Wynikiem procesu analizy jest sygnał elektryczny, będący odwzorowaniem rozkładu świateł wzdłuż kolejnych linii wybierania. Sygnał ten nosi nazwę sygnału obrazu i stanowi podstawowy (pierwotny) sygnał w telewizyjnych torach transmisyjnych. Jest on nieprzemienny (tj. zawsze dodatni albo zawsze ujemny), a jego wartości chwilowe zawierają się między dwoma poziomami, odpowiadającymi luminancjom w obrazie: maksymalnej (tzw. poziom bieli) i minimalnej (tzw. poziom czerni).
Sygnał luminancji i sygnały obrazu barwy podstawowej:
Uzyskiwane podczas procesu analizy wartości chwilowe sygnału obrazu w istotny sposób zależą od tego, w jaki sposób przetwornik reaguje na promieniowanie o różnej długości fali. Jeżeli zmiany jego czułości przetwarzania w funkcji fali, określane charakterystyką czułości widmowej, są identyczne jak oka ludzkiego, to uzyskiwany na wyjściu analizatora sygnał obrazu nosi nazwę sygnału Iuminancji. Tory telewizyjne przesyłające wyłącznie ten sygnał – to telewizja "czarno-biała" lub monochromatyczna. Sygnał luminancji niesie informację tylko o jednym, ilościowym (energetycznym) parametrze przekazywanych świateł. Transmisja pełnej informacji o światłach musi uwzględniać także ich cechę jakościową, tj. barwę. Do jej określenia niezbędne są co najmniej dwa parametry, a więc do pełnej transmisji informacji o barwnym, płaskim obrazie świetlnym jest niezbędne wytworzenie co najmniej trzech, niezależnych sygnałów elektrycznych. Otrzymuje się je przez jednoczesną analizę przekazywanej sceny w trzech, różnych przedziałach widma promieniowania świetlnego – tj. analizę trójchromatyczną. Wypadkowe charakterystyki czułości widmowej poszczególnych torów analizy trójchromatycznej (uwzględniające ewentualną korekcję kolorymetryczną) muszą być proporcjonalne do charakterystyk składowych trójchromatycznych widmowych układu kolorymetrycznego syntezy. Każdy z trzech, niezależnych sygnałów obrazu, uzyskiwanych w wyniku analizy trójchromatycznej, nosi nazwę sygnału obrazu barwy podstawowej R, G lub B. Razem tworzą one trójskładnikowy sygnał obrazu.
Sygnały wygaszania:
Sygnały (impulsy) wygaszania służą do eliminacji tej części sygnału obrazu, która jest wytwarzana podczas powrotów linii i pola w przetwornikach toru. Sygnał wygaszania tworzą dwa ciągi impulsów prostokątnych (rys. 1) o wartości szczytowej większej lub równej poziomowi czerni sygnału obrazu. Ciągi te różnią się okresem powtarzania i czasem trwania impulsów. Ciąg o okresie równym czasowi wybierania jednej linii obrazu TH i krótkim czasie trwania impulsów (ok. 1/8 okresu wybierania linii) nazywa się impulsami wygaszania linii (poziomego) – są to impulsy występujące podczas powrotów linii. Ciąg o okresie równym czasowi wybierania pola TV i czasie trwania impulsów równym ok. 1/10 tego okresu to impulsy wygaszania pola (pionowego) – są to impulsy odpowiadające powrotom półobrazu. Czasy trwania obu składników całkowitego sygnału wygaszania są zazwyczaj dłuższe od rzeczywiście wymaganych przez współczesne przetworniki syntetyzujące. Zapewnia to – kosztem nieznacznego zmniejszenia powierzchni pola obrazowego – wygaszenie tych jego części, które odpowiadają początkowym fazom procesów analizy i syntezy. Fazy te są na ogół zniekształcane wskutek występowania stanów nieustalonych podczas formowania przebiegów adresujących (wybierających) przetwornik. Podczas trwania impulsu wygaszania pola, impulsy wygaszania linii nie są przesyłane.
Sygnał wizyjny:
Po zsumowaniu sygnałów obrazu i wygaszania wypadkowy przebieg, tzw. sygnał wizyjny przybiera wartości równe (rys. 1): – poziomowi impulsów wygaszania, podczas ich trwania; – wartości sygnału obrazu w pozostałych chwilach. Widoczna na rys. 1 różnica między poziomami szczytowym impulsów wygaszania i czerni sygnału obrazu, tzw. odstęp czerni (ang. lift), wynosi 0–4% wartości międzyszczytowej sygnału wizyjnego.
Rys. 1.
Sygnał synchronizacji:
Sygnał synchronizacji zapewnia powierzchniową zgodność procesów adresowania, zachodzących w obu przetwornikach toru telewizyjnego. W przypadku najczęściej obecnie spotykanej, liniowej analizy obrazów, do synchronizacji procesu syntezy wystarczy przesłanie informacji jedynie o początku lub końcu adresowania (wybierania) kolejnej linii i kolejnego półobrazu. W praktyce, dla uniknięcia dodatkowych strat sygnału obrazu, informację taką przesyła się podczas trwania impulsu wygaszania (linii lub pola). Dotyczy ona wówczas końca adresowania linii lub pola, a więc inaczej – początku powrotu czynnika wybierającego. Moment synchronizacji określają położenia czasowe przednich zboczy dwóch ciągów impulsów prostokątnych, z których jeden – o okresie TH – przekazuje informację o adresowaniu linii, natomiast drugi, o czasie powtarzania TV – informację o adresowaniu półobrazów. Pierwszy z nich nosi nazwę sygnału synchronizacji linii (poziomej), drugi zaś – sygnału synchronizacji pola (pionowej). Razem tworzą tzw. całkowity sygnał synchronizacji CSS, który zsumowany z sygnałem wizji daje w wyniku całkowity sygnał wizyjny CSW. Wartości szczytowe impulsów tworzących CSS są większe 4/3÷10/7 raza od poziomu impulsów wygaszania (rys. 2). Sygnał synchronizacji osiąga najwyższe wartości spośród wszystkich przebiegów wchodzących w skład CSW, określane nazwą poziomu synchronizacji. Poziom ten odpowiada, formalnie rzecz biorąc, luminancjom ujemnym, a więc (podobnie jak w przypadku sygnału wygaszania) – tzw. podczerni. Dzięki tej właściwości, sygnały synchronizacji nie są odtwarzane przez przetwornik syntetyzujący (nie zakłócają procesu syntezy obrazu), a także mogą być wydzielane z CSW za pomocą prostej dyskryminacji amplitudowej (rys. 2).
Rys. 2.
Rozróżnienie składników CSS:
Rozróżnienie składników całkowitego sygnału synchronizacji może mieć charakter amplitudowy bądź czasowy. Przy rozróżnieniu amplitudowym czasy trwania impulsów obu ciągów są jednakowe, różnią się one natomiast poziomami. Ich rozdział w zespole odbiorczym (tzw. separacja) wymaga więc zastosowania zespołu komparatorów poziomów. Przy rozróżnieniu czasowym wartość międzyszczytowa obu sygnałów pozostaje stała, natomiast czas trwania impulsu synchronizacji pola tsV jest znacznie dłuższy od czasu trwania impulsu synchronizacji linii tsH (rys. 3). Pozwala to na ich separację za pomocą prostych, biernych układów RC (rys. 3), przy czym będzie ona tym lepsza, im tsV /tsH jest większe.
Rys. 3.
Sygnał CSS w otoczeniu impulsu synchronizacji pola:
Zaprezentowana na rys. 3 podstawowa postać CSS znajduje zastosowanie jedynie w prostszych systemach telewizji nieprogramowej, o niskich parametrach użytkowych. Występują w niej bowiem dwa, niekorzystne dla procesu syntezy przekazywanego obrazu, zjawiska: – zanik impulsów synchronizacji linii podczas przesyłania impulsu synchronizacji pola (im czas trwania tego impulsu tsV jest dłuższy, tym łatwiejsza jest jego separacja, stąd zazwyczaj tsV = 2÷3 TH), – różny dla każdego kolejnego półobrazu przedział czasu, oddzielający ostatni (w danym półobrazie) impuls synchronizacji linii od przedniego zbocza impulsu synchronizacji pola. Powyższym zakłóceniom procesu syntezy można zapobiec przez nieznaczną modyfikację sygnału synchronizacji linii w bezpośrednim otoczeniu impulsu synchronizacji pola – rys. 4. Impulsy synchronizacji linii w otoczeniu impulsu synchronizacji pola zastępuje się ciągiem przebiegów prostokątnych o dwukrotnie (w stosunku do SH) krótszych czasach trwania i powtarzania, dzięki czemu sekwencja przebiegów w okolicy obu zboczy impulsów synchronizacji pola jest dla obu półobrazów ta sama.
Rys. 4.
Zasada odpowiedniości:
Zgodnie z zasadą odpowiedniości przekaz informacji o obrazach kolorowych powinien być możliwy do odtworzenia za pomocą standardowych urządzeń telewizji monochromatycznej (oczywiście w postaci obrazów monochromatycznych) i odwrotnie: transmisja monochromatyczna (informacja tylko o rozkładzie luminancji) – za pomocą standardowych urządzeń telewizji kolorowej.
Sygnały transmisyjne - sygnał luminancji i sygnały różnicowe:
Każdy z sygnałów obrazów barw podstawowych niesie uwikłaną informację o wszystkich cechach przekazywanych świateł. Powoduje to znaczną wrażliwość tych sygnałów na zakłócenia i zniekształcenia transmisyjne. Z tego powodu sygnały obrazu barw podstawowych są przekształcane w inne postaci, bardziej dogodne do przesyłania w rzeczywistych torach telekomunikacyjnych. Tak zmienione sygnały noszą nazwę sygnałów transmisyjnych. Dodatkową przesłanką przemawiającą za zmianą postaci sygnałów przekazywanych w torze telewizyjnym jest konieczność spełnienia zasady odpowiedniości. Określone zasadą odpowiedniości ograniczenia sprawiają, że w systemach je spełniających jednym z sygnałów transmisyjnych jest po prostu sygnał luminancji Y. Ten właśnie sygnał, wyłącznie przetwarzany w torach telewizji monochromatycznej, umożliwia prawidłową syntezę "odpowiedniościowego" obrazu monochromatycznego. Sygnał luminancji może być uzyskiwany na wyjściu osobnego, monochromatycznego analizatora obrazu (typowy sposób w torach telewizji monochromatycznej) lub przez liniowe sumowanie sygnałów obrazów barw podstawowych w następujących proporcjach (słusznych dla aktualnie eksploatowanych standardów):
uY = 0,299·uR + 0,587·uG + 0,114 uB
Przekazywanie pełnej informacji o właściwościach energetycznych świateł (tj. o ich luminancji) za pomocą sygnału uY umożliwia "usunięcie" tej informacji z sygnałow barw podstawowych. Dokonuje się tego przez odjęcie od nich luminancji uY. Od tej operacji uzyskiwane przebiegi (oznaczane umownie jako: uR-Y, uG-Y, uB-Y) noszą nazwę sygnałów różnicowych. Zawierają one informację wyłącznie o zabarwieniu przekazywanych świateł, co stwarza możliwość znacznego zawężenia ich pasma (w stosunku do sygnału luminancji). Każdy z sygnałów różnicowych można odtworzyć za pomocą dwóch pozostałych. Oznacza to, że jeden z nich w telewizji programowej, uG-Y (o najmniejszych, statystycznie rzecz biorąc, wartościach) może być pominięty w procesie transmisji. Ostatecznie zatem komplet sygnałów transmisyjnych stanowią: – sygnały luminancji uY o pełnym, przewidzianym wymaganiami standardu paśmie; – sygnały różnicowe uR-Y i uB-Y o paśmie wyraźnie zawężonym w odniesieniu do pasma sygnału uY.
Sygnał obrazu:
