- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiál1.Základní fotometrické veličiny, kolorometrická soustava RGB
Zářivý tok - je zářivá energie procházející nějakou plochou za jednotku času – udává výkon
přenášený zářením ve wattech
Spektrální hustota zářivého toku - vyjadřuje zářivý tok připadající na jednotkový interval spektra.
Světelný tok – udává světelný výkon z hlediska citlivosti lidského oka
Jas –jas plošného zdroje v daném místě a směru je podílem svítivosti plošky ve zvoleném směru a zdánlivé
velikosti plošky
Osvětlení – poměr elementární části světelného toku a elementární části povrchu předmětu
Kolorometrická soustava
Chrominance
2.Lidské oko a jeho vlastnosti, kolorimetrická soustava XYZ
• Oční bulva je mírně zploštělá koule.
• Horní vrstva bělima přechází na přední straně v průhlednou rohovku.
• Střední vrstva cévnatka zásobuje oko krví. Na přední straně přechází v
ciliární sval, který může měnit tvar čočky a tím i její ohniskovou vzdálenost.
Tím dochází k zaostření obrazu na sítnici.
• V ose oka je na sítnici ústřední jamka, tzv. žlutá skvrna. Zde jsou
rozloženy buňky citlivé na jas i barvu – čípky (přibližně 6 miliónů).
• Dále jsou rozloženy buňky citlivé pouze na jas – tyčinky (přibližně 130
miliónů). Jsou 200 000 x citlivější než čípky a umožňují vidění za šera.
• Od čípků a tyčinek vedou do mozku nervová vlákna tvořící zrakový nerv. U výstupu z oka nejsou žádné
buňky – slepá skvrna. Z obrazů dvou očí se vyhodnocuje v mozku třetí rozměr.
• Ostrost vidění - je minimální pozorovací úhel, pod kterým lze rozlišit dva sousední body obrazu.
Nejmenších hodnot dosahuje při černobílém pozorování
• Barevná rozlišovací schopnost – rozeznání dvou sousedních bodů s různými barvami, je menší než pro
černobílé pozorování. Vzdálený předmět vnímá oko černobíle – přibližováním začíná rozeznávat i barevné
detaily.
• Rozlišovací schopnost oka určuje počet snímaných bodů obrazu, počet řádků obrazu a maximální kmitočet
spektra jasového signálu
• Barevná rozlišovací schopnost určuje maximální kmitočet signálů přenášejících informaci o barvě
• Kritický kmitočet blikání, jehož hodnota je dána Ferry-Porterovým zákonem: max21 log LKKfkrit ⋅+=
•Využívá se v televizní technice při stanovení počtu snímků resp. půlsnímků obrazu za sekundu.• Při velkých
jasech obrazovek se začíná používat rozklad s kmitočtem 100 Hz případně vyšší
3.Televizní kolorimetrie
4.Televizní přenosová soustava, úroveň signálu
Velikost signálů v televizní
přenosové soustavě se udává buď
pomocí jednotek napětí [µV, mV, V],
případně jednotek výkonu [mW, W ],
nebo pomocí úrovní napětí
[dBµV, dBmV, dBV], případně
úrovně výkonu [dBm]. A platí:
5.Rozklad obrazového toku
Obrazový tok O(x,y,t) – nezávisle proměnné jsou spojité v daných intervalech.
Při rozkladu obrazu se využívá setrvačnosti lidského oka a jeho konečné rozlišovací schopnosti.
• Pro dosažení dojmu plynulého pohybu bez blikání obrazu musí být přeneseno za 1s minimálně 25 snímků
(Ferry Porterův zákon, kritický kmitočet blikání). Při vyšších jasech velkých ploch je kritický kmitočet
blikání až 100 Hz (v Evropě 25 snímků/s, fSN = 25 Hz).
• Rozlišovací schopnost lidského oka je 0,5 až 1 úhlová minuta. Pro optimální pozorovací úhel 10° až 14°
(pozorovací vzdálenost obrazu je 6 až 4 násobek jeho výšky) vychází pro poměr stran obrazu
• Při rozkladu obrazu je snímací paprsek (podobně i zobrazovací) vychylován elektromagneticky ve
vodorovném i svislém směru. Z tohoto původního způsobu rozkladu jsou převzaty časové relace pro
vysouvání signálu z posuvných registrů u CCD snímačů, resp. LC obrazovek
Rozklad obrazu
Při lineárním neprokládaném (progresivním) řádkování postupuje paprsek na stínítku zleva doprava
konstantní rychlostí – řádkový (horizontální) činný běh.
