Введение в специальность

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Телевизионные системы Кафедра телекоммуникационных систем пояснительная запИска Содержание дисциплины Тема 1.2. Общая структурная схема системы передачи Тема 1.3. Структурная схема аппаратно-студийного комплекса. основные этапы формирования полного ТВ сигнала Тема 1.4. Восприятие оптического изображения Тема 1.5. Параметры ТВ систем и согласование Тема 1.6. Влияние шумов и помех на ТВ изображение. Измерение отношения сигнал/шум Тема 3.2. необходимые условия для неискаженной передачи Тема 3.3. Структура приемной сети ТВ вещания Тема 3.4. Структурная схема телевизора Тема 3.5. Варианты построения тракта промежуточной частоты (ПЧ) изображения и звукового сопровождения Тема 3.6. повышение качества изображения и звукового Тема 4.2. Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ Тема 4.3. Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ Тема 4.4. Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ Тема 4.5. Кодирующее устройство системы ПАЛ Тема 4.6. деКодирующее устройство системы ПАЛ Тема 4.7. Кодирующее устройство системы СЕКАМ ... Полное содержание

Подобный материал:

• Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
• А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
• Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
• Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
• Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
• Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
• Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
• Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
• В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
• Введение в специальность, 1423.7kb.

Утверждена

УМО вузов Республики Беларусь

по образованию в области информатики

и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-004/тип.


ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ


Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности 1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составитель:

А.П. Ткаченко, заместитель заведующего кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук


Рецензенты:

М.А. Вилькоцкий, начальник лаборатории электромагнитных измерений Проектного и научно-исследовательского республиканского унитарного предприятия «Гипросвязь», доктор технических наук;

Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол № 5 от 07.03.2002 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 17 от 10.06.2002 г.);


Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 20.06.2002 г.)


Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности


Ответственный за редакцию: Н.А. Бебель

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

пояснительная запИска

Типовая программа по дисциплине «Телевизионные системы» («ТВС») разработана для студентов высших учебных заведений по специальности 1-45 01 01 Многоканальные системы телекоммуникаций. Она предусматривает чтение лекций и проведение лабораторных занятий.

Цель преподавания дисциплины - изучение математических моделей оптического изображения, методов преобразования его в телевизионный (ТВ) сигнал в процессе анализа и обратно ─ в процессе синтеза изображения; различных способов передачи аналоговых и цифровых сигналов звукового сопровождения и телевидения стандартной четкости (ТСЧ), повышенного качества (ТПК) и высокой четкости (ТВЧ) по радиоканалам и направляющим средам.

«Телевизионные системы» являются одной из специальных дисциплин, необходимых для подготовки инженеров по телекоммуникациям.

В результате изучения дисциплины «ТВС» студент должен:

знать:

• математическое описание оптических изображений, сигналов телевидения и звукового сопровождения;
  
• принципы построения и основные параметры аналоговых композитных и цифровых компонентных систем телевидения (ТСЧ, ТПК и ТВЧ);
  
• методы согласования параметров систем вещательного телевидения со свойствами зрения;
  
• системы распределения ТВ программ по радиоканалам и направляющим средам;
  
• организацию цифрового ТВ вещания;
  

уметь характеризовать физические процессы, происходящие при формировании, обработке, передаче приеме и хранении (консервации) сигналов в различных системах вещательного телевидения;

уметь анализировать:

• способы и системы передачи ТВ сигналов по каналам связи;
  
• причины искажений сигналов и изображений, пути их уменьшения до допустимых значений;
  

приобрести навыки:

• расчета основных параметров систем передачи ТВ сигналов;
  
• работы с ТВ аппаратурой, включая измерительную;
  
• применения теоретических знаний на практике при проектировании и эксплуатации ТВ систем.
  

Программа рассчитана на объем 128 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 96 часов, лабораторных работ – 32 часа (см. таблицу).


