Величина видеосигнала, получаемого на передающей стороне с выхода фотоэлектрического преобразователя (преобразователя свет — сигнал), является функцией времени и пропорциональна яркости передаваемых элементов изображения. На рис. 3 приведен простейший пример преобразования яркости передаваемого изображения L в электрический сигнал (видеосигнал) Uс для объекта, содержащего вертикальные черно-белые полосы (в левой части строки), и для градационного клина (справа). Видеосигнал, как видно из рисунка, точно повторяет значения яркости каждой точки изображения на сканируемой строке. Изменению яркости от черного (Lmin) до белого (Lmax) соответствует изменение видеосигнала в диапазоне Uч. Uб. При этом предполагается, что в ТВ тракте отсутствуют нелинейные искажения ТВ сигнала, а апертура развертывающего элемента (электронного луча) ничтожно мала. Следует отметить, что длительность импульсов сигнала яркости обратно пропорциональна скорости передачи элементов, т.е. скорости развертки изображения. Рассмотрим структуру полного сигнала яркости для произвольно выбранного объекта. Его форма за период строки Тz (строчная осциллограмма видеосигнала) приведена на рис. 4, а, а за период кадра (кадровая осциллограмма) – на рис. 4, б. Видно, что видеоинформация передается только во время активной части строки и кадра, а в интервалах гасящих импульсов видеосигнал подавляется. В сигнале различают:
- номинальный уровень белого, соответствующий передаче нормированного белого в объекте;
- уровень черного, соответствующий наиболее темным элементам изображения;
- уровень гашения, расположенный «чернее черного» на 0. 7% для запирания ТВ преобразователей на время обратного хода развертывающих лучей;
- уровень синхроимпульсов, расположенных на площадках гасящих импульсов тоже в диапазоне «чернее черного».
Рис. 3.. Процесс образования видеосигнала: а – передаваемое изображение; б – сигнал при развертке строки Длительность строчного синхронизирующего импульса zсинх = 4,7 мкс, кадрового к синх = 160 мкс = 2,5H, где H – период строки. Если принять размах полного сигнала яркости (видеосигнал + синхросигнал) за 100%, то полезная видеоинформация – от уровня гасящего импульса до уровня белого – занимает 70% его амплитудного диапазона, а сигнал синхронизации приемника – 30%. Диаметр апертуры электронного луча d, даже хорошо сфокусированного, физически ограничен, и может превышать размеры некоторых мелких деталей изображения. Это приводит к апертурным искажениям – размытию резких границ (контуров) на изображении (уменьшению резкости) и уменьшению размаха сигнала от мелких деталей (ухудшению четкости). Последнее вызывает уменьшение контраста в мелких деталях, и при уменьшении его до порога различимости детали вообще не воспроизводятся на изображении. Иными словами, конечные размеры апертуры развертывающего луча ограничивают разрешающую способность системы, т.е. четкость и резкость ТВ изображения. Резкому перепаду яркостей Lmin и Lmax (рис. 5, а) соответствует сигнал с плавным переходом от значения imin к imax длительностью уст. Если размеры деталей меньше размеров развертывающего пятна, размах сигнала уменьшается. Если чередуются черно-белые детали с размером, равным половине (или менее) диаметра апертуры, то сигнал пропорционален их средней яркости. Поэтому детали подобных размеров не воспроизводятся. Это иллюстрируется рис. 5, б, на котором построен сигнал изображения от полос с чередующейся яркостью Lmin и Lmax. Таким образом, вследствие конечного размера апертуры электронного луча видеосигнал содержит не только полезную информацию о яркости передаваемого в данный момент времени элемента изображения, но и паразитную составляющую от соседних элементов по горизонтали и вертикали. 
Рис. .4. Форма видеосигнала за периоды строки (а) и кадра (б) 
Рис. .5. Апертурные искажения видеосигнала: a – объект переменной структуры; б – форма видеосигнала; Анализируя форму видеосигнала, можно сделать следующие выводы:
- Видеосигнал не является гармоническим колебанием, а имеет импульсный характер: в нем могут присутствовать резкие переходы между уровнями (фронты) и плоские (одноуровневые) части импульсов.