• Po dosažení pravého okraje obrazu se rychle vrací zpět – řádkový (horizontální) zpětný běh.
• Aby nevznikalo jasové blikání (Ferry-Porterův zákon), používá se prokládané řádkování 2:1 – lichý a sudý
půlsnímek .
• Předpoklad: obsah dvou sousedních půlsnímků se liší jen nepatrně (extrém – případ rolety).
• Současně je paprsek vychylován sho
Po dosažení dolního okraje obrazu se rychle vrací zpět – snímkový (vertikální) zpětný běh.
Aby nevznikalo jasové blikání (Ferry-Porterův zákon), používá se prokládané řádkování 2:1 – lichý a sudý
půlsnímek .
• Předpoklad: obsah dvou sousedních půlsnímků se liší jen nepatrně (extrém – případ rolety).
7.Signály v televizní přenosové soustavě, časové průběhy signálů v televizním řádku a snímku,
spektrum
Chrominanční signály - Vytvářejí se lineární kombinací základních barevných signálů a signálu jasového. Označují
se UR -UY , UG -UY a UB -UY . V soustavách barevné televize přenášejí informaci o barvě (barevném tónu a sytosti).
Poněvadž rozlišovací schopnost lidského oka na barvu je menší než na jas, je kmitočtové spektrum chrominančních
signálů omezeno a má menší šířku pásma než signál jasový.
V soustavě PAL je šířka pásma chrominančních signálů 0 až 1,3 MHz.
Úplný barevný signál - Je dán superpozicí úplného obrazového signálu, chrominančních signálů namodulovaných na
barvonosnou vlnu podle příslušné soustavy barevné televize a synchronizačním impulsem barvy (burst). Označuje se
zkratkami ÚBS, CBS (v angličtině) nebo FBAS (v němčině).
8. Modulace analogového televizního signálu (obrazu i zvuku)
9. Základní principy televizního přenosu
• Ideální televizní přenos (přenos všech informací, které mohou vnímat naše smysly – prostorové vidění, prostorový
zvuk, vůně,
• V reálných televizních soustavách je přenášen obraz, který je rovinným průmětem snímané scény a jeho jednotlivé
obrazové body se liší jasem a barvou.
• Divák na základě zkušeností doplňuje chybějící informace (bližší a vzdálenější předměty, vzdálenost objektu od
kamery, aj.).
• Současně s obrazovými informacemi je přenášen i zvukový signál (prostorový) + doplňkové datové signály (teletext).
• Při nástupu barevné televize byl prvořadý požadavek slučitelnosti s černobílou televizí.
• Barevná televize využívá menší barevné rozlišovací schopnosti lidského oka a používá aditivní mísení barev -
soustavy barevné televize NTSC, SECAM, PAL.
• Kromě jasového signálu se u barevné televize přenáší i dva chrominanční signály s užším frekvenčním pásmem.
Kmitočtová spektra jasového signálu a kódovaných chrominančních signálů jsou vzájemně proložena.
• Neustále se zvyšující nároky na kvalitu obrazu i zvuku
10.TV normy a TV pásma
Televizní norma je souhrn pravidel pro tvorbu televizního signálu a technických údajů nezbytných pro TV vysílání.
• U analogové televize jsou v normě definovány všechny technické parametry obrazových a zvukových signálů, dále
systém kódování barevné informace a parametry teletextu.
• U digitální televize obsahuje norma navíc ještě definice formátů obrazu a parametrů používaných digitálních
modulací.
•Každá televizní norma bývá doplněna údajem o soustavě barevné televize.
• První soustavu barevné televize s označením NTSC vyvinula americká organizace National Television System
Committee. Od roku 1954 se používala v USA, později se rozšířila ve světě. Existuje i evropská varianta. Chrominanční
signály jsou kvadraturně modulovány na barvonosnou. Spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena s
půlřádkovým ofsetem.
• Soustavu SECAM navrhl v letech 1955-6 francouz Henri de France. Byla první evropskou soustavou barevné
televize. Chrominanční signály se přenášejí postupně v následujících řádcích. V televizním přijímači se používá
zpožďovací linka, která vždy jeden z chrominančních signálů zpozdí, aby mohly být oba signály pro daný řádek
dekódovány současně.
