Реферат: Принципы цифрового телевидения

Федеральное агентство связи

Государственного образовательногоучреждение Высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникацийи информатики

Реферат на тему: Принципы цифрового телевидения

              

                                     

                                                         Выполнил: студент гр. РА-65,фак. МРМ

                                                        Лукьяненко М.С.

                                                            Проверил: профессор Катунин Г.П.

           

              

Новосибирск 2006

<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA">

Содержание

1.<span Times New Roman"">    

Этапы развития цифрового телевидения ……………………………3

2.<span Times New Roman"">    

Цифровой телевизионный сигнал……………………………………..7

3.<span Times New Roman"">    

Общие принципы построения системы цифровоготелевидения…7

4.<span Times New Roman"">    

Цифровое телевидение и компьютерные технологии……………...11

5.<span Times New Roman"">    

Перспективы развития цифрового телевидения……………………13

6.<span Times New Roman"">    

Список используемой литературы…………………………………....16

1.<span Times New Roman"">    

Этапы развития цифрового телевидения

   Цифровое телевидение – это отрасльтелевизионной техники, в которой передача, обработка и хранение телевизионногосигнала осуществляются в цифровой форме.

Применениеметодов и средств цифрового телевидения – это пень развития телевизионной техники,обеспечивающая ряд преимуществ по сравнению с аналоговым телевидением:

— повышение помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов;

— уменьшение мощности передатчиков ТВ-вещания;

— существенное увеличение числа телевизионных программ, передаваемых в том жечастотном диапазоне;

— повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках с обычнымстандартом разложения;

— создания телевизионных систем с новыми стандартами разложения изображения(телевидение высокой чёткости – ТВЧ);

— расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры, используемой приподготовке и проведении телевизионных передач;

— передача в телевизионном сигнале различной дополнительной информации,превращение телевизионного приёмника в многофункциональную информационнуюсистему;

— создание интерактивных телевизионных систем, при пользовании которыми зрительполучает возможность воздействовать на передаваемую программу.

Этипреимущества обусловлены как самими принципами, присущими цифровому телевидению,так и наличием разнообразных алгоритмов, схемных решений и мощнойтехнологической базы для создания соответствующих устройств.

Всвоём развитии цифровое телевидение прошло ряд этапов. На каждом этапе сначалавыполнялись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы,создавались экспериментальные устройства и системы, а затем принималисьстандарты, как правило, международные, которые должны выполняться всемиорганизациями, ведущими телевизионное вещание и выпускающими видеопрограммы, ивсеми фирмами-производителями аппаратуры. Принятие стандартов – важнейшаясоставляющая развития любой технологии.

Международныестандарты принимаются в первую очередь Международной организацией постандартизации (ISO– InternationalOrganizationforStandartization), созданной в 1947 г. Для разработки стандартов вкакой-либо области техники ISOсоздаётрабочие группы. Пример такой группы – MPEG(MotionPictureExpertGroup), занимающаяся стандартами для цифрового телевидения.

Первыйэтап развития цифрового телевидения – использование цифровой техники вотдельных частях телевизионной системы при сохранении обычного стандартаразложения и аналоговых каналов связи. Наиболее важным достижением былосоздание полностью цифрового студийного оборудования. На современныхтелестудиях сигналы передающих камер преобразуются в цифровую форму, и всядальнейшая их обработка и хранение в пределах телецентра осуществляютсяцифровыми средствами. Это позволяет в значительной степени реализоватьуказанные выше преимущества цифрового телевидения. На выходе студийного оборудованиятелевизионный сигнал преобразуется в аналоговую форму и передаётся по обычнымканалам связи.

Другоенаправление использования цифровой техники, характерное для первого этапаразвития цифрового телевидения – введение цифровых блоков в телевизионныеприёмники с целью повышения качества изображения или расширения функциональныхвозможностей. Примерами таких блоков могут служить цифровые фильтры дляразделения яркостного и цветоразностных сигналов, для уменьшения влияния шумовна изображение и для подавления эхо-сигналов, возникающих при отражениирадиоволн от поверхности Земли и различных объектов.

