You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Test 2<br />
Oscilograme linie şi semicadru reprezentate în cadrul laboratorului.<br />
Scheme bloc pentru „staţiile” de lucru din laborator.<br />
Documentul curent.<br />
Semnalul video complex - alb negru<br />
Semnalul video complex (SVC) se compune din semnalul de luminanţă, numit şi semnal de<br />
imagine, semnalul de stingere complet şi semnalul complex de sincronizare.<br />
În figura următoare se prezintă modul de obţinere a semnalului de luminanţă în situaţia în care<br />
se presupune că elementul de explorare este de dimensiune infinit mică; cu alte cuvinte, este<br />
punctiform.<br />
În urma procesului de explorare a imaginii care conţine 4 niveluri de luminanţă: alb (Lmax),<br />
negru (Lmin) şi două niveluri de gri (L1, L2), se obţine semnalul de luminanţă (semnalul video, SV),<br />
prezentat pentru liniile de explorare consecutive x→x' şi y→y'. Ca nivel de referinţă pentru semnalul de<br />
imagine s-a ales nivelul de negru, nivelul maxim corespunzând la nivelul de alb. Ca nivel de referinţă<br />
pentru semnalul video s-a luat nivelul de stingere, care corespunde nivelului de zero. Cu alte cuvinte,<br />
semnalul de imagine are valoarea zero pe durata cursei de întoarcere pe orizontală x'→y.<br />
Valoarea medie a semnalului de imagine, sau componenta continuă pe o durată dată,<br />
corespunde luminanţei medii existentă în imagine de-a lungul traiectoriei de explorare.<br />
1VVV<br />
0<br />
x<br />
y<br />
SV ev(t)<br />
SVC<br />
0,7V<br />
0,3V<br />
L1 Lmax Lmin Lmax L2 < L1<br />
a.<br />
x’<br />
y’<br />
Nivel de alb<br />
Nivel de negru<br />
x<br />
b.<br />
x’ y<br />
Spaţiu de gardă<br />
y’ t<br />
Nivel de stingere<br />
(nivel de zero)<br />
taH = 52 µs tStH = 12 µs<br />
Cursa activă<br />
100%<br />
Impuls de stingere<br />
St(H)<br />
Impuls de sincronizare<br />
S(H) – sincro H<br />
TH = 64 µs<br />
linia n<br />
c.<br />
linia n<br />
linia n+1<br />
Nivel de alb<br />
Valoare medie<br />
Domeniul de transmitere<br />
a informaţiei "imagine"<br />
1,5µs<br />
35% Nivel de negru<br />
Nivelul impulsurilor de stingere<br />
30%<br />
Domeniul de transmitere<br />
a informaţiei "sincro"<br />
0%<br />
Nivelul impulsurilor de sincronizare<br />
tSH = 4,7 µs<br />
linia n+1<br />
Structura semnalului video complex pe linia explorată:<br />
a) imaginea explorată; b) semnalul de luminanţă<br />
pe liniile xx' şi yy'; c) semnalul video complex.
În figura următoare se prezintă legătura între oscilograma unei linii de explorare (forma<br />
semnalului SVC) şi traiectoria de explorare corespunzătoare în cazul televiziunii analogice, receptoare<br />
cu tub cinescop.<br />
SVC<br />
S(H)<br />
Cursa de<br />
întoarcere<br />
linia n-1<br />
tStH Cursa activă tStH = 12 µs<br />
x y z<br />
taH = 52 µs<br />
v w<br />
t1 t2 t3 t4 t5<br />
tiH<br />
St(H)<br />
Cursa directă<br />
tdH<br />
linia n linia n+1<br />
TH = 64 µs<br />
t<br />
y<br />
Zone în care fasciculul<br />
de explorare este stins<br />
linia n-1<br />
z<br />
linia n<br />
linia n+1<br />
Porţiunea vizibilă pe H<br />
(lăţimea cadrului vizibil)<br />
v<br />
Porţiunea baleiată pe H<br />
(lăţimea cadrului explorat)<br />
Legătura între oscilograma unei linii şi traiectoria de explorare<br />
La momentul t1, frontul anterior al impulsului de sincronizare S(H) comandă declanşarea cursei<br />
de întoarcere pe orizontală în vederea explorării liniei n. Cursa de întoarcere durează până în momentul<br />
t2. Pe durata cursei de întoarcere, tiH , spotul de explorare parcurge traiectoria de întoarcere x→y, fiind,<br />
