1 Imagine de televiziune. Parametri. Tehnici de explorare. Semnal ...

Imagine de televiziune. Parametri.
Tehnici de explorare. Semnal video complex
Mihai Oniţa
mihai@cm.upt.ro
Principiul transmisiei informaţiei de imagine în televiziune
Noţiunea de imagine
Omul percepe lumea înconjurătoare, în principal, prin intermediul canalelor
vizuale, ca rezultat al prelucrării de către creier a imaginilor recepţionate. Acestea sunt
formate din obiecte, care se bucură de proprietatea că radiază energie în spaţiul
înconjurător sub formă de unde electromagnetice de diverse lungimi de undă.
Radiaţiile electromagnetice cu lungimea de undă λ cuprinsă în domeniul 380÷780
nm au proprietatea de a excita ochiul, producând senzaţia de lumină, motiv pentru care
se numesc radiaţii vizibile sau radiaţii luminoase.
Radiaţiile vizibile împreună cu radiaţiile infraroşii şi radiaţiile ultraviolete formează
domeniul radiaţiilor optice. Radiaţiile infraroşii şi ultraviolete sunt şi ele purtătoare de
informaţii importante asupra lumii înconjurătoare, dar nu pot fi percepute direct de ochi,
ci doar prin intermediul unor echipamente electronice care transformă imaginile invizibile
în imagini vizibile, de exemplu, camerele de televiziune care „văd” în infraroşu. Pe
ecranul monitorului de televiziune putem observa, de exemplu, zborul unui avion pe timp
de noapte.
Noţiunea de culoare include atât factorul subiectiv, senzaţia de culoare cât şi
factorul obiectiv, radiaţia luminoasă. Cu alte cuvinte, ochiul identificată o culoare prin 3
parametri subiectivi (depind de performanţele ochiului): strălucire, nuanţă şi saturaţie.
Acestor parametri subiectivi le corespund 3 parametri obiectivi (de apreciere cantitativă a
unei culori): luminanţa, lungimea de undă dominantă, puritatea (gradul de diluare a
culorii cu lumină albă).
Saturaţia culorii se caracterizează prin amestecul de culoare albă în culoarea dată.
Cu cât proporţia de alb este mai redusă, cu atât culoarea este mai vie, mai saturată.
Majoritatea culorilor din natură conţin culoarea albă, deci nu sunt culori pure, sunt culori
diluate (denumite şi culori pastel).
Într-un sistem de televiziune în culori, la emisie se află imaginea optică plană a
scenei captate de o cameră de televiziune (imagine plană, cromatică şi dinamică),
descrisă prin funcţiile L(x,y,λ,t) sau Φ(x,y,λ,t), unde x, y sunt coordonatele unui punct
din imaginea optică plană, cu lungimea de undă dominantă a radiaţiei λ. La recepţie, pe
ecranul televizorului, este redată imaginea de televiziune, care trebuie să fie cât mai
fidelă cu realitatea.
Imaginile optice plane ale obiectelor pot fi dinamice, când funcţiile L(x,y,λ,t) şi
Φ(x,y,λ,t) se modifică în timp, şi statice, când ele nu se modifică în timp.
Pe de altă parte, imaginile pot fi cromatice (în culori), acromatice (în alb-negru) şi
monocromatice (o singură culoare). În cazul unei imagini monocromatice, spectrul
radiaţiei fiecărui element al imaginii este o zonă spectrală foarte îngustă în jurul unei
lungimi de undă dominante.
Culoarea obiectelor poate fi substanţial afectată de compoziţia spectrală a luminii
folosite la iluminarea lor. Identificarea culorii reale a unui obiect implică iluminarea lui cu
lumină albă (radiaţie cu spectru de egală energie). Culoarea reală a obiectului poate fi
modificată prin iluminarea lui cu radiaţii luminoase cu caracteristici spectrale neuniforme,
sau cu ajutorul filtrelor selective dispuse în calea luminii albe.
