Организация процесса производства цифрового телевиденья
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Другое направление использования цифровой техники, характерное для первого этапа развития цифрового телевидения - введение цифровых блоков в телевизионные приемники с целью повышения качества изображения или расширения функциональных возможностей. Примерами таких блоков могут служить цифровые фильтры для разделения яркостных и цветоразностных сигналов, для уменьшения влияния шумов на изображение и для подавления эхо-сигналов. Широко известны также устройства для реализации функций стоп-кадр и кадр в кадре, декодирования и воспроизведения на экране дополнительной информации, передаваемой по системе Телетекст и т.д.
Второй этап развития цифрового телевидения - создание гибридных аналогово-цифровых телевизионных систем с параметрами, отличающимися от принятых в обычных стандартах телевидения. Можно выделить два основных направления изменений телевизионного стандарта: переход от одновременной передачи яркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передаче и увеличение числа строк в кадре и элементов изображения в строке. Примерами гибридных телевизионных систем могут служить японская система телевидения высокой четкости MUSE и западноевропейские системы семейства MAC.
Третьим этапом развития цифрового телевидения можно считать создание полностью цифровых телевизионных систем.
Первые предложения по полностью цифровым системам телевидения появились в 1990 году в Европе. В основе этих проектов лежали достижения в методах и технике эффективного кодирования и сжатии изображений. В мае 1993 года четыре группы компаний и исследовательских организаций, представлявших близкие по существу проекты, объединились в Grande Alliance и в дальнейшем представляли единый проект.
Результаты всех исследований, проведенных с 1990 года по 2007, нашли отражение в нескольких стандартах. Обозначим наиболее важные из них.
Для сжатия неподвижных изображений широко используется стандарт JPEG.
Методы сжатия движущихся изображений и сигналов звукового сопровождения описаны в стандартах MPEG-1 и MPEG-2. В настоящее время системы цифрового телевидения, основанные на сжатии телевизионных сигналов по стандарту MPEG-2, быстро распространяются во многих странах. При этом в первую очередь решается задача значительного увеличения количества передаваемых программ телевидения обычного расширения, так как это дает быстрый коммерческий эффект.
В Европе уже в 1993 году был принят проект DVB (Digital Video Broadcasting), в работах по которому приняло участие более 130 фирм и научно-исследовательских организаций разных стран. В развитых странах поставлен вопрос о прекращении в первом десятилетии 21 века аналогового телевизионного вещания.
Рассмотрим метод передачи данных в стандартной цифровой телевизионной системе с технической стороны.
Во-первых, отметим, что цифровой сигнал - это дискретный сигнал, представленный в форме значений, выбранных в отдельные моменты времени. Во-вторых, это квантовый сигнал. И, в-третьих, цифровой сигнал в своей окончательной форме представляет собой символьное представление дискретных по времени, квантовых значений.
Цифровой телевизионный сигнал получается из аналогового телевизионного сигнала путем преобразования его в цифровую форму. Это преобразование включает следующие три операции [3].
. Дискретизацию во времени, т.е. замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала.
. Квантование по уровню, заключающееся в округлении значения каждого отсчета до ближайшего уровня квантования. Фиксированные уровни, к которым привязываются отсчеты, называются уровнями квантования.
Дискретизированный и квантовый сигнал уже является цифровым.
. Для увеличения помехозащищенности сигнала его лучше преобразовать в двоичную форму, при этом номер будет преобразован в кодовую комбинацию символов 0 или 1 (импульсно-кодовая модуляция). В результате кодирования (оцифровки) значение отсчета представляется в виде числа, соответствующего номеру полученного уровня квантования.
Все три операции выполняются в одном узле - аналого-цифровом преобразователе. Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый производится в устройстве, называемом цифро-аналоговым преобразователем.
Как мы уже сказали, цифровая информация передается в виде последовательности двоичных символов - единиц и нулей. В результате действия шумов и помех отдельные двоичные символы могут быть приняты с ошибкой. Например, если уровень импульсного шума выходит за допустимые пределы, то возникает распад изображения на квадраты. Шумы квантования проявляются в виде цветных узоров, на плавных перепадах яркостей и пр.
Причины возникновения ошибок [4]:
действие шума, проявляющегося во входных каскадах приемной аппаратуры,
индустриальные и атмосферные помехи,
помехи, создаваемые радиопередатчиками.
Способами повышения помехоустойчивости являются увеличение мощностей передатчика, увеличение усиления антенны, применение малошумящих усилителей в приемнике, помехоустойчивое кодирование. С помощью цифровой фильтрации в телевидении решаются задачи уменьшения влияния шумов и помех, разделение сигналов яркости и цветности, повышение субъективного качества изображения и т.д.
Система цифрового подавления шумов автоматически убирает все дефекты: эффект снега - черные и белые точки на экране, неравномерную яркость, размытость цветовых тонов и др.<