de fapt, „stins”.<br />
Din momentul t2 elementul de explorare începe să descrie cursa directă a liniei n (traiectoria<br />
y→w), care se încheie în momentul t5, când apare frontul anterior al următorului impuls de<br />
sincronizare. Acesta comandă declanşarea cursei de întoarcere pe orizontală în vederea explorării liniei<br />
următoare, n+1. Porţiunile y→z şi v→w, corespunzătoare începutului, respectiv sfârşitului cursei directe<br />
a liniei n, sunt "stinse" de către impulsul de stingere pe orizontală, care durează până în momentul t3<br />
şi, respectiv, de următorul impuls de stingere, care are prevăzut un palier anterior din momentul t4<br />
până în momentul t5, de 1,5 µs. Necesitatea acestor stingeri este legată de faptul că detaliile reproduse<br />
la marginile cadrului apar distorsionate în imaginea redată.<br />
Din momentul t3, când fasciculul se găseşte în punctul z (în partea stângă a cadrului vizibil),<br />
până în momentul t4 , corespunzător punctului v (în partea dreaptă a cadrului vizibil), elementul de<br />
explorare descrie cursa activă pe orizontală corespunzătoare liniei n, ce poartă informaţia video<br />
(traiectoria z→v). Durata cursei active pe orizontală este de taH = TH − tStH = 52 µs.<br />
Modele pentru reprezentarea culorii. Alegerea culorilor primare<br />
Asupra ochiului acţionează în fiecare moment radiaţii luminoase complexe, ale căror<br />
componente cuprind, în general, toate lungimile de undă ale spectrului vizibil, adică toate culorile<br />
spectrului. Ochiul nefiind în stare să perceapă separat fiecare componentă din radiaţia luminoasă<br />
complexă, el percepe radiaţia luminoasă ca având o culoare bine determinată. De aceea, două radiaţii<br />
luminoase cu componente spectrale diferite pot provoca aceeaşi senzaţie de culoare. De exemplu,<br />
ochiul nu poate deosebi culoarea „galben” a unei radiaţii monocromatice de o anumită lungime de<br />
undă, de aceeaşi culoare „galben” obţinută prin amestecul radiaţiilor luminoase „roşu” şi „verde” de<br />
lungimile de undă 610 nm şi, respectiv, 535 nm.<br />
Din punct de vedere tehnic, culoarea trebuie definită prin parametri măsurabili, pe baza cărora<br />
să se determine semnalul electric ce trebuie transmis şi care să permită, la recepţie, refacerea corectă<br />
a culorilor din imagine.<br />
Pentru definirea culorii se folosesc mai multe modele, bazate pe seturi de trei parametri, ce<br />
definesc, fiecare, o caracteristică a culorii.<br />
Un model utilizat este modelul RGB, bazat pe un set de 3 culori primare (de referinţă): R (red =<br />
roşu), G ( green = verde), B (blue = albastru). Acest model se bazează pe efectul aditiv al culorilor<br />
primare la nivelul ochilor.<br />
x<br />
w
Efectul aditiv constă în faptul că orice culoare se poate obţine prin suprapunerea (prin<br />
adunarea) în anumite proporţii a trei radiaţii monocromatice riguros definite, situate, în cazul adoptat<br />
în televiziune, în domeniile de roşu, verde şi albastru (domeniile de sensibilitate ale conurilor de pe<br />
retina ochiului). La alegerea celor 3 culori s-a avut în vedere ca, nici una din ele, să nu poată fi<br />
obţinută ca rezultat al amestecului celorlalte două.<br />
În consecinţă, o imagine în culori este echivalentă cu trei imagini monocromatice, în roşu, în<br />
verde şi, respectiv, în albastru.<br />
Lungimile de undă dominante ale celor trei culori primare adoptate în televiziunea în culori sunt:<br />
λR = 610 nm pentru roşu (R), λG = 535 nm pentru verde (G) si λB = 470 nm pentru albastru (B).<br />