1

Pentru a se realiza transmiterea imaginilor optice ale unui obiect, într-un sistem
de televiziune au loc trei operaţii de bază:
� transformarea imaginii optice plane a scenei captate de o cameră TV în
semnal electric, numit semnal de televiziune;
� transmiterea semnalului de televiziune prin canalele de comunicaţie, de la
emisie la recepţie;
� transformarea semnalului de televiziune recepţionat în imagine de televiziune
(transformarea semnalului electric în radiaţie luminoasă).
Principiul explorării
Pentru a transforma imaginea optică plană a scenei captate de o cameră TV,
definită prin funcţia ΦO(x,y,λ,t), în semnal de televiziune/video, imaginea este supusă
unui proces de discretizare, realizat în patru etape:
� descompunerea optică a imaginii color în 3 imagini monocromatice, definite
prin ΦR(x,y,λR,t), ΦG(x,y,λG,t), ΦB(x,y,λB,t), corespunzătoare celor trei culori
fundamentale adoptate prin standardul de televiziune: roşu, verde şi albastru (R, G, B);
� descompunerea fiecăreia din cele 3 imagini monocromatice într-o succesiune
de imagini statice, denumite cadre de imagine;
� descompunerea fiecărui cadru de imagine într-un număr de linii orizontale,
stabilit prin norma de televiziune;
� discretizarea fiecărei linii din cadru într-un număr bine stabilit de elemente de
imagine (pixeli).
Procesul de descompunere a imaginii în cadre şi linii, având ca rezultat formarea
semnalului video, poartă numele de explorare. Acest proces reprezintă de fapt o
discretizare temporală şi spaţială a imaginii, în cadre de imagine statice şi, respectiv, linii
de explorare şi elemente de imagine (pixeli).
Linii de explorare
y
x
L(x,y,λ,t)
Elemente de imagine
Discretizarea temporară şi spaţială a imaginii
1
2
3
4
Cadre de imagine
statice
În televiziune se foloseşte explorarea liniară, adică citirea imaginii electronice se
face pe linii paralele, fie progresiv (linie după linie), fie întreţesut (întâi liniile de ordin
impar şi apoi cele de ordin par). În televiziunea radiodifuzată se utilizează explorarea
liniară întreţesută. Totalitatea liniilor vizibile dintr-un cadru de imagine formează o
structură, cunoscută sub numele de rastru.
Procesele de analiză (citire) a imaginii electronice din camera TV şi de sinteză
(redare) a imaginii de televiziune pe ecranul receptorului TV se realizează după procesul
cunoscut de citire a unei pagini: de la stânga la dreapta, pe linii care se succed de sus în
jos. În acest fel se explorează periodic întreaga suprafaţă, element cu element, de la
t
2

stânga la dreapta de-a lungul unei linii şi de sus în jos, linie după linie, până la
terminarea cadrului de imagine.
Pentru refacerea corectă a imaginii la recepţie, procesele de explorare de la emisie
şi de la recepţie trebuie să se desfăşoare sincron. Cu alte cuvinte când semnalul video
transmis, corespunzător începutului celei de a cincea linii de explorare a imaginii
electronice, soseşte la recepţie, spotul de explorare trebuie să se găsească în cadrul de
imagine redat tot la începutul celei de a cincea linii de explorare. În acest scop se
transmit de la camera TV, împreună cu semnalul video, şi impulsuri de comandă numite
impulsuri de sincronizare.
1
5
EMISIE RECEPŢIE
1
5
EXPLORARE SINCRONĂ
Necesitatea transmiterii impulsurilor de sincronizare
Condiţia ca un receptor TV să poată recepţiona programul transmis de un emiţător
TV este ca atât emiţătorul cât şi receptorul să fie construite după prevederile aceleiaşi
norme TV. O normă de televiziune este un ansamblu de parametri tehnici specifici unui
sistem TV, a căror valoare este riguros stabilită prin convenţii internaţionale. Din punct
de vedere al utilizatorilor români, cele mai importante norme TV sunt CCIR D/K (sau
OIRT) şi CCIR B/G, norma Europei centrale (Germania), norme conform cărora sunt
realizate receptoarele TV aflate în funcţiune în România.
Parametrii unei imagini de televiziune
Principalii parametri ai unei imagini de televiziune sunt: frecvenţa cadrelor,
numărul liniilor de explorare dintr-un cadru, raportul de aspect (formatul imaginii),
dimensiunile ecranului, luminanţa, crominanţa, contrastul şi definiţia (rezoluţia) imaginii.