Таблица

№ п.п.	Наименование темы	Лекции, часов	Практические занятия, часов	Лабораторные занятия, часов	Всего
1	2	3	4	5	6
1.	Раздел 1. Теоретические основы телевизионных систем	14		12	26
1.1	Введение, цели и задачи дисциплины «ТВС»	2			2
1.2	Общая структурная схема системы передачи изображений	2
1.3	Структурная схема аппаратно-студийного комплекса. Основные этапы формирования полного ТВ сигнала	2		4	6
1.4	Восприятие оптического изображения	2			2
1.5	Параметры ТВ систем и согласование их с характеристиками зрения	2			2
1.6	Влияние шумов и помех на ТВ изображение	2		4	6
1.7	Пространственный, временной и трехмерный пространственно-временной спектр частот	2		4	6
2.	Раздел 2. Преобразователи "свет-сигнал" и "сигнал-свет"	6			6
2.1	Передающие ТВ трубки и камеры	2			2
2.2	Преобразование ТВ сигнала в оптическое изображение	2			2
2.3	Безвакуумные воспроизводящие устройства	2			2
3.	Раздел 3. Передача сигналов телевидения и звукового сопровождения по радиоканалам и направляющим средам	12		6	18
3.1	Классификация радиосистем передачи ТВ сигналов	2			2
3.2	Необходимые условия для неискаженной передачи методом АМ-ЧПОБП	2			2
3.3	Структура приемной сети ТВ вещания	2		2	4
3.4	Структурная схема телевизора	2		4	6
3.5	Варианты построения тракта промежуточной частоты (ПЧ) изображения и звукового сопровождения	2			2
3.6	Повышение качества изображения и звукового сопровождения	2			2

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6
4.	Раздел 4. Цветное телевидение (ЦТВ)	16		12	28
4.1	Трехкомпонентная теория цветового зрения	2			2
4.2	Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ	2		4	6
4.3	Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ	2			2
4.4	Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ	2			2
4.5	Кодирующее устройство системы ПАЛ	2		4	6
4.6	Декодирующее устройство системы ПАЛ	2			2
4.7	Кодирующее устройство системы СЕКАМ	2		4	6
4.8	Декодирующее устройство системы СЕКАМ	2			2
5	Раздел 5. Телевидения повышенного качества (ТПК). Передача дополнительной информации	6			6
5.1	Системы телевидения повышенного качества	2			2
5.2	Декодирующее устройство системы ТПК МАК	2			2
5.3	Передача дополнительной информации в составе ТВ сигнала	2			2
6.	Раздел 6. Цифровое телевидение	38		2	40
6.1	Цифровое представление ТВ сигнала	2			2
6.2	Статистические характеристики ТВ изображения и сигнала	2			2
6.3	Пропускная способность канала	2			2
6.4	Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала	2			2
6.5	Временное представление восстановленного по дискретным отсчетам сигнала	2			2
6.6	Квантование, т.е. дискретизация сигнала по уровням	2			2
6.7	Двоичное кодирование ТВ сигнала	2		2	4
6.8	Классификация методов сжатия ТВ сигнала	2			2
6.9	Кодирование ТВ изображений с предсказанием	2			2
6.10	Реализация цифровых методов кодирования видеоинформации	2			2

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6
6.11	Системы сжатия динамических изображений	2			2
6.12	Канальное кодирование	2			2
6.13	Организация цифрового ТВ вещания	2			2
7.	Раздел 7. Телевидение высокой четкости (ТВЧ)	8			8
7.1	Требования к системам ТВЧ	2			2
7.2	Методы передачи сигналов ТВЧ по каналам связи и распределения	2			2
7.3	Цифровые способы передачи сигналов ТВЧ	2			2
7.4	Применение ТВЧ	2			2
8.	Раздел 8. Методы записи ТВ сигналов на различные носители	4			4
8.1	Классификация методов записи ТВ сигналов	2			2
8.2	Цифровая магнитная видеозапись	2			2
9.	Раздел 9. Стереоскопическое телевидение	4			4
9.1	Общие принципы формирования, передачи и приема сигналов стереоцветного телевидения (СЦТВ)	2			2
9.2	Способы и устройства отображения	2			2

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Раздел 1. теоретические основы телевизионных

систем


Тема 1.1. Введение, цели и задачи дисциплины «ТВС»

Значение вещательного телевидения как широкополосной системы предоставления массовому потребителю разнообразных электронных услуг. Системы передачи изображений - телевизионные и факсимильные. Классификация систем вещательного телевидения: стандартной четкости (ТСЧ), повышенного качества (ТПК) и высокой четкости (ТВЧ); композитные (НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ) и компонентные (MAC, HDMAC, MUSE и системы ТВЧ); аналоговые и цифровые; кабельные (коаксиальные, волоконно-оптические) и по открытому пространству (наземного вещания; ММDS, MVDS, LMDS, MИТРИС и т.п.; спутниковые и радиорелейные). Прикладное телевидение и его особенности.


