1.1 Історія розвитку телебачення

Ідея створення першої телевізійної системи була запропонована в 1875 р. Дж. Керрі (США). В його проекті була закладена ідея розкладу (розбиття) зображення на окремі елементи і передача середньої яскра­вості кожного елемента. Метод поелементної передачі - основа всіх на­ступних телевізійних систем, у тому числі і сучасних.

В 1879 р. португальський учений де-Пайва запропонував проект одноканальної системи телебачення. Проект базувався на врахуванні інерційності зорового сприйняття, завдяки якій можлива передача інфо­рмації про яскравість всіх елементів зображення не одночасно, а послі­довно (почергово).

Практична проблема послідовної передачі елементів була розв’язана в проекті польського вченого П. Ніпкова, який в 1884 р. отримав патент на оптико-механічний пристрій, відомий під назвою диск Ніпкова. Непрозорий диск містить ряд отворів, розташованих по спіралі біля зовнішнього краю. Розмір отвору визначає величину елеме­нта зображення. Кожний отвір зміщений по радіусу до центра диска відносно попереднього на висоту отвору.

Перші практичні системи телебачення з механічною розгорткою були втілені в життя в 1925 р. Дж. Бердом в Англії.

Ідею розгортки зображення електронним променем запропонував в 1908 р. англійський інженер Кембелл-Суінтон, а в 1911 р. дав принци­пову схему повністю електронної системи передачі зображень.

Одна з перших телевізійних систем була створена в 1929 р. в Ленін­граді. Така система була оптико-механічною з розкладом в 40 рядків. В 1934 р. система була вдосконалена до 180 рядків розкладу, 1937-1938 рр. - 343 рядки, 1948 р. - 625 рядків.

Подальший розвиток телебачення як окремої самостійної галузі (але тісно пов’язаної з доробками в електроніці) привів до впроваджен­ня кольорового телебачення 1 жовтня 1967 р.

Сучасний стан телебачення характеризується бурхливим розвитком як елементної бази, так і технологій. Цифрове телебачення, супутникове телебачення - останні досягнення людства в цій галузі.

1.2 Принцип передачі відеозображень

Телебаченням називається галузь сучасної радіоелектроніки, яка за­ймається питанням передачі і прийому рухомих і нерухомих зображень електричними засобами зв’язку в реальному і зміненому масштабі часу.

Задачею телебачення є отримання на приймальному телевізійному пристрої зображення, яке відповідає об’єкту передачі. Ця задача вирі­шується складним комплексом апаратури передачі, кодування, декоду­вання, перетворення, відображення та іншими операціями з обробки ві­зуальної інформації.

В основі телебачення лежать три фізичні процеси:

- перетворення світлової енергії в електричні сигнали;

- передача і прийом електричних сигналів;

- перетворення електричних сигналів в оптичне зображення.

Сучасне телебачення базується на двох принципах:

- розбивка зображення об’єкта, що передається, на окремі елементарні площини (елементи);

- почергова передача яскравостей цих елементарних площ (послідовна передача елементів зображення).

Нерухомі оптичні зображення (фото, слайд) - це двовимірний роз­поділ яскравості І (рис. 1.1) (для чорно-білого зображення), або роз­поділ трьох основних кольорів RGB: I_R (x, y), I_G (x, y), I_B (x, y).

Для рухомих об’єктів додають час: l(x,y,t).

Рисунок 1.1- Приклад двовимірного розподілу яскравості

В 1875 р. американський фізик Керрі запропонував паралельний спосіб передачі інформації. Він пропонував зображення, що передаєть­ся, спроектувати оптичним об’єктивом на панель селенових фоторезисторів, кожний із яких через свій канал зв’язку і електричну батарею з’єднувався з приймальною електролампою. Таким чином, Керрі та інші винахідники намагалися зробити електричну модель людського ока (ри­сунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Модель паралельної передачі яскравості про об’єкт

Однак практично реалізувати сотні тисяч каналів зв’язку, батарей, приймальних електроламп та інших деталей пристрою було неможливо (N » 500000).

В 1880 р. був запропонований метод послідовної передачі інформа­ції по одному каналу зв’язку (через комутатор).

Рисунок 1.3 - Модель послідовної передачі яскравості про об’єкт

Цей принцип - поелементне розкладення зображення і послідовна передача сигналів через одновимірний канал зв’язку.

Він складається з таких етапів:

1) вимірюється яскравість 1-го елемента зображення;

2) перемикачі на передавальній і приймальній сторонах встановлюють­ся в перше положення;

3) сигнал 1-го фотоелемента передається по одновимірному каналу зв’язку і запалює першу лампочку.

4) перемикачі на передавальній і приймальній стороні синхронно пе­реміщуються в друге положення;

5) друга лампа запалюється з яскравістю, яка пропорційна освітленості другого елемента і т.д.

При такому способі передачі сигнал кожного фотоелемента корис­но використовується лише той час, коли до нього під’ єднаний комута­тор (»1500000 частки часу).

Такі системи є системами без накопичення сигналу.

На приймальній стороні можна або запам’ятовувати значення сиг­налу, який був прийнятий для кожної лампи, і обновлювати при перехо­ді до наступного сигналу, або використовувати інерційність зору.