Федеральное агентство связи
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»)
Г.В. Мамчев
ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ
Монография
Новосибирск
2013
УДК 621.397.6
Д.т.н., профессор Г.В. Мамчев Телевидение высокой четкости: Монография / Сибирский государствен-
ный университет телекоммуникаций и информатики. Новосибирск, 2013. –
стр. 324.
ISBN 978-5-91434-020-6
В монографии рассмотрены особенности зрительного восприятия телевизионных изображений, основные требования к параметрам телевизионных изображений высокой четкости. Особое внимание уделено изложению и анализу конструктивных особенностей и технических характеристик современных видеосредств ТВЧ.
Монография предназначена для инженерно-технических работников, аспирантов, студентов, занимающихся вопросами телевидения, видеотехники, аудиовизуальной техники.
Кафедра радиовещания и телевидения
13 таблиц, 173 рисунка, список литературы 82 наименования
Рецензенты: д.т.н., профессор Новицкий С.П. д.т.н., профессор Спектор А.А.
Утверждено редакционно-издательским советом ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» в качестве монографии.
© ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики», 2013 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
Стр. |
Введение ............................................................................................................. |
7 |
Часть I. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ТЕЛЕВИДЕНИЯ |
|
ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ ...................................................................... |
12 |
1. ЗРИТЕЛЬНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ .... |
12 |
1.1. Устройство зрительной системы человека ............................................ |
12 |
1.2. Световая чувствительность глаза ........................................................... |
14 |
1.3. Контрастная чувствительность глаза и число различаемых градаций |
|
яркости ..................................................................................................... |
17 |
1.4. Разрешающая способность глаза ............................................................ |
19 |
1.5. Инерционность зрительного ощущения и восприятия мерцающих |
|
изображений ............................................................................................ |
24 |
1.6. Особенности восприятия цвета ............................................................... |
27 |
1.7. Принципы цветовых измерений и расчетов ........................................... |
28 |
1.7.1. Колориметрическое определение цвета ....................................... |
28 |
1.7.2. Цветовая система XYZ ................................................................... |
31 |
1.7.3. Равноконтрастная цветовая диаграмма ........................................ |
34 |
1.8. Основы теории стереоскопического зрения человека ........................... |
37 |
1.8.1. Особенности функционирования зрительной системы |
|
при рассматривании стереоизображения ..................................... |
37 |
1.8.2. Основные параметры бинокулярного зрения ............................... |
40 |
1.8.3. Влияние эффекта оглядывания объектов на восприятие |
|
трехмерного пространства ............................................................ |
46 |
2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ |
|
ИЗОБРАЖЕНИЙ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ .................................................. |
49 |
2.1. Согласование качественных показателей воспроизводимых |
|
изображений с характеристиками зрения .............................................. |
49 |
2.2. Формат и размеры телевизионных изображений .................................. |
50 |
2.3. Яркость и контраст телевизионных изображений ................................. |
51 |
2.4. Особенности воспроизведения градаций яркости ................................. |
52 |
2.5. Определение разрешающей способности телевизионных |
|
изображений высокой четкости .............................................................. |
53 |
2.6. Выбор частоты кадров воспроизводимых изображений ....................... |
55 |
2.7. Требуемое отношение сигнал/помеха в телевидении высокой |
|
четкости ................................................................................................... |
56 |
2.8. Оценка влияния телевизионной развертки на качество |
|
воспроизводимых изображений ............................................................. |
58 |
2.9. Колориметрические особенности телевизионных изображений |
|
высокой четкости .................................................................................... |
61 |
2.10. Характеристики вещательных стандартов телевидения высокой |
|
четкости .................................................................................................. |
62 |
4
2.11. Задача сжатия информации и пути ее решения ................................... |
66 |
Часть II. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АППАРАТУРЫ |
|
ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ ................... |
77 |
3. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКАМЕР .................................................. |
77 |
3.1. Классификация передающих телевизионных камер ............................. |
77 |
3.2. Основные требования, предъявляемые к телевизионным |
|
и видеокамерам ........................................................................................ |
84 |
3.3. Конструктивные особенности современных видеокамер ..................... |
86 |
3.4. Аналоговая обработка видеосигналов в телекамерах ........................... |
91 |
3.4.1. Использование схемы двойной коррелированной выборки ........ |
91 |
3.4.2. Применение предварительного регулируемого |
|
видеоусилителя ............................................................................. |
93 |
3.4.3. Электронные способы управления контрастом ........................... |
93 |
