трусики женские украина

На головну

 Стереотелевизионной системи - Радіоелектроніка

Введення.

Стереотелевіденіе - телебачення, що дозволяє передавати і відтворювати електричними засобами тривимірність навколишнього простору і, зокрема, у фарбах (стереоцветной телебачення).

Стереотелевіденіе базується на стереоскопії - науці про зоровому сприйнятті тривимірності реального світу - і на колометріі - науці про колір. За допомогою стереоцветного телебачення реалізується нова якість телебачення - відтворення рельєфності і кольору предметів, що веде не тільки до підвищення емоційного впливу на глядача, а й до більш ефективного використання каналів зв'язку.

Стереотелевіденіе може принести велику користь науці і народному господарству там, де потрібна найбільша наочність і виразність відтворюваних об'єктів і подій і особливо там, де оператор не може бути присутнім на місці подій.

У цьому дипломному проекті розробляється кольорова стереотелевизионной телекамера, призначена для роботи в комплексі з бінокулярним мікроскопом і різними пристроями відеоконтролю і запису відеозображень.

1. Особливості побудови стереотелевизионной систем.

Перші кроки в галузі створення і перегляду стереоскопічних зображень сягають 20-х років, до таких першопрохідникам в цій області, як Лоджі Берд (Logie Baird), Хамонд (Hammond) і Зворкін (Zwyorkin).

Початок розробок стереотелевидения в СРСР належить: чорно-білого - до 1949 року (перше зображення отримано в 1950-му році, а в 1952-му році випущена перша промислова установка) і кольорового - до 1958-го року (перше зображення - 1959-й рік). Стереоцветной установка ЛЕІС в 1962-му році демонструвалася на ВДНГ у Москві і в 1964-му році - на радянській виставці в Генуї, Італія.

1.1. Зоровий орган як система зв'язку.

Кінцевим індикатором при телевізійній передачі є наше око, тому на кожному етапі розвитку телевізійної техніки враховувалося те чи інше властивість зорового органу. І чим здійснено ставала телевізійна система, тим глибше і повніше спиралися при її побудові на можливості зору. Найбільш повно це відбилося на стереоцветной системі, яка найближче підводить до умов безпосереднього спостереження і впізнання натури.

Зорова система, як відомо, володіє просторової і тимчасової роздільною здатністю., А також контрастною чутливістю. Іншими словами, простір і рух ми сприймаємо дискретно. Телевізійні мовні системи будуються на основі використання тільки тимчасової дискретності зору і поки не забезпечують передачу звичної для ока просторової дискретності.

Техніка розвитку телебачення не мала на меті сліпе копіювання зорової системи. Але зіставлення на даному етапі процесів, що відбуваються в телевізійній і зорової системах, може бути корисним.

Якщо умовно розчленувати зорову систему на функціональні вузли, то можна зіставити її з системою стереоцветного телебачення (рис. 1.1).

Схематичне зіставлення систем біонічної (зорової) і кібернетичної (телевізійної).

Малюнок 1.1.

Розглянемо коротко основні функції, притаманні окремим ступеням кібернетичної та біонічної систем.

1. Перетворення оптичного зображення в електричні сигнали. У телебаченні, це відбувається в передавальної камері 1 шляхом того чи іншого виду розгорнення зображення і, по суті, є первинним кодуванням зображення відповідними електричними сигналами.

У зоровому аналізаторі відбувається розгортка зображення, як і в передавальної телевізійної камері, тільки в більш досконалої формі. При розгляданні великих об'єктів обидва ока синхронно здійснюють стрибкоподібні рухи, переводячи нашу увагу від однієї точки до іншої. Крім того, завдяки дрібним рухам очей по горизонталі і вертикалі, виявляється основна інформація про об'єкт. Така дискретна розгортка забезпечує більшу чіткість деталей, ніж безперервна, застосовувана в телебаченні.

2. Кодування - трансформація первинної інформації в сигнали, зручні для передачі. У чорно-білому телебаченні цей процес відсутній. У кольоровому і стереоцветном телебаченні кодування відбувається особливо розрахованими електричними матрицями. Кодування піддається інформація кожного елемента зображення, причому кодовий сигнал повинен нести інформацію не тільки про яскравість даного елемента, але і про його кольорі.

