Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 37
Текст из файла (страница 37)
осуществззепж сокращение не только статистической, но в псйхофюиологвческой взбыточности. Кодирование с преобразованием можно применить к спектру всего юображенвя илн его части. Обычно используют разбиение юображевия на части (блоки), этот способ называют блочвмм кодированием. Форма (размер) обрабатываемых блоков определяется диапазоном проявления существенных статистических связей между снгваламн элементов юображения, вместе с тем надо учвтььвать, что переход к крупноформатным блокам связан с сущеспинным усложнением аппаратуры.
Двумерный фрагмент включает зг' элементов одного полз взображевия, расположенных в й( строках, Полное ноле юабражевия передается в этом случае путем последовательной пофрагмевтной передачи его частей. Наиболее часто используют методы линейных ортогональвьп преобразований, т. е. преобразований, при которых операции слонеюьз, вычитания в умножеши на скаляр действительны н после преобразования, а свгвальвые свойства преобразуемого фрагмента представляются ограниченным набором ортоговальвых функций. Такие преобразования можно осущестзлят.
с непрерывным вли дискретным свгнзлом. Аналитически .акис преобразования будут выражаться интегральной вли матричной формой записи. Наряду с использованием преобразования Фурье и кодированием его озффициевтов во ыногвх практнческвх случаях можно существенно сократить обьем необходвмыг зычвслнтельных операций, если воспользоваться дискретными преобрюовавиямн Уолшв — Адаыара, Карунева — Лозва, Клара 110, 21].
Преимущества того влв иного способа преобразования вытекают ю особенностев распределенвя коэффициентов цреобразозанвя. Вследствие корреляционных связей между сигваламн отдельных элементов юобраннвия энерпи в'его спектре, как правило, хонцентрируется в относительно небольшом числе отсчетов. Сгруктурназ схема системы передачи сигнала юображениз ва базе кодирования с преобразованием приведена на рис. 522 (10]. Для каждого блока ]и'х У элементов производвтся преобразование, в результате которого дискретные сигналы в(б 2) преобразуются в козффнциевтм двумерного рюделимого унитарного преобразомния: и и Х(и,и)=,'~ ~,в(ьЛА(Ц,в,и), (5.32) ! 1/! где й (ьу, и, и) — ядро преобразования (базисные функции, по котоРьлв происходвт разложенве).
Воспроизвести изображение можно путин обратного преобрззовышз: гп 9снапкль ие 175 и и Аг (фу) = ,'Г 2, У(и, ч)й(ь' 1', и, ч), е Ьь! где В(1, ~, и, е) — ядро обратного преобразовавпл. Отбор спекгральыых коэффвцвевтов (рве. 5.!2) дла передачи по каналу связи (в форме сыгыалов г,) мозно произвести двума способами: зональным п пороговым. 11ервый вз ввх саодвтсл к выбору коэффвцвевтов, заввмающпх определевыые области спектра, звачпмые длл рассматриваемого класса взображеввй. Отобранные козффвцпепты подаергаютсл квавтовапшо и кодированию, после чего передаютсл по каналу сплав. На првемлой стороне, как видно вз рж. 5.12, после декодвроваюш поступающего свгвала в обратвого лреобразов)[ввл проюводптса восстаыовлевпе частей походного юображевпл г (б 5) в каждом блоке.
Прп пороговом способе отбора коэффвцлевтов преобразоваввл длл квавтоваввв, ходвроваппл и передачи свгвалов выбирают порогв, превьппевпе которых определлет козффвцвевты как звачвмые; коэффвцвепты, ве превышшощве установленных порогов, ые передаютсл. Л Полученные рассмотреывым образом дискретные сигналы г (Ц) используеотсл длл формвроваывл выходюго взобрпжешш. Иссыедоваыып показывают, что в случае жпользоваввл и преобриоватсле дискретного преобразоваввл Фурье (аыалогвчыого рассмотреывому в З 3.2), отвесеввого к фрагменту Мх)т, с ростом т п и амплитуды Е, быстро падают. Это позволлег ограыычвть область звачеввй ле, и, подлежащвх передаче по каналу свюп та[0, нь )), ни[0, н ~. Прп детальвом рассмотреывы процедур прямого и обратного преобразовавий обнаруживаются дополывтельвые источввкы вскапеввй (краевые эффекты в др.), что првводыт к поиску жмпромвссов между качеством восстаповлеыыого взображевва в степепью схвтвл цпфрового свгыала [1О].
Прп осуществлеввп дискретного преобразоваыыл Фурье првмевпют быстрые апгорлтмы расчета, позволяющие осуществить преобразовавпе в реальном времеви ТВС. Аппаратурыаа реалвзацвл устройств кодвровапвл ва Рас. 5. 12. Серзкьзтааи аьеьье снстеии поипропеипп с преоарезопе- основе преобразоваввй Фурье, Уолша — Адамара в др., включал вопросы формпроваввл свгвальпой матрицы п ее преобразовании, фильтрации, рассмотрева в [2Ц. $ е. 4 циФРОвая ОВРавоткл сигнмОВ изоврлжвния Цвфровал обработка свгыалов по своему вазвачеввю соответствует апплогычвым преобразоваввлм с аналоговыми сигналами (у-коррекцпл, апертурвал, протпаошумовак п др.).
При этом, как правыло, повышается стабвльвость работы корректоров, упрощаегсл схемотехвпчесхвл реалвзацвл, в ряде случаев раапирлетсв двапазоп воэможвых преобразований сигналов. Таквм образом, в спстемах вещательного телеввдеввл цвфровав обработкв сигналов юображевыл провзводитса с целью обеспечения формвропапвк пзобрапеввл заданного качества. В системах аыашпа взображеввй обработка свгыалов проюводатсв с целью преобразоваывл вх к виду, удобыому длл аыалвза (согласоааыые с рабочим процессором, осуществлпющвм выделение првзваков, локалюацвл объектов в поле сканирования в др.).
Рассмотрим пекоторые техыологвв обработки телевювоыыьи сигналов, используемые длл улучшеввл качества пры вюуальвом вослрватып взображеыпл. Цифровой обработке предшествует формирование цвфрового сигнала изображеывл с помощью аналогощ4раоого лреобразоеателя (АЦП). Примером параллельного АЦП может служвть струхтура, показавыпл па рпс.
5.13 [2Ц. Аыалоговый сшыал гео соответствующий задаввой полосе частот в тракте Рпо 5.13. ьтпепогоепорровоа преоарееопеьсеп усилевия, дяскретювруепж схемой выборки, котораа обеспечивает постоянство свгпала юображепвя внутри ввтервала дискретюацвв (храпеиие). После усиления дискретюироваввый сигвал поступает па входы работающвх параллелъпо амплвтудвых компараторов (величввы сигналов юображевия сравпвваются с соответствующими опорными вапряжешппви, формируемыми резжторпым делитетем). На выходах компараторов, амплитуда сигвала па входе которых превышает опорвые иапркввпвя, генерируются сигналы. Эгв сигналы поступают па вход кодера и формирователь, ва выходе которого в вараллелъиом коде формируется цифровой сигнал юображеппя.
Для сппхровизацнв работы схемы выборки и храпения, кодера в других узлов жпользуется генератор тактовых импульсов с частотойД. Рассмотрешый АЦП имеет высокую скорость преобразования, в пем просто реализуется корр~пил харытериствк преобразования.
К недостаткам можно отнести болъшое число компараторов, большую потреблжмую мощность и др. Лучшие рабочие хараперистпки удаетол реализовать ва параллельпо-последовательиом преобразователе (рис. 5.14) 121]. На первой ступеви преобразовавия формируются старшие разряды (4), а во втором — младшие (4), т. е. па первой ступени, авалогичпо схеме рис. 5.13, осуществляется грубое квавтовавие всего динамического диапазова сигвала па 16 уроввей. Результат записывается в буферное запомвлающсе устройство (ЗУ) и одповремевво декодируется цифроаналоговым преобразователем (ЦАП). С помощью схемы вычитания Д) формируется разность мсиду задержавпым входвым сшпалом и свгвалом с выхода ЦАП. Этот развостпый свглал подвергается квантованию в кодированию во второй ступени преобразователи.
Тикам образом и формируются младшие разряды квавтовавия. Результирующее разрешеипе по уровням состав- лает 256. Выходной 8-разрядный параллельной код формируется в выходпом устройстве, там же осуществляется сввхроввзации выходвых апжалов. Как видно, рассмотревпая структура позволяет умевыпить число компараторов, что приводит к сввжевпю потребляемой мощности. Вопросы схемотехнической реалвзации устройств выборки — храиеввя, компараторов, а также припципов реализации АЦП и ЦАП в интегральном исполнении рассмотревы в 12Ц.
Регулировка градационной характеристики (свет — свет) ТВС осуществляется с помощью у-корректора (см. З 5.1). В некоторых случаях подобные процедуры обработки преследуют цель раапиреппя динамического диапазона яркости выходного взобршкевпя. Измепевия градацювпой характерисппи сводятся, как правило, к велвиейпым операциям с сиплом взображевия. Цифровой у-корректор может быть реализовав ва базе постоянного цифрового запоминающего устройства (ПЗУ), формирующего сигналы разности между задавпой в реалвзуемой в траате обработки харакюрвствкеми преобразовввж С этой целью свгвал изображеивя сопоставляется с соответствующими сигналами ПЗУ (рис. 5.15, а), па выходе которого формируется разиосп мекку текущим значением и заданным.
Эта разлосп суммируегся с сигюлом взобрикепвя. Таким образом формируется задаппая параметрами ПЗУ характержтика тракта преобразованвя (рис. 5.15, 6). Рассмотреввые процедуры относятся к регулировке характеристики преобразования яркости одвваково для всех злемевтов передаваемого юображепия. Цифровая обработка позволяет целенаправленно проюводвть улравввлив гистограммой распределении яркости злемевтов изображепвя. Гистограмма яркости (статистика распределевия злемептов в изображевпи по яркости) обычво имеет подъем в ивтервале малых зпачепий яркостей, так как яркость 6олыпивства элементов из о 6ражевия ввже средпего уроввя. Одпим из методов улучшевия субъективного качества изображения яважтся впдоюмелепие гистограммы— приведение ее к блвзкой раввомерпой или другой, папрвмер гиперболической, что дает хорошие результаты при зрительном сои ао и) уа,баюкаю / ф Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
