1.10 Структура видеосигнала

Видеокамера на своем выходе формирует специальный сигнал, который, будучи поданным на любое устройство, будь то монитор или видеовход бытового телевизора, развернет на экране изображение. Это происходит потому, что устройства отображения, работают по единому алгоритму, заложенному в структуру видеосигнала.

Этот алгоритм заключается в поочередном обходе всех элементов изображения в определенном порядке и с определенной скоростью. Причем этот процесс на передающей (видеокамера) и приемной стороне (монитор) должен происходить абсолютно синхронно.

В связи с этим от видеокамеры к монитору передается, кроме видеосигнала, еще и набор синхронизирующих импульсов.

Полностью сформированный видеосигнал состоит из следующих компонентов:

– сигнал изображения, переносящий информацию о яркости элементов изображения;

– строчные и кадровые импульсы синхронизации генераторов разверток в мониторе;

– строчные и кадровые импульсы гашения электронного луча во время его обратного хода;

– уравнивающие импульсы;

– импульсы цветовой синхронизации.

Строчная и кадровая синхронизации

Строчная синхронизация предназначена для вывода изображения на монитор построчно в пределах каждого кадра. Формирование импульсов строчной синхронизации происходит в видеокамере. Строка видеосигнала с импульсами синхронизации приведена на рис. 50. Она состоит из нескольких видов импульсов:

– строчных синхроимпульсов, которые определяют момент начала вывода изображения в строке и запускают генератор строчной развертки в мониторе;

– строчных гасящих импульсов, которые предназначены для «гашения» луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) во время его возвращения на начало новой строки. Термин «гашение» означает, что луч ЭЛТ, возвращаясь к началу новой строки, не вызывает свечения люминофора на экране кинескопа;

– импульсов цветовой синхронизации, в которых заложена информация о цвете передаваемого изображения.

Рис. 50 - Видеосигнал в пределах длительности строки

В пределах длительности строки (рис. 50) выводится видеосигнал. Информация об изображении заложена в изменении уровня сигнала (яркости). Самые светлые участки изображения имеют максимальную амплитуду, которая называется «уровнем белого». Темные участки изображения имеют минимальный уровень, который называется «уровнем черного».

Поскольку кадр изображения состоит из 625 строк, то рассмотрим, каким образом формируется изображение в одной строке. Для примера возьмем один кадр с изображенным на нем автомобильным номером (рис. 50). Выберем произвольно любую строку. Как только кончился строчный гасящий импульс, информация о яркости изображения в выбранной строке начинает выводиться на монитор. В нашем случае это белый цвет, который отображается в видеосигнале максимальной амплитудой (уровень белого). «Дойдя» до начала цифры «3», яркость резко падает (цвет черный), и в видеосигнале мы видим аналогичное уменьшение амплитуды сигнала до уровня черного. После цифры «3» яркость снова возрастает. Такой процесс продолжается до конца строки, и в результате мы получаем одну строку полностью сформированного видеосигнала.

Поскольку видеокартинка на экране монитора состоит из 625 строк, то для последовательного вывода их на монитор в нужных местах существует кадровая синхронизация. Структура кадровых синхроимпульсов приведена на рис. 51.

Рис. 51 - Структура кадровых синхроимпульсов

1. Кадровый синхроимпульс – предназначен для запуска нового полукадра.

2. Кадровый гасящий импульс – предназначен для гашения луча во время обратного хода кадровой развертки.

3. Уравнивающие импульсы (передние и задние) – предназначены для получения устойчивой работы черезстрочной развертки.

4. Врезки строчных синхроимпульсов – предназначены для удержания строчной синхронизации во время кадрового гасящего импульса. Очень часто в этих местах передается дополнительная информация. В бытовом телевидении это сигналы телетекста, в CCTV – модели видеокамер и т. п.

Информацию о том, какой полукадр «приходит», монитор получает из видеосигнала по кадровому синхроимпульсу и строчному синхроимпульсу. Первый полукадр – тот, у которого передние фронты КСИ и ССИ совпадают.

Следует обратить внимание на то, что в каждом новом поле после синхроимпульса строка видеосигнала начинается то с начала строки, то с ее середины. Это позволяет электронному лучу рисовать строки, не накладывая их друг на друга, а выводить со смещением по вертикали на одну строку.

Если видеокамера, формируя видеосигнал, не создает информацию о том, какое поле передается (отсутствует чересстрочная развертка), то каждый полукадр начинается с новой строки, и вместо вертикального разрешения 625 строк мы имеем 312,5, то есть качество картинки ухудшилось в два раза.

Далее >>>