Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО КУЛЬТУРЕ И КИНЕМАТОГРАФИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗ+ОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»
Кафедра видеотехники
Санкт – Петербург
2012 г.
Задание №I
Изобразить осциллограммы всех строк одного кадра упрощённого ТВ сигнала при чересстрочной развертке, считая, что передаётся изображение крупной чёрной буквы, вписанной в белую прямоугольную зону, расположенную в центральной части серого кадра.
Вам следует вписать в белую зону первую букву своей фамилии, составив её из целых квадратиков.
Под осциллограммой кадра полного ТВ сигнала изобразить графики горизонтальной и вертикальной развёрток, на которых показать периоды строк , полей кадров , интервалы гасящих импульсов строк и полей , синхронизирующих импульсов строк и полей . Отдельно колонкой привести значения всех этих величин в соответствии со стандартом телевизионного вещания ГОСТ 7845-92.
Приведём значения величин:
|
Величина |
Значение по ГОСТу |
|
64 мкс |
|
|
40 мс |
|
|
20 мс |
|
|
12,00,3 мкс |
|
|
16120,3 мкс |
|
|
4,70,2 мкс |
|
|
27,3 мкс |
Таблица №1 Значения величин по ГОСТу
А развертка приведена в Рисунке №1
Задание №II
В качестве исходных сигналов основных цветов , использовать стандартные сигналы цветных полос со 75%–й яркостью и 100%–й насыщенностью (цветные полосы формата 100/0/75/0).
Считать, что сигнал красного основного цвета отсутствует: на всей длительности строки.
Зарисовать диаграммы сигналов , , , , , , , , , , , , с указанием значений всех уровней.
Изобразить диаграммы сигналов и после прохождения цепей низкочастотных предыскажений и амплитудного ограничения; указать значения уровней ограничения для каждого из сигналов.
При построении диаграмм рекомендуется разбить длительность строки на 8 равных интервалов (по числу цветовых полос). Диаграммы изображать одну под другой в одинаковом временном масштабе, с соблюдением временного положения.
Зная как определить величины , , , можем определить по формуле (далее обозначение входа будет опускаться) значения сигнала яркости для каждого цвета:
.
Так как (на всей длительности строки), то необходимо определить :
;
;
;
;
;
;
;
.
Теперь определим выходные сигналы основных цветов , , :
; на всей длительности строки;
; на всей длительности строки;
на всей длительности строки.
Определим сигналы цветности системы PAL: , .
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
.
Осталось посчитать сигналы цветности в системе SECAM: и .
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
.
Теперь сведём все наши результаты в рисунок №2.
Задание №Ш
Рассчитать значения амплитуды и фазы модулированной цветовой поднесущей системы PAL (сигнала цветности) для каждой из цветных полос:
Схематически зарисовать диаграмму композитного сигнала PAL с указанием полученных значений амплитуды и фазы цветовой поднесущей. Изобразить векторную диаграмму, длина и угловое положение векторов которой соответствуют амплитуде и фазе цветовой поднесущей на каждой полосе.
Возьмём из задания №2 , ,
Теперь рассчитаем амплитуду модулированной поднесущей системы PAL для каждой из цветных полос: .
;
;
;
;
;
;
;
.
Далее рассчитаем фазы модулированной поднесущей системы PAL для каждой из цветных полос: .
;
;
;
;
;
;
|
Бел |
Сер |
Жёл |
Гол |
Зел |
Пур |
Крас |
Син |
Чёр |
|
|
Амп. |
0,63 |
0,46 |
0,44 |
0,46 |
0,44 |
0,34 |
0 |
0,34 |
0 |
|
Фаза |
-76° |
-76° |
240° |
-76° |
240 |
-12° |
Не опр. |
-12° |
Не опр. |
Таблица №2: Амплитуды и фазы цветовой поднесущей.
Все данные сведены в рисунок №4, а значения амплитуды и фазы для каждого цвета сведены в таблицу №2, на их основе построен рисунок №3.
Задание №IV
Рассчитать для каждой полосы значение девиации частоты ( и ) в «красной» и «синей» строках сигнала системы SECAM после частотной модуляции цветовых поднесущих сигналами , :
Рассчитать частоты ( и ), которыми после модуляции цветовых поднесущих кодируется информация о цветности каждой полосы в «красной» и «синей» строках.
, , где ,
– частоты немодулированных поднесущих.
Для построения диаграммы нам нужны посчитанные задании №2: ; , , ,
Теперь рассчитаем значении девиации частоты для каждой строки и каждого уровня: , , где ,
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
Рассчитаем частоты которыми кодируется информация о цветности каждой полосы:, , где ,
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
Свёдем данные в таблицу №3:
|
Бел. |
Сер. |
Жел. |
Гол. |
Зел. |
Пур. |
Крас. |
Син. |
Чёр. |
|
|
кГц |
372,4 |
277,2 |
235,2 |
277,2 |
235,2 |
42 |
0 |
42 |
0 |
|
кГц |
103,5 |
78,2 |
-151,8 |
78,2 |
-151,8 |
230 |
0 |
230 |
0 |
|
кГц |
4778,4 |
4683,2 |
4641,2 |
4683,2 |
4641,2 |
4448 |
4406 |
4448 |
4406 |
|
кГц |
4353,5 |
4328,2 |
4098,3 |
4328,2 |
4098,2 |
4480 |
4250 |
4480 |
4250 |
Все данные для построения уровней сигналов цветности SECAM и . представлены в рисунке №5
Задание №V
Используя АЧХ цепи высокочастотных предыскажений и полученные значения частот, рассчитать размахи поднесущей SECAM в «красной» и «синей» строках на участках, соответствующих каждой цветной полосе (размах поднесущей в отсутствии предыскажений 161 мВ). Схематически изобразить диаграммы композитного сигнала SECAM в «красной» и «синей» строках.
Так как нам необходимо получить относительные единицы, воспользуемся формулой 5 (, где , ) со страницы 6 из ГОСТа 7845 – 92.
Для начала рассчитаем :
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Теперь рассчитаем значения номинальной амплитудно-частотной характеристики цепи предыскажения сигнала цветности:
;
;
;
;
;
;
;
;
.
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Свёдём все данные в таблицу №3:
|
Строки сигнала |
Уровни |
Частоты кодирующие (кГц) |
Относительные единицы F |
Относительные единицы |
|
Красная |
Белый |
4777,4 |
0,2179 |
3,4975 |
|
Серый |
4683,2 |
0,1775 |
2,9383 |
|
|
Жёлтый |
4098,3 |
0,1594 |
2,9657 |
|
|
Голубой |
4683,2 |
0,1775 |
2,9383 |
|
|
Зелёный |
4098,3 |
0,1594 |
2,9657 |
|
|
Пурпурный |
4448 |
0,0742 |
1,5494 |
|
|
Красный |
4406 |
0,0552 |
1,331 |
|
|
Синий |
4448 |
0,0742 |
1,5494 |
|
|
Чёрный |
4406 |
0,0552 |
1,331 |
|
|
Синяя |
Белый |
4353,5 |
0,0312 |
1,1168 |
|
Серый |
4328,2 |
0,0196 |
1,0477 |
|
|
Жёлтый |
4098,3 |
-0,0896 |
1,7369 |
|
|
Голубой |
4328,2 |
0,0196 |
1,0477 |
|
|
Зелёный |
4098,3 |
-0,0896 |
1,7369 |
|
|
Пурпурный |
4480 |
0,0886 |
1,7242 |
|
|
Красный |
4250 |
-0,0169 |
1,0358 |
|
|
Синий |
4480 |
0,0886 |
1,7242 |
|
|
Чёрный |
4250 |
-0,0169 |
1,0358 |
Таблица №3: Таблица определения относительных единиц
Определим размах поднесущей используя, данные таблицы №3 и – размах поднесущей в отсутствии предыскажений, в данном случае 161мВ по формуле :
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
На рисунке №6 представлена АЧХ цепи высокочастотных предыскажений.
Задание №VI
Изобразить диаграмму цветности (треугольник единичных цветов) колориметрической системы приёмного устройства. Нанести на диаграмму точки, соответствующие цветам полос. Можно принять, что , , , где R, G, B – количества основных цветов системы цветовоспроизведения приёмника; – показатель степени модуляционной характеристика кинескопа. Рядом со всеми точками указать буквенные обозначения цветов полос (Б, Ж, Г, З, П, К, С, Ч).
Свёдём расчёты в таблицу №4:
|
Б |
Ц |
Ж |
Г |
З |
П |
К |
С |
Ч |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0,75 |
0 |
0,75 |
0 |
0,75 |
0 |
0,75 |
0 |
|
|
R |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
G |
1 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
B |
1 |
0,45 |
0 |
0,45 |
0 |
0,45 |
0 |
0,45 |
0 |
|
R/B |
0 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
|
R/G |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Ø |
Ø |
Ø |
Ø |
|
B/G |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Ø |
Ø |
Ø |
Ø |
Таблица №4: Расчёт треугольника цветности
,где отношение (R/B, R/G и B/G) означает деление отрезка соответствующий стороны в данном отношении.
Соответственно все цвета будут на отрезке B-G и в центре диаграммы (там где Ø Ø Ø).
Диаграмма цветности представлена на рисунке №7.
Задание VII
Структура цифровой ТВ системы. Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала. Ошибки дискредитации.
Структура цифровой ТВ системы.
Аналоговый сигнал от телевизионной камеры (1) поступает на аналоговой вход системы (2). Где он подвергается предварительной обработке с целью упрощения последующих цифровых преобразований. Например, полный цветовой сигнал разделяется в устройстве предварительной обработки на сигнал яркости и цветоразностные сигналы для того, чтобы цифровые преобразования производились с каждым из трех сигналов отдельно. Возможно введение в аналоговый сигнал определенных предыскажений для улучшения субъективного качества выходного изображения и т.д. Несмотря на то, что многие из этих предварительных операций по обработке могут быть сделаны и в цифровой форме.
Далее, подготовленный для преобразования сигнал поступает на аналогово-цифровой преобразователь (3), в котором аналоговый сигнал дискретизируется, квантуется и предварительно кодируется (например, по методу импульсно-кодовой модуляции). Как указывалось, в полученном таким образом сигнале содержится значительная избыточность, которая может быть в определенной степени сокращена путём дополнительного более эффективного кодирования в блоке цифровой обработки сигнала (4). Далее сигнал поступает в линейное кодирующее устройство (5), после которого может распределяться по потребителям (например» в устройство консервации ТВ сигнала, устройства коррекции ТВ сигнала и другие звенья, в которых производится обработка сигнала). Линейное кодирующее устройство предназначено для защиты цифрового ТВ сигнала от возможных помех в канале путем применения специальных, более помехозащищенных кодов. Наконец, сигнал в цифровой форме поступает на выходной преобразователь (6) (например, на модулятор радиопередающего устройства) и далее – в канал связи. Принятый приемным устройством сигнал демодулируется (7), подвергается обратному преобразованию в приемном декодирующем устройстве и поступает в блок цифровой обработки (8) декодирующего устройства цифрового сигнала. В нем лишенный избыточной информации сигнал приобретает исходную форму, затем в цифро-аналоговом преобразователе (10) преобразуется в аналоговый сигнал. Если на передающем конце тракта использовалась аналоговая обработка сигнала, то на приемном конце должна производиться обратная операция (9)
Рисунок №8: Обобщенная структурная схема телевизионного тракта передачи цифрового видеосигнала
Приведенная на рисунке №8 схема является обобщенной. В зависимости от задач, стоящих перед цифровой системой, она может видоизменяться. Так, например, если в системе появится возможность преобразования свет-сигнал и сигнал-свет непосредственно в цифровой форме, система вообще не будет содержать аналоговых звеньев и аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей.
Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала.
Ошибки дискретизации.
Эффект перекрытия спектров за счёт невыполнения условия теоремы Котельникова называется ошибкой дискретизации первого рода, которая приводит к возникновению на изображении так называемого муара (посторонние узоры).
Действие дискретизации на спектр сигнала поясняется на рисунке №9. Спектр исходного сигнала занимает полосу частот от 0 до . В результате дискретизации в спектре возникают побочные составляющие, которые совпадают по форме с исходным спектром и симметричны относительно частот , , , …. Если условие Котельникова выполнено и (рисунок №9,а) то побочные составляющие спектра не перекрываются с исходым спектром. Поэтому с помощью идеального ФНЧ, имеющего частоту среза, равную , можно выделить частотные составляющие исходного сигнала, полностью подавив побочные составляющие, возникшие в результате дискретизации. Это означает, что исходный сигнал, передаваемый с использованием дискретизации, может быть восстановлен без искажений.
На рисунке №9,б показан спектр дискретизированного сигнала в случае, когда условие Котельникова не выполняется, т.е. . При этом спектр исходного сигнала и спектр хотя бы одной из побочных составляющих, возникших при дискретизации, перекрываются. Это перекрытие нельзя устранить никаким фильтром, поэтому искажения, создаваемые дискретизацией, в данном случае необратимы. Если, например пытаться выделить исходный сигнал с помощью идеального ФНЧ с частотой среза , , то на выход этого ФНЧ помимо исходного сигнала частично пройдёт побочная составляющая. Если же использовать идеальный ФНЧ с частотой среза , то побочная составляющая не пройдёт, но и высокочастотная часть спектра исходного сигнала будет подавлена, что также создаст искажения выходного сигнала
Рисунок №9: Спектры сигналов при дискретизации.
Когда с этим сталкиваются? Например, диктор в пиджаке в полоску или клетку. На них заметны быстро перемещающиеся полоски. Это пространственная дискретизация. Пикселы камеры производят дискретизацию. Бывают оптические фильтры пространственных частот, а можно просто расфокусировать объектив. Но в ТВ такое случается нечасто, поэтому обычно не ставят фильтров, и муар иногда возникает.
В блоке предварительной аналоговой обработки как раз и сидит фильтр НЧ, который ограничивает полосу аналогового сигнала до , его АЧХ такая же, как и у восстанавливающего.
Теперь рассмотрим ошибку второго рода. Фильтр идеально прямоугольного фильтра имеет бесконечный порядок, поэтому его нет. Ошибка второго рода появляется, когда в полосу восстанавливающего фильтра влезает кусок мультиплексированного сигнала, выглядит тоже как муар, но не такой заметный, потому что ВЧ и мелкоструктурный.