Тема 1.2. Общая структурная схема системы передачи

изображений

Построение оптического изображения. Математические модели изображения. Принцип последовательной передачи элементов изображения. Преобразование пространственно-временной информации − многомерного оптического изображения во временную последовательность в процессе развертки изображения при его анализе и обратно при синтезе на приемной стороне. Образование сигнала изображения на выходе преобразователя "свет-сигнал", уплотнение сигналов изображения, синхронизации и гашения для передачи по одному каналу связи. Механическая и электронная развертки изображения. Системы мгновенного действия и с накоплением энергии, их сравнение. Построение растра.


Тема 1.3. Структурная схема аппаратно-студийного комплекса. основные этапы формирования полного ТВ сигнала

Полярность сигнала. Особенность косвенной передачи информации о средней яркости изображения - постоянной составляющей ТВ сигнала. Синхронизация несинхронных источников ТВ сигналов.


Тема 1.4. Восприятие оптического изображения

Зрительная система как многоканальный приемник оптической информации и пространственно-временной ФНЧ. Спектр оптического изображения. Основные характеристики зрительной системы: динамический диапазон, адаптация и аккомодация, контрастная чувствительность, закон Вебера-Фехнера, количество воспринимаемых градаций яркости, разрешающая способность по пространству (острота зрения), пространственная частотно-контрастная характеристика. Временная разрешающая способность (инерционность зрения): слитность движения, критическая частота мельканий как функция яркости, размеров деталей изображения, цвета и т.д. Дискретизация изображения по времени (в кино и телевидении) и по вертикали (в телевидении) и связанные с ней искажения по аналогии с дискретизацией электрического сигнала. Относительная чувствительность зрения (кривая видности) и разрешающая способность к цветным деталям.


Тема 1.5. Параметры ТВ систем и согласование

их с характеристиками зрения

Выбор и обоснование числа строк разложения, частоты кадров, разрешающей способности, формата передаваемого изображения, спектрального состава излучения в цветном телевидении и отношения сигнал/шум для ТСЧ, ТПК и ТВЧ.

Основные параметры ТВ изображения: световые ─ яркость, число воспроизводимых градаций яркости, четкость (яркостная и цветовая) в горизонтальном и вертикальном направлениях и ее составляющие (резкость, детальность и воспроизведение чередующихся структур), правильность цветопередачи; растровые - геометрическое подобие изображения оригиналу (геометрические и нелинейные искажения), размер и формат воспроизводимого изображения, стабильность положения изображения (устойчивость синхронизации).


Тема 1.6. Влияние шумов и помех на ТВ изображение. Измерение отношения сигнал/шум

Виды шумов и помех, источники их происхождения. Аддитивные и мультипликативные помехи. Визуальная оценка качества изображения по критерию «зашумленности» и его количественная характеристика – отношение сигнал/шум – ОСШ (в видеотракте) и несущая/шум (в тракте модулированного сигнала). Заметность шумов в зависимости от уровня яркости. Невзвешенное – ОСШ_Н и взвешенное – ОСШ_В отношение сигнал/шум. Взвешивающий фильтр (ВФ) как электрическая модель зрительной системы. Расчет ослабления, вносимого ВФ в мощность шумов. Три варианта измерения отношения сигнал/шум:

• измерение ОСШ_Н, если в сравниваемых системах (устройствах) характер распределения шумов р(f) по спектру одинаков, например, равномерный, квадратичный и т.п.;
  
• измерение ОСШ_Н и расчет ОСШ_В, если характер р(f) различен и задан аналитически;
  
• непосредственное измерение ОСШ_В (на входе измерительного прибора включается ВФ), если характер р(f) различен и не задан аналитически.
  

Тема 1.7. Пространственный, ВРЕМЕННОЙ И ТРЕХМЕРНЫЙ

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ спектр частот

Форма и частотный спектр ТВ сигнала. Расчет высшей и низшей частоты спектра. Образование видеосигнала при конечных размерах развертывающего элемента. Чересстрочная развертка, условия ее обеспечения. Уменьшение искажений, связанных с чересстрочным разложением изображения в ТСЧ и ТПК. Применение построчной развертки с различной частотой кадров в ТВЧ. Сравнение построчной (прогрессивной) и чересстрочной разверток.


Раздел 2. Преобразователи «свет-сигнал»

и «сигнал-свет» в «ТВС»


Тема 2.1. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТВ ТРУБКИ И КАМЕРЫ

Физические принципы, на которых основана работа передающих ТВ-трубок (вакуумных и твердотельных), их основные характеристики; камеры цветного телевидения (трехтрубочные, двух- и однотрубочные).