Întrucât modelul RGB echivalează imaginea în culori cu 3 imagini monocromatice, rezultând în<br />
final 3 semnale video de culoare, fiecare având o lărgime de bandă de 6 MHz, se constată necesitatea<br />
unei lărgimi de bandă a canalului video de 3 ori mai mare decât pentru transmiterea unei imagini albnegru.<br />
Din acest motiv, modelul RGB nu este folosit în sistemul TV radiodifuzat. El este utilizat în<br />
echipamentele de studio TV, în sistemele de prelucrare a imaginii şi în comanda monitoarelor de<br />
calculator, unde pe primul plan sunt performanţele privind calitatea imaginii.<br />
Un alt model utilizat pentru definirea culorii este modelul HSL, bazat pe un set de 3 parametri,<br />
ce definesc, fiecare, o caracteristică a culorii, aşa cum este aceasta percepută de ochiul uman: H (hue<br />
= nuanţă), S (saturation =saturaţie), L (luminance = luminanţă sau strălucire).<br />
Acest model pune în evidenţă cele două componente ale imaginii în culori:<br />
� luminanţa, ca purtătoare a informaţiei de strălucire a elementelor de imagine;<br />
� crominanţa, ca purtătoare a informaţiei de culoare, cu componentele sale: nuanţa, dată de<br />
lungimea de undă, şi saturaţia, dată de conţinutul de alb.<br />
În figura se prezintă relaţia între cele două modele, RGB şi HSL.<br />
Saturaţie<br />
Verde<br />
Alb<br />
Luminanţă<br />
Negru<br />
Albastru Roşu<br />
Nuanţă<br />
Modelul HSL corespunzător triunghiului culorilor<br />
Cele două componente ale imaginii în culori sunt reprezentate prin doi vectori: vectorul<br />
crominanţă, plasat în planul culorilor, şi vectorul luminanţă, care stabileşte nivelul planului de culoare,<br />
pe axa verticală, de la negru la alb. Vectorul crominanţă defineşte nuanţa culorii, prin faza de rotaţie, şi<br />
saturaţia culorii, prin modulul vectorului.<br />
Întrucât modelul HSL utilizează parametri ce necesită un anumit grad de prelucrare a<br />
semnalelor video de culoare, acest model este folosit în interfeţele grafice, asigurând un control simplu<br />
din partea utilizatorului. În sistemul de operare Windows alegerea culorii (de exemplu, pentru fundal)<br />
se poate face atât în formatul RGB, cât şi în formatul HSL.<br />
Un alt model utilizat pentru definirea culorii este modelul Y, R–Y, B–Y, regăsit în sistemele de<br />
televiziune analogice şi digitale. El a rezultat din necesitatea asigurării compatibilităţii sistemelor de<br />
televiziune în culori şi în alb negru, fiind o combinaţie a modelelor RGB şi HSL. Cei 3 parametri ce<br />
definesc modelul sunt:<br />
� semnalul de luminanţă, Y, care reflectă informaţia de luminanţă din imaginea în culori;<br />
� semnalul diferenţă de culoare, R–Y, care reprezintă diferenţa dintre componenta de roşu din<br />
imagine şi cea de luminanţă;
� semnalul diferenţă de culoare, B–Y, care reprezintă diferenţa dintre componenta de albastru<br />
din imagine şi cea de luminanţă.<br />
Componentele de roşu, de albastru şi, respectiv, de verde din imagine reprezintă, de fapt,<br />
semnalele video de culoare ER , EB şi EG, care se notează în cele ce urmează, în mod simplificat, prin R<br />
, B şi, respectiv, G.<br />
Întrucât cel de-al treilea semnal diferenţă de culoare, G–Y, se poate obţine din celelalte două,<br />
rezultă că semnalele diferenţă de culoare definesc împreună doar informaţia de crominanţă,<br />
neconţinând şi informaţia despre luminanţa culorii.<br />
Din felul cum s-au definit cele două componente, de luminanţă şi de crominanţă, rezultă că ele<br />
pot fi tratate ca şi componente independente în semnalul de televiziune. Această concluzie este folosită<br />
