Розгортки зображення

Телевізійне зображення формується на екрані приймального пристрою і призначене для візуального огляду. Абонент мовної телевізійної інформації є глядач, спостерігач, тому параметри та характеристики телевізійної системи повинні вибиратися з умов її узгодження з особливостями зорової системи людини. При розробці телевізійної системи або окремих її вузлів необхідно знати, які характеристики зорової системи впливають на параметри окремих вузлів та телевізійної системи в цілому.

Однією з основних властивостей електричного каналу зв’язку є можливість передати в кожен момент часу тільки одне значення сигналу. Відповідно, сигнал повинен бути функцією тільки однієї незалежної змінної – часу, тобто електричний канал зв’язку характеризується одночасною залежністю напруги від часу: 

Просторова дискретизація полягає у розбивці всього поля зображення, що передається на кінцеве число дискретних елементів. Телевізійному перетворенню зображень в електричний сигнал передує побудова плоского оптичного зображення та по елементний його аналіз. Плоске оптичне зображення може бути представлено великою кількістю інтегральних джерел, інтенсивність кожного з яких може приймати m різних значень. Кількість елементарних джерел N тим більша, чим вища роздільна здатність зображення, тобто елементи повинні бути достатньо дрібні, а їх кількість на зображенні повинна бути достатньо велика, щоб око не помічало дискретної структури зображення.

Перший основний принцип телебачення полягає у розбивці зображення на окремі елементи та по елементної передачі всього зображення. Одночасна передача сигналів всіх елементів не прийнятна, так як це потребує такої кількості ліній зв’язку між передавачем та приймачем, скільки елементів зображення, що виключає можливість технічної реалізації.

Проблему каналів зв’язку вирішує другий принцип, на якому базується телебачення, – це послідовна в часі передача по каналу зв’язку інформації про яскравість елементів. Цей принцип називається розгорткою. Можливість послідовної передачі телевізійного зображення по одному каналу зв’язку базується на явищі інерційності зору людини. Інерційністю зору називається здатність зорового апарату зберігати зорове відчуття протягом деякого часу після припинення його дії.

Процес послідовної, почергової передачі елементів зображення називається розгорткою (скануванням) зображення. Відповідно, принцип розгортки, який перетворює зображення в чергування послідовних електричних сигналів, вирішує поставлену задачу, тобто отримання суцільного зображення.

Відповідно, процес розгортки вирішує задачу перетворення зображення в послідовність електричних сигналів. Ця послідовність передачі вибирається в залежності від призначення системи. Розгортка може бути детермінована, коли траєкторія руху розгорткового елементу суворо визначена та наперед задана. Недетермінована розгортка передбачає такий рух розгорткового елемента, який автоматично встановлюється в залежності від змісту зображення. Такі розгортки використовуються в системах обробки зображень або з метою оптимізації систем передачі.

При детермінованій розгортці розбиття зображення може відбуватися по різним траєкторіям руху розгорткового елементу, тобто рух може бути довільним. Необхідно лише, щоб рух розгорткових елементів в оптико-електронному та електронного-оптичному перетворювачах здійснювалася по одному закону. В залежності від закону руху розгорткового елементу по поверхні зображення можливі різні види розгорток: лінійні, зигзагоподібні, спіральні, синусоїдальні, радіальні та ін.

При виборі типу розгорток до телевізійної системи ставляться певні вимоги, основні з яких: однаковий час передачі кожного елементу, мінімальні втрати на зворотний хід та простота технічної реалізації. У мовному телебаченні, в більшості випадків прикладного телебачення використовується лінійна розгортка, а саме прогресивна та черезрядкова.

Рисунок 1. Види детермінованих розгорток
а – лінійна; б – зигзагоподібна; в – спіральна; г – синусоїдальна; д – радіально-кругова