книги / Микропроцессоры в телевидении

общим пультом управления — система, примененная для студий­ ных камер РК-40 фирмой «Тосиба» [90]. Система позволяет ав­ томатически настраивать баланс по белому и совмещать растры трех цветов каналов с помощью встроенной испытательной таб­ лицы. В блок управления ТВ камерой входит пульт управления с микропроцессором и ЗУ 9. Сигналы управления от общего пуль­ та 5 до камерных головок поступают в цифровом виде. В ЦАП 7 сигналы команд из цифровых превращаются в аналоговые, необ­ ходимые для работы управляемых устройств, входящих в камер­ ную головку и в блок управления.

Наличие в каждом блоке управления МП системы позволяет обслужить одновременно до 100 ТВ камер. Время настройки ка­ мер независимо от их числа примерно 2 мин. Можно повысить точность настройки ТВ камеры с помощью дополнительной руч­ ной юстировки объектива и подстроить цветовое воспроизведение для обеспечения идентичности цветового восприятия [89].

Еще один вариант применения МП для настройки ТВ камер применен в малогабаритной репортажной ТВ камере РК-40 япон­ ской фирмы «Тосиба» [91]. В этой камере предусмотрено под­ ключение выполненного в виде отдельного блока устройства авто­ матической настройки с MIL Такое решение позволит снизить массу камерной головки и использовать один и тот же блок для настройки любой ТВ камеры РК-60 [89]. Следующий вариант применения автоматической настройки ТВ камер реализован в системе, разработанной фирмой «Хитати» для ТВ камер SK-100 [92]. Он позволяет одновременно настраивать до 24 камер, а также определять неисправности. Результаты поиска неисправ­ ностей выводятся в буквенном виде на дисплей или печатаются на бумаге [89].

131

Наличие четырех таких коммутаторов позволяет одновременно за 2 мин настроить 24 ТВ камеры. Одновременность настройки обес­ печивается требуемой коммутацией сигналов, а также тем, что для работы специальных устройств обработки 7 требуются лишь команды от блока управления настройки 6 или блока дистан­ ционного управления 3. При неисправности одной из камер ос­ тальные настраиваются без изменений. Через коммутатор инфор­ мации о неисправностях 8 можно подключить любую из 24 камер к дисплею 5 для выведения буквенной информации о неисправ­ ностях. Длина кабеля между блоком обработки 7 и блоком уп­ равления настройкой 6 может достигать 1 км, а от блока 7 до блока дистанционного управления 3 — до 100 м [89].

Для автоматической настройки цветных ТВ камер применяют также такую схему, в которой микропроцессоры распределены по блокам ТВ камер, связаны и взаимодействуют между собой. Такая схема позволяет выполнять большое число операций, имеет высокую надежность и скорость работы.

Примером может служить студийная ТВ камера ЬДК-6 фир­ мы «Филипс» [93]. В этой камере имеются четыре МП, располо­ женные в камерной головке, блоке обработки сигналов и рабо­ чем пульте. Все МП связаны между собой, и любой отдельный блок может запросить информацию у другого. Такое взаимодей­ ствие, а также наличие ОЗУ в камерной головке и блоках уп­ равления позволяют камерные головки подключать к любым бло­ кам обработки без предварительной настройки [89]. Система на­ стройки этой камеры позволяет работать как в полностью авто­ матическом, так и в полуавтоматическом режимах. Камера ЬДК-6 может запоминать в период репетиции данные о шести наборах регулировок, которые могут быть воспроизведены во вре­ мя ТВ передачи. В наборы параметров входят варианты комби­ наций характеристик освещения студии, запрограммированный набор оптических фильтров, цветового баланса и т. д. В целом она позволяет настраивать все основные параметры ТВ камеры (фокусировку, шейдинг, геометрию растра и т. д.), а также ав­ томатически диагностировать неисправности.