У зоровій системі світловий потік від кольорового об'єкта, падаючи на сітківку, викликає реакцію у відповідних елементах колбочкового апарату, що призводить до виникнення в гангліозних клітинах електричних імпульсів певної частоти. Таким чином, оптичне зображення, утворене на сітківці, кодується частотою електричних імпульсів, що посилаються різними порціями у вищі відділи аналізатора 4 і 5.

3. Передача електричних сигналів. Зорову систему можна розглядати як ідеальну систему зв'язку, тобто передавальну повідомлення без помилок зі швидкістю, яка визначається пропускною здатністю каналу. Останнє, за Шенноном, визначається як

C = DF log2Pc + Рп / Рп = DF log2 (1 + Pc / Рп), дв.ед. / Сек., (1)

де DF - смуга частот пропускання; РСІ РП- відповідно, середні потужності корисного сигналу і перешкоди у вигляді «білого шуму».

Скористаємося рівнянням (1) для визначення пропускної здатності стандартного телевізійного каналу при смузі частот DF = 6 МГц і відносно сигналу до перешкоди y = 25, необхідному для гарної якості відтворюваного зображення. Під величиною y тут розуміється відношення повного розмаху відеосигналу (від рівня чорного до рівня білого) до середньоквадратичного значення перешкод. У результаті:

Сmax = 56 '106дв. од. / Сек.

У кольоровому телебаченні з ущільненням спектру частот сигналу яскравості і при квадратурної модуляції колірної піднесу щей цветоразностнимі сигналами для систем NTSC і PAL:

С = 19 '106дв. од. / Сек.

Для кольорової системи SECAM (модуляція колірної піднесу щей цветоразностнимі сигналами через рядок):

С = 16 '106дв. од. / Сек.

Для стереоцветной системи з квадратурної модуляцією, коли один кадр кольоровий стереопари передається в чорно-білому вигляді з смугою 6 МГц, а інший у фарбах з смугою 1,5 МГц:

С = 19 '106дв. од. / Сек.

Пропускна здатність зорового аналізатора на рівні сітківки теж становить десятки мільйонів двійкових одиниць на секунду. Але в міру переходу до вищих відділам зорового органу проводиться відбір корисної інформації з усього потоку повідомлень, що призводить до дуже економною формі їх кодування.

Звертає на себе увагу той факт, що пропускна здатність зорової системи нижче телевізійної, а канал передачі імпульсів у мільйони разів складніше. Мабуть, останній використовується більш широко для зворотних зв'язків, тобто подачі різних команд від кори головного мозку.

4. Декодування - перетворення кодових сигналів в сигнали первинної інформації. У телебаченні для цього служать електричні матриці, на виході яких отримуємо первинні сигнали основних кольорів R, G і B для лівого і правого зображень. Як буде видно нижче, припустимо обмежитися сигналами R, G і B тільки для одного зображення стереопари, а для іншого мати тільки яркостний сигнал Y.

У біонічної системі кодові сигнали перетворюються в енергію біологічних процесів, що створюють візуальне відчуття. Вчиняється це в одному з вищих розділів зорового органу.

5. Синтез зображення - перетворення первинної інформації в модель переданого об'єкта. Цей завершальний етап відтворення зображень в телебаченні здійснюється на приймальний пристрій. У біонічної системі зорові образи виникають в корі головного мозку і автоматично, більшою чи меншою мірою, зберігаються в пам'яті. У телебаченні ж для збереження зображення в необхідних випадках застосовується додатковий процес - запис зображення.

1.2. Стереоефект і деякі властивості бінокулярного зору.

Глибинне зір, тобто здатність сприймати об'ємність предметів та їх просторове розташування, не є вродженою властивістю людини. Воно досягається раннім життєвим досвідом шляхом поєднання реакції дотику, зорового сприйняття і підсвідомого глазомишечного рухового акту.

Об'ємність предметів та їх просторове розташування безпосередньо можуть сприйматися як при монокулярному зорі (одним оком), так і при бинокулярном (двома очима). У першому випадку головну роль відіграють фізіологічні чинники (зорова пам'ять, відчуття відмінності в напрузі м'язів при акомодації і т.п.). Спиратися на ці фактори при побудові телевізійної системи, де око замінюється передавальної трубкою, не можна - необхідно вдатися до використання властивостей бінокулярного зору, де основну роль грає очної базис - відстань між зоровими осями при розгляді віддалених предметів (рис. 1.2). Для різних людей він трохи відрізняється, але в середньому становить 65 мм. Кут a при перетині зорових осей називається кутом конвергенції (відомості в одну точку). Кожному положенню об'єкта відповідає певний кут конвергенції, що супроводжується деякою мускульною роботою повороту очей навколо центрів обертання. Порівняння у свідомості мускульних напруг, пов'язаних зі зміною кута конвергенції, дає уявлення про те, ближче або далі розташований предмет.

Бінокулярний спостереження одиночних предметів.

Малюнок 1.2.

При зсуві розглянутого об'єкта відбувається не тільки конвергенція очі, а й акомодація, тобто зміна кривизни кришталика ока. Останнє забезпечує різкість зображення предметів на сітківці при різних відстанях їх від ока.

Достатньо найменшого зміщення однієї з проекцій зображень з ідентичних точок сітківки, як у свідомості виникає просторове уявлення про розглянутих об'єктах. Прийнято, що неозброєним оком рельєфність предметів можна спостерігати на відстанях, що не перевищують одного кілометра. Для збільшення стереоскопічної дальності або підвищення стереоефекту потрібно, перш за все, за інших рівних умов, збільшення базису спостереження, що легко здійснити в телебаченні шляхом розносу передавальних трубок.

1.3. Способи передачі стереопари.

З розгляду найпростіших стереопріборов випливає, що для штучного відтворення стереозображень необхідно мати отримані з різних позицій два зображення і розглядати одне лівим оком, інше - правим.

Залежно від поставленого завдання можна передати або одночасно обидва кадру стереопари, або послідовно.

Одночасна передача. При одночасній передачі можуть спостерігатися два випадки, в залежності від необхідного базису. Якщо поставлена ??задача вимагає великого базису, необхідно мати дві передавальні камери, рознесені на необхідну відстань. Передача повинна відбуватися або через два самостійних передавача, або через один за наявності з'єднувальних каналів. Зазвичай використовують одну камеру з двома передавальними трубками.

Послідовна передача. Послідовний спосіб передачі стереопари застосовується у разі використання тимчасового паралакса (при відносному русі камери і об'єктиву) або при проектуванні лівого і правого зображень на мішень однієї передавальної трубки. В останньому випадку кадри стереопари можна розташувати на мішені трубки, або поруч по горизонталі (послідовна передача за строками), або поруч по вертикалі (послідовна передача по полях або кадрам). При вертикальному розташуванні кадрів площа мішені використовується більш повно, але це вимагає спеціальної призменной приставки до горизонтально розташованим об'єктивам [1, глава 4]. Послідовна передача стереопари вимагає подвоєною смуги частот у порівнянні зі звичайним двомірним телебаченням. Принципи відтворення стереопари на приймальній стороні висвітлені в книзі під ред. П.В.Шмакова "Стереотелевіденіе" (М: Зв'язок, 1968). Художню передачу об'ємних зображень доцільно збагачувати стереофонічним зображенням.

1.4. Методи розподілу зображень [2].

В залежності від призначення системи стереоскопічного телебачення методи розподілу зображень для правого і лівого ока можуть бути двох видів: індивідуальні та групові. Перший спосіб допускає спостереження об'ємного телевізійного зображення тільки однією людиною, а другий дозволяє одночасно спостерігати об'ємне зображення великому числу глядачів. Природно, що для стереотелевизионной мовлення застосуємо тільки метод групового поділу стереопари. У промислових системах можуть використовуватися як індивідуальні, так і групові методи поділу.