- Исходный видеосигнал по своей природе униполярен и содержит постоянную составляющую.
- Видеосигнал можно представить как периодическую функцию с частотами повторения fz=1/Тz и fк=1/Тк.
Можно показать, что спектр ТВ видеосигнала при чересстрочной развертке содержит частотные составляющие в полосе от fmin = 50 Гц до примерно fmax = 6 МГц. Телевизионным стандартом (D, К) задаются число строк растра z = 625 и частота кадров fк = 25, k = 4/3 (отношение ширины экрана к высоте). В действительности за длительность кадра полезно развертываемых (активных) строк будет 575, a 50 строк будет потеряно за время обратного хода кадровой развертки. С помощью чересстрочной развертки удается при неизменных числе строк и частоте мельканий в 2 раза снизить скорость строчной развертки, т.е. скорость передачи ТВ информации, и тем самым уменьшить вдвое верхнюю граничную частоту спектра сигнала изображения.
Я ПРОЛЕЗУ В ТВОЙ ТЕЛЕВИЗОР ► Not For Broadcast #5 Прохождение с русской озвучкой
АФИГЕТЬ ПАЦАН РАЗБИЛ ТЕЛЕВИЗОР
Ограничение
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
Источник: studfile.net
ВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ВИДЕОСИГНАЛА
В составе полного телевизионного сигнала (см. Рис.4) строчные и кадровые синхроимпульсы располагаются ниже уровня черного, совпадающего с уровнем вводимых в сигнал гасящих импульсов. При этом гасящие импульсы служат пьедесталом для синхроимпульсов. Во время обратного хода по строкам и кадрам сигнал принимает минимальное значение -уровень черного.
Уровень «черного» всегда стабилизируют. Наибольшее значение сигнала называют уровнем белого. Уровень белого, а вместе с ним и средний уровень сигнала (постоянная составляющая), изменяется и зависит от яркости наиболее светлых участков передаваемого изображения. Такие соотношения характерны для качественного видеосигнала, с которым будут хорошо работать любые цифровые устройства.
Рис. 4. Осциллограмма полного черно-белого телевизионного сигнала
Рис.5. Осциллограмма полного цветного телевизионного сигнала
На рисунке 5 приведена осциллограмма видеосигнала, поступающего от цветной видеокамеры. Документирование видеосигнала было произведено при большом усилении канала вертикальной развертки (50 мВ/деление), чтобы можно было зафиксировать импульс цветовой синхронизации — «вспышку поднесущей».
Это двухполярный радиоимпульс с частотой 4,43 Мгц и размахом около 0,3 В (точнее 0,286 В), расположенный, как на пьедестале, на удлиненной полочке строчного гасящего импульса за строчным синхроимпульсом. На осциллограмме, размах синхроимпульса цветности не достиг даже величины 0,1 В. Это следствие того, что граничная частота используемого осциллографа составляет всего 5МГц. Для измерения параметров радиоимпульсов (с частотным заполнением) этого недостаточно. Трудность в фиксации на обычном осциллографе, не имеющем системы выбора строки, заключается еще и в том, что так называемая «вспышка поднесущей» в системе PAL действует в течение ограниченного времени, — в течение 8-ми полей, поочередно дважды по два периода в четных и нечетных строках.
Таким образом, в отличие от строчных синхроимпульсов, следующих с постоянной частотой 15625 Гц, «вспышка поднесущей» представляет собой «пачку» из 8-10 импульсов с частотойfстр с последующим перерывом более чем на 600 тактов строчнойразвертки. Все это накладывает свой отпечаток на спектр последовательности этих сигналов: в спектре появляются новые составляющие и они расширяются. Возникает законный вопрос, почему с помощью осциллографа с граничной частотой 5 МГц нельзя без искажения формы и амплитуды наблюдать радиоимпульс с частотой 4,43 МГц?