Valorile acestor parametri sunt în strânsă corelaţie cu caracteristicile ochiului
uman (inerţia percepţiei vizuale, acuitatea vizuală, adică puterea de rezoluţie limitată a
sistemului vizual şi sensibilitatea ochiului), caracteristici care, prin limitele lor, au permis
dezvoltarea principiului televiziunii.
Frecvenţa cadrelor
Imaginile sunt analizate, transmise şi redate cadru cu cadru. Imaginea reală întrun
interval de timp este constituită, în aceste condiţii, din totalitatea cadrelor de imagine
statice transmise secvenţial în acel interval. Datorită inerţiei percepţiei vizuale, adică
incapacităţii ochiului de a discerne cadrele de imagine statice, dacă se succed cu o viteză
suficient de mare, imaginea este percepută ca având o evoluţie continuă.
Pentru a se asigura percepţia continuităţii unor imagini statice care se succed
secvenţial sau, altfel spus, pentru ca imaginea redată să nu fie însoţită de fenomenul de
pâlpâire la trecerea de la un cadru la altul, este necesar să se aleagă frecvenţa cadrelor,
fC , cel puţin egală cu frecvenţa critică de fuziune a ochiului, care este de 16÷20
cadre/secundă. La această frecvenţă a cadrelor se creează pe ansamblu impresia de
mişcare continuă în imagine pe baza percepţiei vizuale a unui număr finit de imagini
statice care se succed secvenţial şi care redau diferite faze ale mişcării.
În cazul explorării progresive, la o singură trecere pe verticală se explorează toate
liniile din cadru, una după alta. Pentru acest tip de explorare, s-a adoptat pentru
3

frecvenţa de explorare pe verticală, fV, care este şi frecvenţa cadrelor, fC , o valoare egală
cu frecvenţa reţelei de alimentare cu energie electrică (50 Hz în norma europeană şi 60
Hz în norma americană).
În dorinţa de a micşora banda de frecvenţe a semnalului video, deci şi a canalului
de transmisie în radiofrecvenţă, în televiziunea radiodifuzată se utilizează explorarea
întreţesută, în care un cadru de imagine se împarte în două câmpuri (semicadre): câmpul
liniilor de ordin impar şi, respectiv, câmpul liniilor de ordin par. Prin două treceri pe
verticală se explorează toate liniile din cadru. La prima trecere se transmit liniile de ordin
impar, iar la a doua trecere se transmit liniile de ordin par. Prin adoptarea pentru
frecvenţa de explorare pe verticală (frecvenţa câmpurilor), fV , valoarea de 50 Hz în
norma europeană şi, respectiv, 60 Hz în norma americană, a rezultat pentru frecvenţa
cadrelor, fC , valoarea de 25 cadre/secundă şi, respectiv, 30 cadre/secundă.
Numărul liniilor de explorare
Avându-se în vedere puterea de rezoluţie limitată a sistemului vizual, adică
posibilitatea limitată de a distinge două linii sau două puncte luminoase apropiate, fiecare
cadru de imagine este descompus într-o reţea de suprafeţe elementare discrete
(elemente de imagine). Ca urmare, în situaţia în care ecranul este privit de la o anumită
distanţă de vizionare, imaginea construită din elemente discrete (linii sau puncte) este
percepută de ochiul uman ca o imagine continuă.
Prin descompunerea imaginii în Z linii de explorare, sistemul de televiziune poate
reda pe verticală cel mult Z benzi succesiv negre şi albe de lăţime δ = h/Z, numite linii de
definiţie, unde δ reprezintă pasul de explorare pentru un cadru de imagine de înălţime h
şi lăţime l.
h
Linii de
definiţie
l
δ
Dimensiunile cadrului de imagine
În realitate, din cele Z linii de explorare doar Za sunt linii de explorare active
(purtătoare de informaţie), deoarece 8% din timpul de transmisie al unui cadru de
imagine este folosit pentru întoarcerea pe verticală, pentru a explora următorul cadru.
În norma de televiziune europeană s-a ales Z = 625 linii de explorare/cadru, din
care doar Za = 575 sunt linii active (purtătoare de informaţie).
Faptul că iniţial s-a stabilit să nu se folosească la explorare mai mult de 625 linii
s-a datorat limitărilor tehnice din momentul respectiv, întrucât frecvenţa maximă a
semnalului video şi deci banda de frecvenţe a canalului de transmisie în radiofrecvenţă
creşte proporţional cu
2
Z a .
Prin urmare, normele actuale de televiziune sunt nesatisfăcătoare la transmisia
imaginilor care conţin detalii fine, de unde şi necesitatea apariţiei televiziunii de înaltă
definiţie (HDTV – High Definition Television) care foloseşte de exemplu 1250 linii de
explorare pe cadru.
d
4

Raportul de aspect (formatul imaginii)
Raportul de aspect al imaginii (formatul imaginii) se defineşte ca raportul dintre
dimensiunile cadrului de imagine pe orizontală, l, respectiv, pe verticală, h, adică: p=l/h
Valoarea iniţială în televiziunea standard era p = 4:3.
Cercetările au arătat că telespectatorul sesizează o îmbunătăţire a calităţii imaginii
redate (se creează un efect de adâncime) dacă formatul imaginii este cuprins între 5:3 şi
2:1. Un format recomandat este 16:9, care este compatibil cu formatul utilizat în
televiziune HD şi cinematografie, deoarece 16:9 = (4:3)⋅(4:3).
Distanţa optimă a telespectatorului faţă de ecranul televizorului este de (4÷6) ori
înălţimea h a ecranului, ceea ce determină dimensiunile ecranului funcţie de distanţa
disponibilă de vizionare. Dimensiunile recomandate pentru ecranul televizorului, pentru o
distanţă disponibilă de vizionare de (2÷2,5) m, sunt: h = (2÷2,5):5 = (0,4÷0,5) m, l
= p⋅h ,
2
2
d = l + h unde d este diagonala ecranului.
Prin apropierea de ecran sau prin mărirea dimensiunilor acestuia se va observa
structura discretă a rastrului şi se va diminua percepţia detaliilor fine ale imaginii,
datorită efectului de deplasare pe verticală a privirii (datorită unui unghi de vizionare a
ecranului pe verticală prea mare). Experienţa arată că o imagine bidimensională este
vizionată în condiţii optime dacă unghiul de vizionare al ecranului pe verticală este de
10 0 ÷15 0 .
Luminanţa, crominanţa şi contrastul
Un sistem de televiziune trebuie să asigure redarea corectă atât a variaţiei
luminanţei medii a imaginii, cât şi a variaţiei luminanţei elementelor din imagine.
Dezvoltarea principiului televiziunii în culori s-a bazat pe perceperea şi prelucrarea
în mod diferit a informaţiilor de strălucire şi de culoare de către sistemul vizual uman,
care pot fi rezumate prin următoarele concluzii:
� ochiul prezintă o sensibilitate mare la strălucirea elementului de imagine, ceea
ce înseamnă că detaliile, contururile şi muchiile sunt percepute prin variaţia strălucirii,
adică în alb-negru;
� ochiul prezintă o sensibilitate scăzută la culoarea elementului de imagine, ceea
ce înseamnă că ochiul nu percepe culoarea detaliilor, ci doar culoarea suprafeţelor.
În concluzie, un obiect foarte îndepărtat, este identificat de ochiul uman prin
variaţia strălucirii, fără a i se putea identifica culoarea.
Această concluzie este folosită în televiziunea în culori, unde informaţia de
imagine este prelucrată separat pentru luminanţă (strălucire) şi pentru crominanţă
(culoare). Se obţine, astfel, semnalul de luminanţă, purtător al informaţiilor privind
detaliile, având frecvenţa video maximă cu atât mai mare cu cât detaliile redate sunt mai
mici şi semnalul de crominanţă, de frecvenţă video maximă limitată la 1,5 MHz, întrucât
culoarea detaliilor oricum nu poate fi percepută de ochi.