132

Одной из задач настройки и регулировки цветных передаю­ щих ТВ камер с несколькими передающими ТВ трубками, напри­ мер, отдельно для красного, зеленого и синего участков видимого спектра является совмещение изображений С4, полученных от этих трубок, по всей площади ТВ растра. На базе МП можно создать систему для автоматической регулировки совмещения изображения С4 [85]. Ошибки совмещения по каждой из гори­ зонтальных строк развертки получаются из числа данных совме­ щения, добытых методом интерполяции от небольшого числа вы­ борок. Ошибки совмещения определяются по отношению к ви­ деосигналам передающей ТВ трубки «зеленого» канала. Система обеспечивает компенсацию ошибок совмещения независимо от частотных характеристик основных отклоняющих систем с по­ мощью дополнительных отклоняющих катушек на ТВ трубках «красного» и «синего» каналов.

Японская фирма Hitachi для цветных ТВ камер SK-97 и SK-970 разработала МПС динамического совмещения растров трех передающих трубок, работающую при включенном питании ТВ камеры постоянно. Система корректирует рассовмещение цве­ товых составляющих,-возникающее из-за хроматических аберра­ ций в объективе цветной передающей камеры. Такие аберрации изменяются в зависимости от фокусного расстояния, диафрагмы и зоны установки фокуса в вариообъективе. В обычных и цвет­ ных ТВ камерах с системами автоматического совмещения раст­ ров «цветных» каналов, работающих по тест-таблице перед на­ чалом передачи, динамические искажения при регулировке ва­ риообъектива. могут достигать 0,1% в зоне 1 и 0,5% в зоне-В. Система динамического совмещения уменьшает эти значения до 0,05 и 0,1% соответственно. Микропроцессор в системе автома­ тического совмещения на основе информации о параметрах уста­ новки вариообъектива каждых 10 мс рассчитывает и выдает кор­ ректирующие поправки на исполнительные органы в генераторах развертки ТВ камеры. В процессе коррекции также постоянно подстраивается центровка трех «цветных» растров.

В [87] предложено применять цифровой метод сведения раст­ ров нескольких передающих ТВ электронно-лучевых трубок в цветных ТВ камерах путем контроля сведения в 225 точках раст­ ра. Для каждой из этих 225 точек вырабатываются интерполи­ рованные сигналы ошибки от эталонного сигнала, заранее вне-, сенного в блок памяти компаратора. Сведение осуществляется в два этапа. Вначале сводятся «красный» растр с «зеленым», а затем «синий» со сведенной ранее парой растров.

Для коррекции искажений растра и совмещения трех «цвет­ ных» растров в многотрубочной ТВ камере, шейдинга, искажений гамма-характеристик можно применять МПС. Ошибки измеряют­ ся путем сравнения видеосигнала с эталонным сигналом, форми­ руемым в одном из .камерных блоков электронным путем. Дан­ ные коррекции ошибки накапливаются в цифровой форме в ЗУ, расположенном в камерной головке. В процессе работы автома-

133

тические устройства камеры, управляемые МП, берут данные из этого ЗУ для коррекции искажений, а камерная головка оказы­ вается не зависимой от блоков измерения ошибок [89].

Структурная схема камерной головки с устройствами авто­ матической коррекции искажений растра и видеосигнала показа­ на на рис. 5.12. Вся схема делится на две части: камерную го­ ловку и устройство измерения ошибок, которые могут распола­ гать на некотором удалении друг от друга и соединять кабе­ лями. Формируемые передающими ТВ трубками видеосигналы Ея-, EG-, Яц-каналов поступают на блок обработки 2, в котором

динга из блока корректоров 4 и выполняется гамма-коррекция. Основные операции в камерной головке выполняет МП систе­ ма 5, управляющая работой всех корректоров в блоке 4, гаммакорректорами в блоке 2, процессом декодирования данных в бло­ ке 6, накоплением ЗУ адресами данных в ЗУ, выработанных в устройстве измерения ошибок. Блок 4 формирует также сигналы коррекции геометрических искажений растров по вертикали и горизонтали и сигналы коррекции рассовмещения растров. Они подводятся к передающим трубкам через выходные каскады 3.