На первый взгляд кажется, что если полосу пропускания устройства передали ограничить частотой, несколько превышающей частоту цветовой поднесущей, то можно обеспечить передачу цветного изображения. На самом деле, спектр радиоимпульса, которым является «вспышка поднесущей» цветовой синхронизации, достаточно широкий.
Он занимает полосу частот от 3,10 МГц до 5,77 МГц с центральной частотой 4,43 МГц. Поэтому, для качественной передачи цветного видеосигнала необходима полоса пропускания системы не ниже 5,77 МГц. Это практически те же б МГц, которые мы определили при нахождении максимальной граничной частоты видеосигнала. На рис. 1 при вычислениях получилось число fс.макс = 6,5 МГц.
Как будет показано при рассмотрении разрешающей способности системы, в системах замкнутого телевидения для обеспечения высокого разрешения по горизонтали, в некоторых случаях необходимо обеспечить полосу до 7 МГц.
Рис. 6. Спектр радиоимпульса
Теперь должно стать понятным, почему на осциллограмме (Рис.5.) радиоимпульс отображается с небольшой амплитудой –усилитель осциллографа с полосой 5 МГц его просто «зарезал». Чтобы при прохождении через усилительные цепи осциллографа не было ограничения спектра радиоимпульса, ширина полосы пропускания осциллографа должна быть не менее 6 Мгц, а лучше -10 МГц.
Те же самые ограничения спектра происходят и в усилителях устройств передачи видеосигналов. Если полоса пропускания устройств передачи видеосигнала ограничивает его спектр, то на приемной стороне мы будем наблюдать искаженный сигнал, а на мониторе — искаженное изображение.
Источник: megaobuchalka.ru
Аналоговые видеосигналы высокой чёткости
Камеры наблюдения фирмы Orient (а скорее всего и их конкуренты) могут выдавать видеосигнал в 8 различных форматах. Первое крупное деление — условно PAL или NTSC. В первом случае мы привязаны к частоте 50 Гц — либо 50 полукадров в секунду (обычный телевизионный сигнал CVBS), либо 25 кадров в секунду (AHD, TVI и CVI). Во втором случае частота 60 Гц — это 60 полукадров в секунду для CVBS и 30 кадров в секунду для AHD, TVI, CVI. Работу с NTSC мы пока не рассматриваем.
Далее, есть 4 формата:
— CVBS (Composite Video with Blanking and Sync) — обычный композитный сигнал, который подключается по жёлтому тюльпану 🙂
— AHD (Analog High Definition) — вроде как открытый стандарт на аналоговый сигнал высокой чёткости, хотя его полных спецификаций я так и не нашёл,
— CVI — проприетарный формат от компании Dahua. Расшифровки не знаю, найти не смог.
— TVI — проприетарный формат от компании HikVision. Расшифровки не знаю, возможно TurboVIsion или что-нибудь такое, т.к ранее они это дело называли «TurboHD».
Наверное, единственная информация, которую удалось найти в интернете, лежит здесь: https://shopdelta.eu/video-standards-bei-der-uberwachung_l1_aid752.html Сайт на европейском домене, принадлежащий польской компании, с адресом странички по-немецки 🙂
Но в отличие от цифровых интерфейсов, где без даташитов, описывающих все «уровни OSI», разобраться практически невозможно, здесь сигнал аналоговый и, по счастью, довольно простой, и слабо отличается между этими форматами.
И ещё заметим, что сейчас рассматривается 720p. В случае 1080p почти всё поменяется.
На осциллограмме выше мы видим одну строку сигнала AHD. Как ни странно, соглашусь с осциллографом, что период составляет 53,3 мкс — очень похоже на правду. 720 видимых строк наберут в таком случае 38,376 мс, и ещё останется 30 строк под обратный ход кадровой развёртки.
В центре композиции — строчный синхроимпульс, за ним идёт «вспышка PAL» — в сигнал примешивается цветовая поднесущая, чтобы приёмник настроил свою по частоте и фазе. Так эта вспышка выглядит отдельно:
После подсчёта количества периодов, у меня получилась частота поднесущей 11..12 МГц. В табличке указана частота 11,55 МГц для варианта 720p.