При груповому методі спостереження використовується поляризаційний або колірної спосіб поділу стереопари. Перший спосіб заснований на явищі поляризації світла. Промені плоско поляризованого світла мають властивість вільно проходити через поляризаційний фільтр, площина поляризації якого паралельна площині поляризації променя. Але такі промені не проходять через поляризаційний фільтр, якщо площини поляризації перпендикулярні. Таким чином, якщо перед екранами прийомних трубок (рис. 1.3) 1 і 2 поставити поляризаційні фільтри 3 і 4, площини поляризації яких орієнтовані взаємно перпендикулярно, то поділ змішаної параллаксограмма (змішана параллаксограмма представляє собою накладення одного зображення стереопари на інше) можна здійснити, якщо дивитися через окуляри з фільтрами 5 відповідної поляризації. Змішана параллаксограмма виходить на напівпрозорому недеполяризуючих дзеркалі 6. Поляризаційний метод поділу стереопари для правого і лівого ока дозволяє спостерігати не тільки чорно-білі стереоскопічні телевізійні зображення, а й стереоцветной.

Очковий метод поділу.

Малюнок 1.3. Поляризаційні або кольорові фільтри: 1 і 2 - прийомні трубки, 3 і 4 - поляризаційні фільтри, 5 - окуляри з поляризаційними фільтрами, 6 - напівпрозоре дзеркало.

Недоліком поляризаційного методу є необхідність дотримуватися паралельність площин поляризації поляроидов глядача та прийомних трубок. При нахилі голови глядача більше 4 ° значно погіршується стереоефект через проникнення іншого зображення. Однак спеціальною конструкцією очок можна позбутися і від цього недоліку. Якщо на рис. 3 поляризаційні фільтри замінити кольоровими фільтрами, що мають певні спектральні характеристики, то кожне око глядача буде бачити зображення, призначене тільки для нього. Принцип поділу кольоровими фільтрами полягає в наступному: кожне чорно-біле телевізійне зображення стереопари Клі Кпокрашівается в один з спектральних кольорів. Наприклад, ліве зображення в червоний колір, а праве - в зелений. Перед очима глядачів поміщаються кольорові світлофільтри так, що праве око глядача дивиться через зелений фільтр і бачить градації яскравості тільки зеленого зображення, а ліве око дивиться через червоний фільтр і бачить градації яскравості лише червоного зображення. За рахунок бінокулярного змішування кольорів глядачі бачать стереоскопічне телевізійне зображення, забарвлене в третій колір. При використанні одноколірних прийомних трубок (надалі - ПЗС-матриць) потреба в установці кольорових фільтрів перед екранами трубок відпадає. Недоліком даного методу розділення стереопари є неможливість спостерігати багатобарвне стереоскопічне зображення.

У розробляється системі використовується груповий метод поділу стереопари, але принцип поділу відрізняється від вищеописаних. У процесі формування стереопари утворюється відеосигнал, що містить послідовність парних і непарних полів двох кадрів стереопари. Одна ПЗС матриця формує сигнали першого і другого поля першого кадру стереопари, а друга, відповідно, поля для другого кадру стереопари. Застосовуючи при відтворенні окуляри з рідкокристалічними індикаторами (РКІ) і коммутіруя РКІ з частотою полів, ми поділяємо кадри стереопари для правого і для лівого ока відповідно. Дані системи відтворення є стандартними і в даному проекті не розглядаються.

1.5. Системи об'ємного телебачення.

Численні роботи, проведені проф. П.В.Шмаковим і його співробітниками з вивчення стереоефектів в телебаченні, показали:

1. Стереорозширення спостерігається не тільки при однаковій чіткості обох зображень, але і при зниженні чіткості одного з кадрів стереопари, причому сприйнята глядачем чіткість визначається більш якісним зображенням.

2. Можлива передача одного кадру стереопари чорно-білим, а іншого - кольоровим. При цьому ефект сприйняття обсягу і кольору практично не погіршується.

3. Смуга частот сигналів одного кадру, в тому числі і яркостного, може бути значно скорочена без помітного погіршення зображення за умови, що яркостний сигнал іншого кадру передається з повною смугою частот.

Ці особливості зору дозволили запропонувати кілька систем об'ємного телебачення, що використовують стандартний телевізійний канал [3], які ми розглянемо далі.

Мелькання. При проектуванні систем об'ємного телебачення виникає проблема раціонального використання смуги частот каналу передачі. У звичайному телебаченні вимога відсутності мигтіння при необхідних яркостях зображення призводить до

Повний текст реферату

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка