Телекоммуникация технологиялари факультети

780...605	605...590	590... 560	560... 500	500...470	470...430
430...380
Ранг	Қизил	Оловранг	Сариқ	Яшил	Мовий	Кўк	Сиёхранг

Нурланиш бу энергиянинг манбадан танага кўчиши хисобланади. Нурланишнинг миқдорий ўлчами энергиянинг ёруғлигини, қуввати эса энергия ёруғлигининг кўчишини ташкил қилиб, вақт бирлигида кўчадиган нурланиш энергияси Ф нурланиш оқими деб аталади, бунда бирлик ватт (Вт) хисобланади. Энергия ёруғлигининг соғлом кўзлардаги ёруғликни сезувчи элементига таъсир даражасини ўрганиш учун кўзларнинг ёруғликни идрок қилиш ўзига хосликларини хисобга олиш лозим. 1924 йилда ЁХК (ёритилиш бўйича халқаро комиссия)нинг маълумотларида аниқланишича, кўзларга таъсир кўрсатиб, ундан келиб чиқадиган электроиагнит нурланиш ёруғлик деб аталган. F нинг ёруғлик оқими кўзнинг спектрал ёруғлик таъсирчанлиги, яъни кўзнинг стандарт нисбий кўрувчанлиги орқали Ф нинг нурли оқими билан боғланади V(X).

7.1- расм. Кўзнинг стандарт нисбий кўрувчанлиги


( (7.1)
Кўзнинг стандарт нисбий кўрувчанлиги катта миқдордаги кузатувчилардан олинган экспериментал маълумотларни умумлаштиришдан олинган. V_m, коэффициенти λ = 555 нм сигнал узунлиги билан қийшиқ стандарт нисбий кўрувчанлик нинг максимал даражаси хисобланади, у ёруғлик ва нурланувчи оқимлар ўртасида миқдорий алоқа ўрнатади. Натижада шундай аниқ ўлчам ўрнатилдики, унга кўра λ = 555 нм сигнал узунлигига эга 1 Втли монохроматик нурланишнинг нурли оқими нормал ёритилганликдаги 683 лм ёруғлик оқимига тенг.
Келиб чиқадики, рангнинг тўлиқ характеристикасидан иборат рангли кўришнинг уч компонентлиги колометрик тизимда танланган учта рақам билан аниқланади, масалан A, B, C уч асосий ранг а', b', с' нинг модули хисобланади. Уч рақамнинг рангнинг тўлиқ характеристикаси учун зарурийлиги ва етарлилиги уни уч ўлчамли рангли майдон нуқтаси сифатида ёки координат бошидан шу нуқтага қадар ўтказилган вектор сифатида кўриш имконини беради. Агар A,B,C асосий рангларни A B C векторлари кўринишида ёзадиган бўлсак, у ҳолда ранглар тенглиги қуйидаги қуйидаги кўринишда ёзилади: D = a'A + b'B + c'C. Бунда ранглар тенглиги ABC координатлари тизимидаги а, b, с координатларга эга умумий D вектор билан аниқланади. Ранг майдонидаги ҳар бир нуқта координатлари координат ўқидаги ранг вектори проекциясига миқдорий тенг. Рангнинг барча векторларининг боши умумий нуқта 0 да жойлашган бўлиб, у барча ранглар майдонининг боши ҳисобланади ҳамда қора рангдан иборат.
Ранг векторлари жойлашган майдон рангли деб хисобланади. Рангли майдонда ранг векторларининг барчаси 2π дан кичикроқ жойни эгаллайди, акс ҳолда тақдим этиладиган векторларга эга икки рангнинг умумлашиши бошқа векторлар узунлигини қисқаришини келтириб чиқариши мумкин, яъни ёруғликнинг қўшилиши имуонсиз бўлиб қолади. Айтиб ўтилганларни 7.2- расмда кўриш мумкин, яъни уч асосий ранг A,B,C векторларига қурилган колориметрик тизимда монохроматик нурланишга эга ранглар векторини кўрсатиб берувчи конусли юза тасвирланган. Юза қавариқ шаклга эга бўлиб, бирорта спектрал ранг бошқа икки ранг аралашмасига эга эмас. Кўриниб турган спектр бир томондан қизил (λ = 700 нм), иккинчи томондан кўк (λ = 400 нм) ранг билан чегараланган, шунинг учун спектрал ранглар юзаси очиқ шаклда. Ранглар спектралга қараганда қанчалик тоза бўлса, монохрамик нурланишга эга ранг векторлари ва тоза қирмизи ранг тасвирланган конусли юза билан чегараланган ранг майдони чегарасида жойлашган барча ранг векторлари юзага келмайди. Реал ранг векторлари йўналишининг хаммасини реал ранглар конуси деб аташ қабул қилинган. Реал ранглар конусидан ташқарида жойлашган ранглар табиатда мавжуд бўлмаганлиги сабабли улар нореал ранглар деб юритилади. Ранг майдони кесишганда юза A,B,C ранли учбурчакни хосил қилади, бунда монохрамик нурланишнинг рангли координатлари спектрал локус деб аталган қийшиқ нуқталарда тасвирланади.



7.2- расм. Ранг майдони

Ўлчанган ранглар натижасини таққослаш фақат олдиндан тайёрланган асосий рангларга таянган ягона колориметрик тизимдагина амалга ошади. Масалан RGB тизими. У экспериментал тадқиқот олиб бориш учун жуда қулай, сабаби ундаги ранглар табиатда мавжуд бўлган реал ранглар хисобланади. Лекин RGBнинг қийшиқ аралашмасида мусбат ва манфий тармоқларнинг мавжудлиги ранг ўлчовчи асбоб – колориметрларни юзага келтиришда яхшигина қийинчиликлар туғдиради. RGB тизимнинг иккинчи камчилиги барча ранг компонентлари ёруғлигини аниқлашда хисоб китобнинг талаб этилиши хисобланади. Шунинг учун ЁХК томонидан 1931 йилда нореал рангларнинг нисбатан қулай тизими XYZ қабул қилинди. XYZ ранг майдони қуйидаги тенглама билан аниқланадиган умумий юза хисобланади:

X+Y+Z=1 (7.2)
Хамда улар кесилган координат ўқларида қуйидагича ажралиб туради: X=1, Y=1, Z=1
Умумий юзага эга координат юзасида кесишган чизиқлар охирги тенгтомонли учбурчакни хосил қилади, бунда X,Y,Z эса ранглилик координати бўлиб қолади. Тоза спектрал рангларнинг геометрик жойдаги ранглилик координати – қийшиқ хисобланиб, у умумий юзада ётади ва спектрал локус деб аталади. Ранглилик координатларидан бири қолган иккитасига боғлиқ бўлганидек (X+Y+Z=1), ранглиликни аниқлаш учун хам иккита координат зарур бўлади, яъни X ваY. Шунда умумий юзадаги ранглилик диаграммасини лойихалайтуриб Z ўқидаги X ва Y юзасида ЁХКнинг маълум рангли диаграммасини қўлга киритиамиз. ЁХК нинг рангли графигини таҳлил қила туриб, қуйидагиларга алоҳида ахамият бериш лозим:

7.3- расм. XY ранглилик диаграммаси

1. Барча реал рангларнинг ранглилик координатлари спектрал локус ичида жойлашган бўлиб, X ва Y нинг мусбат белгиларида аниқланади.

2. Энергетик оқ ранг Е X 0 Y учбурчагининг оғирлик марказида ётади. Унинг ранглилик координатлари х = 1/3, у=1/3.
3. Қўшимча ранглар Е нуқтасидан қийшиқ спектрал ранглар билан ўтувчи тўғри чизиқ билан кесилган қисмда ётади.
4. Икки ранг аралашмаси аралашаётган рангларни бирлаштириб турувчи текис чизиқда жойлашган нуқтада акс этади.
5. Учта рангнинг аралашмаси учбурчакнинг юқори қисмида аралаштирилиб кўрсатилган ранглардаги нуқтада акс этади.
Кўриниб турган ёруғлик спектридаги ранглар мувофиқлиги ёритилиш манбаига боғлиқ холда ўзгаради. Ёритилишнинг спектрал таркибидаги тасвирда кўпинча рангли ҳарорат белгиланади. Рангли харорат (РХ) спектрофотомутрик ёки кориметрик харорат бўлиб, у ёки бу манба нурланишини узлуксиз спектрнинг оптик диапазонидаги сигнал узунлиги ўзгариши билан нурланиш интенсивлиги йўналишини акс эттирадиган параметр хисобланади. Ранглилик харорати мутлақ қора хароратга эга бўлиб, бунда у кўриб чиқилаётган интервалда интенсивликнинг нисбий бўлинишидагидек манбада сигнал узунлигига эга. Ранглилик харорати манба нурланишида маълум ранг нурланишини нисбий хиссасига эга, яъни манбанинг кўринувчи ранги кельвинда (К) намоён бўлади. Масалан, 5500ºК рангли харорат тушлик вақтидаги ёруғ бўлмаган таббий кундузги ёруғликка тенг. Чўғланма лампалар одатда 2700ºК рангли харортага эга бўлади.
RGB сигналлари рангни аддитив синтези учун асосий ранглар саналади. Кичик RGB элементларидан телевизион экран хосил бўлади. Лекин рангли телекўрсатувлар учун RGB тшлқинлар танланмаган эди. Уларнинг ўрнига бутун тизим асосида ёруғлик сигналини етказиб берувчи E'_Y ҳамда рангбаранг сигналлар E'_R-Y ва E'B-Y ётар эди. E'R E'G E'B ва E'_Y E'_R-Y E'_B-Y сигналлари матрицада бирдек ўзаро боғлиқ (тенглик тизими). У қуйидаги кўринишга эга:
7.2- жадвал

	E'r	E'g	E'b
E'y	0,299	0,587	0,114
E'r-y	0,701	-0,587	-0,114
E'b-y	-0,299	-0,587	-0,114

Хўш нима учун телевизион соҳада ишлайдиган ишчиларнинг бирортаси ҳам табиий йўлдан бориб, RGBнинг асосий рангларидан сигнал беришни бошламади? Бунинг бир нечта сабаблари бўлса ҳам улардан иккитаси асосий ҳисобланади.

- биринчидан рангли телевидениянинг оқ-қора телевидения асослари билан ўлган боғлиқлиги йўқолиб кетмасилиги лозим эди, сабаби оқ-қор тасвирни ранглида кўриш норма ҳисобланади;
- иккинчидан рангли телевидения тизими трансляция учун оқ-қора телевидения частотасидан кўп частота талаб қилмаслиги лозим эди.
Видеосигнал йўналишини кенгайтирмасдан туриб ранг ахборотини қўшган холда узатишга қандай эришилди? Бу мумкинми? Очиғини айтганда йўқ. Телевидениянинг хар бир тизими ёрқинлик ва ранглиликни етказиб беришда оз ёки кўп сиқдорда бир бирига йўл очиб беради. Маълумки, ПЦТС ёрқинлик ва ранглилик ахборотларини етказиб бериши керак. Лекин рангбаранг сигналларни киритиш учун E'Y, E'R-Y ва E'B-Yларни қўшадиган бўлсак,кейин уларни ажратиш имкони бўлмай қолади. Бунда асосий вазифа – ортиқча аралашувсиз ёрқинлик ва ранглиликни қўшиш ва ажрата олишдир. Лекин қайси белгига кўра видеосигналдан ёрқинлик ва ранглиликни ажрата олиш мумкин?
Бу масалани ечишда асосан инсон кўра олиш қобилиятидан фойдаланилди. Маълум бўлдики, инсон кўзининг таркибидаги таёқчалар ёрқинликни ва колбачалар эса рангни қабул қилар экан. Бунда таёқчаларнинг сони колбачаларга қараганда анча кўп. Яъни агар узатилаётган тасвирда ёрқинлик нормада бўлиб, ранглилик “чаплашиб” кетса, одам кўзи ёрқинликни яхши қабул қила олади, “чаплашиб” кетган ранглиликни эса сезмайди.

7.4- расм. ЁХКнинг ранглилик диаграммасида асосий рангларни узатиш учбурчагим

Шундай қилиб, ёрқинлик сигналларини E'Y аниқ ва ранглилик сигналларини E'R-Y, E'B “хирароқ” етказиб берилса, бундан тасвир бузилмайди, тўғрироғи, одам кўзи буни фарқламайди. Узатилаётган тасвир аниқлигига камроқ зарар етказиш учун рангбаранг сигналларни узатишда ёрқинлик сигнали спектрининг юқори частотасидан фойдланишга қарор қилинди. Махсус режектор фильтри танлангна частотадаги ёрқинлик сигналини сустлаштириб, унинг частотали характеристикасида “тирқиш” пайдо қилади. Махсус адабиётларда бундай фильтрлар кўпинча “notch” деб юритилади, у инглиз тилидан таржима қилинганда “чуқурча” деган маънони англатади. Рангбаранг сигналлар уларнинг спектрини чагаралайдиган паст частотали фильтрларга тушади сўнг, номодулиятор частотали диапазоКТинг орқа соҳасида аралаштиради, ундан кейин эса олдиндан тайёрлаб қўйилган “тирқиш”даги аралаштиргич билан ёрқинлик сигнали спектрига келиб тушади. Ёрқинлик сигналини кесиб ташлашнинг юқорида кўрсатиб ўтилган усули, НЧ-рангли сигналларни фильтрлаш ва модуллаш ҳамда ёрқинлик ва ранглилик сигналларин қўшиш Барча рангли телевидения тизими учун бирдек хисобланади.

Рангли объект хақидаги тўлиқ телевизион ахборот учта сигнал ёрдамида узатилади: ёрқинлик сигнали E'Y ва ранглилик сигнали E'R-Y, E'B-Y, улар кўрсатувни биринчи ранг сигналлари хисобланади. Рангбаранг сигналлар кўпинча рангллик сигнали деб юритилиб, у ёрқинлик хақидаги ахборотлардан бутунлай мустасно эмас. E'R-Y, E'B-Y сигналининг белгиси E'Y ёрқинлик сигнали белгисига боғлиқ. Хақиқий ранглилик сигнали рангбаранг тўлинлар белгисининг нисбийлигидир:
E'R-Y /E'Y; ва E'B-Y / E'Y
Улар ёрқинликга боғлиқ бўлмаганлиги учун ҳам ЁХКнинг ранглилик диаграммасида акс этган. ЁХКнинг ранглилик диаграммасида асосий рангларни узатиш учбурчаги 4 расмда кўрсатиб ўтилган. Дастлабки ранглар E'R-Y ва E'B-Y Х ўқи билан кесишган R₀ ва В₀ нуқталарида ётади, учбурчак иккала томонининг давоми эса асосий ранглар приёмниги бўлган GR ва GBда ётади. Дастлабки рангларни узатувчи учбурчакнинг учинчи нуқтаси E'Y нуқтаси бўлиб, иккала рангбаранг сигналлар нолга тенг бўлган интенсив оқ ранг Dга мувофиқ келади. RoY ва В₀У тўғри чизиқлари кодлаштириш ўқлари дейилади. Учбурчак ичида мавжуд бўлган R₀YB₀ ранглар E'R-Y ва E'B-Y сигналларнинг мусбат белгилари билан узатилади. Учбурчак ташқарисидаги ранглилик диаграммасида жойлашган ранглар R₀YB₀ бир ёки икки рангбаранг тўлқиКТинг манфий белгисида узатилади. Шу йўл билан E'_R, E'_G, E'_B асосий ранглар учбурчаги ичидаги рангларни кўрсатиб беришга зарур бўлган барча ахборотлар кўрсатувнинг дастлабки рангларида E'_Y, E'_R-Y ва E'_B-Y мавжуд бўлади.
E'_Y, E'_R-Y и E'_B-Y (7.3)