Тема 2.2. преобразованиЕ ТВ сигнала в оптическое изображение

Параметры кинескопов. Выбор рабочей точки на модуляционной характеристике кинескопа. Регулировки яркости и контраста изображения.


Тема 2.3. безвакуумные воспроизводящие устройства

На жидкокристаллических индикаторах и другие безвакуумные; проекционные системы.


Раздел 3. Передача сигналов телевидения

и звукового сопровождения по радиоканалам

и направляющим средам


Тема 3.1. Классификация радиосистем передачи ТВ сигналов

ТВ системы наземного вещания, радиорелейные, спутниковые, эфирно-кабельные и основные требования к ним. Выбор вида модуляции, полоса занимаемых частот, методы уплотнения сигналов (разделения каналов) и помехозащищенность. Взаимосвязь между частотными и временными характеристиками.

Особенность передачи и приема радиосигнала вещательного телевидения (радиосигнала изображения и радиосигнала звукового сопровождения) методом АМ с частично подавленной одной боковой полосой (АМ-ЧПОБП). Линейные и нелинейные искажения демодулированного сигнала.


Тема 3.2. необходимые условия для неискаженной передачи

методом АМ-ЧПОБП

Три варианта обеспечения кососимметричного склона АЧХ радиотракта (произведение АЧХ фильтров передатчика и приемника) и их сравнение по помехозащищенности. Нестандартный радиоканал телевизора (четвертый вариант). Измерение АЧХ, ФЧХ (ГВЗ), переходной и импульсной характеристик.


Тема 3.3. Структура приемной сети ТВ вещания

Индивидуальный и коллективный прием. Приемные распределительные сети с использованием коаксиального и волоконно-оптического кабеля. Системы типа MMDS. Основные параметры. Особенности построения сетей эфирно-кабельного вещания.


Тема 3.4. Структурная схема телевизора

Распределение избирательности и усиления по блокам. Система дистанционного управления, селекторы каналов, требования к каналу изображения, АПЧГ, особенность схемы АРУ, каналы синхронизации и развертки, повышение помехозащищенности строчной развертки – применение ФАПЧ с коммутируемой полосой захвата.


Тема 3.5. Варианты построения тракта промежуточной частоты (ПЧ) изображения и звукового сопровождения

Раздельные (параллельные) тракты ПЧ изображения и звука. Общий тракт ПЧ с детектором огибающей в качестве видеодетектора и преобразователя первой ПЧ звука во вторую; тракт с детектором разностной частоты для получения колебания второй промежуточной частоты звука; общий тракт ПЧ с синхронным детектором в качестве видеодетектора и преобразователя первой ПЧ звука во вторую.


Тема 3.6. повышение качества изображения и звукового

сопровождения

Методы повышения резкости изображения, уменьшения яркостных мерцаний и повторов. Квазипараллельный тракт ПЧ изображения и звука; параллельные тракты ПЧ с синхронно-фазовым детектором в канале звукового сопровождения. Расширение функциональных возможностей телевизора. Измерение основных характеристик ТВ приемника.


Раздел 4. Цветное телевидение (ЦТВ)


Тема 4.1. Трехкомпонентная теория цветового зрения

Субъективные и объективные параметры светового излучения. Аддитивное и субтрактивное образование цветов. Координаты цвета и цветности, удельные координаты в системах R, G, B и X, Y, Z. Диаграмма цветности МКО ─ цветовой график. Расчет координат цвета сложного излучения по известному спектральному составу (кривые смешения). Законы аддитивного сложения цветов.


Тема 4.2. Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ

Варианты R, G, B и W, R, B. Спектральные характеристики чувствительности передающих трубок. Цветокорректирующая матрица, гаммакорректор, кодирующая матрица и модулятор цветовой поднесущей. Сигналы: основных цветов, яркости (СЯ), цветоразностные (ЦРС), цветности (СЦ), цветовой синхронизации (СЦС) и полный цветовой (или цветного телевидения). Пример реализации одновременной несовместимой системы ЦТВ, обеспечивающей наилучшее качество цветного изображения на приемной стороне при заданном стандарте разложения изображения на телецентре. Согласование по времени сигналов яркости и цветности.


Тема 4.3. Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ

Способы разделения сигналов яркости и цветности. АЧХ гребенчатого фильтра. Эффект самокомпенсации цветовой поднесущей и сигнала цветности (необходимое и достаточное условие). Два способа подачи сигналов на кинескоп. Сравнение сигналов, модулирующих электронные лучи кинескопа, и качества изображения в совместимых и несовместимых, а также в компонентных и композитных системах ЦТВ.


Тема 4.4. Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ

Спектр сигнала цветности при амплитудно-фазовой модуляции. Преимущества применения балансной модуляции (БМ) и фазового сдвига 90⁰ между поднесущими "красного" и "синего" каналов. Сигнал цветовой синхронизации (СЦС). Искажения типа дифференциальная фаза (ДФ) и дифференциальное усиление (ДУ). Возникновение перекрестных искажений между цветоразностными сигналами при появлении дополнительных фазовых сдвигов между сигналами цветности и цветовой синхронизации.


Тема 4.5. Кодирующее устройство системы ПАЛ

Устранение чувствительности к ДФ. Спектр сигнала цветности с коммутируемой на 180⁰ от строки к строке фазой цветовой поднесущей "красного" канала. Выбор и обоснование численного значения поднесущей. Спектры сигналов яркости и цветности.


Тема 4.6. деКодирующее устройство системы ПАЛ

Двойное назначение СЦС. Разделение сигнала цветности на две в квадратуре промодулированные поднесущие до синхронного детектора с помощью гребенчатых фильтров. Схема ФАПЧ генератора поднесущей и коммутации ее фазы. Эффект самокомпенсации СЦ.


Тема 4.7. Кодирующее устройство системы СЕКАМ

Структурная схема. Обоснование последовательной передачи цветоразностных сигналов. Параметры сигнала цветности. НЧ и ВЧ предыскажения, коммутация фазы поднесущей и спектр сигнала цветности. Новый закон коммутации, обеспечивающий перемежение спектров СЯ и СЦ. Сигнал цветовой синхронизации СЦС_с и СЦС_к.


Тема 4.8. декодирующее устройство системы СЕКАМ

Структурная схема. Каналы сигналов яркости, цветности и цветовой синхронизации. Помехозащищенность и чувствительность к искажениям типа ДФ и ДУ. Измерение основных характеристик систем ЦТВ и сравнение систем между собой.


Раздел 5. Телевидение повышенного качества (ТПК).

Передача дополнительной информации


Тема 5.1. Системы телевидения повышенного качества (ТПК)

Системы МАС, ПАЛ-плюс и др. Повышение качества изображения в телевизорах и преобразование вида развертки. Особенности формирования сигналов в системе МАС, структурная схема и обоснование параметров (ширины спектра видео- и ЧМ сигналов).


Тема 5.2. Декодирующее устройство системы ТПК МАК

Структурная схема. Обоснование преимуществ системы с выбранным способом передачи ЦРС.


Темы 5.3. Передача дополнительной информации в составе

ТВ сигнала

Принцип передачи буквенно-цифровой и графической информации. Варианты систем телетекста. Расчет параметров системы. Измерительные сигналы: назначение, способы введения, измерения и контроля параметров и характеристик тракта непосредственно во время передачи.


Раздел 6. цифровое Телевидение


Тема 6.1. Цифровое представление ТВ сигнала

Необходимая мера для повышения помехозащищенности ТВ систем, их надежности; существенного расширения функциональных возможностей ТВ аппаратуры; использования современных методов цифровой обработки ТВ сигналов и сжатия видеоинформации. Цифровое телевидение - путь к интеграции систем телекоммуникаций, возможность сочетания с компьютерными технологиями (B-ISDN, SDH, в том числе и с Интернет). Цифровой тракт - совокупность кодеров источника, канала и модулятора.


Тема 6.2. Статистические характеристики ТВ изображения

и сигнала

Избыточность изображения. Особенности зрительного восприятия: представление зрительной системы в виде двух каналов: непрерывного - для анализа неподвижных изображений (с высоким пространственным и низким временным разрешением - большая ширина полосы частот F и низкая частота кадров f_k); переходного - для анализа движущейся части изображений (с высоким временным и низким пространственным разрешением - большая f_k, малая F). Зависимость контрастной чувствительности зрения от структуры изображения.


Тема 6.3. Пропускная способность канала

Энтропия источника сообщения как мера количества информации, которое несет в себе сообщение от данного источника. Максимальная энтропия для статистически независимых и равновероятных событий. Среднестатистическое количество информации с учетом вероятности появления символов. Необходимость кодирования источника.


