Преобразование информации в видеотехнических системах

В основе любой видеотехнической системы лежат следующие физические процессы:

1. Преобразование оптического изображения кадра в электрические видеосигналы (преобразование свет-сигнал).

2. Регистрация электрических видеосигналов на соответствующие носители информации.

3. Электронный монтаж и компьютерная обработка электрических видеосигналов для получения конечного продукта-фильма на соответствующем носителе информации.

4. Преобразование информации, содержащейся на носителе в электрические сигналы (воспроизведение информации).

5. Преобразование электрических сигналов в оптическое изображение, проецируемое на большой кинотеатральный экран.

Преобразование оптического изображения кадра в электрический сигнал происходит при помощи его поэлементный разложения – растрирования, при этом изображение может быть представлено множеством элементарных источников света N, интенсивность которых принимает m различных значений (в случае монохромного изображения).

Для цветного изображения количество элементарных источников света составит 3N в соответствии с трехкомпонентной теорией цветового восприятия.

Изображение, образованное совокупностью всех элементов называется электронной копией кадра. За время передачи всей информации об одном кадре каждый его элемент должен быть передан один раз.

Процесс поэлементной передачи изображения называется разверткой.

Структура поля изображения, образованная в процессе развертки называется растром. Растр характеризуется законом развертки, по которому задаются координаты Х и У каждого конкретного элемента в заданный момент времени. При электронном преобразовании кадра изображения используется линейно-строчная развертка, т.е. чередование элемента за элементом с постоянным направлением и скоростью вдоль строки и с постоянной скоростью чередования строк и кадров.

Очевидно, что в каждый момент времени на экране устройства отображения видеоинформации присутствует не все изображение кадра, а только один его элемент. Формирование целостного изображения кадра происходит в зрительном анализаторе человека за счет его инерционных свойств.

Технология электронного преобразования оптического изображения в электрический видеосигнал и обратного преобразования видеосигнала в оптическое изображение поясняется ниже.

С помощью съемочного объектива формируется плоское оптическое изображение на светочувствительной поверхности преобразователя свет-сигнал, который осуществляет преобразование световой энергии в электрическую и создает развертку изображения.

В результате этих операций на выходе преобразователя свет-сигнал образуется электрический сигнал U(t), несущий информацию об изображении, причем мгновенные значения сигнала U(t) пропорциональны интенсивностям облучения развертываемого в данный момент элемента изображения.

Сигнал на выходе преобразователя подвергается обработке, в соответствии с которой в него вводится информация о чередовании строк и кадров (синхронизация), которая необходима для правильного формирования изображения в процессе его воспроизведения из электрического видеосигнала.

Для формирования цветного изображения используются три преобразователя свет-сигнал, каждый из которых формирует сигнал, соответствующий красному, зеленому и синему цветоделенным изображениям.

Сформированные сигналы поступают в устройство регистрации, где происходит их запись на носитель информации.

Носитель информации помещается в устройство воспроизведения, которое преобразует записанную информацию, в электрические видеосигналы.

Электрический выход устройства воспроизведения связан с соответствующим терминалом преобразователя сигнал-свет, назначение которого состоит в преобразовании видеосигналов в цветное оптическое изображение.

Синхронная развертка обеспечивает геометрическое подобие синтезируемого цветного изображения по отношению к его оптическому оригиналу.

Устройства перехвата изображения
ž С помощью таких устройств можно сохранить отдельные кадры для дальнейшего просмотра и редактирования. Эти устройства подключаются через параллельный порт компьютера. Качество изображения довольно высокое, хотя и ограничено входным сигналом. Эти устройства работают с 8-, 16- и 24-разрядными VGA-платами и принимают видеоизображения от устройств форматов VHS, Super VHS и Hi-8. Естественно, изображение, полученное от видеоисточников форматов Super VHS и Hi-8, более качественное.
ž Перехваченное изображение можно обработать в приложениях; они позволяют редактировать изображения, конвертировать файлы, вырезать фрагменты и пр. Для получения более качественного изображения портативные видеокамеры оснащаются разъемами IEEE-1394 (i.Link/FireWire), которые позволяют передать высококачественный цифровой видеосигнал непосредственно на компьютер, без необходимости выполнения аналого-цифрового преобразования.