• Soustava PAL (Phase Alternating Line) byla vyvinuta v roce 1963 týmem Dr. Brucha z firmy Telefunken v
Německu. Změnou fáze „červeného“ chrominančního signálu v každém následujícím řádku je eliminován hlavní
nedostatek soustavy NTSC, a to vliv lineárního zkreslení na barevný tón obrazu. Pro modulaci se opět používá QAM,
ale spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena se čtvrtřádkovým ofsetem.
• Úplný televizní signál je možné přenášet k divákovi třemi způsoby – pozemním (terestriálním) vysíláním pomocí
rádiových vln, kabelovým přenosem a družicovým vysíláním. Pro jednotlivé způsoby vysílání byla stanovena televizní
pásma, která jsou rozdělena na televizní kanály.
11. Princip generace a transportu náboje ve struktuře CCD
Výhody: a) malé rozměry (plošné snímače 15 x 15 mm),
b) nízký příkon,
c) vysoká citlivost,
Nevýhody: a) teplotní závislost (polovodič).
Podle technologie výroby se monolitické světlocitlivé snímače označují:
CCD nebo BCCD nebo CID (Charge Injection Devices),
Generece
V polovodiči typu P jsou majoritními nosiči náboje díry (+) a minoritními nosiči
náboje elektrony (-).
Polovodič NENÍ osvětlen, napětí UF = 0.
V polovodiči jsou pouze volné elektrony vzniklé v důsledku nečistot a teplotní
generace (T > 0K). Způsobují tzv. proud za tmy (řádově jednotky nA
Polovodič NENÍ osvětlen, UF > 0. V důsledku napětí UF se pod elektrodou vytvoří
oblast ochuzená o majoritní nosiče náboje, tzv. potenciálová jáma. Její velikost je
úměrná velikosti napětí UF.
Pod elektrodou jsou soustředěny „nechtěné“ elektrony.
Polovodič JE osvětlen, UF > 0. V důsledku osvětlení se v polovodiči generují páry
elektron-díra. Elektrony se soustřeďují pod elektrodou, díry jsou od ní odpuzovány.
Náboj elektronů je úměrný součinu intenzity osvětlení E a doby akumulace náboje.
Doba osvětlení nesmí být příliš dlouhá (max. desítky ms podle aplikace), jinak dochází
k saturaci potenciálové jámy. Náboj se musí co nejrychleji převést na obrazový signál
(tepelná generace)
Transport
•Akumulovaný náboj se přesune pod
transportní elektrodu, která je chráněna
neprůsvitnou vrstvou.
• Transport je uskutečněn změnou napětí na
transportní elektrodě T (z nuly na kladnou
hodnotu) a poté na fotoelektrodě F (z kladné
hodnoty na nulu)
12. Řádkové snímače CCD
•Používají se k bezdotykovému měření rozměrů, ve skenerech
apod.
•V současné době se vyrábějí řádkové snímače obsahující až 12
000 obrazových bodů v řádku.
•Obrazový element (pixel) má rozměry cca 7 x 10 cm.
•Nábojová kvanta lze vysouvat signálem UT s maximálním
kmitočtem cca 30 MHz.• Pro
generování barevných signálů (R, G, B) se před světlocitlivou
vrstvu vloží barevné filtry (R, G, B)
ve tvaru proužku – takový snímač obsahuje 3 posuvné registry.
13.Plošné snímače CCD
•Používají se převážně v televizních aplikacích.• Vyrábí se ve čtvercovém provedení (obsahují až
4000 x 4000 bodů) nebo obdélníkovém provedení vyhovující současným TV standardům pro
poměry stran 4:3 i 16:9.
•Umožňují prokládané i neprokládané řádkování.
Typy: FT, LT, FIT
Typ FT Typ LT
Typ FIT
• Obsahují snímací i paměťovou část (FT) a navíc vertikální
registry (LT), zakryté neprůsvitnou vrstvou.
• Během půlsnímkového zatemňovacího impulsu se přesunou
všechny náboje ze světlocitlivé vrstvy do vertikálních registrů a
dále se přesunou do zatemněné paměťové části.
Vlastnost:
• Výstupní signál snímače CCD je analogový a v čase vzorkovaný. Proto i v tomto případě musí
být splněn vzorkovací teorém.
• Vzorkovací kmitočet je u struktury CCD závislý na počtu buněk v řádku a musí být vyšší než
dvojnásobek nejvyššího prostorového kmitočtu snímaného obrazu. Při velmi nízkém počtu
světlocitlivých buněk v řádku nemusí být teorém splněn a ve snímaném obraze se mohou
objevit rušivé struktury (aliasing).
• Plošné snímače CCD dosahují kvalitní obraz v případě, kdy počet světlocitlivých buněk v řádku
je minimálně 768. V takovém případě pro vzorkovací kmitočet platí MHzNNNf SRBvz 1225625768 =⋅⋅=⋅⋅=
kde NB je počet světlocitlivých buněk v jednom řádku plošného snímače, NR je počet řádků ve snímku a NS je počet
snímků za sekundu.
•Maximální prostorový kmitočet snímaného obrazu může být až 6 MHz.
• Aliasingu se zabraňuje optickým interferenčním filtrem, který působí jako kmitočtová dolní propust – způsobí
rozostření jemných obrazových detailů a tím se sníží i vyšší prostorové kmitočty.
• Statický šumový obrazec – jeho vliv se projeví při snímání tmavých obrazů. Je způsoben proudem za tmy, který je u
jednotlivých buněk různý. Koriguje se uložením šumových příspěvků jednotlivý
14.Televizní kamery
- s jedním snímačem-
• Používají se pro neprofesionální účely (např. camcorder).
• Signály UR, UG, UB generuje jeden plošný snímač FT s napařenými filtry
(svislými proužky R, G, B) a se
třemi výstupními horizontálními řádkovými registry.
• Ze signálů tří sousedních pixelů v řádku (R, G, B) se vytváří jeden barevný
obrazový bod, jehož barva je
dána velikostí dílčích složkových signálů.
- se třemi snímači-
•Profesionální použití.• Blok CCD obsahuje objektiv, dichroická zrcadla,
barevné filtry, 3 plošné CCD snímače (R, G, B) a předzesilovače
barevných signálů.
• Pro SDTV a poměr stran 4:3 má každý CCD snímač více než 500 000
obrazových bodů (1 000 x 500), pro HDTV více než 2 000 000
(2 000 x 1 000).
• Dvojnásobné zvýšení rozlišovací schopnosti v obou směrech má za
následek, při zachování snímkového kmitočtu, cca čtyřnásobné rozšíření
kmitočtového pásma obrazového signálu. Tím se výrazně snižuje poměr
signál / šum (54 dB, pro pásmo větší než 30 MHz).
15.Obrazovky s kapalnými krystaly
• Přednosti: malá hmotnost, malý objem, extrémně nízký elektrický příkon a téměř nulové geometrické
zkreslení. Vyrábí se i s rozlišením HDTV.
• Nevýhody: delší doba reakce na změnu budícího napětí (10 až 100 ms). Dříve byl nevýhodou menší
pozorovací úhel (cca 90°), dnes však již dosahuje hodnot až 170°.
Struktura:
•Pevné krystalické látky mají určité prostorové uspořádání molekul, které určuje
jejich vlastnosti. V různých směrech mají různé optické, elektrické a magnetické
vlastnosti – jsou anizotropní.
• Kapaliny mají uspořádání molekul zcela nahodilé a jejich vlastnosti jsou ve všech
směrech stejné – jsou izotropní.
Elektrooptické jevy v kapalných krystalech
• Molekuly kapalných krystalů se chovají jako elektrické dipóly. Vektor dipólového momentu může mít směr
a) souhlasný s podélnou (delší) osou molekuly, b) kolmý na podélnou osu, c) obecný.
• V cholesterické fázi nebo v nematické fázi LC (při vhodně nastavených vrstvách LC) způsobuje spirálovitá
struktura molekul natočení roviny lineárně polarizovaného světla.
• Dynamický rozptyl –působením elektrického pole se začnou pohybovat těžké ionty příměsí ve směru pole a
rozrušují uspořádanou strukturu molekul – vznikají rozptylová centra a LC se zakalí.
• Schadt–Helfrichůvjev - využívá natočení roviny polarizace světla v LC umístěném mezi dvěma polarizátory
otočenými o 90°. Působením elektrického pole se spirálovitá struktura poruší a světla kapalným krystalem
neprochází.
Článek s kapalným krystalem
• Pozorovací módy:
a) transparentní neboli transmisní – článek s jedním průchodem světla,
b) reflexní – článek se dvěma průchody světla.
• Oba typy článků mohou pracovat v přímém nebo nepřímém módu. Při přímém módu vnímá pozorovatel
větší jas při nevybuzeném článku a menší jas při vybuzeném článku (Schadt-Helfrichův článek). Naopak při
nepřímém módu vnímá pozorovatel větší jas při vybuzeném článku.
Řízení obrazovky s kapalnými krystaly
16.Plazmové obrazovky
-plazma je směs převážně kladně nabitých iontů, elektronů a neutrálních částic.
-změna skupenství vody s rostoucí teplotou.
Konstrukce
Plazmovým výbojem v plynu vzniká ultrafialové záření UV, které
dopadá na barevné luminofory v jednotlivých barevných buňkách.
Podle velikosti obrazového signálu vyzařují barevné luminofory
barevná světla, jejichž aditivním mísením vzniká barevný obraz.
• Obrazová buňka má rozměry 0,36 x 1,08 mm.
• Tři buňky různých barev vytváří jeden obrazový bod (1,08 x 1,08
mm).
• Přivedením impulzního napětí na elektrody X, Y se pod nimi
vytvoří povrchový výboj. Nárazovou ionizací se vytvoří směs
kladných iontů a záporných elektronů –plazma.
• Částice se začnou pohybovat k příslušné elektrodě.
• Elektromagnetické síly ji však donutí k návratu a přitom je
generováno UV záření.
• UV záření dopadá na luminofory a ty vyzařují světlo
Řízení plazmové obrazovky
• Netradiční způsob řízení vyžaduje jednotlivé signály v
digitální formě – v digitální televizi přínos. Informace je ve
formě osmibitového binárního čísla (256 úrovní).
• Jeden půlsnímek se skládá z 8 subsnímků, přičemž každý
má jinou dobu trvání odstupňovanou podle váhy
příslušného bitu.
• Zobrazení jednoho TV půlsnímku se provádí postupným
zobrazením 8 subsnímků, přičemž celková doba zůstává 20 ms.
• Zobrazení každého subsnímku probíhá vždy stejným postupem a sestává ze třífází: adresování
(příprava buněk jejichž bity jsou rovny 1 pro plazmový výboj), zobrazování (na elektrody X, Y se
přivádějí impulzní napětí, která již vytvoří plazmový výboj – UV záření – záření luminoforů) a
mazání (krátkým záporným impulzem na elektrodách X se zruší plazmové výboje ve všech buňkách –
příprava pro další subsnímek).
17.Soustava barevné televize PAL
Kódovací obvody PAL Dekódovíní PAL
• SIB střídá fázi o ± 45° vzhledem k zápornému
směru osy U (ve střídání fáze je ukryta
informace o přepínání složky V).
18.Přenos zvukových signálů pomocí dvou nosných, způsoby zpracování zvukových signálů v
televizním přijímači
• Maximální kmitočtový zdvih je ± 50 kHz nebo ± 30 kHz s konstantní preemfází o hodnotě 50 µs, 75 µs nebo
kmitočtově závislou J17.
• Šířka pásma kmitočtově modulovaného signálu se přibližně určí podle jednoduchého Carsonova vztahu B =
2 ( ∆f + fmax ), kde ∆fje kmitočtový zdvih a fmax je maximální kmitočet modulačního signálu.
• Obě nosné jsou kmitočtově modulovány analogovými signály.
• Kmitočty nosných a úrovně zvukových signálů pro normy B/G a
D/K.
• První nosná (hlavní, původní) je vzdálena od nosné obrazu o 5,5
MHz (B/G), resp. 6,5 MHz (D/K).
• Pro normy B/G má druhá (vedlejší) nosná kmitočet 5,7421875
MHz (367,5 násobek fR).
• Pro normy D/K má druhá (vedlejší) nosná kmitočet 6,2578125
MHz (400,5 násobek fR).
• Kmitočty druhých nosných jsou voleny jako lichý násobek
poloviny řádkového kmitočtu z důvodů minimalizace rušení ve
vlastním nebo sousedním kanálu.
• Odstup obou nosných zv
Vloženo: 10.01.2011
Velikost: 3,70 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz