Устройство для перераспределения контрастности телевизионного изображения

 

СССР

Класс 218, 34а, Ко 64052

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госилана СССР

P. А. Штромберг

Устройство для перераспределения контрастности телевизионного изображения

Заявлено 31 ноября 193б года в Каркомсвязи за М 113 (318241) Опубликовано 31 августа 1944 года

Интервал яркости, т. е. отношение максимальной яркости к минимальной различных объектов, достигает очень больших значений, порядка 10в — 10 . Этим значениям соответствует субъективно воспринимаемый интервал яркостей, равный 6 — 7 (в логарифм ическом масштабе).

Столь большие интервалы яркости присущи объектам, содержащим сильно освещенные светлые детали и одновременно сильно затененные участки — пещеры, арки, внутренность темных помещений и т. п. Более обычные объемные сюжеты с солнечным освещением и с теневыми сторонами — группа людей, одетых в темное и светлое, голова человека с темными волосами и т. д., — имеют интервал яркости, равный 2 — 3.

Равноосвещенный плоский объект может иметь интервал яркости (исходя из крайних значений альбедо) до 1,9. Нормальные диапозитивы и изображения, выполненные типографскими способами, имеют интервал яркости, равный 1,0—

1,5, т. е. отношение яркостей от 10 до 30.

Отсюда следует, что для правильной передачи контрастности телевизионный тракт должен передать отношение максимальной яркости к минимальной от 30 до нескольких сот и больше.

Возможности телевизионной техники сильно ограничены в этом отношении рядом факторов. С одной стороны, необходимо перекрытие полезным сигналом уровня неустранимых помех, а с другой стороны, максимум видео-сигнала ограничен максимально возможным коэфициентом модуляции передат чика, что усугубляется необходимостью передавать одновременно синхронизирующие импульсы с превышением по амплитуде максимального видео-сигнала на 43 /О.

Практика современных систем высококачественного телевидения показывает, что интервал передаваемых яркостей выражается всего лишь числом 10 или немного больШИМ ЧИСЛОМ.

Таким образом почти все виды реальных объектов в процессе передачи претерпевают искажения, которые проявляются как резкое сокращение количества видимых

М 64052 деталей яркости у одной или обеих границ интервала.

Особо следует отметить то обстоятельство, что переход от цветного изображения к монохроматическому уже сам по себе влечет ухудшение четкости в области слабой освещенности, так как цветное зрение при слабой освещенности объекта является фактором, содействующим различению отдельных деталей.

Назначением предлагаемого устройства является повышение четкости некоторой части изображения у нижнего и верхнего пределов яркости с сохранением значения отношений яркостей оригинала.

Предлагаемое устройство служит для перераспределения контрастности телевизионного изображения с целью повышения контрастности мелких деталей в светлых или темных участках изображения, Принцип действия предлагаемого устройства для перераспределения контрастности телевизионных изображений основа и на применении в одном из каскадов усилительного тракта (в позитивном или негативном) лампы с переменной крутизной характеристики (типа варимю) на таком уровне видео-сигнала, при котором размах этого сигнала при переходах от теМных деталей изображения к светлым охватывает всю рабочую область характеристики лампы — с изменением крутизны от некоторого минимального до максимального значений.

Применение лампы варимю в позитивном каскаде усилительного тракта позволяет получить увеличение контрастности деталей в светлой области интервала яркости изображения за счет контрастности деталей в темной области интервала яркости. Применение ламп варимю в негативном каскаде позволяет получи ь перераспределение контрастности обратного характера, Вне зависимости от средней яркости изображения (вне зависимости от характера изображения) сигналы, соответствующие определенному значению яркости каких-либо деталей изображения, должны приходиться на участок характеристики лампы в аримю с определенной крутизной, что вынуждает восстанавливать в сеточной цепи лампы варимю постоянную составляющую видео-сигнала. Это осуществляется в предлагаемом устройстве при помощи отдельной фотоэлементной схемы, действующей от полного светового потока изображения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 — 5 которого изображены различные электрические схемы предлагаемого устройства.

Для ясности изложения в схемах не показаны общие цепи питания и цепи коррекции частотных и фазовых характеристик.

В устройстве по фиг. 1: Jh— нормальная усилительная лампа, JI> — лампа варимю, Л и Л4— предыдущая и последующая лампы усилительного тракта, Л„- — усилительная лампа сигнала фона («бэкграунда»), а Л6 — усилительная лампа канала нулевых частот.

Это — простейшая схема для одностороннего искривления характеристики тракта в системе с реостатной связью между каскадами. Схема обладает тем существенным недостатком, что введение определенного искривления характеристики тракта может быть произведено только скачкообразно, т. е. отсутствует возможность изменять степень искривления характеристики.

При положении переключателей

Пь П и П на контактах 1 — 1 — 1 получаем нормальную схему с непосредственным поступлением нулевых частот изображения от бэкграунда через усилитель постоянного тока на модулыруемый каскад передатчика.

При положении П„П, и Пз на контактах 2 — 2 — 2 действует лампа варимю, получающая от бэкграунда интегральное смещение. Так как на схеме представлен позитивный реостатный каскад усилителя, то фаза интегрального смещения, снимаемого с позитивного каскада нуле¹ 64052 вых частот, опрокидывается при помощи батареи Е>.

Лампа Л6 снимает раскачку нулевых частот с сопротивления, входящего в анодную цепь лампы варимю и являющегося одновременно сопротивлением развязывающего фильтра, используемого в телевизионных усилителях как средство коррекции линейных искажений на низких частотах.

Э.д.с. Е> предназначена уравнять ,режим лампы Л6 при переключении

П.;, так как у лампы Л; будет некоторый начальный ток, отсутствующий (практически) у лампы варимю в позитивном каскаде, На фиг. 2 представлена схема, позволяющая постепенно увеличивать или уменьшать искривление характеристики тракта (в одну сторону) при помощи комбинированного потенциометра П вЂ”. П;. На этой схеме элементы, соответствующие элементам схемы по фиг. 1, обозначены одинаковыми цифрами.

Здесь сигнал фона получается с помощью фотоэлемента со вторично-электронным усилителем (лампа

Л,.-,).

Ползунок подачи интегрального смещения Пз и ползунок П подачи нулевых частот на сетку Лб управляются одной общей ручкой управления с ползунками П1 и П, таким образом, что всегда все ползунки стоят на равных номерах кнопок.

В этой схеме показан иной способ смещения нулевых частот, отличный от описанного ранее. Если представляется возможным вывести из реостатного усилителя к бэкграунду катод лампы варимю, смешивание нулевых частот от бэкграунда с нулевыми частотами лампы варимю можно производить не в анодной цепи лампы, а в ее сеточной цепи, что дает возможность использовать лампу Л непосредственно в качестве усилительной с большим коэфициентом усиления.

Этот способ дает также возможность питать анод лампы варимю от общего источника питания реостатного усилителя. Особенностью смещения нулевых частот в данном случае является то, что нулевые частоты анодного тока лампы варимю, снимаемые с сопротивления Rt, поступают на сетку JI> в негативной фазе и поворот фазы- производится при помощи постоянной э. д. с. Е .

В схеме по фиг. 3 — Л1 и Jl> представляют собой усилительные лампы контрастора, Л и Л» — лампы варимю, JI> и Л6 — предыдущая и последующая лампы реостатного усилителя, JI> — усилительная лампа бэкграунда, а Л 8 и Л e — смесительные каскады нулевых частот.

Этим вариантом схемы предусматривается возможность последовательного включения двух схем по фиг. 2 — одной в негативном, а другой в позитивном каскаде — для введения искривления характеристики либо в одну, либо в другую сторону.

Для этой цели схема имеет две ручки управления и один переключатель К>.

При положении всех ползунков на кнопках № 1 характеристика тракта будет линейна. При перестановке, одним движением, ползунков

П1, П, Пз, П на кнопки № 8 вводится максимальное искривление характеристики в пользу нижней границы интервала яркости (при этом П.-, П6, П7 и П8 остаются на кнопках ¹ 1,,переключатель К1— на кнопке «нег»). Если вернуть П1, П23 Пз и П4 HB кнопки № 1, П5, П6, П7 и П при помощи другои ручки управления поставить на кнопки

М 8, переключив предварительно

К, в положение «поз», то характеристика тракта будет максимально искривлена в пользу верхней границы интервала яркости.

Для получения сигнала фона применен простой фотоэлемент с усилительной лампой JI> и, с компенсацией начального тока по схеме балансного моста.

В схеме по фиг. 4 — Л,, Лз, Л, Л5 и Л; — нормальные усилительные лампы, JI> — лампа варимю, Л7 и Л8 — смесительные каскады канала нулевых частот. Для получения сигнала фона применен фотоэлемент со вторично-электронным усилением. В последний каскад этого усилителя включена мостовая

¹ 64052 схема сопротивлений для получения переменного сигнала в двух противоположных фазах одновременно. В этой схеме вспомогательные каскады Л4 и Л служат только в качестве фазоопрокидывателей, имея при этом коэфициент усиления К = 1.

В схеме по фиг. 5 — Л< и Л3 представляют собой нормальные усилительные лампы, Л вЂ” лампу типа варимю, а Л4 — усилительную лампу канала нулевых частот.

Здесь кон<грастор работает непосредственно от нагрузочного сопротивления сложного фотоэлемента с многократным вторично-электронным усилением фототока.

Характерной особенностью условий работы контрастора в этом случае является то, что н е требуется подачи интегрального смещения„ так как постоянная слагающая фототока непосредственно поступает на управляющие сетки. В такой системе проще получить смещение нулевых частот, на некотором общем для обеих анодных цепей сопротивлении R>. При этом величины сопротивлен<ий, входящих в ту

Или другую анодную цепь, с которых снимается суммарная раскачка нулевых частот на сетку Л<, должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы максимальная раскачка на

< стке Л4 как за счет только лампы .1, так и за счет только лампы Jh (крайние положения ползунков входного потенциометра) была равного зн<ачения.

Э. д. с. Б предназначена скомпенсировать некоторое постоянное падение напряжения на R> за счет начальных токов.

Для двустороннего искривления характеристики тракта при работе от фотоэлемента со вторичноэлектронным усилением фототока следует ввести один фазоопрокидывающий каскад по схеме усиления постоянного тока.

Предмет- изобретения

1. Устройство для перераспределения контрастности телевизионного изображения путем повышения контрастности мелких деталей в темных или светлых участках изображения, с использованием сигнала фона, отличающееся тем, что сигнал фона в положительной или отрицательной фазе подан на сетку одного из каскадов усиления, выполненного на лампе с переменной крутизной характеристики (типа варимю).

2. Видоизменение устройства по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сигнал фона одновременно подан в противоположных фазах на сетки двух смежных каскадов, выполненных на лампах с переменной крутизной характеристик.

3. Форма выполнения устройства по п. и. 1 — 2, отличающаяся тем, что в качестве сигнала фона использована постоянная составляющая фотосигналов изображения, усиливаемых схемой без потери постоянной составляющей.

4. В устройствах по п. п. 1 — 2 для получения сигнала фона применение фотоэлемента со вторичноэлектронным усилением, в последний каскад которого включена мостовая схема сопротивлений для получения переменного сигнала в двух противоположных фазах одновременно.

М 64052

6—

Фиг. 4

Фиг. 5

Отв. редактор Д. А. Михайлов Техн. редактор M. В. Смольякова

Л123569 Подписано к печати 13/ЧП вЂ” 1946 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 105

Типография Госпланнздата, им. Воровского, Калуга