Второйэтап развития цифрового телевидения – создание гибридных аналого-цифровыхтелевизионных систем с параметрами, отличающимися от принятых в обычныхстандартах телевидения.

 Можно выделить два основных направленияизменений телевизионного стандарта: переход от одновременной передачияркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передачи иувеличение числа строк в кадре и элементов изображения в строке. Реализациявторого направления  связана снеобходимостью сжатия спектра телевизионных сигналов для обеспечениявозможности его передачи по каналам связи с приемлемой полосой частот.

Примерамигибридных телевизионных систем могут служить японская система телевидениявысокой чёткости MUSEи западноевропейские система семейства MAC. В передающей и приёмной частях всех этих системсигналы обрабатываются цифровыми средствами, а в канале связи сигналы передаютсяв аналоговой форме. Системы ТВЧ MUSEи HD-MACимеют формат изображения 16:9, число строк в кадре1125 и 1250, частоту кадров 30 и 25 Гц, соответственно. С помощью цифровогокодирования исходная полоса частот сигналов этих сигналов этих систем,превышающая 20 МГц, сжатием примерно до 8 МГц. Это позволяет передавать этисигналы с частотной модуляцией (ЧМ) по спутниковым каналам связи, имеющимширину полосы 27 МГц. В то же время, широко развитая сеть наземноготелевизионного вещания, включающая УКВ-передатчики, кабельную сеть и другуютехнику, не позволяет передавать и принимать сигналы указанных системтелевидения, так как рассчитана на ширину полосы частот одного канала, равную 6…8МГц.

Третьимэтапом развития цифрового телевидения можно считать создание полностью цифровыхтелевизионных систем.

Первыепредложения по полностью цифровым системам телевидения появились в 1990 г. Воснове этих проектов лежали достижения в методах и техники эффективногокодирования и сжатия изображений. Работы в этой области проводились  не только с целью создания цифровыхтелевизионных систем, но и для таких применений, как видеотелефон ивидеоконференции, запись видеопрограмм на цифровые лазерные компакт-диски,компьютерная графика, видеосредства мультимедиа и др.   

Длясжатия неподвижных изображений широко используется стандарт JPEG(JointPictureExpertGroup). Методы сжатия движущихсяизображений и сигналов звукового сопровождения описаны в стандартах MPEG-1 и MPEG-2 (MPEG– MotionPictureExpertGroup). Стандарт MPEG-1, ориентированный в основном на запись кинофильмов ивидеопрограмм на компьютерные лазерные диски с возможностью воспроизведенияизображения и звука с помощью обычного персонального компьютера, былокончательно утверждён к декабрю 1993 г. Стандарт MPEG-2, предназначенный для систем телевизионного вещаниякак с обычным стандартом разложения, так и с увеличенным числом строк (ТВЧ),был утверждён в ноябре 1994 г.

Внастоящие время системы цифрового телевидения, основанные на сжатиителевизионных сигналов по стандарту MPEG-2, быстрораспространяются во многих странах. При этом в первую очередь решается задачазначительного увеличения количества передаваемых программ телевидения обычногоразрешения, так как это даёт быстрый коммерческий эффект.

ВЕвропе уже в 1993 г., как только стало ясно, что за цифровыми телевизионнымисистемами будущее, был принят проект DVB(DigitalVideoBroadcasting– Цифровое Видео Вещание), в работах. В 1997 г. Черезискусственные спутники Земли (ИЗС) на европейские страны передавалось 170 каналовцифрового ТВ, а к концу 1998 г. Число таких каналов превысило 1000.Одновременно распространяются цифровое телевизионное вещание по кабельнымлиниям, цифровая видеозапись, цифровые видеодиски.

Вразвитых странах поставлен вопрос о прекращении в первом десятилетии XXIвека аналогового телевизионного вещания.

Главнымиособенностями нового поколения телевизионных систем являются:

1.<span Times New Roman"">    

Существенноесужение полосы частот цифрового телевизионного сигнала, достигаемое с помощьюэффективного кодирования, то есть сокращения избыточности изображений, ипозволяющее передавать 4 и более программ телевидения обычной  чёткости или 1-2 программы ТВЧ по стандартному телевизионному каналу с шириной полосычастот 6…8 МГц.

2.<span Times New Roman"">    

Единый подход ккодированию и передачи телевизионных сигналов с различной чёткостьюизображения: видеотелефон и другие системы с уменьшенной чёткостью, телевидениеобычной чёткости, ТВЧ.

3.<span Times New Roman"">    

Интеграция сдругими видами информации  припередачи  по цифровым сетям связи.

4.<span Times New Roman"">    

Обеспечениезащиты передаваемых телевизионных программ и другой информации отнесанкционированного доступа, что даёт возможность создавать системы платногоТВ-вещания.

Структурнаясхема цифровой телевизионной системы показана на рис. 1.1 Кратко рассмотримназначение основных частей системы.

Источник

ТВ

сигналов

АЦП

видео

Кодер

видео

Мульти-

плексор

Кодер

Канала и

модулятор

<img src="/cache/referats/24066/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1058 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1085 _x0000_s1091 _x0000_s1092 _x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1097 _x0000_s1098 _x0000_s1101 _x0000_s1110 _x0000_s1167">


<div v:shape="_x0000_s1156">

Кодер

звука

<div v:shape="_x0000_s1115">

АЦП

звука

<div v:shape="_x0000_s1112">

Источник

Сигналов

звука

<div v:shape="_x0000_s1111">

Канал связи

 

<img src="/cache/referats/24066/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1125"><img src="/cache/referats/24066/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1124"><img src="/cache/referats/24066/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1123"><img src="/cache/referats/24066/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1120"> 

<img src="/cache/referats/24066/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1113"><img src="/cache/referats/24066/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1119"><img src="/cache/referats/24066/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1118"><img src="/cache/referats/24066/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1114">                                                                                                          

Демодулятор

и декодер

канала

Демуль-

типлек-

сор

Декодер

видео

ЦАП

видео

Монитор

<img src="/cache/referats/24066/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1166"> <img src="/cache/referats/24066/image007.gif" v:shapes="_x0000_s1155"> <img src="/cache/referats/24066/image008.gif" v:shapes="_x0000_s1172 _x0000_s1190 _x0000_s1203 _x0000_s1204 _x0000_s1214 _x0000_s1294 _x0000_s1301 _x0000_s1304">


<img src="/cache/referats/24066/image009.gif" v:shapes="_x0000_s1302"><img src="/cache/referats/24066/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1297"><img src="/cache/referats/24066/image011.gif" v:shapes="_x0000_s1211">                                              

Декодер

Звука

ЦАП

звука

УНЧ и динамики

<img src="/cache/referats/24066/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1278"> <img src="/cache/referats/24066/image012.gif" v:shapes="_x0000_s1300"> <img src="/cache/referats/24066/image013.gif" v:shapes="_x0000_s1303"> <img src="/cache/referats/24066/image014.gif" v:shapes="_x0000_s1307 _x0000_s1308 _x0000_s1309 _x0000_s1315 _x0000_s1316 _x0000_s1317 _x0000_s1318 _x0000_s1319 _x0000_s1320 _x0000_s1321">


                                                                                                         

Рис.1.1. Структурная схема цифровой телевизионной системы

Источник аналоговых телевизионных сигналов формируетяркостный сигнал Е’Y   и цветоразностные сигналы Е’R-Y, E’B-Y      , которыепоступают на АЦП, где преобразуются в цифровую форму. В следующей частисистемы, называемой  кодером изображенияили кодером видео, осуществляется эффективное кодирование видеоинформации сцелью уменьшения скорости передачи двоичных символов в канале связи. Как будетпоказано далее, эта операция является одной из наиболее важных, так как безэффективного кодирования невозможно обеспечить передачу сигналов цифровоготелевидения по стандартным каналам связи.

Сигналы звукового сопровождения также преобразуется вцифровую форму. Звуковая информация сжимается в кодере звука. Кодированныеданные изображения и звука, а также различная дополнительная информацияобъединяются в мультиплексоре в единый поток данных. В кодере каналавыполняется ещё одно кодирование передаваемых данных, имеющие целью повышениепомехоустойчивости. Полученным в результате цифровым сигналом модулируют несущуюиспользуемого канала связи.

В приёмной части системы осуществляется демодуляцияпринятого высокочастотного сигнала и декодирование канального кодирования.Затем в демультиплексоре поток данных разделяется на данные изображения, звукаи дополнительную информацию. После этого выполняется декодирование данных. Врезультате на выходе декодера изображения получаются яркостный и цветоразностныесигналы в цифровой форме, которые преобразуются в аналоговую форму в ЦАП иподаются на монитор, на экране которого воспроизводится изображение. На выходедекодера звука получаются сигналы звукового сопровождения, также преобразуемыев аналоговую форму. Эти сигналы поступают на усилители звуковой частоты и далеена динамики.

2.<span Times New Roman"">    

Цифровойтелевизионный сигнал

    

Цифровой телевизионный сигнал получается изаналогового телевизионного сигнала путём преобразования его в цифровую форму.Это преобразование включает следующие три операции:

1. Дискретизация во времени, т.е. замену непрерывногоаналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моментывремени – отсчётов или выборок.

2. Квантование по уровню, заключающееся в округлениизначения каждого отсчёта до ближайшего уровня квантования.

3. Кодирование (оцифровку), в результате которогозначение отсчёта представляется в виде числа, соответствующего номеруполученного уровня квантования.

Все три операции выполняются в одном узле – аналого-цифровомпреобразователе (АЦП). В современной аппаратуре АЦП реализуется в виде однойБИС. На входе АЦП подаются аналоговый сигнал и тактовые импульсы,синхронизирующие моменты выборок. Выходные сигналы образуют параллельный n-разрядный двоичный код, представляющий получающееся врезультате аналого-цифрового преобразования число.

3.<span Times New Roman"">    

Общиепринципы построения системы цифрового телевидения.

Системы цифрового телевидения могут быть двух типов. Всистемах первого типа, полностью цифровых, преобразование передаваемогоизображения в цифровой сигнал и обратное преобразование цифрового сигнала визображение на ТВ экране осуществляются непосредственно преобразователяхсвет-сигнал и сигнал-свет. Во всех звеньях тракта передачи изображенияинформация передаётся в цифровой форме. В цифровых ТВ системах второго типааналоговый ТВ сигнал, получаемый с датчиков, преобразуется в цифровую форму,подвергается всей необходимой обработке, передаче или консервации, а затемснова приобретает аналоговую форму. При этом используются существующие датчикианалоговых ТВ сигналов и преобразователи свет-сигнал в ТВ приёмниках. В этихсистемах на вход тракта цифрового телевидения поступает аналоговый  ТВ сигнал, затем он кодируется, т.е.преобразуется в цифровую форму. Это преобразование представляет собой комплексопераций, наиболее существенными из которых являются дискретизация, квантованиеи непосредственно кодирование.

Строго говоря, дискретизированный и квантованный ТВсигнал уже является цифровым. Однако цифровой сигнал в такой форме попомехозащищённости мало выигрывает по сравнению с аналоговым, особенно прибольшом числе уровней квантования. Для увеличения помехозащищённости сигналаего лучше всего преобразовать в двоичную форму, т.е. каждое значение уровнясигнала записать в двоичной системе счисления. При этом номер (значение уровняквантования) будет преобразован в кодовую комбинацию символов «0» или «1». Вэтом и состоит третья, заключительная операция кодирования. Данный способпреобразования получил название импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Дискретизация.Первой операцией процесса цифровогокодирования аналогового ТВ сигнала является его дискретизация, котораяпредставляет собой замену непрерывного аналогового сигнала U(t)последовательностью отдельных во времени отсчётов этого сигнала. Наиболеераспространённой формой дискретизации является равномерная дискретизация спостоянным периодом, в основе которой лежит теорема Найквиста-Котельникова.Согласно этой теореме любой непрерывный сигнал U(t), имеющий ограниченный спектр частот, может бытьпредставлен значениями этого сигнала U(tn), взятыми в дискретные моменты времени (отсчёты) tn= nT, где n= 1,2,3,… — целые числа; Т – период или интервалдискретизации, выбранный из условия теоремы Найквиста-Котельникова: T≤ 0,5/fгр. Здесь 

fгр –верхняя граничная частота спектра исходного сигнала U(t). (Для отечественного вещательного ТВ стандартаверхняя граничная частота спектра  ТВсигнала fгр≈ 6,25 МГц). Величина, обратная периодудискретизации fд ,выбранная в соответствии с теоремой Найквиста-Котельникова, равна: fд= 2fгр.

Аналитическое выражение теоремыНайквиста-Котельникова, утверждающей возможность замены непрерывного сигнала U(t) последовательностью дискретных значений U(nT) имеет следующий вид:

            ∞                   

<img src="/cache/referats/24066/image015.gif" v:shapes="_x0000_s1345">U(t) = ∑  U(nT)‫‪‫‫‪‫‎‎‎‎‎sin2πfгр(t – nT)

          n=−∞                2πfгр(t – nT)

Ортогональнаяструктура дискретизации.Если частотудискретизации выбрать кратной частоте строк, то на изображении будет образованаортогональная структура дискретизации, в которой отсчёты располагаются в узлахпрямоугольной решётки. Примем, что fд= 2fгр, тогда при этом условии число отсчётов в изображениибудет равно числу его условных ТВ элементов. Поэтому сокращение числа отсчётовприведёт к пропорциональному уменьшению разрешающеё способности ТВ системы,т.е. к ухудшению качества изображения.

Для оценки возможностей ортогональной структурыотсчётов при формировании изображений рассмотрим более детально процессзрительного восприятия. Установлено, что зрительный анализатор содержитсовокупность рецепторов (рецептивные поля), кодирующие одновременно большиегруппы элементов изображения, реагируя при этом не столько на их яркость,сколько на форму, выделяя из фона изображения наиболее его информативную часть:контуры, перепады яркости. Такие свойства зрительного аппарата позволяют емувосстанавливать целостные контуры даже при их распаде на отдельные элементы вследствиедискретизации или из-за воздействия случайных помех. В изображениях существуютзначительные статистические связи, к которым в результате эволюционногоразвития приспособился наш зрительный аппарат.

Эти свойства зрительного анализатора позволяютдопустить, что в ТВ системе не обязательно обеспечивать условия для передачикаждого из элементов изображения. Можно удовлетвориться возможностью передачиТВ системой определённого ансамбля конфигураций, при этом с пониженным (поотношению к стандарту) числом элементов.

Ортогональная структура дискретизации изображения сшагом дискретизации, удовлетворяющим условиям теоремы Найквиста-Котельникова,характеризуется заметной избыточностью в разрешающей способности системы подиагональным направлениям. Устранить эту избыточность путём уменьшения числаотсчётов (т.е. уменьшая частоту дискретизации).

Шахматнаяструктура дискретизации. Встрочно-шахматной структуре используется строчное чередование точек,образованное в результате сдвига на половину интервала дискретизации отсчётовсоседних строк данного поля. Строчно-шахматную структуру получают двумя путями:либо дискретизируют ТВ сигнал с частотой (2n+1)fz/2 (где n– целое число;fz– частотастрочной развёртки), либо частоту дискретизации выбирают равной nfz,но её фаза меняется в начале каждой чётной строки.

Кадрово-шахматная структура образуется путём сдвигаотсчётов соседних полей на половину интервала дискретизации. Кадрово-шахматнаяструктура получается дискретизацией ТВ сигнала с частотой, равной либо (nfz+25Гц), либо nfzсизменением фазы частоты дискретизации в начале каждого чётного поля.

В силу отмеченных недостатков шахматная структурадискретизации, несмотря на свои достоинства, в вещательном телевидении неиспользуется.

Выборчастоты дискретизации ТВ сигнала. Ввещании практическое применение получила фиксированная ортогональная структура,отсчёты которой расположены на ТВ экране вдоль вертикальных линий периодично построкам, полям, кадрам. Позволяя суммировать соседние поля чересстрочногоразложения без потери разрешающей способности по горизонтали и вертикали,ортогональная структура дискретизации идеальна для выполнения различныхинтерполяций в преобразователях стандартов, аппаратуре видеоэффектов, устройствсокращения избыточности информации. Это обстоятельство явилось основным привыборе ортогональной структуры для базового стандарта цифрового кодирования.

Ортогональная структура отсчётов получается при выборечастоты дискретизации, кратной частоте строк. При этом следует учитывать, что вТВ вещании ещё долго будут использоваться основные стандарты разложения 625/50и 525/60. В связи с этим параметры цифрового кодирования ТВ сигнала необходимосогласовывать с двумя стандартами разложения. Последнее обусловливает следующеетребование: fд  должна быть кратна частоте строк систем сразложением на 525 и 625 строк. С другой стороны, эта частота должна быть повозможности низкой, чтобы не увеличивать скорость передачи цифрового потока.Наименьшее кратное двум значениям строчной развёртки fz(625) = 15625 Гц и fz(525) = 15734,266 Гц соответствует значению частоты2,25 МГц. Поэтому для дискретизации ТВ сигналов подходят частоты 11,25, 13,5 и15,75 МГц, кратные 2,25 МГц (множители 5, 6 и 7). Из них выбрана частота 13,5МГц, поскольку это значение является единственным, которое обеспечиваетперечисленные выше требования. Оно даёт возможность получить 864 отсчёта встроке с разложением на 625 строк и 858 отсчётов при разложении на 525 строк.

КвантованиеТВ сигнала. За процессомдискретизации при преобразования аналогового сигнала в цифровую форму следуетпроцесс квантования. Квантование заключается в округлении полученных последискретизации мгновенных значений отсчётов до ближайших из набора отдельныхфиксированных уровней. Квантование представляет собой дискретизацию ТВ сигналане во времени, а по уровню сигнала U(t).

Фиксированные уровни, к которым «привязываются»отсчёты, называют уровнями квантования. Разбивая динамический диапазонизменения сигнала U(t) уровнями квантования на отдельные области значений,называемые шагами квантования, образуют шкалу квантования. Следствием этого становитсяпоявление в сигнале специфических шумов, называемых шумами квантования. Ошибкиквантования или шумы квантования на изображении могут проявляться по-разному, взависимости от свойств кодируемого сигнала. Если собственные шумы аналоговогосигнала невелики по сравнению с шагом квантования, то шумы квантованияпроявляются на изображении в виде ложных контуров. В этом случае плавныеяркостные переходы превращаются в ступенчатые, и качество изображенияухудшается. Наиболее заметны ложные контуры нВ изображениях с крупными планами.Этот эффект углубляется на подвижных изображениях. Когда собственные шумыаналогового сигнала превышают шаг квантования, искажения квантованияпроявляются уже не как ложные контуры, а как шумы, равномерно, распределённыепо спектру. Флуктуационные помехи исходного сигнала как бы подчёркиваются,изображение в целом начинает казаться более зашумлённым.

Обычно используется линейная шкала квантования, прикоторой размеры зон одинаковы.

Число уровней квантования, необходимое длявысококачественного раздельного кодирования составляющих цветового ТВ сигнала,определяется экспериментально. Очевидно, что с ростом этого числа точностьпередачи уровневой информации возрастает, шумы квантования снижаются, но приэтом растёт информационный поток и расширяется необходимая для передачи полосачастот. С другой стороны, при заниженном числе уровней квантования ухудшаетсякачество изображения из-за появления на нём ложных контуров. Кроме того,слишком велики, а потому и заметны шумы квантования. Недостаточное числоуровней квантования особенно неприятно сказывается на цветных изображениях. Вэтом случае шумы квантования проявляются в виде цветных узоров, особеннозаметных на таких сюжетах, как лицо крупным планом, на плавных перепадахяркости.

Пороговая чувствительность глаза к перепадам яркости вусловиях наблюдения, оптимальных для просмотра ТВ передач, по экспериментальнымданным около 1%, а это значит, что два соседних фрагмента изображения,отличающихся по яркости на 1%, воспринимаются как раздельные части изображения.Таким образом, кодирование сигнала яркости с числом уровней квантования меньшимили равным 100 ведёт к появлению на изображении ложных контуров, что заметно ухудшаетего качество.

4.<span Times New Roman"">    

Цифровоетелевидение и компьютерные технологии.

Переход к цифровому представлению видеосигналов исигналов звукового сопровождения и появления методов многократного сжатияданных, рост производительности и объёмов ЗУ персональных компьютеров и рабочихстанций при одновременном снижении их стоимости, стремительное развитиеИнтернет и других сетевых технологий создают предпосылки для широкогоприменения вычислительной техники в различных частях телевизионных систем. Нижеприведены несколько примеров таких применений.

СИСТЕМЫ НЕЛИНЕЙНОГО МОНТАЖА

Одна из важнейших областей применения компьютеров втелевидении – системы редактирования имонтажа видеоматериалов и подготовки телевизионных программ.

Система нелинейногомонтажа содержит один или несколько цифровых видеомагнитофонов (ВМ) дляхранения исходных материалов и конечного продукта. Центром системы являетсявысокопроизводительный ПК или рабочая станция (компьютер, по производительностии объёму ЗУ значительно превосходящий обычные ПК), имеющий монитор с экраном,обеспечивающим высококачественное отображение нескольких кадров и различнойвспомогательной информации.

Фрагменты телевизионных программ, подлежащиередактированию и монтажу, вводятся в компьютер с помощью специальной платыввода/вывода (платы «захвата» видеосигналов), сжимаются и записываются нажёсткие магнитные диски (НМД). Для сжатия обычно применяется метод MotionJPEG, всоответствии с которым каждый кадр кодируется независимо от других кадров. Этодаёт возможность индивидуального доступа к отдельным кадрам. Операция сжатия вреальном времени выполняется аппаратными средствами в платекомпрессии/декомпрессии и видеоэффектов.

Хранение редактируемых материалов на диске даётвозможность быстро находить и переставлять в произвольном порядке фрагментыизображения и отдельные кадры, составляя нужную видеопрограмму. При этомпроцесс монтажа значительно ускоряется и возникают новые возможности,недоступные ранее применявшихся системах.

ВИДЕОСЕРВЕРЫ

Видеосерверы – новый класс устройств, появившийся сначалом перехода к цифровому телевидению. Видеосервер – это компьютер,существенно превосходящий по производительности обычные компьютеры и содержащийдисковую память большого объёма и блоки ввода/вывода аналоговых и цифровыхТВ-сигналов и звуковых сигналов. На современных телестудиях видеосерверызаменяют видеомагнитофоны и становятся основным средством воспроизведениязаранее записанных программ.

Использование видеосерверов позволяет автоматизироватьТВ-вещание и существенно увеличить количество одновременно передаваемыхтелевизионных каналов, что является одной из основных целей перехода нацифровое ТВ-вещание.

Видеосерверы выпускаются многими фирмами, и на рынкеесть системы разных уровней сложности и стоимости. В качестве примера можноназвать систему MAV-1000 фирмы SONY, которая обеспечивает хранение видеопрограммдлительностью 11 и

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике