Коррекция нелинейных искажений видеосигналов

В цветном телевидении гамма-корректор исправляет искажения цветового тона и насыщенности цвета, вызванные нелинейностью амплитудной характеристики тракта от света до света. Причем требуется высокая идентичность амплитудных характеристик гамма-корректоров в трех цветовых каналах. Несовпадение амплитудных характеристик гамма-корректоров цветовых каналов на 1...2% приводит к заметным искажениям цветности изображения.

Нелинейность амплитудной характеристики телевизионного тракта вызывается нелинейностью его отдельных элементов. В основном нелинейность телевизионного тракта определяется амплитудными характеристиками передающей и приемной телевизионных трубок. Световая характеристика передающей трубки (другое название амплитудной характеристики) аппроксимируется выражением

,

где U_c - напряжение на нагрузочном сопротивлении передающей трубки; k₁ - коэффициент пропорциональности; L_об - яркость объекта наблюдения; γ₁ - показатель степени, определяющий форму световой характеристики передающей трубки. Например, для передающей трубки типа видикон γ₁ ≈ 0,6...0,7. Плюмбикон имеет практически линейную световую характеристику γ₁ ≈ 1.

Амплитудная характеристика приемных трубок, называемая также модуляционной характеристикой, представляет зависимость яркости свечения экрана кинескопа от напряжения на модулирующем электроде, т.е. L_из = f(U_c). Эта зависимость определяется функцией

.

В цветных кинескопах управляющий сигнал подается как на катод, так и на модулятор. Величина γ₂ для цветного кинескопа не является постоянной. Она зависит от напряжения сигнала. Обычно γ₂ изменяется от 2,5 до 3,5 при подаче сигнала на модулятор и от 2,5 до 2,7 при подаче на катод.

В этом случае общая амплитудная характеристика телевизионного тракта от света до света определяется зависимостью

,

Где и γ = γ₁ γ₂.

Коррекция формы амплитудной характеристики тракта осуществляется с помощью устройства с нелинейной амплитудной характеристикой с показателем степени γ_к. В этом случае результирующий коэффициент γ_рез всего тракта от света до света будет выражаться соотношением

γ_рез = γ₁ γ₂ γ_к.

Так как на практике γ_рез ≈ 1,2...1,3, то из предыдущего соотношения следует

γ_к = 1,2/(γ₁ γ₂)

В телевизионном тракте необходимо наличие трех корректоров нелинейности амплитудной характеристики (гамма-корректоров), которые непосредственно устанавливаются в каналах прохождения трех цветоделенных сигналов. Видеосигналы Е_R, E_G, E_B, подвергнутые гамма-коррекции, т.е. , принято обозначать . Затем из сигналов формируется яркостный сигнал согласно основному колориметрическому уравнению (6.1) и два цветоразностных сигнала и в соответствии с выражениями (6.2).

В современной телевизионной аппаратуре широкое применение получили цифровые гамма-корректоры на базе запоминающих устройств (ЗУ), в которых для каждого уровня входного сигнала хранится информация о требуемом уровне выходного сигнала, соответствующая заданной форме амплитудной характеристики корректора.

Для того чтобы видеосигналы, соответствующие одинаковой яркости изображения, имели одни и те же постоянные уровни независимо от содержания изображения и находились на одних и тех же участках амплитудной характеристики, перед гамма-корректорами обязательно включаются схемы фиксации уровня черного (восстановления средней составляющей сигнала).