Способы получения цветного изображения.

Для передачи по телевидению изображение цветного объекта должно быть разделено на передающей стороне на три одноцветные компоненты

(в красном, зелёном и синем цветах). Эти три монохромных изображения могут быть переданы по каналу связи на приёмные устройства как обычные чёрно-белые изображения (например, каждое одноцветное изображение на своей несущей частоте). На приёмной стороне из переданных трёх монохромных изображений должно составляться (синтезироваться) цветное изображение. Разложение изображения на составные части и его синтез могут осуществляться либо последовательным, либо параллельным способами.

При последовательном способе изображение последовательно разлагается на основные цвета, которые передаются один за другим. Такая система не нашла применения. Это объясняется следующим. Для того чтобы мелькания цветного изображения не были заметны, скорость передачи изображения требуется увеличить в три раза по сравнению со скоростью передачи чёрно-белого изображения (необходимо за время одного кадра передать три монохроматические картинки). Такой способ передачи требует увеличения полосы частот в три раза, что недопустимо.

При параллельном (одновременном) способе разложение изображения на три монохромных картинки и их передача по каналу связи производится одновременно. Такая система в общем случае может быть создана при механическом соединении трёх стандартных чёрно-белых ТВ-систем. Каждая из систем передаёт информацию об одном из основных цветов, а на приёмной стороне три полученных одноцветных изображения совмещаются на общем экране. Структурная схема такой системы показана на рис.2.2.

Рис. 2.2. Упрощённая структурная схема передающей части ТВ-системы

с одновременной передачей цветов

Лучи света, отражённые от объекта передачи, попадают на дихроичные (цветоизбирательные) зеркала (1)и (4). Дихроичное (двухцветное) зеркало обладает следующим свойством: оно отражает лучи одного цвета и пропускает лучи других оставшихся цветов. Например, зеркало (1) отражает лучи 1-2 синего цвета, а пропускает лучи 1-4 зелёного и красного цветов.

Зеркало (4) отражает красные лучи 4-6 и пропускает зелёные 4-5. Таким образом, на фотомишень каждой из трёх передающих трубок видеокамеры попадают лучи одного из трёх основных цветов: R, G или B. Полученные изображения преобразуются в передающих трубках (преобразователях

«свет / сигнал») в электрические сигналы изображения Е_R, Е_G, Е_B.

Сигналы Е_R, Е_G и Е_B называются сигналами основных цветов.

Свойства сигналов основных цветов:

· изменение яркости изображения приводит к изменению всех сигналов основных цветов в одинаковое количество раз;

· изменение соотношений уровней сигналов Е_R, Е_G, Е_B в передающем устройстве или в приёмнике недопустимо, т.к. это приводит к искажению цвета изображения;

· при передаче чёрно-белого изображения сигналы Е_R, Е_G, Е_B равны между собой;

· сигналы основных цветов униполярны (одной полярности).

Для того чтобы все три сигнала можно было излучать одним передатчиком, их следует сначала разместить в одной общей полосе частот на поднесущих частотах. Для этого после усиления видеосигналы поступают в модуляторы, куда также подаются напряжения поднесущих частот f_R, f_G и f_B. В результате три видеосигнала оказываются разнесёнными по оси частот, как показано на рис.2.3.

Рис. 2.3. Спектр частот в системе, приведенной на рис.2.2.

Если считать ширину спектров цветных сигналов одинаковой для всех сигналов (в чёрно-белом телевидении ширина спектра сигнала составляет

6 МГц), то ширина полного спектра полосы частот сигнала одновременной системы

F_ПОЛН. = 3F + ∆ F = 3∙ 6 +2∙ 1 = 20 МГц.

Защитные частотные полосы ∆ F ≈ 1 МГц необходимы для чёткого разделения цветных сигналов полосовыми фильтрами на месте приёма. Таким образом, передатчик должен излучать в эфир сигнал с полосой частот около

20 МГц. Столь широкая полоса частот, требуемая для передачи и воспроизведения цветного изображения, несовместима с чёрно-белым телевидением. Однако ряд технических решений позволил сократить полосу передаваемых частот до стандартной (около 6 МГц) без ущерба для качества принимаемого изображения, т.е. сделать одновременную систему совместимой с чёрно-белым телевидением по полосе частот. Далее мы рассмотрим эти методы.