Рабочая программа науки утверждена постановлением Совета Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий от 30 августа 2022 года №1

6.2. Малокадровые ТВ системы
Малокадровые телевизионные системы получили широкое распространение в качестве средств наблюдения за земной поверхностью с космических и атмосферных ЛА. Малокадровые системы используются также в видеотелефонах и системах технического зрения. Для уяснения преимуществ малокадрового метода передачи изображений напомним, что обычная многокадровая система обладает огромной пропускной способностью: при 5∙10⁵ элементах изображения и 10 градациях яркости, которые может принять каждый элемент, количество информации, передаваемое за 0,04 с (время одного кадра), составляет N = 5∙10⁵log₂10 дв. ед. Такое количество информации, которое не может быть воспринято зрительным анализатором за столь малый промежуток времени, поскольку пропускная способность зрения в сотни тысяч раз меньше, передается только для того, чтобы создать иллюзию слитности движения наблюдаемых объектов и устранить мелькание воспроизводимых изображений. Если отказаться от этих требований, можно за счет увеличения времени передачи кадра намного сократить пропускную способность системы, уменьшив полосу пропускаемых видео- и радиотрактом частот и одновременно повысив помехоустойчивость системы. При этом устраняется сильная в многокадровых системах межкадровая корреляционная связь.
Таким образом, сущность малокадрового метода заключается в накоплении и передаче только тех изображений, которые существенно различаются по смысловому содержанию. Пример передачи изображений в малокадровые системы иллюстрирован рис. 6.3.

Рис.6.3. Принцип наблюдения за земной поверхность с помощбю малокадровой ТВ системы.

Поступательно движущийся носитель (самолет, вертолет) просматривает земную поверхность последовательно расположенными участками, величина которых в направлении движения l=VT, где V – скорость движения носителя, Т – период экспонирования фотопреобразователя, равный времени передачи одного кадра. Время экспонирования фотопреобразователя t_э выбирается таким, чтобы скоростное смазывание изображения, ухудшающее его качество, не превышало определенных, наперед заданных, пределов. Таким образом, при заданной площади захвата наблюдаемой поверхности частота смены кадров должна однозначно определяться скоростью движения носителя. Воспроизведение передаваемых изображений осуществляется на кинескопе с длительным послесвечением или с помощью специального устройства памяти.

Для обеспечения безпропускного режима работы рассмотренной системы удобно использовать вариообъектив. В случае изменения высоты полета h (рис. 6.3) необходимо для поддержания постоянства величины L изменять фокусное расстояние вариообъектива f′ в соответствии с формулой f′=dh/l, где d - размер фоточувствительной поверхности фотопреобразователя. Эта регулировка осуществляется автоматически с помощью управляющего напряжения, связанного с изменяющимся расстоянием h.
Если кроме высоты может изменяться также и скорость полета носителя, то для поддержания постоянства размера наблюдаемого поверхности L необходимо прибегнуть к изменению частоты экспонирования фотопреобразователя F_э, поскольку L = V/ F_э.
Автоподстройка величин f′ и F_э, осуществляется с помощью специального блока управления, алгоритм функционирования которого зависит от возможности изменять частоту экспонирования плавно или дискретно. Если пределы изменения частоты экспонирования ограничены, что характерно для многих активных систем, а скорость V становится чрезмерной, то для обеспечения беспропускного режима наблюдения приходится увеличивать размер участка L, уменьшая при этом масштаб изображения. Очевидно, что эта операция осуществляется путем уменьшения фокусного расстояния f′.
Таким образом, малокадровая система относится к разряду узкополосных систем с покадровым накоплением и разделенными процессами записи и считывания: информации, т.е. накоплением и коммутацией потенциального рельефа в передающей трубке. Для реализации этого режима используются как специальные видиконы, способные удерживать зарядный рельеф на все время его коммутации, тик и матричные ПЗС.
Малокадровый метод передачи изображений был осуществлен в целях получения снимков Луны и Марса, а также облачного покрова Земли. На рис. 6.4. представлена структурная схема телевизионной аппаратуры, установленной на метеорологических спутниках системы «Meтеор». В системе, предназначенной для регистрации облачного покрова на освещенной стороне Земли, используются две передающие камеры на видиконах с памятью, обеспечивающие работу системы в малокадровом режиме. Полный цикл работы передающей трубки 60 с: время экспонирования 0,025-0,04 с, время считывания информации 10 с и время подготовки (стирания остаточного потенциального рельефа) 50 с. Полоса частот видеотракта 15 кГц, рабочий диапазон экспозиции 0,6- 8лк·с.

Рис. 6.4. Структурная схема телевизионной аппаратуры, установленной на метеорологических спутниках системы «Meтеор.

Обе камеры снабжены объективами с фокусным расстоянием 16 мм и относительным отверстием 1:3. Оптические оси камер наклонены друг к другу под углом 19°, что обеспечивает перекрытие системой в целом угла зрения 76º. Для расширения динамического диапазона передаваемых яркостей осуществляется регулировка диафрагмы каждого объектива. Эта операция производится по команде с Земли или от специального блока программного управления, связанного с датчиком положения Солнца. Блок управления предназначен также для сбора телеметрической информации о состоянии всех основных блоков телевизионной аппаратуры. Эта информация затем записывается на магнитофон и передается на Землю одновременно с видеосигналом.

Видеосигналы с выхода передающих камер поступают через коммутатор в линейный усилитель, где производится замешивание служебных сигналов, в том числе кодовых посылок о номере каждой пары изображений, гасящих и синхронизирующих импульсов. Поскольку передача на Землю информации производится только тогда, когда ИСЗ находится в зоне прямой радиовидимости, в состав аппаратуры включено устройство видеозаписи (видеомагнитофон), управляемое программным блоком. Для уменьшения времени сеанса связи считывание информации с магнитной ленты производится в четыре раза быстрее, чем запись. Считанный сигнал поступает для частотной коррекции в устройство формирования и затем в передатчик мощностью 15 Вт. Принятые на наземном пункте изображения фотографируются с экрана видеоконтрольного устройства. Разрешающая способность телевизионной аппаратуры позволяет различать участки на Земле размером 1,2 км.