Причины использования цветоразностных сигналов в аналоговых и цифровых системах телевидения.
1. Вследствие того, что из этих сигналов частично исключена избыточная информация о яркости, их амплитуда обращается в 0 при передаче серых и белых деталей (на белом амплитуды основных цветов равны = ЕУ) и мала на слабонасыщенных местах;
2. Цветоразностные сигналы упрощают построение декодирующих устройств приемника, т.к. исходные цвета могут быть получены простым суммированием цветоразностных сигналов с яркостным. Причем, сигналы основных цветов восстанавливаются сразу в полной полосе частот (высокочастотная часть спектра из яркостного), что упрощает схему декодирования.
4:1:1 – цветоразностные сигналы в направлении строк представлены в каждом и – ом отсчете.
4:2:2 – по одной выборке сигналов цветности на 2 выборки сигнала яркости в горизонтальном направлении.
4:4:4 – отсутствие субдискретизации
3.375 МГц – базовая частота в устройствах цифрового кодирования.
которая может быть фиксированной (отсчеты располагаются на одних и тех же позициях в соседних кадрах) или подвижной (отсчеты меняют свое положение). Искажения, возникающие в процессе дискретизации, менее заметны в фиксированных структурах дискретизации. Различают следующие виды фиксированных структур дискретизации: ортогональную, строчно-шахматную и кадрово-шахматную.
Квантование заключается в округлении полученных после дискретизации мгновенных значений отсчетов до ближайших из набора отдельных фиксированных уровней. Квантование представляет собой дискретизацию телевизионного сигнала не во времени, а по уровню сигнала U t.
Фиксированные уровни, к которым «привязываются» отсчеты, называют уровнями квантования. Разбивая динамический диапазон изменения сигнала U t уровнями квантования на отдельные области значений, называемые шагами квантования, образуют шкалу квантования. Следствием этого становится появление в сигнале специфических шумов, называемых шумами квантования. Ошибки, или шумы, квантования на изображении могут проявляться по-разному, в зависимости от свойств кодируемого сигнала.
дельта = (Umax-Umin)/(2^n), где n - число разрядов, дельта^2/12 - мощность шумов
Обычно используется линейная шкала квантования, при которой размеры зон одинаковы. Число уровней квантования, необходимое для высококачественного раз- дельного кодирования составляющих цветового телевизионного сигнала, определяется экспериментально. Очевидно, что с увеличением этого числа точность передачи уровневой информации возрастает, шумы квантования снижаются, но растет информационный поток и расширяется необходимая для передачи полоса частот. С другой стороны, при заниженном числе уровней квантования ухудшается качество изображения из-за появления на нем ложных контуров. Кроме того, слишком велики, а потому и заметны шумы квантования. Недостаточное число уровней квантования особенно неприятно сказывается на цветных изображениях. В этом случае шумы квантования проявляются в виде цветных узоров, особенно заметных на таких сюжетах, как лицо крупным планом, на плавных перепадах яркости.
В современных системах цифрового телевидения, как правило, применяется равномерное квантование прошедших гамма-коррекцию сигналов с числом двоичных разрядов АЦП n=8 , что дает число уровней квантования Nкв 256.
Рис. 5.6. Обобщенная структурная схема кодирующей матрицы
Недостатки: Одновременный метод передачи и воспроизведения основных цветов требует точного оптического и электрического совмещения 3 растров передающих и приемных трубок, ибо неточность совмещения растров приводит к потере четкости и появлению цветных окантовок.
Существует много стандартов передачи аналогового телевизионного изображения, различающихся количеством строк по горизонтали -525,625; частотой кадровой развёртки -50 Гц, 60 Гц; расстоянием между частотами несущих изображения и звука- 4,5 МГц, 5,5 МГц, 6,0 МГц, 6,5 МГц; способом кодирования цвета - PAL,SÉCAM, NTSC.
Тип телевизора определяется по той технологии, которую использовали для изготовления кинескопа. Всего их выделяют четыре: ЭЛТ, Плазма, ЖК, Проекционные.
Телевизоры на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) появились самыми первыми .
Принцип работы таких телевизоров: в каждом приборе есть покрытый люминофором стеклянный экран и собственно электронно-лучевая пушка. Отрицательно заряженный катод, расположенный в чреве «ящика с картинками» посылает сигнал (электронный луч) в направлении экрана. Луч подсвечивает участок трубки (пиксель). В трубке цветного телевизора используется три луча (зеленый, красный и синий) и три типа фосфорного покрытия для каждого пикселя.
Преимущества ЭЛТ-телевизоров:
-Большой угол обзора; -Непревзойденная цветопередача;-Долговечность;
- Сравнительно невысокая цена. Недостатки: ЭЛТ-телевизоры занимают очень много места. Второй недостаток что рано или поздно изнашиваются механические детали, а следовательно, им требуется замена.
Плазменый телевизор
Принцип работы плазменного экрана основан на способности некоторых газов светиться при пропускании через них электрического тока. Создается специальный герметичный сосуд, который заполняется газом. При подаче тока появляется свечение определенного цвета (цвет зависит от того, какой газ используется). В плазменных экранах используются десятки миллионов таких сосудов, вместе они образуют матрицу – она и формирует изображение на экране.
Достоинства:
-Совершенно плоский экран. Отсутствие искривления позволяет избежать искажения края изображения (что нередко характерно для электронно-лучевых трубок), а также увеличить угол обзора .
-Большее разрешение и высокая цветовая точность. Плазменные панели могут воспроизводить почти 17 миллионов цветов
-Нет развертки. Каждый пиксель на экране снабжен собственным управляющим электродом, что позволяет создать гладкое равномерно освещенное изображение на всем экране
-Однородная яркость экрана.
ЖК. В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов.
К их преимуществам можно отнести: малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью.
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки:
-В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости.
-Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета..
-Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) .
-Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев.
-Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии. Проекционные телевизоры:
Телевизор проекционный — телевизор, изображение на котором выводится на просветном (для проекционных ТВ), или отражающем (для проекторов) экране, предельный размер которого для проекционных ТВ составляет около 110 дюймов (2,5-2,82 m и менее), и до нескольких метров (и более) для проекторов.
В проекционных телевизорах и проекторах на кинескопах используются 3 очень ярких небольших кинескопа основных цветов, изображение с которых через оптическую систему и зеркало попадает на экран.
|
прием сигналов цифрового телевидения возможен со значительно лучшим качеством по сравнению с телевизионным сигналом аналоговой системы. Однако за пределами этой зоны с увеличением расстояния от передающей станции прием программ цифрового телевидения вскоре прекращается, в то время как возможность приема программ аналогового вещания сохранится и на существенном удалении (хотя и с пониженным качеством). Эту особенность радиоприема следует учитывать при определении необходимой мощности устанавливаемых передатчиков цифрового телевидения. |
Рис. 6.3. Зависимость качества воспроизводимых телевизионных изображений от размеров зоны обслуживания в случае аналогового и цифрового вещания |
важный узел в кодере – психоакустическая модель слуха (ПАМ). Она анализирует входной сигнал в последовательные отрезки времени и определяет для каждо-го блока отсчетов спектральные компоненты и соответствующие им области маскирования. Входной сигнал анализируется в частотной области, для этого блок отсчетов, взятых во времени, с помощью дискретного преобразования Фурье превращается в набор коэффициентов при компонентах частотного спектра сигнала.