în televiziunea în culori, unde informaţia de imagine este prelucrată separat pentru luminanţă<br />
(strălucire) şi pentru crominanţă (culoare). De fapt, dezvoltarea principiului televiziunii în culori s-a<br />
bazat pe perceperea şi prelucrarea în mod diferit a informaţiilor de strălucire şi de culoare de către<br />
sistemul vizual uman.<br />
Ochiul prezintă următoarele particularităţi:<br />
� sensibilitate mare în perceperea strălucirii elementului de imagine, ceea ce înseamnă că<br />
detaliile, contururile şi muchiile sunt percepute de ochi prin variaţia strălucirii, adică în alb-negru;<br />
� sensibilitate scăzută în perceperea culorii elementului de imagine, ceea ce înseamnă că<br />
ochiul nu percepe culoarea detaliilor, ci doar culoarea suprafeţelor.<br />
În aceste condiţii, un obiect foarte îndepărtat, este identificat de ochiul uman prin variaţia<br />
strălucirii, fără a i se putea identifica culoarea.<br />
Acest lucru permite alocarea unor benzi de frecvenţe diferite pentru transmiterea optimă a<br />
acestor semnale. Semnalul de luminanţă, purtător al informaţiilor privind detaliile, se transmite într-o<br />
bandă largă de frecvenţe (6 MHz). În ceea ce priveşte semnalul de crominanţă, adică semnalele R–Y şi<br />
B–Y, acestea pot fi transmise cu bandă de frecvenţe redusă (limitată la 1,5 MHz), întrucât culoarea<br />
detaliilor mici oricum nu poate fi percepută de ochi.<br />
Semnalul de luminanţă într-un sistem de TV în culori<br />
Având în vedere cele prezentate mai sus se impune ca într-un sistem TV în culori să se<br />
transmită semnalul de luminanţă Y, care să reflecte corect luminanţa obiectului, adică, să fie identic cu<br />
cel care s-ar obţine dacă captarea şi transmisia s-ar face în sistemul TV în alb-negru. Acest semnal nu<br />
se obţine direct din explorarea imaginii electronice.<br />
Captarea imaginii, la ieşirea dispozitivelor videocaptoare, se realizează conform modelului RGB,<br />
iar semnalele folosite în televiziunea în culori sunt semnalele date de modelul Y, R–Y, B–Y. Aceasta<br />
presupune obţinerea prin calcul a semnalului de luminanţă şi a semnalelor diferenţă de culoare din<br />
semnalele de culoare primare.<br />
Contribuţia celor trei semnale de culoare primare R, G, B la semnalul de luminanţă Y, este dată<br />
de expresia:<br />
Y = aR + bG + cB<br />
care precizează faptul că albul de referinţă se obţine dacă luminanţele culorilor de sinteză R, G, B se<br />
amestecă în proporţiile date de coeficienţii a, b şi, respectiv, c.<br />
Pentru a se determina contribuţia celor trei semnale de culoare primare la semnalul de<br />
luminanţă, se au în vedere:<br />
� caracteristica de sensibilitate spectrală relativă a ochiului, şi<br />
� raportarea luminanţei oricărei culori la luminanţa albului de referinţă, care generează un<br />
semnal video de amplitudine maximă, adică Y = 1 VVV, ceea ce este echivalent cu:<br />
a + b + c = 1<br />
întrucât în acest caz R = G = B = 1 VVV .<br />
Sistemul vizual uman, în faţa unei imagini color, face ponderarea luminanţei în funcţie de<br />
lungimea de undă a radiaţiilor luminoase, conform curbei de sensibilitate spectrală relativă prezentată<br />
în figura. Această curbă arată cum variază sensibilitatea ochiului Sλ , adică senzaţia de strălucire, în<br />
funcţie de lungimea de undă a radiaţiei luminoase monocromatice de intensitate energetică constantă.<br />
Se constată că, la luminanţe egale, ochiul percepe strălucirea roşului mai redusă decât a verdelui sau a<br />
galbenului, dar mai puternică decât cea a albastrului sau a negrului.
kλ= sλ<br />
smax<br />
1<br />
0,17<br />
0,9<br />
400 470 535 610 700 λ [nm]<br />
B G R<br />
Spectrul vizibil<br />
0,46<br />
Caracteristica de sensibilitate spectrală relativă a ochiului<br />
Într-un sistem TV în alb-negru, când pe ecran se reproduc doar informaţiile de luminanţă ale<br />
imaginii, se pune problema ca detaliile colorate, de luminanţe egale, să fie reproduse în alb-negru cu<br />
străluciri ponderate, în corelaţie cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului, întrucât în faţa<br />
unui ecran alb-negru ochiul nu poate face ponderarea menţionată. Acest deziderat se realizează prin<br />
faptul că dispozitivul videocaptor, în televiziunea în alb-negru, prezintă o caracteristică spectrală<br />
asemănătoare cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului. În acest caz, pe ecranul alb-negru,<br />
detaliile colorate albastru şi roşu vor fi reproduse printr-un gri-negru, cele colorate mov şi verde –<br />
printr-un gri mai deschis, iar cele colorate turcoaz şi galben – printr-un gri şi mai deschis. Cu alte<br />
cuvinte, o miră cu bare color va fi redată pe ecranul alb-negru printr-o miră cu bare de gri.<br />
În sistemul TV în culori compatibil, dispozitivele videocaptoare nu mai prezintă caracteristici<br />
spectrale asemănătoare cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului. Ca urmare, dispozitivele<br />
videocaptoare nu mai ponderează luminanţa detaliilor colorate, în funcţie de lungimea de undă a<br />
radiaţiilor luminoase. Această ponderare se realizează în blocul denumit codor, folosindu-se o matrice<br />
de formare a semnalului Y din cele trei semnale de culoare primare, pe baza relaţiei Y = aR + bG +<br />
cB.<br />
Coeficienţii a, b şi c precizează contribuţia celor trei semnale de culoare primare R, G şi B la<br />
formarea semnalului de luminanţă.<br />
În aceste condiţii:<br />
kλR<br />
a =<br />
kλR<br />
+ kλG<br />
+ kλB<br />
0,<br />
46<br />
=<br />
= 0,<br />
30<br />
0,<br />
46 + 0,<br />
9 + 0,<br />
17<br />
kλG<br />
b =<br />
kλR<br />
+ kλG<br />
+ kλB<br />
0,<br />
9<br />
=<br />
= 0,<br />
59<br />
0,<br />
46 + 0,<br />
9 + 0,<br />
17<br />
c =<br />
k<br />
kλB<br />
+ k + k<br />
0,<br />
17<br />
=<br />
= 0,<br />
11<br />
0,<br />
46 + 0,<br />
9 + 0,<br />
17<br />
λR<br />
λG<br />
λB<br />
şi, ca urmare, semnalul de luminanţă se obţine cu circuitul de matriciere MY , pe baza relaţiei:<br />
Y = 0 , 30R<br />
+ 0,<br />
59G<br />
+ 0,<br />
11B<br />
În cazul transmisiei unor imagini acromatice (în alb-negru), semnalul de luminanţă<br />
corespunzător tonurile de gri (de la negru la alb) este dat de relaţia:<br />
Y = R = G = B = (0 ÷1) VVV<br />
Φ0<br />
Cameră TV<br />
în culori<br />
R<br />
G<br />
B<br />
Circuit de<br />
matriciere<br />
MY<br />
Semnale de<br />
culoare primare<br />
Obţinerea semnalului de luminanţă<br />
Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B
Semnalele diferenţă de culoare<br />
Pentru a se respecta principiul luminanţei constante, întrucât semnalul de luminanţă Y conţine<br />
toată informaţia referitoare la luminanţa culorii, trebuie să se înlăture (să se scadă) această<br />
componentă din semnalele R, G, B. Din acest motiv se transmit aşa-numitele semnale diferenţă de<br />
culoare, definite prin relaţiile:<br />
R–Y = R – (0,30R + 0,59G + 0,11B) = 0,70R – 0,59G – 0,11B<br />
G–Y = 0,30R + 0,41G – 0,11B<br />
B–Y = – 0,30R – 0,59G + 0,89B<br />
Transmiterea semnalelor diferenţă de culoare în locul semnalelor de culoare primare prezintă şi<br />
următoarele avantaje:<br />
� La transmisiuni în alb-negru (trepte tonale de gri, de la negru la alb)<br />
R–Y = G–Y = B–Y = 0<br />
Ca urmare, la transmisiuni în alb-negru, semnalele diferenţă de culoare fiind nule, nu au nici o<br />
influentă la recepţie pe televizoarele în alb-negru sau în culori. În schimb, semnalul de luminanţă Y va<br />
avea amplitudinea corespunzătoare nivelului de gri transmis, adică Y = (0÷1) VVV.<br />
� Într-un sistem TV în culori nu este necesar să se transmită toate cele trei semnale diferenţă<br />
de culoare, întrucât oricare din ele se poate obţine din celelalte două.<br />
La alegerea celor două semnale diferenţă de culoare, care se transmit la recepţie, s-a avut în<br />
vedere că semnalul G–Y are valoarea vârf-vârf cea mai mică din cele trei semnale diferenţă de<br />
culoare, ceea ce însemnă că va fi cel mai expus la perturbaţii.<br />
În concluzie, în sistemele de televiziune în culori se transmit trei semnale video: semnalul de<br />
luminanţă Y şi semnalele diferenţă de culoare R–Y şi B–Y, cunoscute sub denumirea de semnale<br />
primare de transmisie. Semnalul diferenţă de culoare G–Y se reconstituie în receptorul TV pe baza<br />
expresiei:<br />
( R − Y ) − 0,<br />
( B Y )<br />
G − Y = −0<br />
, 51 19 −<br />
Sistemul de televiziune în culori PAL<br />
Semnalele primare de transmisie din televiziune Y, R–Y, B–Y, preluate de la camera de<br />
televiziune sau de la ieşirea unui dispozitiv de prelucrare la nivelul editării programelor TV, sunt supuse<br />
unor operaţii de codare, astfel încât semnalul codat obţinut (semnalul video complex de culoare) să<br />
poată fi transmis prin canalul TV, definit printr-o lărgime de bandă dată şi să poată fi decodat la<br />
recepţie cu scopul de a obţine semnalele primare de transmisie.<br />
Spectrul de frecvenţe pentru un sistem TV PAL<br />
În principiu, sistemele TV în culori se deosebesc prin modul de realizare a proceselor de codare<br />
şi de decodare ale semnalelor primare de transmisie.<br />
Sistemele cunoscute sunt PAL, NTSC şi SECAM.
Sisteme de televiziune. Răspândire la nivel mondial<br />
În sistemele PAL (Phase Alternate Line) şi NTSC (National Television System Committee)<br />
procesul de codare a informaţiei de crominanţă foloseşte modulaţia de amplitudine în cuadratură cu<br />
purtătoarea suprimată, transmisia făcându-se simultan pentru semnalele de luminanţă şi diferenţă de<br />
culoare.<br />
Sistemul de televiziune în culori SECAM (Sequentiel Couleur a Memoire – culoare secvenţială cu<br />
memorie) utilizează transmisia secvenţială a informaţiei de crominanţă (dată prin R-Y şi B-Y) şi<br />
modulaţia în frecvenţă.<br />
Sisteme PAL<br />
Domeniul de<br />
frecvenţă<br />
PAL B PAL G, H PAL I PAL M PAL D PAL N PAL Nc<br />
VHF UHF UHF/VHF UHF/VHF VHF UHF/VHF UHF/VHF<br />
Nr. linii/Cadre 625/50 625/50 625/50 525/60 625/50 625/50 625/50<br />
Banda de<br />
videofrecvenţă<br />
Purtătoare de<br />
sunet<br />
Banda<br />
canalului<br />
5 MHz 5 MHz 5.5 MHz 4.2 MHz 6 MHz 5 MHz 4.2 MHz<br />
5.5 MHz 5.5 MHz 6MHz 4.5 MHz 6.5 MHz 5.5 MHz 4.5 MHz<br />
7 MHz 8 MHz 8 MHz 6 MHz 8 MHz 6 MHz 6 MHz<br />
Linii active 575 575 575 480 575 575 575<br />
Principiul modulaţiei de amplitudine în cuadratură<br />
Modulaţia de amplitudine în cuadratură (MAQ) foloseşte un singur semnal purtător, cunoscut<br />
sub denumirea de subpurtătoare de crominanţă, de frecvenţă fsp , pentru transmisia simultană a celor<br />
două semnale diferenţă de culoare, R–Y şi B–Y.<br />
Implementarea modulaţiei de amplitudine în cuadratură se bazează pe utilizarea a două<br />
modulatoare în amplitudine cu purtătoarea suprimată (MA–PS) şi a unui oscilator pilot, care generează<br />
două semnale armonice, cu aceeaşi frecvenţă, fsp , dar defazate cu 90 0 , adică două semnale în<br />
cuadratură de forma:<br />
usp1 = U sp sin ωspt<br />
şi ( ) t ω U t ω U u 0<br />
sp2<br />
= sp sin sp + 90 = sp cos sp<br />
Pentru a obţine la emisie semnalul de crominanţă modulat, C, subpurtătoarea de crominanţă<br />
este generată cu fază zero (sin ωspt) pentru modulatorul MA–PS care primeşte la intrare semnalul B–Y<br />
şi cu fază de 90 0 (cos ωspt) pentru modulatorul MA–PS care primeşte la intrare semnalul R–Y.
B-Y<br />
R-Y<br />
Modulator<br />
MA–PS<br />
Oscilator<br />
pilot<br />
Modulator<br />
MA–PS<br />
Uspsinωspt<br />
Uspcosωspt<br />
(B-Y)ּ sinωspt<br />
(R-Y)ּ cosωspt<br />
+<br />
C = (B-Y)ּ sinωspt + (R-Y)ּ cosωspt<br />
Principiul modulaţiei de amplitudine în cuadratură<br />
Prin modulaţia în amplitudine se obţin semnalele:<br />
[ ] t<br />
( t)<br />
= U + ( B − Y ) ⋅sin<br />
ω şi ( t)<br />
= U + ( R − Y )<br />
uMA1 p<br />
sp<br />
[ ] ⋅ cosω<br />
t<br />
uMA2 p<br />
sp<br />
iar prin suprimarea purtătoarei la emisie, rezultă semnalele:<br />
( t)<br />
= ( B − Y ) ⋅sin<br />
ω t<br />
( t)<br />
= ( R − Y ) ⋅ cosω<br />
t<br />
uMA-PS1 sp<br />
uMA-PS2 sp<br />
cu amplitudine dependentă doar de semnalele modulatoare, adică de semnalele diferenţă de culoare şi<br />
cu frecvenţa egală cu frecvenţa subpurtătoarei de crominanţă, fsp.<br />
Prin suprimarea purtătoarei se îmbunătăţeşte randamentul emisiei, dar se impune luarea unor<br />
măsuri la emisie şi la recepţie în vederea refacerii subpurtătoarei în decodorul receptorului.<br />
Întrucât cele două modulatoare sunt legate în paralel pe o sarcină comună, la ieşire se obţine<br />
suma vectorială a celor două semnale modulate MA–PS, adică un semnal de forma:<br />
=<br />
( B − Y ) ⋅ sin ω t + ( R − Y ) ⋅ cosω<br />
t<br />
C sp<br />
sp<br />
numit semnal de crominanţă modulat.<br />
Se constată că semnalul diferenţă de culoare B–Y modulează în amplitudine subpurtătoarea de<br />
fază 0 0 (sin ωspt), iar semnalul diferenţă de culoare R–Y modulează în amplitudine subpurtătoarea de<br />
fază 90 0 (cos ωspt). Întrucât cele două componente sunt în cuadratură, modulaţia rezultată poartă<br />
numele de modulaţie de amplitudine în cuadratură.<br />
În coordonate carteziene valorile B–Y (pe axa x) şi R–Y (pe axa y) determină un punct în planul<br />
culorilor, K, iar semnalul de crominanţă modulat – un vector, C, determinat de cele două coordonate, şi<br />
care defineşte, de fapt, culoarea în plan.<br />
Conform modelului HSL de definire a culorii prin nuanţă, saturaţie şi luminanţă vectorul<br />
crominanţă defineşte nuanţa culorii, prin faza (unghiul) de rotaţie, şi saturaţia culorii, prin modulul<br />
(lungimea) vectorului. Modulul şi faza vectorului reprezintă, de fapt, coordonatele polare ale aceluiaşi<br />
punct în planul culorilor, K.<br />
Axa (R-Y)<br />
R-Y<br />
180°<br />
90° (cosωspt)<br />
270°<br />
|C|<br />
θC<br />
K(B-Y, R-Y) ≡ K(θC, |C|)<br />
C<br />
0° (sinωspt)<br />
B-Y Axa (B-Y)<br />
(axa de referinţă)<br />
Reprezentarea în coordonate carteziene şi polare a vectorului reprezentativ<br />
al semnalului de crominanţă modulat pentru o culoare K<br />
În aceste condiţii, semnalul de crominanţă modulat se poate reprezenta şi în formele:<br />
C = C ⋅ sin ω t + θ sau C θ j⋅<br />
( )<br />
unde: ( ) ( ) 2<br />
2<br />
sp<br />
C R − Y + B − Y<br />
= şi<br />
C<br />
C = C ⋅ e<br />
θ C<br />
R − Y<br />
= arctg<br />
B − Y
Semnalul video complex de culoare PAL.<br />
Compresia semnalelor diferenţă de culoare<br />
Semnalul video complex de culoare se obţine prin însumarea semnalului de luminanţă cu<br />
semnalul de crominanţă modulat (la care se adaugă impulsurile de stingere şi sincronizare). Peste<br />
semnalul de luminanţă se suprapune o oscilaţie, având faza dependentă de nuanţa culorii şi<br />
amplitudinea dependentă de saturaţia culorii. În aceste condiţii, semnalul video complex de culoare are<br />
valoarea maximă Y+|C|, corespunzătoare alternanţei pozitive a semnalului de crominanţă modulat, şi<br />
valoarea minimă Y–|C|, corespunzătoare alternanţei negative a acestui semnal.<br />
În sistemul PAL, semnalele diferenţă de culoare transmise sunt ponderate cu coeficienţii de<br />
compresie kB = 0,493 şi, respectiv kR = 0,877, şi se notează cu:<br />
( B − Y ) = 0,<br />
493(<br />
B − Y ) = −0,<br />
15R<br />
− 0,<br />
29G<br />
0,<br />
B<br />
( R − Y ) = 0,<br />
877(<br />
R − Y ) = 0,<br />
62R<br />
− 0,<br />
52G<br />
0,<br />
B<br />
U = k B + 44<br />
V = k R − 10<br />
În aceste condiţii, semnalul de crominanţă modulat este dat de relaţiile:<br />
( ω t θ )<br />
C C ⋅ +<br />
C<br />
= sin respectiv θ j⋅<br />
C = C ⋅ e<br />
Culoarea<br />
sp<br />
uVF<br />
(SVCC)<br />
C<br />
1<br />
1 1 1<br />
0,88<br />
0,66<br />
0,75 0,69<br />
0,530,44<br />
0,43<br />
0,31<br />
0,32<br />
0,22<br />
0,22<br />
0,09<br />
0<br />
0,06<br />
SC<br />
0<br />
-0,22<br />
-0,13-0,25-0,25<br />
-0,44<br />
SH<br />
Alb<br />
Galben<br />
Turcoaz<br />
Verde<br />
Mov<br />
Roşu<br />
Albastru<br />
Negru<br />
0<br />
în care ( ) ( ) 2<br />
2<br />
0%<br />
10%<br />
70%<br />
75%<br />
100%<br />
uRF<br />
C = U + V şi<br />
R G B Y V U |C| Y+|C| Y–|C|<br />
Semnalul video complex PAL pentru mira<br />
cu bare verticale color cu saturaţie de 75 %<br />
(cu coeficienţi de compresie aplicaţii)<br />
θ C<br />
(purtătoarea de imagine nulă)<br />
(amplitudinea infăşurătoarei<br />
inferioare de modulaţie)<br />
V<br />
= arctg<br />
U<br />
Alb 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0<br />
Galben 0,75 0,75 0 0,66 0,08 -0,33 0,34 1 0,32 167<br />
Turcoaz 0 0,75 0,75 0,53 -0,46 0,11 0,47 1 0,06 284<br />
Verde 0 0,75 0 0,44 -0,39 - 0,22 0,44 0,88 0 241<br />
Mov 0,75 0 0,75 0,31 0,39 0,22 0,44 0,75 -0,13 61<br />
Roşu 0,75 0 0 0,22 0,46 - 0,11 0,47 0,69 -0,25 104<br />
Albastru 0 0 0,75 0,09 - 0,08 0,33 0,34 0,43 -0,25 347<br />
Negru 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0<br />
Semnalul video complex de culoare conţine şi un semnal, cunoscut sub denumirea de semnal de<br />
sincronizare a culorii (sau „burst”), SC , sub forma unei salve de sinusoide (tren de 8÷10 sinusoide),<br />
0<br />
θ C
având frecvenţa subpurtătoarei fsp. El este plasat pe palierul posterior al impulsurilor de stingere pe<br />
orizontală (palierul posterior impulsului de sincronizare linii). În sistemul PAL acest semnal are rolul de<br />
a regenera în receptor subpurtătoarea de crominanţă.<br />
Axa V 90º<br />
1,5µs<br />
12 µs<br />
St(H)<br />
5,6 µs<br />
4,7 µs 2,25 µs<br />
S(H) SC<br />
fsp<br />
SC(n)<br />
135º<br />
|SC|<br />
45º<br />
-180º<br />
SCV<br />
0º<br />
A<br />
A<br />
2<br />
-U -SCU 45º<br />
|SC|<br />
Axa U<br />
(axa de referinţă)<br />
225º<br />
SC(n+1)<br />
270º<br />
-SCV<br />
-V<br />
a.<br />
b.<br />
Semnalul de sincronizare a culorii: a) amplasarea semnalului;<br />
b) transmitere cu fază alternantă.