3.4.4. Система автоматического баланса белого .................................... |
95 |
3.4.5. Аналого-цифровое преобразование видеосигналов .................... |
98 |
3.5. Цифровая обработка видеосигналов в телекамерах .............................. |
101 |
3.5.1. Особенности функционирования цифрового процессора |
|
сигналов ......................................................................................... |
101 |
3.5.2. Гамма-коррекция в цифровом процессоре сигналов ................... |
102 |
3.5.3. Цифровая апертурная коррекция и матрица цветности .............. |
104 |
3.5.4. Блок управления цифровой видеокамерой ................................... |
105 |
4. ОПТИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ |
|
ПЕРЕДАЮЩИХ КАМЕР .............................................................................. |
106 |
4.1. Разрешающая способность объективов .................................................. |
106 |
4.2. Классификация телевизионных объективов с переменным фокусным |
|
расстоянием ............................................................................................. |
108 |
4.3. Системы управления объективами ......................................................... |
116 |
4.4. Конструктивные особенности светоделительных систем |
|
современных телекамер .......................................................................... |
126 |
4.5. Системы стабилизации изображений на фотоприемной матрице ........ |
130 |
5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СВЕТ-СИГНАЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ |
|
В ПЕРЕДАЮЩИХ КАМЕРАХ ..................................................................... |
133 |
5.1. Основные требования к преобразователям свет-сигнал ....................... |
133 |
5.2. Физические принципы работы приборов с зарядовой связью .............. |
134 |
5.3. Классификация матричных преобразователей свет-сигнал ПЗС-типа .. 136 |
|
5.4. Особенности построчного переноса зарядов ......................................... |
138 |
5.5. Технология кадрово-строчного переноса зарядов ................................. |
142 |
5.6. Основные характеристики и параметры матриц ПЗС ........................... |
144 |
5.7. Конструктивные особенности современных матриц ПЗС .................... |
149 |
5.8. Применение электронного затвора в матрицах ПЗС ............................. |
152 |
5.9. Устройство фотоприемных матриц КМОП-типа .................................. |
152 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
5 |
5.10. Сравнение характеристик фотоприемных матриц ПЗС- |
|
и КМОП-типов ....................................................................................... |
156 |
6. НАКАМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА ВИДЕОКАМЕР ....................................... |
159 |
6.1. Основные виды накамерного оборудования .......................................... |
159 |
6.2. Накамерные осветительные приборы .................................................... |
159 |
6.3. Источники питания видеокамер ............................................................. |
161 |
6.4. Конструктивные особенности узконаправленных микрофонов ........... |
164 |
6.5. Устройства беспроводной передачи аудиовизуальной информации |
|
от видеокамер .......................................................................................... |
165 |
7. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ |
|
И ВИДЕОКАМЕР .......................................................................................... |
170 |
7.1. Технические возможности современных передающих |
|
телевизионных и видеокамер ................................................................. |
170 |
7.2. Принципы управления передающими камерами телевизионного |
|
комплекса ................................................................................................. |
179 |
7.3. Особенности применения электронных телесуфлеров совместно |
|
с передающими камерами ....................................................................... |
184 |
8. АППАРАТУРА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ |
|
ФОРМИРОВАНИЯ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ .................................. |
187 |
8.1. Технические особенности виртуальной телевизионной студии ........... |
187 |
8.2. Основные принципы построения передвижных телевизионных |
|
станций ..................................................................................................... |
197 |
Часть III. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ |
|
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ .... 200 |
|
9.КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ОПТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ..... 200
10.ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
ИЗОБРАЖЕНИЙ .......................................................................................... |
209 |
10.1. Основные электрооптические эффекты в жидких кристаллах ........ |
209 |
10.2. Методы адресации телевизионных жидкокристаллических |
|
экранов ................................................................................................ |
214 |
10.3. Структура модуля жидкокристаллического экрана .......................... |
221 |
10.4. Устройство и принципы функционирования |
|
жидкокристаллического экрана ......................................................... |
222 |
10.4.1.Использование схемы двойной коррелированной выборки . 222
10.4.2.Практическая реализация устройств задней подсветки
жидкокристаллических экранов ............................................. |
224 |
10.4.3. Структура цветных фильтров для жидкокристаллических |
|
экранов ..................................................................................... |
240 |
10.4.4. Использование черной решетки в жидкокристаллических |
|
экранах ..................................................................................... |
243 |