Лекция 8. Принципы формирования развертки изображения

Содержание: Виды разверток. Прогрессивная развертка. Чересстрочная развертка. Синхронизация разверток.

В телевидении используется линейная развертка, т. е. развертка с постоянной скоростью вдоль строк и по кадру. При перемещении луча по горизонтали прочерчиваются строки растра, а перемещением луча по вертикали из совокупности строк образуется растр (см. рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 - Линейно-строчная развертка: а) – вид развертки; б) – синхронизация разверток

При построении построчного растра за время развертки по вертикали (T_K) прочерчивается z строк. Частоты кадрового и строчного отклонений (см. рисунок 8.2) при построчном способе разложения оказываются связанными друг с другом следующим соотношением:

f_z= z · f_K, (8.1)

где f_z – частота строчной развертки; f_K – частота кадровой развертки.

Как известно, максимальная частота ТВ сигнала определяется соотношением f_max = kz² f_K/2, где k = 4/3 – формат кадра, а z = 625 – число строк. С целью сокращения f_max частоту кадровой развертки выбирают минимально возможной, и определяется она минимально необходимым числом фаз в передаче движущегося изображения, при котором движение воспринимается непрерывным.

Рисунок 8.2 - Форма отклоняющих токов при построчной развертке

Экспериментально установлено, что для этого частота смены кадров должна быть не менее 16–20 Гц. Именно поэтому для большинства существующих стандартов вещательного телевидения f_K= 25 Гц. Однако при таком значении кадровой частоты оказывается сильно заметным мелькание яркости экрана, поскольку критическая частота мелькания для средней яркости телевизионного изображения равна 48–50 Гц. Эффективным способом увеличения частоты мелькания телевизионного изображения при сохранении неизменной кадровой частоты является применение чересстрочного растра. Кадр чересстрочного растра образуется из совокупности двух полукадров (полей). В первом полукадре развертываются все нечетные строки растра: 1, 3, 5 и т. д., а во втором – четные: 2, 4, 6 и т. д. За период кадра, таким образом, изображение сменится дважды. С этой целью частоту развертки по вертикали увеличивают по сравнению с частотой смены кадров в 2 раза: f_n = 2 f_K, где f_n - частота развертки по вертикали, т. е. частота полей (полукадров). При формировании чересстрочного растра основным требованием является размещение строк одного полукадра строго между строками другого. Наиболее просто эта задача решается при нечетном числе строк в растре: z =2k+1, где k = 1, 2, 3, 4... . В этом случае в одном полукадре изображения оказываются развернутыми k строк и еще половина строки (см. рисунок 8.3), а так как при развертке одной строки электронный луч успевает переместиться по вертикали на толщину двух строк, строки второго полукадра, начинающиеся с прочерчивания второй половины последней строки первого полукадра, попадут в середины промежутков между строками этого полукадра. Таким образом, при нечетном числе строк в растре и удвоенной частоте вертикального отклонения по сравнению с построчной разверткой чересстрочный растр формируется автоматически. Следует иметь в виду, что качество чересстрочного растра, определяемого расположением строк одного поля строго посередине в промежутках строк другого поля, зависит от точности частот генераторов строчного и кадрового отклонения, которая должна удовлетворять соотношению

(8.2)

Рисунок 8.3 - Образование растра при: а) построчной развертке; б) – чересстрочной развертке

Нарушение этого соотношения приводит к спариванию строк или даже полному слипанию строк двух полей, что в свою очередь приводит к потере четкости изображения по вертикали.