Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 126
Текст из файла (страница 126)
2Ь2. Система унлотнсннн НмО РАЬ: а - - ссруяеураая сяема мвяуаяеерв. 6 — вассвсямр сяеаср строчным офсетом поднесущей (со смещением на полстроки), применяемый для наземного вещания фирмой ).а(уота(ог)ез. На рнс. 2!.2са показана структурная схема уплотнения сигналов цветностн, а на рис. 2!.2,б — частотный спектр сигнала НБО-РАБ. Прн полосе частот сигнала яркости !9 МГц применялась поднесущая частотой 24,3 МГц, квадратурно модулированная узкополосным (5,5 МГц) н широкополосным (7 МГц) цветоразностными сигналами Е„и Ея. Благодаря инверсии поднесущей по строкам спектральные составляющие широкополосного сигнала лежат на частотах, кратных нечетным долям полустрочной частоты, а составляющие узкополосного сигнала — на частотах, кратных строчной частоте( как и составляющие сигнала яркости).
Таким образом, узкополосный сигнал и сигнал яркости разделены по спектру, а широкополосный перемежается по частоте как с узкополосным сигналом, так и с сигналом яркости (в его небольшой высокочастотной части). Тем самым фактически исключаются перекрестные искажения и обеспечивается получение высококачественного изображения, н прн этом остаются в действии все преимущества системы РАБ относительно нечувствительности сигналов к изменениям характеристик канала передачи и простоты декодера приемника. Все методы уплотнения во времени (Вгпе-сотргеззед )п(еига()оп- ТС!) исходят нз возможности сжатия во времени компонентов сигналов яркости и цветностн при соответствующем расширении их спектра и передачи за периоды одной или двух строк.
Предел расширения прн этом полосы частот обусловлен полосой частот имеющегося видеосигнала и соотношением между длительностью "свободной" части интервала гашения и активным интервалом строки. гаг- бг(бблиоалсе, соаиг) М р) Ф ГСЕ -уломмуиялбуг Рис. 21 3.
Сигнал с временным уплотнением ТСВ н — сигнав в системе ТС! ТХ б — сигнал а систмге ТСЬСЗС с еереиоааи нем мветммтн аврал строну; в — сигявл в усеаериемствоваа нее сесине с сунерстроми ТСПСЗС Известные модификации таких систем ТС1-!.С, ТС(-ЫС, улучшенная ТС1-!.ЬС отличаются друг от друга степенью сжатия сигналов и одновременной или последовательной передачей в строках уплотненных сигналов цвегности. На рис. 21.3 представлены осциллограммы компонентных сигналов ТС! в трех модификациях, отличающихся, как указано, способами компоновки сигналов яркости (!цпппацсе) и цветности (со!оцг). Сжатие во времени уплотняемых сигналов н их расширение на приемной стороне могут выполнятьси в аналоговом виде с помощью регистров на приборах с зарядовой связью ПЗС лийю В цифровом.
виде — записью сигналов в запоминающем устройстве с одной тактовой частотой и считыванием с другой частотой. Перед введением в интервалы сжатые во времени цифровые сигналы вновь преобразуются в аналоговую форму. При временном уплотнении должны быть предусмотрены интервалы фиксированного уровня для восстановления постоянной составляющей в сигнале яркости и в цветоразностных сигналах, а также небольшие зазоры между вводимыми сигналами цветности и яркости, облегчающие их разделение. Строчный синхроимпульс укорачивается до технически допустимого предела, обеспечивающего уверенное его выделение, и передается кодовой посылкой. Кодовыми посылками также передается и звуковое сопровождение.
Очевидно, что при выбранном соотношении между горизонтальным разрешением составляющих яркости и цветности требуется расширять полосу видеоканала, в котором передается сигнал ТС1, спектр которого подобен спектру черно-белого телевидения. Такой сигнал меньше подвержен нелинейным искажениям и имеет относительно больший динамический диапазон, так как синхросигнал передается кодированно. Кроме исключения перекрестных искажений сигналов яркости и цветностн метод временного уплотнения дает еще одно существенное преимушество — снижает чуаствителыюсть системы к ограничению полосы частот каналов связи н магнитной записи.
Целесообразность применения той или иной системы уплотнения (частотной нли временной) зависит от таких факторов, как имеющаяся полоса частот, получаемые отношения сигнал/шум (для яркости и цветности), требуемая мощность передатчика, вид модуляции. Для сигналов с частотным уплотнением в каналах с частотной модуляцией (например, в спутниковом вещании) вследствие треугольного характера спектра шума "зашумляется" сигнал цветности, что гораздо заметнее сказывается на качестве изображения. На рис.
21.4,а показано воздействие шумов ЧМ на сигналы яркости и цветности в полном сигнале, а на рнс. 21.4.в показан перенос шумов ЧМ в низкочастотную область видеосигнала цветности после декодирования, где этот шум значительно заметнее из-за падающей характеристики чувствительности глаза к шумам.
Сравнение рис. 2!.4,б и в позволяет сделать вывод, что частотный способ уплотнения для ЧМ каналов требует значительного увеличения мощности передатчика по сравнению с другими видами уплотнения и передачи. Очевидно, что метод Н).О-РА!. эффективен для каналов с АМ, например для наземного вещания. При временном уплотнении компонентов яркости и пветности и сжатии во времени сигналов яркости Тгубу Еу Рис. 2Ь6. Влияние нгумов пРн временном уплотнении сигнвлов ТВЧ Рнс.
2кб. Влияние нгунов прн чвстгпном уплотнении сигналов ТВЧ: е — волина сигнал НСО-РАЬ б — сигнал яркости ТВЧ, е — сигнал наемника ТВЧ 57! увеличиваются в основном шумы в яркостном канале (рис. 21.5). Однако это в меньшей степени сказывается на качестве изображения, поскольку характеристика чувствительности глаза в области пространственных частот представляет собой ФНЧ. Поэтому система с временным уплотнением более предпочтительна при передаче по каналам связи с ЧМ например в спутникоиом вещании. Однако в определенных условиях, например при ограниченной мощности передатчика на спутнике, наиболее выгодно использовать раздельные каналы для передачи сигналов яркости и цветности.
В каналах ЧМ такие системы имеют выигрыш по сравнению с переда-й полного ТВ сигнала. Такой способ использовался для передачи сигналои ТВЧ через экспериментальный японский спутник )иг1 в 1978 — !979 гг. компанией МНК в диапазоне 12 ГГц. Методы уменьшения полосы частот радиоканала. Проектируемые стандарты ТВЧ ориентируются на передачу очень широкополосного сигнала для целей вещании в основном через спутниковые радиоканалы. Поскольку в них используется помехозащищенная ЧМ, то требуемая полоса частот радиоканала для ТВЧ составляет примерно! 00 МГц и выше при передаче аналогового сигнала методом ЧМ.
Очевидно, что цифровые методы обработки и передачи сигналов будут иметь большое значение для системы ТВЧ, так как только они могут решить задачу преобразования стандартов, временного уплотнения, устранения избыточности и многих других операций. Как известно.
скорость сигналов при ИКМ определяется частотой дискретизации и точностью кодирования. Для предлагаемых американского и европейского проектов стандартов результирующий цифровой поток составит при '8 бит квантования 1188 Мбит/с. Реализация передачи с такой скоростью очень сложна, требует очень больших затрат и широкой полосы частот радиоканала. Для снижения требований к пропускной способности каналов необходимо предварительное сокращение скорости кодирования (сжатие видеоданных) на основе субдискретизации, ДИКМ и межкадровых методов кодирования, осуществляемых с использованием памяти на кадр.
Даже при оптимистической оценке возможностей ДИКМ, согласно которой сигнал яркости с суженной полосой 20 МГц можно закодировать, применяя 4 бита на отсчет, а сигнал цветности с полосой 6,5 МГц — применяя 3 бита на отсчет и 10 %-ный запас на помехозащиту, потребуется цифровой канал с пропускной способностью 250 Мбит/с. При применении двукратной относительной фазовой манипуляции требуемая пропускная способность может быть реализована с полосой пропускания 150 МГц.
Исследования цифровых методов передачи сигналов ТВЧ при частичном устранении избыточности ТВ сигнала, проведенные в США, показали, что для передачи этих сигналов требуется скорость цифрового потока около 80 Мбит/с, что при применении четырехуровневой фазовой манипуляции позволяет обойтись шириной радиоканала около 48 МГц. .з -!Э'-х-О-х — ®-х-О-" — м— ь- ииаеФм дюечяэлаФ~ пп Юемвами О е-е аж П (4л~>!елэч ° йм я-е ~чае л-и~лФ6и догмРетоиеми ,мр Щэцзйю7лйю Ш(эп~З1-еож р- и~трр~ал суиигиуетиэашш ра г, эачмэймч иаопвтм дагчмтзиш~аогМ уд аул прдрр~ чипюпч еубдноуеаозацантхтмГН вЂ” х-яг-х-и-х-и -х-и-"— -С>-х-яя-х-О-и-Ф~-Х-О— гз -я! — -и Ф:«вЂ” -4! х-О-х — Ф и О ~-м--х-гз-и-жэ-к-с!-к — -~ Рие 2!.6.
Структура Ь!БАЗЕ субхнскреммашм агсчетов в строках см ал гн а тсььзс Большие возможности по сокращению полосы частот, требуемой для пе едачи сигналов ТВЧ, обнаруживаются в связи с использова- нием в приемном устройстве памяти на кадр, что позволяет осущест- влять преобразование чересстрочной развертки в прогрессивную и тем самым улучшать четкость по вертикали.
Идея преобразования раза „ ерток в приемнике основана на возможности прогрессивной разина вертки пер передавать изображение с числом строк разложения почт 35 % меньше, чем в случае с чересстрочной разверткой при р сох апе- нин той же четкости. Это позволяет примерно на 35 % сократить необходимую полосу частот канала. Как уже упоминалось в $21.1, свое воплощение эта идея нашла в системе, разработанной компанией !4НК и названной РСГЕ (улучшенная детальность с преобразованием кадров). В данном примере для стандарта ХНК посредством системы РСРЕ пе едавалси сигнал ТВ системы, эквивалентной 810 строкам разл оження на передающей стороне, который обеспечивал (после прео разо б иания) в приемнике изображение с четкостьютакой же„ е 13 МГц и с 1125 строками разложения, но в уменьшенной полосе ц (вместо 20 МГц).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
