Введение в специальность

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Тема 1.2. система энергетических и световых величин Тема 1.3. Механическая и электронная развертки изображения Тема 1.4. Структурная схема аппаратно-студийного комплекса (АСК), основные этапы формирования полного ТВ сигнала Тема 1.5. Восприятие оптического изображения Тема 1.6. Параметры ТВ систем и согласование Тема 1.7. Влияние шумов и помех на ТВ изображение Тема 1.8. Пространственный, ВРЕМЕННОЙ И ТРЕХМЕРНЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ спектр частот Тема 3.2. необходимые условия для неискаженноЙ Тема 3.3. Структура приемной сети ТВ вещания Тема 3.4. Структурная схема телевизора Тема 3.5. Варианты построения тракта промежуточной Тема 3.6. повышение качества изображения Тема 4.2. Законы аддитивного сложения цветов Тема 4.3. Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ Тема 4.4. Кодер совместимой системы ЦТВ Тема 4.5. Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ Тема 4.6. Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ Тема 4.7. Кодирующее устройство системы ПАЛ Тема 4.8. Отличительные особенности кодера ПАЛ Тема 4.9. Декодер системы ПАЛ ... 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.

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

Литература основная и дополнительная. Общая структурная схема системы передачи информации электрическими средствами и, в частности, изображений (СПИ). Разделение СПИ на телевизионные и факсимильные. Построение оптического изображения.

Математические модели изображения - многомерной пространственно-временной функции (ПВФ). Представление оптического изображения совокупностью пространственно распределенных яркостей (в черно-белом телевидении) и трех цветоделенных изображений (в цветном). Элемент изображения. Принципы последовательной передачи элементов изображения. Преобразование ПВФ во временную в процессе развертки изображения. Образование сигнала на выходе преобразователя "свет-сигнал". Необходимость синхронизации и фазирования развертывающих устройств на обеих сторонах СПИ. Сравнение систем с передачей координат элементов изображения и систем с передачей сигналов синхронизации. Уплотнение сигналов изображения, синхронизации и гашения с целью передачи по одному каналу связи.


^ Тема 1.2. система энергетических и световых величин

Энергетические и светотехнические величины и единицы. Энергетические: сила излучения (эн. сила света); лучистый поток (эн. световой поток); лучистая энергия; плотность излучения (эн. светимость); плотность облучения (эн. освещенность); лучистость (эн. яркость) и количество облучения. Светотехнические: сила света; световой поток; световая энергия; светимость; освещенность; яркость и количество освещения.


^ Тема 1.3. Механическая и электронная развертки изображения

Системы мгновенного действия (в том числе бегущего луча) и с накоплением энергии, их сравнение. Требования к разверткам, условия отсутствия координатных искажений - геометрических и нелинейных. Построение растра. Виды разверток в прикладном телевидении. Классификация систем телевидения: стандартные, повышенного качества и высокой четкости (ТСЧ, ТПК, ТВЧ); композитные (НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ) и компонентные (МАС, HD MAC, MUSE и др.); аналоговые и цифровые (DVB-T, S, C; ATSC, ISDB); кабельные (коаксиальные и волоконно-оптические); по открытому пространству (наземного вещания, спутниковые и радиорелейные), смешанные - эфирно-кабельные (MMDS, МVDS и др)); моно- и стереоскопические. Системы прикладного телевидения.


^ Тема 1.4. Структурная схема аппаратно-студийного комплекса (АСК), основные этапы формирования полного ТВ сигнала

Структурная схема аппаратно-студийного комплекса, основные этапы формирования полного ТВ сигнала. Полярность ТВ сигнала, потеря постоянной составляющей. Особенность косвенной передачи информации о средней яркости изображения ─ постоянной составляющей ТВ сигнала. Противошумовая коррекция, апертурные искажения. Синхронизация источников ТВ сигналов в пределах АСК. Преобразование несинхронных (внешних) источников в синхронные. Сравнение двух вариантов передачи сигналов синхронизации. Упрощенная схема приемной (распределительной) части.


^ Тема 1.5. 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. Геометрическое представление потоков оптического изображения (т.е. ПВФ): попадающих на мишень передающей трубки, поступающих в зрительную систему с экрана в кино и с экрана кинескопа в телевидении. Относительная чувствительность зрения (кривая видности) и разрешающая способность к цветным деталям.


^ Тема 1.6. Параметры ТВ систем и согласование

их с характеристиками зрения

Формат передаваемого ТВ изображения (в ТСЧ, ТПК и ТВЧ). Выбор и обоснование числа строк разложения, частоты кадров (полей), количества воспроизводимых градаций яркости, отношения сигнал/шум и спектрального состава излучения.


^ Тема 1.7. 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 1.8. 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.

Корреляционные свойства ТВ сигнала. Понятие избыточности.


Раздел 2. Преобразователи «свет-сигнал»

и «сигнал-свет» в ТВ


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

Наземного вещания, радиорелейные, спутниковые и эфирно-кабельные; основные требования к ним. Выбор вида модуляции, полоса занимаемых частот, уплотнение сигналов 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) ─ путь для повышения чувствительности телевизора с АЧХ УПЧИ без кососимметричного склона при устранении линейных искажений, обусловленных АМ─ЧПОБП, выбором АЧХ видеоусилителя. Применение квазисинхронного детектирования радиосигнала с ЧПОБП ─ мера для уменьшения нелинейных искажений. Измерение АЧХ, ФЧХ (ГВЗ), переходной и импульсной характеристик.


^ Тема 3.3. Структура приемной сети ТВ вещания

Требования к распределительным сетям. Приемные распределительные сети с использованием коаксиального кабеля. Основные параметры, принципы построения. Условие возможности использования смежных гетеродинных и зеркальных каналов. Частотные присвоения в сетях. Комбинационные продукты.

Приемные распределительные сети на волоконно-оптическом кабеле и смешанные. Нелинейные искажения в оптическом передатчике и пути их уменьшения. Виды модуляции оптического излучения, особенность построения фотоприемников. Некогерентный и когерентный прием. Особенности построения сетей эфирно-кабельного телевидения (MMDS, MVDS и др.).


^ 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. системы цветного телевидения (ЦТВ)


Тема 4.1. Требования к системам вещательного

цветного телевидения (ЦТВ)

Формирование сигнала U_цтв, состоящего из сигналов яркости и цветности (U_Y и U_сц) с шириной полосы частот сигнала U_цтв, равной полосе сигнала черно-белого телевидения (т.е. U_Y); передача U_сц в полосе частот U_Y; кодирование U_сц для создания минимально заметной помехи черно-белым телевизорам, т.е. обеспечение совместимости в широком смысле с черно-белым телевидением. Сравнение объективных и субъективных характеристик света (цвета) и звука. Методы образования цветов. Координаты цвета абсолютные и относительные (т.е. 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).


^ Тема 4.2. Законы аддитивного сложения цветов

Стандартизация координат основных цветов и опорного белого. Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ (вариант R,G,B).Требования к спектральным характеристикам чувствительности передающих трубок. Выражения для сигналов основных цветов. Проблема точного анализа цветного изображения – измерения координат цвета, неизбежность цветокорректирующей матрицы. Коррекция цветовой температуры источника освещения под заданную стандартом.


^ Тема 4.3. Кодирующее устройство совместимой системы ЦТВ

Назначение гамма-корректора и кодирующей матрицы. Определение сигналов яркости (СЯ) и цветоразностных (ЦРС). Формирование СЯ из сигналов основных цветов с целью правильного воспроизведения градаций яркости на черно-белых телевизорах. Линейно-независимые сигналы – основных цветов (R,G,B) и линейно-зависимые – ЦРС (R-Y,G-Y,B-Y). Преимущества передачи СЯ и двух ЦРС по сравнению с вариантом передачи СЯ и двух сигналов основных цветов. Определение сигнала цветности (СЦ). 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 4.4. Кодер совместимой системы ЦТВ

Необходимость сокращения полосы частот, занимаемой ЦРС. Формирование СЦ, сигнала цветовой синхронизации (СЦС) и полного цветового ТВ сигнала U_цтв. Основные различия между совместимыми системами ЦТВ – в законах формирования СЦ и СЦС. Вариант кодера W, R, B.


^ Тема 4.5. Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ

Эффект самокомпенсации цветовой поднесущей и СЦ. Перемежение спектров СЯ и СЦ – необходимое и достаточное условие для самокомпенсации. Методы обеспечения перемежения спектров. Способы разделения СЯ и СЦ (варианты с ФНЧ и ПФ, РФ и ПФ). Разделение СЯ и СЦ с помощью гребенчатых фильтров (ГФ). Вывод выражения для АЧХ ГФ(в области временных и пространственно-временных частот). Два способа подачи сигналов на кинескоп. Сравнение сигналов, модулирующих электронные лучи кинескопа, и качества изображения в совместимых и несовместимых, а также в композитных и компонентных системах ЦТВ.


^ Тема 4.6. Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ

Оптимальная структурная схема амплитудно-фазового модулятора: применение балансной модуляции (БМ) и фазового сдвига 90⁰ между поднесущими «красного» и «синего» каналов – наилучшее решение по критерию помехозащищённости. Формирование СЦ – математическое и векторное представление СЦ. Спектры сигналов СЦ_R и СЦ_B на выходе БМ_R и БМ_B соответственно и СЦ на выходе сумматора. Необходимость сигнала цветовой синхронизации (СЦС) и способ его передачи в составе U_цтв.

Декодер системы НТСЦ-4.43. Искажения типа дифференциальная фаза (ДФ) и дифференциальное усиление (ДУ) – причина искажений цветового тона и насыщенности. Работа схемы ФАПЧ. Возникновение перекрестных искажений между ЦРС при появлении дополнительных фазовых сдвигов между СЦ и СЦС. Особенность системы НТСЦ-3,58 по стандарту США.


^ Тема 4.7. Кодирующее устройство системы ПАЛ

Механизм компенсации фазовых искажений при построчном изменении фазы цветовой поднесущей в «красном» канале на 180⁰ (90⁰ в одной строке и 270⁰ – в другой). Пространственное и временное усреднение искажений цветового тона в декодере ПАЛ_S и путем суммирования СЦ соседних строк в декодере ПАЛ_D.


^ Тема 4.8. Отличительные особенности кодера ПАЛ

Коммутация фазы поднесущей «красного» канала на 180⁰ и фазы СЦС на + 45⁰ по отношению к фазам аналогичных сигналов НТСЦ. Двойное назначение СЦС. Выбор и обоснование значения цветовой поднесущей, невозможность использования принятого в НТСЦ значения поднесущей. Обоснование четвертьстрочного сдвига частоты поднесущей для получения эффекта временного усреднения и сдвига на 25 Гц – для пространственного усреднения между строками соседних полей.

Спектры U_сцR U_сцB, их перемежение между собой и со спектром сигнала яркости. Разделение U_сц на U_сцR и U_сцB (т.е. на две в квадратуре промодулированные поднесущие) до синхронных детекторов в декодере с помощью гребенчатых фильтров (ГФ). АЧХ этих фильтров. Устранение перекрестных искажений между ЦРС. Обоснование необходимого времени задержки ЛЗ в ГФ. Векторные диаграммы, поясняющие разделение СЦ на составляющие.


^ Тема 4.9. Декодер системы ПАЛ

Работа схемы ФАПЧ и формирователя импульсов коммутации фазы цветовой поднесущей в «красном» канале (90⁰ или 270⁰). Разделение спектров СЯ и СЦ с помощью РФ и ПФ, а также ГФ. Нечувствительность к ЧПОБП СЦ. Влияние неточности задержки СЦ в приемнике ПАЛ на разделение СЦ (на две составляющие) и качество цветного изображения. Цветовая четкость изображения в двух направлениях. Достоинства и недостатки системы ПАЛ.


^ Тема 4.10. Система ЦТВ СЕКАМ

Обоснование способа последовательной через строку передачи ЦРС. Структурные схемы кодера и декодера (упрощенный вариант). Обоснование коэффициентов при формировании ЦРС. Восполнение с помощью линии задержки недостающей информации об одном из ЦРС в приемнике. Детальная структурная схема кодера СЕКАМ. Назначение блоков.


^ Тема 4.11. Кодер СЕКАМ

Низкочастотные предыскажения (НЧ) ЦРС, оценка их эффективности. Неизбежность частичного ограничения выбросов в ЦРС. Пороги ограничения ЦРС. Коррекция НЧ предыскажений. Параметры СЦ – номинальная и максимальная девиация частоты в «красной» и «синей» строках. Пределы изменения мгновенной частоты поднесущей в «красном» и «синем» каналах.

Параметры частотной модуляции в системе СЕКАМ. Работа схемы ФАПЧ цветовой поднесущей. Обеспечение номинальных и пиковых (с учетом предыскажений) значений девиации частоты в «красном» и «синем» каналах. Выбор и обоснование значений частот покоя цветовых поднесущих. Необходимость обеспечения одинаковой фазы поднесущей в начале каждой строки.


^ Тема 4.12. ВЧ-предыскажение в системе СЕКАМ

Необходимость и эффективность по критериям совместимости и помехозащищенности. Стандартная коммутация фазы СЦ. Спектр СЦ с коммутацией фазы. Взаимное расположение спектральных составляющих СЯ и СЦ. Новый закон коммутации, обеспечивающий перемежение спектральных составляющих СЯ и СЦ. Сигнал цветовой синхронизации в СЕКАМ: СЦС_k и СЦС_c (кадровый и строчный). Совместное влияние НЧ- и ВЧ-предыскажений на совместимость и помехозащищенность системы. Особенность канала яркости кодера СЕКАМ, формирование сигнала U_цтв .


^ Тема 4.13. Чувствительность СЦ системы СЕКАМ

Чувствительность к искажениям ДФ и ДУ, ЧП ОБП СЦ. Декодер СЕКАМ. Обоснование характеристик частотных детекторов. Канал цветовой синхронизации – основное назначение и функции.


^ Тема 4.14. Работа канала цветовой синхронизации

Разделение спектров СЯ и СЦ. Оптимизация устройств разделения для многосистемного цветного телевизора с учетом спектров СЯ и СЦ систем НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ, качества разделения и простоты реализации на стандартных микросхемах.

Параметры системы ЦТВ СЕКАМ. Реализация канала цветовой синхронизации с СЦС_с. Принципы появления в декодере перекрестных искажений между ЦРС и пути их уменьшения.


^ Тема 4.15. Сравнение систем НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ

Сравнение по основным параметрам и характеристикам. Особенность построения современных многосистемных цветных телевизоров. Реализация дополнительных функций и пути повышения качества изображения и звукового сопровождения. Измерение основных характеристик систем ЦТВ и сравнение систем между собой.


Раздел 5. Передача дополнительной информации

в составе ТВ сигнала


Тема 5.1. Измерительные сигналы (ИС)

Принцип передачи и назначение. Измерение и контроль параметров и характеристик тракта по ИС непосредственно во время передачи. Передача буквенно-графической информации – телетекст. Требования к системам телетекста открытого типа. Варианты систем телетекста. Структурная схема системы передачи сигналов телетекста.


^ Тема 5.2. Структура строки данных в системе телетекста

Расчет основных параметров системы телетекста и отображение данных на экране телевизора: длительность байта, число (максимальное) байт в пакете, число ТВ строк в ряде в одном поле (кадре) на экране, число (максимальное) рядов знаков на экране, число рядов знаков на экране в одной странице, число пакетов дополнительной информации (число рядов) в одном кадре, число кадров в одной странице, длительность передачи одной страницы, число страниц, передаваемых в одну минуту. Декодеры телетекста. Передача данных с использованием технологии VBI.


Раздел 6. Системы телевидения повышенного

качества (ТПК)


Тема 6.1. Пути повышения качества воспроизводимого изображения

Повышение качества без изменения стандарта разложения на телецентре: дополнительная обработка сигналов на телецентре; изменение стандарта излучения; обработка сигналов в телевизоре и преобразование вида развертки. Структурная схема телевизора повышенного качества. Передача стереофонического звукового сопровождения.


^ Тема 6.2. Системы ТПК с временным уплотнением аналоговых компонентов – типа МАС

Формирование сигнала МАC в интервале строки и в кадровом масштабе. Параметры стандартов МАC систем. Формат данных для системы D2-МАС.


Тема 6.3. Структурная схема декодера С/D/D2-МАС

Уменьшение искажений в ТВ системах с поочередной передачей цветоразностных сигналов. Другие системы ТПК, например ПАЛ-плюс, СЕКАМ-плюс.


Раздел 7. цифровое Телевидение


Тема 7.1. Цифровое представление ТВ сигнала

Это необходимая мера для: повышения помехозащищенности ТВ систем и 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 7.2. Статистические характеристики

ТВ изображения и сигнала

Избыточность изображения. Особенности зрительного восприятия: представление зрительной системы в виде 2-х 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 7.3. 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 7.4. Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала

Это совокупность процессов дискретизации, квантования и кодирования. Теорема отсчетов Котельникова – Найквиста. 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 7.5. Временное представление восстановленного

по дискретным отсчетам сигнала

В виде бесконечной суммы произведения отсчетных значений на функции отсчетов (т.е. функции Котельникова). 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 7.6. Квантование

(дискретизация сигнала по уровням)

Равномерная и неравномерная шкала квантования. Шаг квантования. Обоснование необходимого числа уровней М квантования с учетом контрастной чувствительности зрения (закон Вебера - Фехнера) для отсутствия ложных контуров (узоров). Мощность шумов квантования. Расчет отношения сигнал/шум квантования (ОСШ_КВ) при выбранном М. Требования к ОСШ ТВ камеры и ОСШ_КВ АЦП.


^ Тема 7.7. 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 7.8. Классификация методов сжатия ТВ сигнала

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


Тема 7.9. Кодирование ТВ изображений

Внутрикадровое и межкадровое предсказание. Помехоустойчивость систем с линейным предсказанием.


Тема 7.10. Групповое кодирование ТВ изображений

Преобразование Хаара, Адамара, Уолша и др. Дискретное косинусное преобразование. Адаптивное групповое кодирование.


Тема 7.11. 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 7.12. Реализация цифровых методов кодирования видеоинформации

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


Тема 7.13. 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.


Тема 7.14. Структурные схемы кодеров и декодеров

(по стандартам MPEG)

Сравнение MPEG кодеров по качеству изображения при различной степени сжатия.


Тема 7.15. Современные достижения по сжатию ТВ сигнала

Использование их на практике: для обработки в аппаратной телецентра, передачи нескольких ТВ программ в стандартной полосе частот радиоканала и консервации на различные носители. Цифровые видеостыки.


^ Тема 7.16. 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 7.17. 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 8. Современные методы обработки ТВ сигналов,

достижения в аппаратной реализации.


Тема 8.1. современные ТВ передающие камеры

Принципы построения, основные характеристики. Расширение их функциональных возможностей


Тема 8.2. Методы коррекции искажений ТВ сигнала на телецентре

Цифровые методы в аппаратной - при коррекции, рiр-проекции, видеоэффектах, в виртуальной студии. Безленточная технология создания ТВ программ.


Тема 8.3. Цифровое ТВ вещание (DVB): наземное, спутниковое, кабельное и эфирно-кабельное

Платформа DVB-МНР. Интеграция телевидения с глобальными компьютерными сетями; сетями и системами телекоммуникаций - создание интерактивных универсальных информационных систем и оконечных (абонентских) многофункциональных терминалов.


Раздел 9. Телевидение высокой четкости (твч)


Тема 9.1. 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 9.2. варианты стандартов ТВЧ

Требования к АЦП для компонентных сигналов ТВЧ.

Алгоритмы сжатия (устранения избыточности) в сигналах ТВЧ.


Тема 9.3. Методы передачи сигналов ТВЧ

по каналам связи и распределения

Системы MUSE и HDMAC и др. Их сравнение.


Тема 9.4. Цифровые способы передачи сигналов ТВЧ

Сигналы и их уровни. Стыки ТВЧ.


Тема 9.5. применения систем ТВЧ

Вещательное телевидение, электронный кинематограф и др.


Раздел 10. Методы и средства записи ТВ сигналов

на различные носители


Тема 10.1. Классификация методов записи ТВ сигналов

Аналоговых и цифровых, композитных и компонентных, без сжатия и со сжатием.


Тема 10.2. Магнитная видеозапись

Общие принципы, связь между скоростью движения ленты и высшей частотой записываемого сигнала. Форматы аналоговой видеозаписи.


Тема 10.3. Аналоговая магнитная видеозапись двухканальная

Способы компонентной раздельной двухканальной записи – Betacam, М, МII, Lineplex, Betacam-SP и др.


Тема 10.4. Аналоговая магнитная видеозапись одноканальная

Форматы раздельной одноканальной записи - VHC, S-VHC, S-VHC–С, Betamax, Video8, Hi8 и др.


Тема 10.5. Цифровая магнитная видеозапись композитная

Форматы записи композитного сигнала D2,D3 и их основные характеристики. Форматы записи компонентных сигналов D1,D5,D6-D9 и их основные характеристики.


Тема 10.6. Цифровая магнитная видеозапись компонентная

Форматы записи компонентных сигналов Betacam SX, DVCAM и Digital Betacam (Sony); Digital-S (JVC) и DVCPRO, (Панасоник) - их основные характеристики.


Тема 10.7. Магнитная и магнитно-оптическая видеозапись

Запись на компакт-диск, твердотельные накопители данных (CD-ROM). Стандарт DVD и его основные характеристики.

Хранение и доступ к цифровым данным на серверах. Среды создания и управления хранилищами данных.


Раздел 11. системы стереоскопического телевидения


Тема 11.1. 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 11.2. Способы и устройства отображения - воспроизведения объемных изображений

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 влияния линейных и нелинейных искажений на качество ТВ изображения.
   
3. Исследование спектра ТВ сигнала.
   
4. Исследование основных закономерностей формирования растров.
   
5. Исследование влияния шумов и помех на качество телевизионного изображения и измерение отношения сигнал/шум.
   
6. Исследование сигналов совместимой системы ЦТВ.
   
7. Исследование сигналов системы ЦТВ СЕКАМ.
   
8. Исследование сигналов системы ЦТВ ПАЛ.
   
9. Изучение схемы цветного телевизора (радиоканал и система управления).
   
10. Изучение схемы цветного телевизора (тракты промежуточной частоты изображения и звукового сопровождения).
    
11. Изучение схемы цветного телевизора (каналы яркости, цветности и развертки).
    
12. Изучение схемы приема сигналов дополнительной информации.
    
13. Исследование схемы «кадр в кадре» (PIP).
    
14. Исследование канала звукового сопровождения телевизора с порогопонижающим детектором и расширенными функциями.
    
15. Исследование ТВ модулятора головной станции КТВ.
    
16. Исследование магистрального усилителя системы КТВ.
    
17. Исследование канала записи – воспроизведения видеомагнитофона.
    
18. Исследование АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
    
19. Изучение принципов построения и исследование основных характеристик приемной установки спутникового ТВ вещания (только для специальности 1-39 01 01).
    

примечание. По специальности 39 01 01 выполняются следующие работы: 1, 4, 5. 6, 7, 8, 9 и 10, 19.


Примерный перечень практических занятий

1. Расчет взаимосвязи между параметрами ТВ сигнала и изображения.
   
2. Расчет спектра ТВ сигнала.
   
3. Расчет параметров сигналов основных цветов, яркости и цветоразностных.
   
4. Расчет координат цвета и цветности сложного излучения по известному его спектральному составу.
   
5. Расчет основных параметров композитных систем ЦТВ.
   
6. Расчет основных параметров головной станции КТВ.
   
7. Расчет основных параметров распределительной сети КТВ.
   
8. Присвоение частотных каналов в КТВ.
   
9. Расчет основных параметров АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
   
10. Присвоение частотных каналов в наземном цифровом ТВ вещании.
    

Примерный перечень курсовых проектов

1. Система кабельного телевидения.
   
2. Крупная система коллективного приема телевидения.
   
3. Распределительная сеть КТВ с обратным каналом.
   
4. Многофункциональная сеть КТВ.
   
5. Приемная распределительная сеть сигналов спутникового телевидения.
   
6. Усилительный тракт видеокамеры с противошумовой коррекцией.
   
7. Радиоканал цветного телевизора.
   
8. Нестандартный радиоканал цветного телевизора.
   
9. Синтез испытательных сигналов для визуальной настройки цветных телевизоров.
   
10. Канал записи-воспроизведения аналогового (или цифрового) видеомагнитофона.
    
11. Цветной телевизор с модулем «кадр в кадре» и двумя радиоканалами.
    
12. Многостандартный и (или) многосистемный цветной телевизор.
    
13. Проекционное воспроизводящее устройство (телевизор).
    
14. Аппаратная современного телецентра.
    
15. Распределительная сеть ТВ программ в сантиметровом (или миллиметровом) диапазоне волн.
    
16. Корректор резкости (или четкости) цветного телевизора.
    
17. Устройство повышения отношения ТВ сигнала к флуктуационному шуму.
    
18. Формирователь сигнала стереоцветного телевидения с уменьшенным уровнем перекрестных помех.
    
19. Декодер сигнала стереоцветного телевидения.
    
20. Синхронная сеть наземного цифрового ТВ вещания по стандарту DVB.
    

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. Программное обеспечение для частотных присвоений в КТВ (разработано на кафедре СТК БГУИР).
   
3. Программное обеспечение для расчета комбинационных продуктов в сетях КТВ (разработано на кафедре СТК БГУИР).
   
4. Программное обеспечение для расчета зон обслуживания в наземном цифровом ТВ вещании по стандарту DVT-T (разработано на кафедре СТК БГУИР).
   
5. Демонстрационные макеты и промышленные образцы ТВ аппаратуры:
   

1. Передающие и приемные трубки и устройства к ним.
   
2. Четырехкамерная прикладная ТВ установка (ПТУ).
   
3. Малогабаритная ПТУ с передающей трубкой на ПЗС.
   
4. Камерный канал черно-белого телевидения (типа АТК).
   
5. Генераторы испытательных ТВ сигналов по системам СЕКАМ и ПАЛ.
   
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).
   
7. Видеомагнитофон с записями эталонных цветных тест изображений и достижений в области телевидения.
   
8. Транскодер ПАЛ-СЕКАМ.
   
9. ТВ камера с видеомагнитофоном (камкордер).
   
10. CD-ROM фирмы Snell & Wilcox с эталонной тест таблицей MPEG-2.
    
11. Приемные установки аналоговых и цифровых сигналов спутникового телевидения (ЧМ с ЧРК; DVB-S/MPEG-2 и D2-MAC).
    
12. Приемная установка сигналов системы MMDS.
    
13. Волоконно-оптическая система передачи ТВ сигналов (разработка кафедры СТК).
    

ЛИТЕРАТУРА


Основная

1. Телевидение: Учебник для вузов /Под ред. В.Е. Джаконии – М.: Радио и связь, 2000.
   
2. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Хоминич А.Л. Цифровое представление сигналов изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие по ТВ дисциплинам для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения», «Многоканальные системы телекоммуникаций», «Радиотехника», «Радиоэлектронные системы» и «Радиоинформатика». – Мн.: БГУИР, 2003.
   
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. Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения: Учебник для вузов.- СПб.: Изд-во «Лань», 1998.
   
8. Домбругов Р.М. Телевидение: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. Киев, Вища шк., – 1988..
   
9. Певзнер Б.М. Качество цветных телевизионных изображений. 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Радио и связь, 1988.
   
10. Ткаченко А.П., Хоминич А.Л. Повышение качества изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие для студ. спец. «Телекоммуникационные системы», «Радиотехника» и «Радиотехнические системы». В 2 ч. Ч.1: Тракты промежуточной частоты изображения и звукового сопровождения. – Мн.: БГУИР, 2001.
    
11. Капуро П.А., Ткаченко А.П. Системы кабельного телевидения: Метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.: БГУИР. 1997.
    
12. Реушкин Н.А. Системы коллективного телевизионного приема. - М.: Радио и связь,1998.
    
13. Хохлов Б.Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. 3 изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь,1998.
    
14. Вайда З. Современная видеозапись: Пер.с венг. - М.: Радио и связь, 1987.
    
15. Ершов К.Г. Дементьев С.Б. Видеооборудование. Справ. пособие.- СПб.: Лениздат,1993.
    
16. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры: Учеб.пособие для вузов/Под ред. С.В. Новаковского - М.: Радио и связь,1994.
    
17. Новаковский С.В. Цвет на экране телевизора. Основы телевизионной колориметрии: Учеб. для вузов – М.: Радио и связь, 1997.
    
18. Новаковский С.В. Сборник задач по основам техники телевидения: Учеб. пособие для вузов – М.: Радио и связь, 1998.
    
19. Шерайзин С.М. Адаптивная коррекция и фильтрация телевизионного сигнала.- М.: Радио и связь, 1987.
    
20. Телевизионные передающие камеры/ В.А. Петропавловский, Л.Н. Пост-никова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг. .- М.: Радио и связь, 1988.
    
21. Ибрагим К.Ф. Телевизионные приемники: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000.
    
22. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 1. Характеристики оптического излучения. Оптические характеристики веществ и тел: Учеб. пособие для студ. спец. «Телекоммуникационные системы». – Мн.:БГУИР, 1994.
    
23. Ильинков В.А. Основы фотометрии. Ч. 2. Источники оптического излучения: Учеб. пособие для студ. спец. «Телекоммуникационные системы». - Мн.: БГУИР.1996.
    
24. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивное телевидение. – М.: Радио и связь, 2000.
    
25. Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. – М.: Компания Сайрус Системс, 2001.
    
26. Брайтс Р. Справочник по цифровому телевидению. – Жуковский: ЭРА, 2001.
    
27. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание: основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001.
    
28. Мамчев Г.В. Стереотелевизионные устройства отображения информации. - М.: Радио и связь,1983.
    

Дополнительная

1. Игнатьев Н.К. Дискретизация и её приложения. - М.:Связь,1980.
   
2. Телевизионная техника: Справочник /Под ред. Ю.Б.Зубарева и Г.Л.Глориозова– М.: Радио и связь, 1994.
   
3. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989.
   
4. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника. Пер. с чешск. - М.: Радио и связь,1990.
   
5. Цифровое кодирование телевизионных изображений/Под ред. И.И. Цуккермана. – М.: Радио и связь, 1981.
   
6. Цифровое телевидение/Под ред. М.И Кривошеева. – М.: Связь, 1980.
   
7. Лямичев И.Я. Устройства отображения информации с плоскими экранами. - М.: Радио и связь, 1983.
   
8. Афанасьев А.П., Самохин В.П. Бытовые видеомагнитофоны. - М.: Радио и связь, 1989.
   
9. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Бытовые видеомагнитофоны формата VHS. Ч. 1.- СПб., 1994.
   
10. Макарцев В.В., Хесин А.Я., Штейнберг А.Л. Большеэкранные видеосистемы.- М.: СП «Панас»,1993.
    
11. Новаковский С.В. Современные методы формирования телевизионных изображений: Конспект лекций. - М.:МИС,1990.
    
12. Новаковский С.В. Стандартные системы цветного телевидения.- М.: Связь,1976.
    
13. Новаковский С.В., Котельников А.В. Новые системы телевидения. Цифровые методы обработки видеосигналов. - М.: Радио и связь,1992.
    
14. Кабельное телевидение/Под ред. В.Б. Витевского.- М.: Радио и связь,1994.
    
15. Хромов Л.И., Цацулина А.К., Куликов А.Н. Видеоинформатика. Передача и компьютерная обработка видеоинформации. - М.: Радио и связь,1991.
    
16. Барабаш П.А,, Воробьёв С.П., Махровский О.В., Шибанов В.С. Мультисервисные сети кабельного телевидения / Под ред. В.С. Шибанова.- СПб.: Наука, 2000.
    
17. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений /Под ред. Ю.Б.Зубарева и В.П.Дворковича. 2-е изд, перераб. и доп.- М.: НАТ, 1997.
    
18. Ткаченко А.П., Цацулин В.Н.Англо-русский словарь по телевидению, аудио- и видеотехнике/Под ред. А.П.Ткаченко.- Мн.: БелЭн, 1998. 2-е изд. - 1999.
    
19. Синепол В.С., Цикин И.А. Системы компьютерной видеоконференцсвязи. – М.: ООО «Мобильные коммуникации», 1999.
    
20. Хоминич А.Л., Ткаченко А.П. Способы построения каналов звукового сопровождения в ТВ-приемниках повышенного качества // Известия Белорус. инж. акад. Спец. выпуск. Материалы II международной НТК «Современные средства связи», 1997. №1(3)/1.
    
21. Хоминич А.Л., Ткаченко А.П., Азиз Т. Системы стереофонического звукового сопровождения в телевидении // Радиотехн. и эл.: республ. межвед. сб. науч. тр.. –Мн.: БГУИР, 1999. Вып.24.
    
22. Капуро П.А., Ткаченко А.П., Азиз Т. Принципы построения устройств отображения стереоизображений // Радиотехн. и эл.: республ. межвед. сб. науч. тр. –Мн.: БГУИР, 1999. Вып.24.
    
23. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Азиз Т. Нестандартный радиоканал цветного телевизора // Радиотехн. и эл.: республ. межвед. сб. науч. тр. – Мн.: БГУИР, 1999. Вып.24.
    
24. Капуро П.А., Липкович Э.Б., Ткаченко А.П. Стратегия построения сетей наземного цифрового ТВ вещания // Радиотехн. и эл.: республ. межвед. сб. науч. тр. – Мн.: БГУИР, 2001. Вып.25.
    
25. Патент РБ №3113. Способ настройки фильтра коррекции высокочастотных предыскажений в телевизоре цветного изображения /А.П.Ткаченко. // Офи-циальный бюллетень, 1994. №4.
    
26. А.с. 902321,1163487 (СССР). Способ формирования цифрового ТВ сигнала /А.П. Ткаченко и др. // Бюллетень изобретений, 1982. №4; 1985. №23.
    
27. А.с. 760487, 803129, 831816, 882026 (СССР). Способы и устройства для передачи и приема стереоцветных ТВ изображений /А.П. Ткаченко и др.// Бюл-летень изобретений, 1980. №32; 1981. №5; 1981. №10; 1981. №42.
    
28. Ткаченко А.П., Капуро П.А., Ключник С.К. Частотное планирование в системах кабельного телевидения //I республ. НТК «Цифровое телевизионное и радиовещание»: тез. докл. – Минск - Раубичи, 14-16 апреля 1999.
    
29. Патент РБ № 4608. Способ проверки правильности матрицирования цветоразностных сигналов /А.П. Ткаченко, П.А. Капуро, А.К. Дунаев. // Офи-циальный бюллетень, 2002. №3 (34).
    

30. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Под ред. Ю.М. Казаринова. -М.: Высш. шк. 1985.

31. Лихтциндер П.Я., Кузнецов В.Н. Микропроцессоры и вычислительные устройства в радиотехнике.- Киев: Вища шк., 1988.

32. Богданович М.Н. и др. Цифровые интегральные микросхемы. -Мн.: Беларусь, 1996.
    

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. Учеб. для радиотех. спец. вузов.- М.:Радио и связь, 1981.

2. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника. –М.: Гелиос АРВ, 2002.

3. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие/ Под ред. С.В. Якубовского. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985.

4. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2-е изд.перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.