§ 3.7. Спектральные характеристики телевизионной системы

При определении спектральных характеристик систем черно-белого и цветного телевидения воспользуемся схемой рис. 3.15, а. Приращение фототока на выходе ФЭП обусловленное изменением длины волны потока лучистой энергии на определяется спектральными характеристиками источника лучистой энергии коэффициента отражения от объекта прозрачности объектива и светофильтра а также чувствительности ФЭП . Приращение фототока вызывает изменение сигналов на нагрузочном резисторе и на выходе канала связи КС с коэффициентом передачи К.

Рис. 3.15. Схема для расчета спектральных характеристик ТВС (а) и идеальные спектральные характеристики передающей камеры цветного телевидения (б)

Приращения сигналов, в свою очередь, обусловливают приращения яркости свечения экрана приемника черно-белого телевидения (преобразователя сигнал — свет ПСС)

При непосредственном наблюдении приращения яркости цветного изображения

зависят и от кривой относительной видности глаза

Пропорциональность изменений яркости черно-белого и цветного изображения с учетом (3.33) и (3.34) выполняется при условии, что спектральная характеристика системы черно-белого телевидения или яркостного канала системы цветного телевидения

определяется кривой относительной видности глаза. Здесь — коэффициенты пропорциональности.

Приращения яркости

цветоделенных изображений в трехканальной системе цветного телевидения определяются аналогичными соотношениями, отличающимися лишь спектральными характеристиками светоделительных устройств и ФЭП соответствующих каналов.

С другой стороны, в колориметрической системе основных цветов приемника, рекомендованной европейским стандартом, при равносигнальном белом цвете Д6500К приращения тех же яркостей

должны быть пропорциональны удельным координатам соответствующих цветов (рис. 3.15. б) [1].

Приравняв правые части соотношений (3.36) и (3.37) для каждой длины волны, получим условия, определяющие идеальные спектральные характеристики отдельных цветоделенных каналов системы цветного телевидения:

Здесь — коэффициенты пропорциональности.

Таким образом, если основные цвета передающей стороны совпадают с основными цветами приемника, то спектральные характеристики отдельных цветоделенных каналов должны определяться кривыми . В этом случае сигналы ФЭП оказываются пропорциональными яркостям основных цветов и могут быть непосредственно использованы в приемнике. Однако на характеристиках рис. 3.15, б наряду с основными положительными лепестками имеются области с малыми положительными и даже отрицательными значениями. Наличие последних вызвано тем, что основными цветами приемника являются реально существующие цвета, треугольник которых расположен на цветовом графике внутри области, ограниченной кривой спектральных цветов (см. гл. 9).

Поскольку спектральные характеристики прозрачности светоделительных устройств и чувствительности ФЭП не могут иметь областей с отрицательными значениями, при выборе спектральных

характеристик передачи иногда ограничиваются использованием основных положительных лепестков кривых, что сопровождается искажениями цветопередачи. Частичная компенсация отброшенных отрицательных значений возможна соответствующим изменением формы основных положительных лепестков Более точно кривые могли бы быть воспроизведены с помощью ФЭП с корректирующими светофильтрами для каждого лепестка в отдельности и последующего суммирования и вычитания сигналов. Но такое устройство оказалось бы слишком сложным.

В современных передающих камерах цветного телевидения в качестве основных выбираются цвета, в том числе и нереальные, удельные координаты которых линейно зависят от удельных координат приемника, но в отличие от них не имеют отрицательных значений. В такой постановке, в отличие от однозначного условия (3 35), определяющего спектральную характеристику передающей камеры черно-белого телевидения, при определении спектральных характеристик цветоделенных каналов передающей камеры цветного телевидения допускается многозначность. Они определяются удельными координатами тех цветов, которые выбраны за основные цвета передающей камеры. При этом непосредственное использование сигналов ФЭП в приемнике невозможно. В канал связи необходимо ввести специальное устройство — линейный матричный цветокорректор, с помощью которого осуществляется линейный пересчет сигналов из одной системы основных цветов в другую Зависимость выходных сигналов корректора от входных описывается в общем виде соотношениями:

Суммирование и вычитание (матрицирование) входных сигналов производится с весовыми коэффициентами зависящими, в свою очередь, от используемых систем основных цветов. Электрическое матрицирование сигналов, в частности, позволяет сформировать отрицательные области кривых удельных координат основных цветов приемника, что недостижимо при непосредственном фотоэлектрическом преобразовании, скорректировать спектральные характеристики источников освещения, имитировать условия различного, например вечернего, освещения и т. п., но сопровождается ухудшением отношения сигнал - шум.