Contrastul imaginii de televiziune este de dorit să fie cât mai apropiat de
contrastul imaginii televizate. Prin contrast se înţelege raportul dintre luminanţa maximă,
Lmax, şi luminanţa minimă, Lmin, a elementelor din imagine, adică:
K = Lmax / Lmin
şi este în jur de 100, pentru imagini de calitate.
Definiţia imaginii
Definiţia unei imagini este o mărime care caracterizează calitatea reproducerii
detaliilor fine într-o imagine. O imagine cu definiţie mică se caracterizează prin faptul că
îi lipseşte claritatea şi contrastarea. Definiţia unei imagini de televiziune depinde de
5

puterea de rezoluţie a sistemului de televiziune, adică de capacitatea lui de a discerne,
transmite şi reda detaliul fin prezent în imaginea televizată.
Puterea de rezoluţie a unui sistem TV depinde de calitatea echipamentelor de
televiziune, adică de rezoluţia camerei TV şi a monitorului TV. Cu alte cuvinte, puterea de
rezoluţie a unui sistem TV depinde de:
� performanţele dispozitivului videocaptor (numărul şi dimensiunea elementelor
de acumulare utilizate pe suprafaţa matriceală a secţiunii „imagine” a CCD-lui) şi ale
tubului cinescop (dimensiunea fasciculelor de explorare);
� rezoluţia pe verticală a sistemului TV, care este determinată de numărul de
linii de explorare al sistemului;
� rezoluţia pe orizontală a sistemului TV, care este determinată de lăţimea de
bandă a canalului video.
Rezoluţia pe verticală caracterizează capacitatea unui sistem TV de a discerne linii
orizontale în imaginea televizată. Definiţia maximă pe verticală depinde de numărul de
linii de explorare active Za dintr-un cadru de imagine, întrucât pot fi redate cel mult Za
linii de definiţie orizontale, adică linii orizontale succesiv negre şi albe având lăţimea
egală cu pasul de explorare δ = h / Za (v. fig.1.6).
În realitate rezoluţia pe verticală este mai mică, fiind afectată de dimensiunea
elementelor de acumulare de pe suprafaţa matriceală a CCD-lui din dispozitivul
videocaptor.
Din acest motiv, pentru estimarea numărului de detalii verticale ce pot fi redate
într-un cadru de imagine trebuie avut în vedere un factor de corecţie k = 0,64 ÷ 0,85,
denumit factor Kell. Ca urmare, rezoluţia pe verticală se estimează prin relaţia:
RV = k·Za ≅ 0,7⋅Za
şi are o valoare de RV ≅ 0,7 ⋅ 575 = 402 linii de definiţie pentru norma europeană cu Z =
625 linii de explorare.
Rezoluţia pe orizontală caracterizează capacitatea unui sistem TV de a discerne
linii verticale în imaginea televizată. Între frecvenţa maximă a semnalului video, obţinut
prin analiza imaginii la ieşirea dispozitivului videocaptor, şi definiţia imaginii pe orizontală
există o proporţionalitate directă. Cu cât această frecvenţă este mai mare cu atât
definiţia imaginii pe orizontală este mai bună. Practic, rezoluţia pe orizontală este
determinată de lăţimea de bandă a canalului video a sistemului TV.
Explorarea liniară progresivă
În cazul explorării liniare progresive, la o singură trecere pe verticală se
explorează toate liniile dintr-un cadru de imagine, una după alta (linia întâia, apoi a doua
etc.). După fiecare linie elementul de explorare revine printr-o mişcare rapidă la
marginea din stânga a suprafeţei explorate, dar ceva mai jos pentru a putea explora
următoarea linie. După explorarea tuturor liniilor din cadrul de imagine, elementul de
explorare execută o cursă de întoarcere rapidă pe verticală, la colţul din stânga-sus a
suprafeţei explorate, realizându-se astfel o explorare după o curbă închisă. Procesul de
explorare se continuă cu explorarea primei linii din următorul cadru de imagine.
Pentru a nu fi vizibile pe suprafaţa explorată, cursele de întoarcere pe orizontală şi
pe verticală sunt „stinse”.