Посмотрим напряжения и интервалы. Если «полочку» перед вспышкой обозначить за ноль вольт (это уровень чёрного), то на синхроимпульсе напряжение падает до -0,5 вольта, длительность импульса порядка 4 мкс. Уровень белого: 0,7 вольта, то есть полный размах видеосигнала: 1,2 вольта. Таковым он сохраняется для всех режимов.
Длительность видимой строки: всего 36 мкс, что довольно странно, зачем на обратный ход отводить аж 17 мкс. Это означает, что для получения наших 1280 пикселей, на каждый пиксель должно приходиться всего 28 нс, и частота выборки должна составлять 35 МГц.
Заметим, что по Котельникову мы можем расчитывать на частоты в видеосигнале вплоть до 17,5 МГц, но цветовая поднесущая: 11,55 МГц, т.е как и в стандартном телевизионном сигнале, она ЗАПОЛЗАЕТ на яркостный сигнал, и его нужно отфильтровывать, при этом теряя чёткость.
И ещё важный параметр: интервал между синхроимпульсом и началом строки составляет 8 мкс.
Кадровый синхроимпульс мы посмотрим чуть позже, а сейчас поглядим на сигнал TVI:
Период составляет те же 53 мкс, что логично — нужно вместить 720 строк + обратный ход в 40 мс. Ничего шибко нового. Синхроимпульс покороче, всего 2 мкс, и почему-то меньшей амплитуды, всего 0,4 вольта. Длительность видимой строки почти такая же, как в AHD: 34 мкс, что соответствует частоте выборки примерно 38 МГц и максимальной частоте яркостного сигнала 19 МГц.
Поглядим на вспышку:
Интересно, что у неё совсем небольшой размах, около 100 мВ. В AHD размах вспышки тоже не очень велик, порядка 200 мВ. Это упростит нам детектирование синхроимпульсов — иногда размах вспышки столь велик, что случайно воспринимается как повторный строчный импульс. Здесь такое нам практически не грозит.
Частота «на глазок» составляет 20..21 МГц, а в таблице для 720p почему-то не указана. Но уже интересный факт — наконец-то цветовая поднесущая расположена ВЫШЕ спектра яркостного сигнала. Не знаю, какую полосу частот отводят под кодирование сигнала цветности, но в кои-то веки они могут друг другу почти не мешать!
Интервал между началом строчного синхроимпульса и началом видимой строки составляет 8 мкс, как и раньше.
Давайте теперь посмотрим на сигнал CVI:
Здесь всё на широкую ногу! Уж если синхроимпульс — то мощный (почти 0,5 вольта) и довольно продолжительный, почти 4 мкс. Вспышка на этой осциллограмме выглядит очень мощной, но это какой-то артефакт. Так она «по отдельности»:
Размах 200 мВ, частота снова 20..21 МГц. В таблице указана частота строго 21 МГц.
Зато видимая строка в этот раз занимает гораздо больший интервал, аж 43 мкс. Благодаря этому частота выборки (для обеспечения 1280 пикселей) должна составлять 29,8 МГц, а максимальная частота яркостного сигнала: порядка 15 МГц. И в кои-то веки мы имеем разделение между цветовой поднесущей и краем спектра яркостного сигнала в 6 МГц. Вот здесь есть шанс, что яркостный и цветностный сигналы действительно друг другу мешать не будут!
Интервал между началом синхроимпульса и началом видимой строки составляет даже чуть больше, чем в других форматах, навскидку 9,5 мкс, что довольно интересно — практически весь обратный ход здесь, а от конца видимой строки до начала синхроимпульса вообще обрубок.
И ещё для сравнения, вспышка PAL в обычном CVBS из этой же камеры:
Старые добрые 4,43 МГц, но какой размах зверский! Вот кто нам селектор собьёт — так именно они 🙂
В следующей части поговорим о кадровой развёртке.
Источник: nabbla1.livejournal.com