4.1.3.1. Tín hiệu độ chói (EY)
Giả sử mục tiêu là cảnh đen trắng có cư ờng độ sá ng chuẩn (tư ơng ứng vớ i độ chói là 100%), camera đen trắng thu cảnh này cho ra tín hiệu thị tần vớ i mức cao nhất là 100% tư ơng ứng biên độ đỉnh đỉnh bằng 1v (hình 4.10a).
Hình 4.10. Tạ o tín hiệu hình đen trắng B $ W color EY 30% ER 59% EG 11% EB (a.) (b.) EY
ởcamera màu, phổ đư ợ c chia làm 3 quã ng, vì biên độ của 3 quã ng phổ vẫn như cũ, nên ba ống vidicôn vẫn đo đư ợ c ER= 1v, EG = 1v và EB = 1v. Đ ể tạ o lạ i tín hiệu chói giống như camera đen trắng ngư ời ta lấy 30% của ER, 59% của EGvà 11% của EB (hình 4.10b). Sở dĩ có cá c tỉ lệ này là vì độ chói mà mắt ngư ời cảm nhận đư ợ c là có sự tham gia của 30% á nh sá ng đỏ, 59% á nh sá ng lục và 11% của á nh sá ng lam. Đ ộ nhậy của ống vidicôn cũng đư ợ c chế tạ o sẵn giống như độ nhạ y của mắt để có đư ợ c tin tức vềđộ chói của cảnh. Như vậy vớ i á nh sá ng chuẩn, tín hiệu độ chói (chính là tín hiệu đen trắng) đư ợ c định nghĩa là:
EY = 0,3 ER+ 0,59 EG+ 0,11 EB (4.1) * Tín hiệu độ chói của cá c màu trên bảng chuẩn sọc màu:
Hình 4.11. Bảng chuẩn sọc màu đối vớ i má y thu đen trắng
Hình 4.12. Cá c mức biên độ tín hiệu chói
Bảng chuẩn sọc màu là tấm cá c tông có sơn 7 màu: Lam (B), đỏ (R), tím (M), lục (G), lơ (C), vàng (Y) và trắng (W) vớ i cư ờng độ sá ng của cá c sọc màu là chuẩn và
B R M G C Y Ma Trận EY (b) (a) ống Phá t W
bằng nhau. Ba màu R, G, B là 3 màu cơ bản, cá c màu còn lạ i đư ợ c tạ o ra từ sự pha trộn của 3 màu cơ bản.
ở camera đen trắng, vì độ nhậy của ống vidicôn không đều vớ i cá c bư ớ c sóng nên điện á p ra (của tín hiệu chói EY) đo đư ợ c ở cá c sọc có dạ ng nấc thang như hình 4.12. Trên màn hình đen trắng sẽ là cá c dải xá m khá c nhau. Bắt đầu từ sọc xanh dư ơng xá m đậm nhất, rồi nhạ t dần về sọc vàng và cuối cù ng là sọc trắng sá ng nhất ở mức chuẩn 100% (hình 4.11a).
ởcamera màu ta khảo sá t riêng cho từng sọc một:
ởsọc màu lam(b)chỉ có á nh sá ng của màu này đi vào ống vidicôn cho điện á p ra EB= 1v, cá c á nh sá ng đỏ và lục không có nên ER= EG= 0.