134

Из блока 2 видеосигналы поступают по кабелям в блок измере­ ния ошибок 7, где ошибки растра измеряются и преобразуются в цифровую форму. После этого данные ошибки кодируются в блоке 9 для последовательной передачи по кабелю в камерную головку [89].

Основная МПС управляет отдельными устройствами в блоке ошибок 7, осуществляя необходимую коммутацию сигналов ос­ новных цветов м сигналов ошибок для передачи последних по

измерения на растре; управляет работой блока кодирования 9; вырабатывает адреса точек коррекции на растре в процессе из­ мерения, которые затем направляет в камерную головку через блок 9 [89].

В целом основная МПС управляет процессом измерения иска­ жений, формирует цифровые данные об этих искажениях и нап­ равляет их в камерную головку. Переданные по кабелю данные декодируются в блоке 6 и подводятся к МП системе камерной головки, в которую входит ЗУ, где накапливаются приходящие данные управления камерной головкой и информация об иска­ жении гамма-характеристики.

Данные о геометрических искажениях и шейдинге накапли­ ваются в ЗУ, входящем в состав блока корректора 4. В этом блоке формируются сигналы коррекции по вертикали и горизон­ тали геометрических искажений трех растров по вертикали и горизонтали и сигналы коррекции шейдинга по белому и по чер­ ному для видеосигналов E R , E G, Е в. Система 5 обеспечивает уп­ равление отдельными устройствами блоков 4 и 6 и запрашивает цифровые данные геометрических искажений из ЗУ. Эти данные преобразуют в аналоговые сигналы коррекции ошибки в блоке 4 и через выходные каскады 3 подводят к передающим ТВ труб­ кам для коррекции геометрических искажений растров. Сигналы коррекции ошибки шейдинга вводятся прямо в блок обработки видеосигналов 2. Данные для гамма-коррекции передаются в блок 2 непосредственно из МП системы 5, которая и управляет про­ цессом гамма-коррекции [89].

. Необходимая для коррекции ошибок информация формирует­ ся заранее, до ТВ передачи. На мишени передающих ТВ трубок камеры оптическим способом проецируют тест-изображение, со­ стоящее из черных и белых прямоугольников («шахматное по­ ле») с отдельными горизонтальными рядами серого поля для гамма-коррекции. Активную часть кадра ТВ изображения С4 де­

Тест-изображение создает также исходные сигналы красного, зеленого и синего цветов. Видеосигнал «зеленого» канала срав­ нивают с видеосигналом «красного» и «синего» каналов, растры

135

которых после этого также корректируют. Последовательность и процесс измерения задаются МПС 8.

Сформированные в блоке 7 данные пересылаются в камер­ ную головку и собираются в ЗУ блоков 5 и 4. При работе ка­ меры' эти данные используются камерной головкой для коррек­ ции всех искажений независимо от устройства измерения оши­ бок [89].

Адрес точки измерения на ТВ растре вырабатывается МПС 8 согласованно с разверткой. В соответствии с этими адресами МП система 5 камерной головки запрашивает данные из ЗУ блока 4. Затем эти данные поступают к цепям коррекции растровых иска­ жений передающих трубок.

При необходимости оператор ТВ камеры может корректиро­ вать данные ошибок, хранящиеся в ЗУ, для уточнения значений этих данных при каких-либо изменениях в условиях работы ка­ меры. Для этого МП система камерной головки берет адрес не­ которой точки на растре, запрашивает предшествующие данные о значении ошибки в этой точке растра из ЗУ блока 4, берет те­ кущие данные ошибок, которые вырабатываются устройством измерения ошибок растра. После этого МП система сравнивает данные и заносит их в ЗУ блока 4. Новые данные после уточнения можно использовать для коррекции ошибок растра в ТВ пере­ дающих трубках. Для . взаимодействия системы автоматики и опе­ ратора ТВ камеры предназначен пульт управления 10 [89].

Система автоматической настройки реализована в малогаба­ ритной ТВ камере ВСС-20 фирмы «Ампекс» [95, 96]. В ней для автоматической коррекции пространственных искажений (геомет­ рических искажений растра и неточности совмещения), шейдинга, центровки, тока луча, компенсации светорассеяния и фокуси­ ровки применяются две МПС. Блок автоматической настройки позволяет автоматически настраивать до восьми камер. Автома­ тическая настройка ХВ камеры ВСС-20 основана на сравнении испытательного изображения, получаемого с электронной испы­ тательной таблицы и принимаемого за эталонные, и изображения, получаемого с испытательной таблицы, проецируемой на мише­ ни трубок встроенным в ТВ камеру диапроектором. Первая МПС в блоке автоматической настройки управляет обменом информа­ ции и команд, а также определяет поправочные коэффициенты, используемые для коррекции параметров ТВ камеры. Имеются также ПЗУ, предназначенное для хранения программы матема­ тического обеспечения, и ОЗУ для временного хранения измери­ тельной и корректирующей информации о каждой из восьми ка­ мер. Вторая МПС, находящаяся в камерной головке, предназна­ чена для изменения состояния ТВ камеры в соответствии с по­ ступающими командами или при изменении оператором ТВ ка­ меры положений регулировочных органов на пульте настройки камеры. Эти изменения происходят также при обновлении ин­ формации в ЗУ в результате автоматической настройки [89].

136

Структурная схема блока автоматической настройки ТВ ка­ мер (до 8) ВСС-20 показана на рис. 5.13.

Проецируемая встроенным в объектив ТВ камеры диапроекто­ ром испытательная таблица состоит из 14 полос и 9 кружков. Кружки предназначены для предварительной грубой коррекции пространственных искажений, а также центровки регулировки тока луча, компенсации светорассеяния и фокусировки. Сравни­ вая координаты центров кружков обоих изображений, МПС в блоке автоматической настройки вычисляет поправочные коэф­ фициенты, которые подаются в камеру. После коррекции пара­ метры ТВ камеры вновь измеряют и, если значения параметров не совпадут с эталонными, проводится еще один цикл коррекции. После грубой коррекции в девяти участках растра (с точностью 125 нс по горизонтали и одна строка по вертикали) проводят точ­ ную настройку ТВ камеры по вертикальным переходам в поло­ сах испытательной таблицы до тех пор, пока точность совмеще­ ния цветоделенных изображений не составит 0,05% высоты изоб-

п у л ь т у п р авлен и я

ражения в 182 участках растра. Высокая точность совмещения обеспечива­ ется тактовой частотой 8 МГц, коррекцией эф­ фектов ореола и шейдинга, а также повторным выделением сигналов. На экран видеоконтрольногоустройства выводится световая индикация о том, какие из восьми камер настраиваются, о ха­ рактере неисправностей в

Микропроцессор, встроенный в ручку однотрубочной бытовой переносной ТВ камеры CVC75N фирмы «Саба», позволяет вво­ дить в изображение титры и даты, управлять всеми функциями лентопротяжного механизма, подключаемого к камере видеомаг­ нитофона. Этот 8-битовый микропроцессор разделяется на сле­ дующие основные функциональные узлы: клавишную панель и центральный микропроцессор [97].

Клавишная панель, соединенная с матрицей, анализирует по­ ступающие команды. При нажатии на клавишу осуществляется связь четырех выходов (4 бита) с четырьмя входами (4 бита) центрального МП через матричный коммутатор, как это показа­ но на рис. 5.14.

Центральный МП выполняет следующие функции: прием и анализ команд с помощью матрицы 4 X 4 бита;

управление знакогенератором и подготовка данных (считывание/запись);

управление блоком ЗУ;

формирование ИКМ сигналов для дистанционного управления видеомагнитофоном.

Блок ЗУ дат и титров содержит до восьми страниц текста,, которые в любой момент могут быть введены в видеосигнал. Знакогенератор и видеоблок формируют сигналы титров и дат.. В видеосигнал можно ввести до восьми страниц объемом 60 зна­ ков (12 рядов и 5 колонок) каждая с помощью 43 различных знаков (буквы, цифры, знаки препинания). Преобразователь сиг»

138