Тема 6.4. Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала

Совокупность процессов дискретизации, квантования и кодирования. Обоснование выбора частоты дискретизации с точки зрения удовлетворения требованиям двух стандартов разложения изображения. Спектральное представление дискретизированного сигнала: обоснование условия f_Д  2F_В и возможности использования в ТВ условия f_Д<2F_В и гребенчатого фильтра для восстановления аналогового сигнала. Требования к пред- и постфильтрам для компонентных сигналов.


Тема 6.5. Временное представление восстановленного

по дискретным отсчетам сигнала

Связь минимальной длительности импульса на выходе идеального ФНЧ с его полосой частот. Иерархия форматов цифрового представления (4:4:4; 4:2:2; 4:1:1 и 4:2:0). Необходимость увеличения частоты f_Д при формате 16:9. Цифровое представление композитных сигналов цветного телевидения.


Тема 6.6. Квантование

Дискретизация сигнала по уровням. Обоснование необходимого числа уровней квантования с учетом контрастной чувствительности зрения, основанной на законе Вебера-Фехнера. Особенность расчета мощности шумов квантования для ТВ сигнала. Требования к защищенности от шумов квантования.


Тема 6.7. Двоичное кодирование ТВ сигнала

Тактовая частота. Скорость цифрового сигнала. Спектр ИКМ сигнала. Необходимость канального кодирования. Варианты построения АЦП и ЦАП ТВ сигнала. Точностные характеристики. Требования к АЦП компонентных сигналов и полного цветового ТВ сигнала.


Тема 6.8. Классификация методов сжатия ТВ сигнала

Устранения избыточности. Простейший метод сжатия, основанный на зависимости контрастной чувствительности зрения от структуры изображения. Структурная схема, алгоритм работы устройства сжатия в три раза в реальном масштабном времени.


Тема 6.9. Кодирование ТВ изображений с предсказанием

Внутрикадровое и межкадровое предсказание. Помехоустойчивость систем с линейным предсказанием. Групповое кодирование ТВ изображений. Преобразование Хаара, Адамара, Уолша и др. Дискретное косинусное преобразование. Адаптивное групповое кодирование. Предсказание с компенсацией движения - основа эффективного сокращения избыточности динамических изображений. Кодирование с компенсацией движения. Ускоренные методы анализа движения. Другие методы кодирования изображений: с использованием гибридных преобразований; интерполяционное; фрактальные методы.


Тема 6.10. Реализация цифровых методов кодирования

видеоинформации

Стандарты МPEG сжатия цветных изображений. Кадры типа I, P и B. Структура группы видеокадров GOP.


Тема 6.11. Системы сжатия динамических изображений

Масштабируемость, т.е. возможность иерархической структуры битового потока в стандарте MPEG-2. Профили - простой, главный, масштабируемый по отношению сигнал/шум, пространственно-масштабируемый и высокий 422 или 420; уровни - низкий, главный, высокий - 1440 и высокий. Структурные схемы кодеров и декодеров по стандартам MPEG. Сравнение MPEG кодеров по качеству изображения при различной степени сжатия.


Тема 6.12. Канальное кодирование

Общие принципы защиты от ошибок и их коррекции. Кодирование с исправлением ошибок. Типы кодов, используемых для канального кодирования цифровых ТВ сигналов. Особенности измерения характеристик цифровых трактов.


Тема 6.13. Организация цифрового ТВ вещания

Системы DVB, ATSC и ISDB. Классификация цифровых видов модуляции для передачи ТВ сигналов в спутниковом, наземном и кабельном телевидении. Структурные схемы модуляторов и демодуляторов (QPSK, QAM, СOFDM и др.). Спектры радиосигналов при различных видах модуляции несущей цифровым ТВ сигналом. Прием сигналов цифрового ТВ вещания. Интеграция DVB с Интернетом.


Раздел 7. Телевидение высокой четкости (твч)


Тема 7.1. Требования к системам ТВЧ

Основные параметры систем ТВЧ (аналоговых компонентных сигналов и цифровых). Временные и амплитудные соотношения в сигналах (строка, поле, кадр, синхронизация, уровни).


Тема 7.2. Методы передачи сигналов ТВЧ по каналам связи

и распределения

Системы MUSE и HDMAC, их сравнение.


Тема 7.3. Цифровые способы передачи сигналов ТВЧ

Сигналы и их уровни. Стыки ТВЧ.


Тема 7.4. Применение ТВЧ

Вещательное телевидение, электронный кинематограф и др.


Раздел 8. Методы записи ТВ сигналов

на различные носители


Тема 8.1. Классификация методов записи ТВ сигналов

Аналоговых и цифровых, композитных и компонентных, без сжатия и со сжатием. Магнитная видеозапись: общие принципы, связь между скоростью движения ленты и высшей частотой записываемого сигнала. Форматы аналоговой видеозаписи.


Тема 8.2. Цифровая магнитная видеозапись

Форматы записи композитных и компонентных сигналов и их основные характеристики. Магнитная и магнитно-оптическая видеозапись на компакт-диск, твердотельные накопители данных (CD-ROM). Стандарт DVD и его основные характеристики.


Раздел 9. стереоскопическое телевидение


Тема 9.1. Общие принципы формирования, передачи и приема

сигналов стереоцветного телевидения (СЦТВ)

Классификация систем СЦТВ по признакам, характеризующим формирование, способы передачи и отображения. Системы СЦТВ ЛЭИС и МРТИ.


Тема 9.2. Способы и устройства отображения

Способы и устройства отображения (воспроизведения) объемных изображений (очковые и безочковые). Варианты устройств воспроизведения, включая проекционные, с различного типа очками у зрителя. Безочковые способы и устройства.


Примерный перечень лабораторных работ

1. Измерение и контроль параметров ТВ сигнала и изображения
   
2. Исследование основных закономерностей формирования растров.
   
3. Исследование влияния шумов и помех на качество телевизионного изображения и измерение отношения сигнал/шум.
   
4. Исследование сигналов совместимой системы ЦТВ и расчет их параметров.
   
5. Исследование сигналов системы ЦТВ СЕКАМ.
   
6. Исследование сигналов системы ЦТВ ПАЛ.
   
7. Изучение схемы телевизора цветного изображения.
   
8. Исследование волоконно-оптической системы передачи ТВ сигналов.
   
9. Исследование АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
   

Примерный перечень компьютерных программ,

необходимого оборудования и дополнительных

материалов

1. Программно-аппаратный комплекс по генерированию телекоммуникационных сигналов, моделированию систем передачи, включая телевизионные, и другими функциями (разработан на кафедре СТК БГУИР).
   
2. Демонстрационные макеты и промышленные образцы ТВ аппаратуры:
   

2.1. Передающие и приемные трубки и устройства к ним.

2.2. Четырехкамерная прикладная ТВ установка (ПТУ).

2.3. Малогабаритная ПТУ с передающей трубкой на ПЗС.

2.4. Камерный канал черно-белого телевидения (типа АТК).

2.5. Генераторы испытательных ТВ сигналов по системам СЕКАМ и ПАЛ.

2.6. Цветные телевизоры различных поколений, в том числе с декодерами сигналов телетекста, модулем кадр в кадре (PIP и вторым радиоканалом; макет разработан на кафедре СТК).

2.7. Видеомагнитофон с записями эталонных цветных тестизображений и достижений в области телевидения.

2.8. Транскодер ПАЛ-СЕКАМ.

2.9. ТВ камера с видеомагнитофоном (камкордер).

2.10. CD-ROM фирмы Snell & Wilcox с эталонной тесттаблицей MPEG-2.

2.11. Приемные установки аналоговых и цифровых сигналов спутникового телевидения (ЧМ с ЧРК; DVB-S/MPEG-2 и D2-MAC).

2.12. Приемная установка сигналов системы MMDS.

2.13. Волоконно-оптическая система передачи ТВ сигналов (разработка кафедры СТК).


ЛИТЕРАТУРА


Основная

1. Зубарев Ю.Б., Глориозов Г.Л. Передача изображений: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Радио и связь, 1989.
   
2. Телевидение: Учебник для вузов /Под ред. В.Е. Джаконии. – М.: Радио и связь, 2000.
   
3. Телевизионная техника: В кн. Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник /Под ред. А.П. Ткаченко – М.: БелЭн., 1995.
   
4. Ткаченко А.П. Цветное телевидение. – Мн.: Беларусь, 1981.
   
5. Кириллов В.И., Ткаченко А.П. Телевидение и передача изображений: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Выш. шк., 1988.
   
6. Ткаченко А.П., Кириллов В.И. Техника телевизионных измерений: Учеб. пособие для вузов – Мн.: Выш. шк., 1976.
   
7. Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения: Учеб. пособие. – М.: «Горячая линия–Телеком», 2001.
   
8. Домбругов Р.М. Телевидение: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Выщ. шк., 1988.
   
9. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов /Под ред. С.В. Новаковского. – М.: Радио и связь, 1994.
   
10. Новаковский С.В. Сборник задач с решениями по основам техники телевидения: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1998.
    
11. Ткаченко А.П., Хоминич А.Л. Повышение качества изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие для студентов специальностей «Телекоммуникационные системы», «Радиотехника» и «Радиотехнические системы»: В 2 ч. Ч.1. Тракты промежуточной частоты изображения и звукового сопровождения. – Мн.: БГУИР, 2001.
    
12. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 1. Характеристики оптического излучения. Оптические характеристики веществ и тел: Учеб. пособие для студентов спец. "Телекоммуникационные системы". – Мн.: БГУИР, 1994.
    
13. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 2. Источники оптического излучения: Учеб. пособие для студентов спец. "Телекоммуникационные системы". – Мн.: БГУИР, 1996.
    
14. Хохлов Б.Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1998.
    
15. Вайда З. Современная видеозапись: Пер.с венг. – М.: Радио и связь, 1987.
    
16. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник / М.Г.Локшин и др. – М.: Радио и связь, 1988.
    

Дополнительная

1. Телевизионная техника: Справочник /Под ред. Ю.Б. Зубарева и Г.Л. Глориозова. – М.: Радио и связь, 1994.
   
2. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989.
   
3. Цифровое телевидение /Под ред. М.И Кривошеева. – М.: Связь, 1980.
   
4. Лямичев И.Я. Устройство отображения информации с плоскими экранами. – М.: Радио и связь, 1983.
   
5. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивное телевидение. – М.: Радио и связь, 2000.
   
6. Локшин Б.А. Цифровое вещание – от студии к телезрителю. – М.: Компания «Сайрус Системс», 2001.
   
7. Брайс Р. Справочник по цифровому телевидению. – Жуковский: ЭРА, 2001.
   
8. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание: основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001.
   
9. Макарцев В.В., Хесин А.Я., Штейнберг А.Л.. Большеэкранные видеосистемы. – М.: СП «Панас», 1993.
   
10. Синепол В.С., Цикин И.А. Системы компьютерной видеоконференцсвязи. – М.: ООО «Мобильные коммуникации», 1999.
    
11. Капуро П.А., Ткаченко А.П. Системы кабельного телевидения: Метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.: БГУИР, 1997.
    
12. Хоминич А.Л., Ткаченко А.П., Азиз Т. Системы стереофонического звукового сопровождения в телевидении // Радиотехника и электроника: Республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 1999. – Вып.24.
    
13. Капуро П.А., Ткаченко А.П., Азиз Т. Принципы построения устройств отображения стереоизображений // Радиотехника и электроника: Республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 1999. – Вып.24.
    
14. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Азиз Т. Нестандартный радиоканал цветного телевизора // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. – С.135-139.
    
15. Капуро П.А., Липкович Э.Б., Ткаченко А.П. Стратегия построения сетей наземного цифрового ТВ вещания // Радиотехника и электроника: Республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 2001. – Вып.25.
    
16. Англо-русский словарь по телевидению, аудио- и видеотехнике / Авторы–сост. А.П. Ткаченко, В.Н. Цацулин. Под ред. А.П. Ткаченко. – Мн.: БелЭн, 1998; 2-е изд. – 1999.
    
17. Пат. №3113 РБ. Способ настройки фильтра коррекции высокочастотных предыскажений в телевизоре цветного изображения /А.П.Ткаченко.- Официальный бюллетень. – 1994. – №4.
    
18. А.с. 902321,1163487 (СССР). Способ формирования цифрового ТВ сигнала / А.П. Ткаченко и др. – Бюллетень изобретений. – 1982. – №4; 1985. – №23.
    
19. А.с. 760487, 803129, 831816, 882026 (СССР). Способы и устройства для передачи и приема стереоцветных ТВ изображений /А.П. Ткаченко и др. – Бюллетень изобретений. – 1980. - №32; 1981.- №5; 1981.- №10; 1981. - №42.
    
20. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Ключник С.К. Частотное планирование в системах кабельного телевидения //1-я респуб. НТК «Цифровое телевизионное и радиовещание»: Тезисы докладов. – Минск–Раубичи, 14-16 апреля 1999 г.