Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 129
Текст из файла (страница 129)
Рис. 21.8. Схема рабаты иифроиосо проиессора ила системы РА!. С другой стороны, цифровая обработка сигналов в приемнике открывает перспективы повышения качества изображения и способствует введению новых дополнительных возможностей, не достижимых средствами современной аналоговой техники.
Ключевым компонентом для этого служит цифровая память иа поле (кадр) изображения. Цифровая память может быть реализована либо иа цифровых БИС, либо при помощи ИС на основе приборов зарядовой связи большой емкости Цифровая память иа кадр используется в системе обработки видеосигнала, устраняющей некоторые дефекты изображения в обычиом телевизоре существующих вещательных стандартов, например РА(.
или ЬЕСАМ. Как известио. на изображениях, получаемых иа приеме по этим стандартам, возникают мерцания больших площадей с частотой 50 Гц. При наличии высокочастотных простраиствеииых вертикальных составляющих изображения чересстрочная развертка приводит к межстрочным мерцаниям с частотой 25 или 30 Гц (для системы гчТЬС). Кроме того, передача сигналов яркости и цветности в общей полосе частот вызывает перекрестные искажения "яркость— цветиость" и "цветиость — яркость". И наконец, в любой вещательной системе принимаемый сигнал сопровождается помехой, которая может быть заменена иа воспроизводимом изображении. На рис.21.3 показана структура процессора, существенно улучшающего качество изображения. Сигналы Е',„Е'„и Е'„поступают от РА(.-декодера. После фильтрации сигнал Е'„разделяется иа две составляющие — низкочастотную Е', „(ииже 3 МГц) и высокочастотиую Е'„ч. Каждая из составляющих Е',„„, Е', „, Ечи Е'» пропускается через рекурсивные фильтры, использующие задержку иа кадр, принцип работы которых иллюстрирует рис.
21.9. Подобные временные фильтры иижиих частот используются обычно в современных Вви Рвс 2!9. Схеме ревурсввмого фильтре системах шумоподавления. Однако в данном случае они уменьшают также уровень перекрестных искажений между сигналами яркости и цветности, вызывающих появление движущихся паразитных структур. Подавление происходит путем вычисления на выходе фильтра среднего по времени значения, которое для подобных помех равно нулю. Коэффициент К фильтров устанавливается для каждого элемента изображения с помощью детектора движений, что предотвращает смазывание тех частей изображения, где происходит движение. Таким образом. низкочастотный рекурсивный фильтр сигнала Е' ич уменьшает уровень шумов, а высокочастотный сигнал Е'„„подавляет как шумы„так и перекрестные искажения "яркость — цвет- ность".
Рекурсивные фильтры сигналов Е' и Е' подавляют н шумы и перекрестные искажения "цветность — яркость" аналогично Для уменьшения мерцаний больших плогцадей в системах вещания с частотой 50 Гц сигналы можно преобразовать к частоте полей !00 Гц (для соответствующего приемника высокого качества). Возможны два режима преобразования. Пусть А — первое, а  — второе поле исходного изображения, тогда водном режиме воспроизводится последовательность ААВВ, т.е. выполняется повторение полей, а в другом — последовательность АВАВ, что соответствует повторению кадров. Последовательность ААВВ устраняет только мерцания боль'- ших площадей, тогда как последовательность АВАВ уменьшает также межстрочные мерцания за счет удвоения частоты воспроизведения. Следует заметить, что последовательность АВАВ плохо подходит для передачи подвижных частей изображения, поскольку оиа нарушает порядок представления информации во времени.
В результате необходимо прибегать к поэлементной адаптации к движению, обеспечивающей переключение этих режимов!711 Цифровые способы обработки сигналов стандартов вещания наряду с преобразованием развертки в телевизорах высокого качества составляют один из признаков систем улучшенного качества ТВ изображения. Они ориентируются на довольно значительный яарк телевизоров и видеомагнитофонов высокого класса, снабженных широкоформатным кинескопом и кадровой памятью для преобразования развертки. Очевидно, что такие телевизоры могут обеспечить изображение повышенного качества, если изначально устранить характерные для стандартных систем вещания недостатки в сигналах передачи, такие как перекрестные помехи, пониженная цветовая четкость и другие, присущие частотному уплотнению сигналов цветного телевидения.
Радикально устраняет эти недостатки применяемое для спутниковых линий связи с ЧМ каналом временное уплотнение компонент сигнала цветного телевидения. Идеи временного уплотнения (ТС1) в стандартах разложения 625 и 525 строк реализованы в современных системах спутникового вещания СТВ-12,0 ГГц, МАС-В, МАС-С, МАС-О(О2) — Мц!11р!ех!пц Апа!одне Согпропеп!в. Эти системы являются альтернативными системам с композитной упаковкой (частотным уплотнением) сигналов цветного телевидения применительно к каналам ЧМ в спутниковом вешании. Как известно, композитные системы ХТ5С, РА(. и ВЕСАМ были разработаны более 30 лет назад. Их технические решения были ориентированы на пере.