Explorarea liniară progresivă se caracterizează prin:
� Liniile de explorare a unui cadru (Z) sunt formate din linii de explorare active
(Za), corespunzătoare cursei directe pe verticală (formează liniile de rastru, adică liniile
de explorare ale imaginii, pe care le „vede” telespectatorul), şi liniile de explorare stinse
(ZSt), corespunzătoare cursei de întoarcere pe verticală.
6

În standardul de televiziune european, din cele Z = 625 linii de explorare dintr-un
cadru de imagine sunt stinse ZSt = 50 linii de explorare, folosindu-se pentru transmiterea
informaţiei de imagine Za = Z − ZSt = 575 linii de explorare active.
� Pentru a se asigura explorarea după o curbă închisă a cadrului de imagine,
format din Z linii de explorare, trebuie îndeplinită condiţia:
fH = Z⋅ fV
din care se determină frecvenţa de explorare pe orizontală (frecvenţa liniilor) fH .
Parametrii explorării liniare progresive în standardul de televiziune european sunt:
fV = fC = 50 Hz iar TV = TC = 20 ms,
Z = 625 linii de explorare/cadru,
fH = 625 × 50 = 31.250 Hz iar TH = 32 µs.
� Frecvenţa relativ mare a liniilor de explorare conduce la o frecvenţă video
destul de mare pentru o rezoluţie bună.
Frecvenţa video maximă corespunde unei imagini cu cel mai mare număr de
detalii, adică unei imagini sub formă de tablă de şah, formată dintr-o succesiune de
pătrăţele albe şi negre. Avându-se în vedere capacitatea limitată a sistemului vizual de a
distinge detalii, frecvenţa video maximă se determină din condiţia obţinerii unei rezoluţii
pe orizontală egală cu cea pe verticală. În acest caz elementul de imagine este un pătrat
cu latura egală cu pasul de explorare δ , adică cu dimensiunea unei linii de explorare.
Linie de explorare
δ
Z
linii de
explorare
pe cadru
L
ev
δ
T = 2τ
Elemente de imagine
NH elemente de imagine
pe linie
Obţinerea semnalului de imagine de frecvenţă maximă
În aceste condiţii, frecvenţa video maximă se determină cu relaţia:
fV max
1 1
= =
T 2τ
unde T este perioada semnalului imagine iar τ − durata explorării unui element de
imagine (pătrăţel).
În cele ce urmează τ se determină aproximativ, ca raportul între durata explorării
unui cadru de imagine, TC = 1/fC , şi numărul de elemente de imagine din cadru,
considerându-se că întoarcerea pe verticală se face într-un timp neglijabil.
Pentru un cadru de imagine compus din Z linii de explorare şi NH elemente de
imagine pe o linie de explorare, unde:
l l
N H =
≅ Z = p ⋅ Z
δ h
L
l
ev
t
h
7

numărul total de elemente de imagine este p⋅ Z 2 iar durata explorării unui element de
imagine este:
TC
1
τ = =
2
2
p ⋅ Z p ⋅ Z ⋅ f
C
Ca urmare, frecvenţa video maximă a semnalului imagine, rezultat la explorarea
pe orizontală a imaginii din figura de mai sus, este dată de relaţia:
1 2
fV max ≅ p ⋅ Z ⋅ f C
2
Analizând relaţia se constată că micşorarea frecvenţei maxime din spectrul
semnalului video poate fi realizată fie prin micşorarea numărului de linii/cadru, ceea ce
conduce la micşorarea rezoluţiei imaginii redate, fie prin micşorarea frecvenţei cadrelor,
ceea ce conduce la apariţia senzaţiei de pâlpâire.
În dorinţa de a micşora banda de frecvenţe a semnalului video, fără a afecta
calitatea imaginii, în televiziunea radiodifuzată se utilizează cea de a doua metodă,
folosind explorarea liniară întreţesută, care asigură absenţa senzaţiei obositoare de
pâlpâire.
Explorarea liniară întreţesută
În explorarea liniară întreţesută fiecare cadru de imagine se împarte în două
câmpuri (semicadre): câmpul liniilor de ordin impar şi, respectiv, câmpul liniilor de ordin
par, intercalate cu primele.
Explorarea întregului cadru de imagine se realizează prin două treceri succesive
pe verticală. La prima trecere se explorează liniile de ordin impar, iar la a doua trecere se
explorează liniile de ordin par. Prin adoptarea pentru frecvenţa de explorare pe verticală
(frecvenţa câmpurilor), fV, valoarea de 50 Hz în norma europeană şi, respectiv, 60 Hz în
norma americană, a rezultat pentru frecvenţa cadrelor fC o valoarea de două ori mai
mică decât în cazul explorării liniare progresive, adică 25 cadre/secundă în norma
europeană şi, respectiv, 30 cadre/secundă în norma americană, şi astfel frecvenţa video
maximă a rezultat de două ori mai mică, pentru aceeaşi rezoluţie a imaginii. Nu apare o
pâlpâire apreciabilă întrucât, pe de o parte, s-a redus aria suprafeţei care pâlpâie, iar, pe
de altă parte, frecvenţa de împrospătare a imaginii fV a rămas aceeaşi.
Explorarea liniară întreţesută se caracterizează prin:
� În standardul de televiziune european, din cele Z = 625 linii de explorare
dintr-un cadru de imagine (312,5 linii în fiecare câmp) sunt stinse ZSt = 50 linii de
explorare (25 linii în fiecare câmp), folosindu-se pentru transmiterea informaţiei de
imagine Za = Z − ZSt = 575 linii de explorare active (287,5 linii active în fiecare câmp).
� În scopul de a menţine o poziţionare identică a celor două elemente de
explorare, de la emisie şi de la recepţie se transmit de la camera TV, împreună cu
semnalul video, şi impulsuri de sincronizare pe orizontală şi, respectiv, pe verticală.
Impulsul de sincronizare linii comandă începutul cursei de întoarcere pe orizontală pentru
linia respectivă, iar impulsul de sincronizare câmpuri comandă începutul cursei de
întoarcere pe verticală pentru câmpul respectiv. Din acest motiv fiecare câmp începe cu
un set de linii folosite pentru întoarcerea pe verticală. Prin recomandarea CCIR
(Comitetul Consultativ Internaţional de Radiocomunicaţii) câmpul 1 începe cu linia
întreagă 1, cu care se începe de fapt întoarcerea pe verticală în vederea explorării acestui
câmp, şi cuprinde liniile 1 până la 312,5 (prima jumătate a liniei 313). Câmpul 2 începe
cu a doua jumătate a liniei 313, cu care se începe de fapt întoarcerea pe verticală în
vederea explorării acestui câmp, şi se termină cu linia întreagă 625. Rastrul vizibil
pentru câmpul 1 începe cu a doua jumătate a liniei 23 şi se termină cu linia întreagă 310,
iar pentru câmpul 2 începe cu linia întreagă 336 şi se termină cu prima jumătate din linia
8

623. Liniile 1÷22,5 şi 311÷312,5 din câmpul 1 precum şi liniile 312,5÷335 şi 622,5÷625
din câmpul 2 sunt „stinse”. În concluzie, numerotarea liniilor se face după cum se succed
în timp şi nu după cum sunt vizibile pe ecran.
� Pentru realizarea unei explorări întreţesute corecte este necesar ca elementul
de explorare să parcurgă acelaşi traseu pe cadrul de imagine, adică o curbă închisă. În
consecinţă, între frecvenţa liniilor fH şi frecvenţa câmpurilor fV , respectiv frecvenţa
cadrelor fC , trebuie să existe relaţiile:
f
H
= Z ⋅ f
C
Z
=
2
f
V
din care se determină frecvenţa de explorare pe orizontală (frecvenţa liniilor) fH .
sunt:
Parametrii explorării liniare întreţesute în standardul de televiziune european
fV = 50 Hz iar TV = 20 ms,
fC = 25 Hz iar TC = 40 ms,
Z = 625 linii de explorare/cadru, Z/2 = 312,5 linii de explorare/câmp,
fH = 625 × 25 = 15.625 Hz iar TH = 64 µs.
Se constată că durata de explorare a unui cadru de imagine este de două ori mai
mare decât la explorarea progresivă.
� Impulsurile de sincronizare, pe orizontală cu frecvenţa fH, şi pe verticală cu
frecvenţa fV, sunt generate în camera de televiziune într-un bloc denumit
sincrogenerator. Pentru a se realiza o explorare întreţesută corectă, raportul între
frecvenţa liniilor şi frecvenţa câmpurilor trebuie păstrat riguros constant, egal cu numărul
liniilor dintr-un câmp, adică:
f
f
H
V
2 =
Z
=
312,
5
Semnalul video complex
Semnalul de luminanţă (semnalul de imagine)
Semnalul electric care se obţine în urma procesului de explorare a imaginii
electronice de pe suprafaţa fotosensibilă a unui dispozitiv videocaptor şi este determinat,
în mod univoc, de luminanţa imaginii optice captate, poartă numele de semnal de
luminanţă (semnal de imagine). În literatura de specialitate se foloseşte şi denumirea de
semnal video (SV), care reprezintă de fapt semnalul electric ce conţine pe lângă semnalul
de imagine şi impulsurile de stingere.
Semnalele de stingere şi de sincronizare
La reconstituirea imaginii, fasciculul de explorare trebuie „stins” pe durata
întoarcerii pe orizontală, după fiecare linie de explorare, şi pe verticală, după fiecare
câmp.
În acest scop se adaugă semnalului de imagine impulsuri de stingere pe
orizontală, St(H), şi, respectiv, impulsuri de stingere pe verticală, St(V), care împreună
formează semnalul de stingere complet.
Semnalul de stingere complet prezintă următoarele particularităţi:
� Pentru înlăturarea unor nepotriviri între imaginile captate cu diferite camere
TV, se folosesc la recepţie impulsuri de stingere cu o durată ceva mai mare decât a celor
generate la emisie. Mai mult, modificarea raportului de aspect al imaginii redate pe
ecranul tubului cinescop, între 4:3 şi 2:1, se realizează tot prin modificarea duratei
impulsurilor de stingere de la recepţie.
9

� Pentru a nu apare, pe durata cursei de întoarcere, urma fasciculului de
explorare pe ecranul tubului cinescop, nivelul impulsurilor de stingere este inferior
nivelului de negru din semnalul imagine. Mai mult, introducerea nivelului de stingere
asigură un nivel fix de negru, indiferent de conţinutul imaginii transmise, prin folosirea
unui circuit special numit circuit de fixare comandată a nivelului de stingere din semnalul
video complex.
� Pentru standardul european, durata impulsului de stingere pe orizontală este
tStH = 12 µs, iar durata impulsului de stingere pe verticală este egală cu durata a 25 linii
de explorare, adică tStV = 25⋅TH = 1,6 ms (în care durata unei linii de explorare este TH =
64 µs).
Pentru refacerea corectă a imaginii la recepţie, procesele de explorare de la
recepţie şi de la emisie trebuie să se desfăşoare sincron. În acest scop se transmit de la
camera TV, împreună cu semnalul video, impulsuri de sincronizare pe orizontală, S(H),
numite şi sincro H, cât şi impulsuri de sincronizare pe verticală, S(V), numite şi sincro V.
Aceste impulsuri de sincronizare, plasate pe impulsul de stingere pe orizontală,
respectiv pe impulsul de stingere pe verticală, împreună cu impulsurile de preegalizare,
de crestare şi de postegalizare, plasate, de asemenea, pe impulsul de stingere pe
verticală formează semnalul complex de sincronizare.
Impulsurile de sincronizare se adaugă semnalului video în timpul acţiunii
impulsurilor de stingere şi în sensul negrului, pentru a nu fi vizibile pe imaginea redată.
Semnalul rezultat prin însumarea semnalului video (format din semnalul de
imagine şi semnalul de stingere complet) şi semnalul complex de sincronizare poartă
numele de semnal video complex (SVC).
Avem patru niveluri caracteristice pentru semnalul video complex: nivelul
impulsurilor de sincronizare, nivelul impulsurilor de stingere, nivelul de negru şi nivelul de
alb.
Semnalul SVC are o amplitudine maximă vârf la vârf de 1 V pe o impedanţă de 75
Ω, de unde 0,3 V este utilizat pentru domeniul de transmitere a informaţiei "sincronizare"
şi 0,7 V pentru domeniul de transmitere a informaţiei "imagine".
10