Từ biểu thức 4.1 ta có độ chói của tín hiệu màu lam là: EY(B)= 0,3 ER+ 0,59 EG+ 0,11 EB
= 0,3 . 0 + 0,59 .0 + 0,11 .1 = 0,11v tư ơng ứng vớ i mức (11%) (4.1) Tư ơng tự như vậy ở sọc màu đỏ ta có:
ER=1v , EG= EB= 0⇒EY(R)= 0,3v tư ơng ứng vớ i mức (30%) (4.2) Sọc màu tím là kết quả của sự pha trộn giữa màu đỏ và màu lam ta có:
ER=1v, EB=1v, EG= 0
⇒EY(M)= 0,30.1+ 0,59.0+ 0,41.1 =0,41v tư ơng ứng vớ i mức (41%). (4.3) Bằng cá ch phân tích tư ơng tự ta có đư ợ c cá c kết quả sau:
Sọc màu lục: EG=1, ER= EB= 0 ⇒EY(G)= 0,59v≡59% (4.4) Sọc màu lơ: ER=0, EG= EB= 1 ⇒EY(C)= 0,70v≡70% (4.5) Sọc màu vàng: EB=0, ER= EG= 1 ⇒EY(Y)= 0,89v≡89% (4.6) Cuối cù ng là sọc trắng có biên độ chói lớ n nhất:
ER= EG= EB=1 ⇒EY(W)= 1v≡100% (4.7)
4.1.3.2. Tín hiệu hiệu số màu
1. Định nghĩa
Tín hiệu hiệu số màu ER-Y (hay còn gọi là tín hiệu sắc) có đư ợ c bằng cá ch lấy thẳng tín hiệu màu cơ bản trừ đi phần chói của nó nghĩa là:
ER-Y= ER- Ey= ER- (0,3 ER+ 0,59 EG+ 0,11 EB)
= 0,70 ER- 0,59 EG- 0,11 EB (4.8)
EG-Y = EG- Ey = 0,41EG- 0,3 ER- 0,11 EB (4.9) EB-Y= EB-- Ey= 0,89 EB- 0,3 ER- 0,59 EG (4.10)
2.ýnghĩa vật lý của tín hiệu sắc
Bản thân cá c tín hiệu ER, EG, EBđều có 3 thành phần là độ chói, độ bã o hòa màu và tông màu. Tuy nhiên trong truyền hình màu để phối hợ p vớ i truyền hình đen trắng ta phải truyền tín hiệu đen trắng EY. Vì vậy ngư ời ta không truyền đi 3 tín hiệu màu cơ bản trên mà phải truyền đi tín hiệu chói EYvà 3 tín hiệu sắc: ER-Y, EG-Y, EB-Y.
Trong trư ờng hợ p cảnh truyền hình là tín hiệu đen trắng thìcá c tín hiệu sắc này bằng không. Đ iều này rất có lợ i vì phần lớ n cá c đoạ n ảnh màu là tín hiệu đen trắng. Do đó việc á p dụng cá c tín hiệu sắc cho phép đơn giản thiết bị và giảm can nhiễu từ thông tin màu khi thu tín hiệu màu bằng má y thu đen trắng.
3. Khoảng biến thiên của tín hiệu sắc
Theo cá c công thức đã biết của cá c tín hiệu sắc, ta dễ dàng tính đư ợ c cá c giá trị của tín hiệu này theo bảng chuẩn sọc màu (Hình 4.13).
Từ hình vẽ này, ta thấy khoảng biến thiên của cá c tín hiệu sắc là:
ER-Y =±0,70 v (4.11)
EG-Y =±0,41 v (4.12)
EB-Y=±0,89 v (4.13)
4. Lựa chọn tín hiệu sắc để truyền đi
Như trên đã phân tích, để đảm bảo đư ợ c tính kết hợ p giữa truyền hình đen trắng và truyền hình màu, thì trong hệ thống truyền hình màu ngư ời ta truyền đi thông tin về tín hiệu đen trắng và đồng thời truyền đi thông tin về 3 tín hiệu sắc. Đ ể tiết kiệm bă ng tần truyền dẫn và đơn giản cho thiết bị ngư ời ta không truyền đi cả 3 tín hiệu sắc. Trong 3 tín hiệu sắc ta chỉ cần truyền 2 tín hiệu là đủ, tín hiệu thứ 3 có thể suy ra từ 2 tín hiệu trên và tín hiệu chói.
Vấn đề là phải loạ i bỏ tín hiệu sắc nào? Từ cá c biểu thức (4.11; 4.12; 4.13) ta thấy vớ i cư ờng độ sá ng chuẩn như nhau EG-Y có khoảng biến thiên bé nhất (±0,41 v), có nghĩa là thông tin không rõ ràng. Mặt khá c mắt ngư ời lạ i khá nhạ y cảm vớ i màu lục, do đó đòi hỏi dải tần của EG-Y cao hơn so vớ i hai tín hiệu sắc còn lạ i, cho nên khó truyền hơn. Vớ i những lý do trên ngư ời ta lựa chọn 2 tín hiệu sắc để truyền đi là ER-Yvà EB-Y.
Hình 4.13. Quã ng biến thiên biên độ theo bảng chuẩn sọc màu -0,89 C B R M G Y W Sọc màu ER EG EB 1 0 1 1 0 t t t t EY ER-Y EG-Y EB-Y t t t 0,7 0,41 -0,41 0,89 1 0 0 0 B