкости). Последний эффект не может быть компенсирован регулировкой строчной синхронизации. Этой регулировкой можно только центрировать изображение.

Регулятор кадровой синхронизации настраивает фазу кадрового синхроимпульса. Это может потребоваться для компенсации различного положения кадровых синхроимпульсов от различных телекамер. Обычно видеомонитор настраивается на один видеосигнал, так что изображение остается стабильным. Однако если несколько несинхронизированных видеосигналов последовательно переключаются на данный видеомонитор, может проявиться нежелательный эффект, который называется picture roll (медленное перемещение изображения по вертикали). Пожалуй, это самый нежелательный эффект в видеонаблюдении. Он имеет место из‑за неспособности видеомонитора быстро перестраиваться на различные сигналы по мере их переключения в последовательном или матричном видеокоммутаторе (этот вопрос обсуждается в разделе, посвященном видеокоммутаторам). Это также означает, что различные видеомониторы имеют различное время синхронизации (вхождения в синхронизм). Хорошие видеомониторы быстрее входят в режим кадровой синхронизации.

Рис. 6.8. Регуляторы типичного черно‑белого видеомонитора

Рис. 6.9. Карманный тестовый генератор телевезионных сигналов – это очень удобно

В видеонаблюдении наиболее распространенным типом систем являются системы с переключением нескольких телекамер на один видеомонитор. Поэтому мы уделим побольше внимания рассмотрению синхронизации в видеонаблюдении.

Системы типа одна телекамера – один видеомонитор используются очень редко. Не только потому, что это дорого, но и потому, что это не практично. Прежде всего, требуется дополнительное физическое пространство для размещения мониторов, но самое главное, оператор не может долго концентрировать внимание сразу на нескольких видеомониторах.

(Однако для небольших видеосистем подобная конфигурация имеет право на жизнь, так как у нее ряд неоспоримых преимуществ: отсутствует неконтролируемое время на переключение, нет оцифровки с присущими ей недостатками, а «живучесть» системы намного выше, так как легко диагностировать неисправный элемент и заменить. Прим. ред.)

«Контрастность» позволяет настраивать динамический диапазон электронного луча, что позволяет повышать и понижать контрастность изображения (диапазон от черного до белого).

Обычно это делается тогда, когда меняются условия освещенности в помещении (где стоят мониторы).

«Яркость» отличается от регулировки контрастности: она поднимает или снижает уровень постоянной составляющей тока электронного луча, сохраняя тот же динамический диапазон.

Этой настройкой пользуются в том случае, когда воспроизведение тонов видеосигнала выглядит неестественно. Простое эмпирическое правило гласит: настрой яркость и контрастность так, чтобы зритель увидел максимально возможное количество деталей. Чем слабее свет в помещении с видеомониторами, тем ниже установка контрастности. Снижение контрастности улучшает четкость изображения (меньше сечение электронного луча) и продлевает время жизни кинескопа. Иногда не удается хорошо настроить яркость и контрастность, особенно при переключении различных телекамер с различными видеосигналами. Для объективной регулировки яркости и контрастности следует использовать тестовый генератор телевизионных сигналов, дающий сигнал градаций яркости – таблицу с равномерно распределенными уровнями серого. После чего контрастность и яркость настраиваются таким образом, чтобы все ступени были одинаково хорошо различимы. После такой настройки можно объективно судить о яркости и контрастности телекамеры. В результате мы можем решить, нуждается ли объектив данной телекамеры в настройке уровня или ALC.

Со временем, из‑за непрерывной бомбардировки электронов, покрывающий кинескоп слой люминофора изнашивается. Расчетный срок службы черно‑белых кинескопов составляет от 20000 до 30000 часов. Это всего пара лет непрерывной работы. Изношенный люминофор ЭЛТ дает изображения низкой контрастности и четкости. Цветной видеомонитор «протянет» немного дольше – ведь меньшее количество электронов (не забудьте, что здесь три раздельных луча для трех основных цветов) используется для возбуждения трех люминофоров (80 % мощности электронных лучей рассеивается защитной маской. Надо сказать, что «подсевший» цветной кинескоп хуже передает изображение, чем «подсевший» черно‑белый кинескоп вследствие нарушения баланса белого. Прим. ред .). В любом случае, через несколько лет постоянного использования регулировка контрастности и яркости более не смогут компенсировать старение кинескопа, и видеомонитор придется заменить (ИЛИ, если есть возможность, то кинескоп, самую дорогую деталь. Прим. ред. ).

Рис. 6.10. Усовершенствованный карманный генератор тестовых сигналов

Puc. 6.11. Передняя панель управления усовершенствованного черно‑белого видеомонитора

Рис. 6.12. Тестовый сигнал для анализа полосы пропускания

Рис. 6.13. Секция с частотами 2.5 МГц и 5 МГц крупным планом

Иногда, если черно‑белый видеомонитор воспроизводит все время одну и ту же неподвижно установленную телекамеру, становится заметен эффект «запечатленного образа» (как и в случае телекамер с передающими трубками). Если регулировку яркости и контрастности использовать осторожно и в соответствии с комнатным освещением, срок службы видеомонитора можно продлить. То же относится и к телевизорам.

Еще два регулятора – «линейность» (linearity ) и «размер по вертикали » (picture height ) – обычно находятся на задней стенке видеомонитора.

«Линейность» настраивает линейность кадровой развертки, что отражается на вертикальной симметрии изображения. Если линейность не настроена соответствующим образом, круги принимают яйцеобразную форму. Для настройки линейности видеомонитора потребуется тестовый генератор телевизионных сигналов, формирующий на экране круг. Иногда вместо него можно использовать ПЗС‑телекамеру (ПЗС‑матрица не дает геометрических искажений), позиционируя ее перпендикулярно плоскости круглого объекта.

«Размер по вертикали» позволяет настроить изображение по высоте. Если высота не настроена, круги окажутся эллиптическими. Затрагивается также и размер растра (он уменьшается или увеличивается), что косвенным образом изменяет разрешающую способность по вертикали.

Большинство видеомониторов имеет регулировку фокусировки электронного луча (focus ), обычно он находится внутри видеомонитора, поблизости от высоковольтного блока. Этот регулятор настраивает сечение электронного луча в месте контакта со слоем люминофора, влияя на четкость изображения. На некоторых видеомониторах этот регулятор расположен на передней панели и называется aperture.

На цветных видеомониторах есть регулятор «Цвет» (color ), позволяющий увеличивать или уменьшать насыщенность цвета в цветовом сигнале. Он отличается от регулировки яркости. Цветные видеомониторы особо чувствительны к статическим и другим внешним электромагнитным полям, так как воспроизведение цвета в сильной степени зависит от точности динамического сведения трех электронных лучей (красного, зеленого, синего).

Даже незначительное присутствие другого магнитного поля (громкоговоритель рядом с кинескопом) может повлиять больше на один из лучей, чем на другие. В результате получаются неестественные цветовые пятна в тех областях экрана, которые ближе к источнику магнитного поля. Для борьбы с такими эффектами, цветные ТВ‑мониторы снабжены дополнительным элементом конструкции – катушкой размагничивания. Она представляет собой петлю из проводников вокруг кинескопа, на которую каждый раз при включении видеомонитора подается сильный токовый импульс. Благодаря этому создается короткий, но сильный электромагнитный импульс, удаляющий все остаточные магнитные поля. Если внешнее поле сильное и постоянное, то размагничивающая катушка с ним не справится. (Действие катушки размагничивания основано на формировании в ней затухающего колебательного процесса. Прим. ред .)

Рис. 6.14. Для анализа полосы частот различных видеомониторов используются специальные генераторы качающейся частоты

Рис. 6.15. Увеличенное изображение, на котором отчетливо виден шаг зерна кинескопа с теневой маской. Для сравнения рядом помещена линейка

Существуют и профессиональные видеомониторы (спроектированные для телевещания), и они довольно часто используются в крупных и улучшенных системах видеонаблюдения. Они оборудованы усовершенствованной электроникой и кинескопами с разрешающей способностью по горизонтали свыше 600 ТВЛ. Такие видеомониторы имеют дополнительные регуляторы (кроме упомянутых выше): «оттенки» (hue ) (это сами цвета: красный, зеленый, оранжевый и др.), «насыщенность » (saturation ) (характеризует беспримесность цвета, т. е. сколько в изображении содержится белого, при насыщенности 100 % цвет не содержит белого), «H‑V задержка » (H‑V delay ) (очень полезная особенность – задержка строчного и кадрового синхроимпульса: кинескоп отображает сигнал, разделенный на четыре области, аналогично видеоквадратору (разделителю экрана), так что можно визуально проконтролировать строчный и кадровый синхроимпульсы) и «уменьшение растра » (underscan ) (монитор показывает 100 % видеосигнала, что особенно важно при тестировании разрешающей способности телекамеры).