Цветоразностный сигнал

Цветоразностным сигналом называют разность одного из сигналов основного цвета и сигнала яркости Y (например, R – Y или В – Y). Применение цветоразностных сигналов позво­ляет избежать избыточности, поскольку ин­формацию о яркости уже несет сигнал Y.

Цифровая магнитная ви­деозапись – перспективный спо­соб запоминания и считывания видео- и, в ча­стности, телевизионных сообщений без накоп­ления искажений и помех (см. __________). Эти пре­имущества цифровой магнитной видеозаписи реализуют повышением ско­рости передачи больших цифровых потоков и увеличением плотности записи. Скорость обусловлена 256 уровнями квантования (вось­миразрядный двоичный код, 2⁸ = 256) и часто­той дискретизации, равной четвертой гармо­нике поднесущей частоты цветности (см. __________): 8 × 4 × 4,43 МГц ≈ 142 Мбит/с. Высокой плотности достигают применением малой длины волны записи (продольная плотность) и малой ширины строчек (поперечная плот­ность); во втором случае потери отношения сигнал/шум вдвое меньшие. Ошибки (сбои) при цифровой магнитной видеозаписи бывают: единичные, от помех тракта, и груп­повые, от выпадения сигнала (см. __________, __________). Последние – самые опасные, поскольку они связаны с высокой плотностью записи. Техни­ческие проблемы цифровой магнитной видеозаписи: 1) выбор оптимальной плотности информации [бит/мм²] и формата записи; 2) выбор способа канального кодиро­вания и его схемотехнических решений для со­гласования характеристик сигнала и тракта; 3) выбор способов и электронных средств кор­рекции или маскирования ошибок.

Рис. 011

Цифровой видеомагнито­фон – устройство для записи на маг­нитную ленту и считывания с нее цифрового потока, соответствующего закодированному аудиовизуальному сообщению. В случае рабо­ты с сигналами цифрового телевидения (см. __________) цифровой видеомагнитофон содержит те же функциональные части, что и аналого­вый видеомагнитофон (см. __________), плюс ана­лого-цифровой преобразователь на входе и ци­фроаналоговый преобразователь – на выходе.

Цифровой канальный кодер/декодер – устройство, выполняющее самую важную опе­рацию цифровой магнитной видеозаписи – согласование цифрового потока с пропускной способностью носителя информации и всего тракта. Операция канального кодирования в цифровом видеомагнитофоне соответствует сжатию частотного динамического диапазона и применению узкополосной частотной моду­ляции перед аналоговой магнитной видеозапи­сью (см. __________).

Требования к кодированию следующие: 1) отсутствие постоянной составляющей и минимальный уровень низкочастотных ком­понентов в спектре кода; 2) высокая эффек­тивность – большое значение отношения ча­стоты передачи кода без возвращения к нулю (БВН) к частоте перепадов намагничивания на ленте, символам 1 и 0 должны соответст­вовать противоположные направления намаг­ничивания; 3) минимальная продолжитель­ность непрерывных рядов 0 и 1; 4) нечувст­вительность канального кода к межсимвольным искажениям и помехам тактовой синхро­низации; 5) простота технической реализа­ции. Всем этим требованиям не удовлетворя­ет ни один из известных кодов, что затрудня­ет введение международного стандарта. При­меняют блочное кодирование – разделение начального цифрового потока на блоки дли­ной k бит и их преобразование в блоки большей длины n бит, но с лучшими свойст­вами (например, коды 8/10, 8/16 – см. __________). Используют также парциальное кодиро­вание – вычитание из кодированного сигна­ла его копии, задержанной на два такта, в со­четании со скремблером, выполняющим здесь функцию объединения кода БВН с псевдослучайным цифровым потоком. Перед канальным декодером 10 (рис. 009), как правило, устанавливают не показанный на рисунке детектор для придания цифровому потоку вида, удобного для его восстановле­ния после считывания. Различают детекторы со стробированием, дифференцированием, с отсечением нулевой линии, с интегрировани­ем, парциальные, сложные. Последние – са­мые лучшие по критериям отношения сиг­нал/шум и по уровню взаимных помех от со­седних строчек формата, а также по влиянию слабого контакта между видеоголовкой и лентой. Они дают возможность значительно повысить плотность записи и дополни­тельно снизить массу и габариты цифрового видеомагнитофона.

Цифровой способ переда­чи и обработки изображений пред­полагает использование сигналов дискретных во времени, квантованных по уровню и кодиро­ванных по способу представления отобранных уровней. Позволяет существенно повысить ка­чество телевизионных изображений и звука. Дает возможность цифровой фильтрацией вос­становить искаженный сигнал на любом участ­ке телевизионного тракта, упрощает обмен те­левизионными программами различных теле­визионных стандартов (см.__________), обеспечи­вает продолжительный режим работы телеви­зионного оборудования без его наладки, повы­шает эффективность и помехоустойчивость те­левизионной системы. Эти достоинства обеспе­чиваются рациональным уменьшением статис­тической и психовизуальной избыточностей те­левизионных сообщений (см. __________) и опти­мальным цифровым кодированием (см. __________). Введение цифрового способа передачи и обработки изображения началось с преобразова­ния телевизионного стандарта строк/полей 625/50 на 525/60 (и наоборот); подавления шу­ма; коррекции временных искажений; организа­ции памяти на несколько кадров и решения дру­гих задач, с которыми не в состоянии справить­ся аналоговые способы обработки сигналов.

Структурная схема тракта цифрового теле­видения представлена на рис. 003, где 1, 6, 12 – блоки аналоговой обработки; 3,10 – блоки цифровой обработки; 2, 7 – АЦП; 11 – ЦАП, 5 – модулятор, 8 – демодулятор, 4 – кодер, 9 – декодер.

Число кадров в секунду – скорость пере­дачи изображений. Число п определяется ус­ловием незаметности мерцания изображений (см. __________). Для типовой яркости экрана 100 кд/м² частота полей (50 Гц) выбрана рав­ной не воспринимаемой человеком частоте мерцаний экрана при переключении четных и нечетных полей.

Чувствительность датчика телевизионного сигнала – отношение выходного напряжения или тока к световому потоку, вольт на люмен [В/лм] или ампер на люмен [А/лм]; реальная чувствительность – величина, об­ратная той освещенности (см. «Лучистая энер­гия» в __________) фоточувствительной поверх­ности датчика, которая необходима для полу­чения телевизионного сигнала с заданным от­ношением сигнал/шум.

Широкоформатный кинескоп Quintrix при­меняется в телевизорах Panasonic высокой чет­кости. В электронной пушке DAF (динамичес­кая корректировка астигматизма и фокуса) ис­пользуется квадраполюсный объектив, коррек­тирующий искажения вблизи кромки экрана. В результате изображение становится одинако­вым в центре экрана и на его краях. Кинескоп Quintrix обладает точечными элементами на­много меньших размеров, чем экраны обыч­ных телевизоров, и выполнен с применением технологии суперпигментных люминофоров для повышения сочности изображения. В раз­новидности кинескопа Quintrix с электронной пушкой MPF (мультипредварительная фокуси­ровка) суперпигментные люминофоры имеют специальное покрытие. За счет абсорбции (по­глощения) наружного света, цвет которого от­личается от излучаемого кинескопом, воспро­изводятся натуральные цветовые оттенки и по­вышается светоотдача экрана.

Яркость – отношение силы света к площа­ди поверхности, с которой излучается световая энергия, кандела на метр квадратный [кд/м²].

MPEG-2 — цифровой еди­ный стандарт начала XXI века для спутникового и кабельного телевидения – разработан и выполнен в 1995 г. по заданию Совместного Технического Комитета по Ин­формационной Технологии (JTCI) при участии МЭК (IEC) и Международной Организации Стандартизации (ISO). Авторский коллектив разработки – Motion Pictures Expert Group – MPEG, откуда и название стандарта. Он позво­ляет получить высокую четкость телевизион­ного изображения: 576 активных строк в кадре и 720 отсчетов в активной части строки. Пред­назначен для каналов связи, обеспечивающих скорость передачи данных от 3 до 10 Мбит/с для обычного телевидения и от 15 до 30 Мбит/с – для телевидения высокой четкости. Стандарт состоит из трех частей: сис­темной, видео и звуковой.

Системная часть содержит форматы коди­рования для мультиплексирования видео-, ау­дио- и другой информации; преобразует ком­бинации нескольких потоков данных в один (и более) сжатый поток, пригодный для хранения и передачи информации, обеспечивает синхро­низацию нескольких сжатых потоков при вос­произведении. Видеочасть стандарта опреде­ляет кодированный битовый поток для высоко­качественного цифрового видеосигнала. Поз­воляет телезрителю использовать один телеви­зор нового поколения для декодирования сиг­налов стандартного телевидения и телевидения высокой четкости из того же вещательного канала. Звуковая часть стан­дарта описывает и задает кодирование много­канального звука: пять полных широкополос­ных каналов плюс семь многоязычных узкопо­лосных комментаторских каналов.

В связи с большой сложностью данного стандарта стоимость цифровых приемников пока что намного выше стоимости аналоговых, поэтому сегодня аналоговое вещание сущест­вует наряду с цифровым.

Все усовершенствования систем, направ­ленные на повышение качества телевизионного изображе­ний, ведутся в трех взаимосвязанных направ­лениях.

1. Использование «резервов» современных телевизионных систем путем дополнительной аналоговой и цифровой обработки, без изменения стандар­тов разложения и излучения сигналов на пере­дающей стороне.

2. Изменение способов передачи сигналов по радиоканалу. При этом возможен прием обычным приемником изображения стандарт­ного качества и специальным приемником изо­бражения с повышенной четкостью.

3. Применение многострочных телевизионных систем со значительно большим, чем у существующих стандартов, количеством строк разложения и широким форматом кадра. Эти системы полу­чили название систем телевидения высокой четкости, высокого разрешения или повышен­ного качества.