Телевизоры. 100-герцовая технология

Принцип "100-герцовой" технологии был разработан фирмами PHILIPS и SIEMENS. Он заключается в том, что каждый кадр телевизионного изображения воспроизводится на экране телевизора по 2 раза. В результате частота смены кадров на экране повышается вдвое, что практически полностью исключает мерцание телевизионного изображения. Устранение мерцаний экрана значительно уменьшает нагрузку на зрение, поэтому даже длительный просмотр телепрограмм на 100-Герцовых телевизорах почти не утомляет.

Для удвоения частоты кадров используется специальный блок преобразования частоты видеосигнала, которое осуществляется в цифровой форме. Упрощенно говоря, в 100-герцовых телевизорах сначала аналоговый сигнал при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) переводят в цифровую форму ("оцифровывают") и запоминают в микросхемах памяти. Затем этот видеосигнал дважды считывают, преобразовывают в аналоговую форму (при помощи ЦАП) и воспроизводят на экране телевизора. Естественно, что схемы разверток таких телевизоров должны успевать вдвое чаще "рисовать" "картинку" на экране телевизора.

КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИМЕЮТ 100-ГЕРЦОВЫЕ ТЕЛЕВИЗОРЫ ?
Наличие цифровой памяти видеосигнала позволяет реализовать в 100-герцовых телевизорах принципиально новые функции: "стоп-кадр", "стробирование" (дискретный показ различных фаз движения с частотой смены 1-3 кадра в секунду), "мультикадр " и "мультиэкран" (вывод на экран 9 или 12 изображений различных фаз движения или столько же изображений различных программ), цифровой "ZOOM"(увеличение части изображения ) и т.д.

Наличие в памяти сигналов нескольких полукадров позволяет осуществлять любую дополнительную цифровую обработку этих сигналов, что дает возможность существенно улучшить качество изображения. В частности, цифровая система шумоподавления Digital Noise Reduction (DNR) по специальному алгоритму "вычисляет" шумы и помехи, а затем и устраняет их. В результате работы схемы DNR качество цветного изображения эфирных передач и от видеомагнитофонов заметно повышается. Причем, хотя шумы, помехи и муары подавляются полностью, четкость самого телевизионного изображения практически не изменяется. В результате "картинка" на экране 100-герцового телевизора имеет высокую четкость, резкие цветовые переходы и абсолютно ровный и однородный цветовой фон на участках изображения с насыщенными цветами.

И, наконец, у них имеется еще один очень важный "козырь", который по мере развития технологий мультимедиа будет приобретать все большее значение. Удвоение частоты развертки и применение цифровой обработки сигнала позволяет легко реализовать в 100-герцовом телевизоре VGA-вход для подключения к нему персонального компьютера. Для этого в телевизор достаточно установить специальную плату сопряжения. В некоторых моделях (PHILIPS 32PW9763, SONY KV-32FD1) они уже имеются. После этого телевизор может "по совместительству" выступать в роли компьютерного монитора с огромным размером экрана. Чтобы убедиться в полезности этой функции достаточно поиграть на компьютере при таком подключении в "стрелялку" или "леталку" или воспроизвести на экране телевизора любой CD-ROM с красочными картинками.

КАКОВЫ ОСОБЕННОСТИ 100-ГЕРЦОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РАЗЛИЧНЫХ ФИРМ-ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ?
В зависимости от алгоритма преобразования видеосигнала применяют различные варианты 100 Гц технологий. PHILIPS В телевизорах фирмы являющейся безусловным лидером и "законодателем мод" в разработке 100-герцовых технологий сегодня используются две современные разновидности. В большинстве моделей применен алгоритм "100 Hz Digital Scan", а в самых "крутых" и "навороченных" - "100 Hz Natural Motion".

В первом реализована процедура повтора запомненных кадров, позволяющая устранить дрожание горизонтальных линий на изображении. Это дрожание хорошо заметно на экранах аналоговых телевизоров и является следствием черезстрочного характера растра, принятого во всех системах телевидения SECAM, PAL и NTSC. Полный кадр изображения при таком разложении состоит из двух полукадров из четных и нечетных строк растра. Тонкие горизонтальные линии воспроизводятся только в одном полукадре. В результате их периодического появления и пропадания на экране и наблюдается дрожание горизонтальных линий изображения. Если при удвоении частоты кадров просто воспроизвести по два раза сначала четные, а затем нечетные полукадры, то этот дефект не будет устранен. Фирма PHILIPS первой предложила чрезвычайно простой, но очень эффективный способ "лечения" этого недуга. В разработанной ею технологии "100 Hz Digital Scan" четные и нечетные полукадры по очереди воспроизводятся на экране телевизора с удвоенной частотой. В результате такого нехитрого приема полностью устраняется упомянутый дефект изображения и его качество резко повышается. Метод оказался столь эффективен, что сегодня используется практически во всех 100-Герцовых телевизорах другими фирмами-изготовителями.

Однако хотя алгоритм "100 Hz Digital Scan" обеспечивает полное подавление мерцаний и высокое качество неподвижных элементов "картинки", при воспроизведении быстродвижущихся объектов их изображение получается смазанным с заметными тенями, которые образуют своеобразный "шлейф" от движущегося предмета. Причина этого заключается в том, что за время воспроизведения запомненных полукадров движущийся объект успевает заметно переместиться по экрану. Поэтому при переходе с четного полукадра к нечетному на экране телевизора происходит "скачок" в местоположении движущегося предмета, что зрительно воспринимается как прерывистость фаз его движения. Для его устранения фирма PHILIPS для нового поколения " 100-Герцовых" телевизоров разработала модифицированный алгоритм -Natural Motion Digital Scan. В цифровой блок обработки видеосигнала телевизора, выполненного по этой технологии, включен дополнительный элемент -"детектор движения". Он выделяет движущиеся объекты изображения относительно неподвижного фона и вычисляет для них так называемые "векторы движения". На основании этих вычислений производится коррекция местоположения движущегося объекта на изображении запомненных полуполей, в результате чего фазы движения воспроизводятся гораздо естественнее и натуральнее. Схемная реализация алгоритма Natural Motion довольна сложна, так как требует применения специальных быстродействующих цифровых процессоров и больших массивов видеопамяти. Стоит ли удивляться, что телевизоры, в которых реализован этот самый совершенный на сегодня вариант "100-Герцовой технологии" и его аналоги других фирм-изготовителей, стоят весьма и весьма недешево. Однако и качество их изображения почти "потолочное": картинка на экране очень стабильна и естественна без малейших признаков дрожания и мелькания, при этом движущиеся объекты перемещаются, как и обещано, действительно очень "натурально".

Вслед за PHILIPS "100-Герцовые" телевизоры начали выпускать и другие фирмы-производители телевизоров.