дачу методом АМ н обеспечение совместимости между системами черно-белого и цветного телевидения. Это привело к введению цветовой поднесущей в верхнюю часть полосы частот сигнала яркости, так что цветовая информации оказалась совмещенной по полосе с высокочастотной информацией о яркости. Именно присутствие этой цветовой поднесущей создает наиболее существенные ограничения качества сигналов композитных систем, заключающиеся в перекрестных гюмехах, повышенной восприимчивости к шумам в канале ЧМ и искажениям типа "дифференциальное усиление" и "дифференциальная фаза". Перекрестные помехи "яркость — цветность" и "цветность — яркость" проявляются как ограничение эффективной ширины полосы частот яркостного и цветоразностиого сигналов для сравнительно низких значений (3,5 и 1 МГц для РА! и примерно 2,6 и 0,6 МГц в системе ХТ5С). При использовании в ЧМ канале систем с частотным уплотнением на сигнал цветности воздействует большая мощность шума, приходящаяся на единицу полосы частот, чем иа сигнал яркости, из-за треугольного характера распределения шумов по частоте.
После демодуляции вследствие этого нарушается равновесие между шумовыми характеристиками канала яркости и цветности и существенно ухудшается субъективное восприятие изображения. Новая система компонентного кодирования в ее разных модификациях была разработана с учетом этих основных недостатков композитных систем и в соответствии с характеристиками канала ЧМ спутникового вещания. Общим для всех модификаций систем МАС является то, что сигнал яркости и один из цветоразностных сигналов активной строки раздельно сжимаются во времени и размещаются последовательно в пределах строки для образования сигнала с временным уплотнением ТС! аналоговых компонент. Два сжатых во времени цветоразностных сигнала передаются в чередующихся строках таким образом, чтобы свести к мини муму необходимые коэффициенты сжатия всех сигналов и таким образом снизить уровень шумов.
При приеме сигнала МАС яркостные и цветностные составляю- щие восстанавливаются с помощью использования в декодере памяти на строку. При этом перекрестные искажения устраняются полностью, а шумы в канале пропорционально воздействуют на цветность и яркость и позволяют получить улучшенные характеристики изображения в условиях слабого сигнала.
Для видеосигнала с постоянной шириной полосы частот сжатие в кодере и расширение в декодере приводят к возрастанию мощности шумов на выходе приемника. В первом приближении мощность шумов возрастает пропорционально третьей степени коэффициента сжатия. В связи с этим фактором применяют сжатие для яркостного сигнала с коэффициентом 3/2, а для чередующегося по строкам цветоразностного сигнала — 3/1. Одновременная передача трех сигналов в строке с большими соответствующими коэффициентами, по оценкам, привела бы к ухудшению сигналов по шумам на 5 дБ. На рис. 21.10 представлен порядок размещения аналоговых компонент сигналов цветного телевидения и цифровой информации для передачи звука, синхронизации и данных в пределах одной строки.
Как видно из рисунка, цветоразностный сигнал предшествует яркостному во избежание проявления низкочастотных искажений в канале и располагается сразу за опорным сигналом фиксации уровня в начале строки. В настоящее время в каналах ЧМ СТВ 12 ГГц с шириной 27 МГц нашли распространение два основных способа уплотнения цифровых сигналов звука и данных с видеосигналом МАС !32). В системе С-МАС/раске1 звуковые сигналы и сигналы данных вводятся в интервал строчного гасящего импульса в виде 2 — 4-фазной (ФМн) несущей — той же самой, что и ЧМ несущая для видео. Соответственно на приеме требуется иметь отдельный приемник для выделения этой информации во время обратного хода строки.
В системе О2- МАС/рас(се1 звуковые сигналы и сигналы данных вводятся непосредственно цифровым пакетом в виде дуобинарных импульсов в видеосигнал МАС во время обратного хода по строке. Достоинством такого способа является возможность одновременного приема информации Родра5ьа Р,н с"55555 45 Рис. 21.10. Формат строки МАС-С, 02-МАС. о данных и видеосигнале на выходе ЧМ детекторе. Однако объем передаваемых данных и звука при этом уменьшается в 2 раза, так как период дуобина рных импульсов в 2 раза больше, чем период бинарных импульсов цифрового потока данных в С.МАС. Основные параметры стандартов С-МАС и О2-МАС выбраны с учетом стандарта цифровой студии по рекомендации МККР Р-601. Согласно этому стандарту тактовая частота сигнала яркости, на которой осуществляется преобразование в МАС 13,5 МГц, а для сигнала цветности (при соотношении полос частот сигналов яркости и цвет- ности 4:2:2) — 6,75 М Гц.
Соответственно при коэффициентах сжатия 32 и 3:1 для яркости и цветности частота считывания для обоих сигналов является одинаковой: 13,5х1,5 = 20,25 МГц и 6,75х3 =- 20,25 МГц. Период полной строки содержит 1296 тактов, каждый нз которых может нести один бит дискретной информации или один отсчет аналогового видеосигнала. Объединение цифровых сигналов данных, синхронизации и звука осуществляется пакетным методом, что н дало название системам С-МАС/рас)се! и 02-МАС/раске1, так же как пользование дуобннарнымн импульсами в цифровом Потоке нашло отражение в названии О2-МАС/раске1. В начале каждой строки передается кодовое слово строчной синхронизации. Кадровая синхронизнрующая посылка вводится в 625-ю строку, В этой же 625-й строке содержится служебная информация о способе засекречивания, числе и виде звуковых каналов, другая информация.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
