Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Структурнвя схема устройства инфровой обрвботкн ТВ снснвлв потока ИКМ сигнала весьма значительна, н для того, чтобы процессор, осуществляющий обработку сигнала, мог работать в реальном масштабе времени, этот поток распределяют на несколько параллельных каналов. В каждом нз ннх тактовая частота ниже тактовой частоты преобразованного в АЦП сигнала н пропорциональна числу каналов.
Операция распараллелнвання цифрового потока выполняется в демультнплексоре ДМ. Процессор состоит нз запоминающего устройства ЗУ, арифметического устройства АУ н устройства управления УУ, согласующего работу составных частей процессора. Арифметическое устройство, управляясь по заданной программе УУ, реализует совместно с ЗУ заданный алгоритм обработки, другнми словами выполняет цифровую фильтрацию сигнала.
Совокупность ЗУ н УУ обеспечивает требуемые временные преобразования сигнала. Этн преобразования связаны с требованием согласования во времени поступающего входного сигнала с процессом обработки, с необходимостью устранения временных искажений во входном сигнале, с разнообразиымн задачами, возннкаюшнмн прн создания спецэффектов, прн синхронизации источников снгнала и пр. Сигналы, снимаемые с параллельных каналов процессора, объединяются в один цифровой поток в мультиплексоре М. Прн необходимости обратного преобразования цифрового сигнала в аналоговый после мультиплексора включают цифра-аналоговый преобразователь (ЦАП). Как таковая, цнфровая фильтрация осуществляется в устройстве, объединяющем в себе функции памяти отдельных отсчетов сигнала н логических элементов, в которых выполняются арифметические операции над этими отсчетами. Эту совокупность устройств называют цнфровымн фильтрамн.
Сама же фильтрация сводится к преобразованию последовательности отсчетов входного сигнала х,„ х„ хя,...х в последовательность отсчетов выходного сигнала у,„ у„ ут,...у„ в соответствнн с выбранным алгоритмом преобразования. От аналоговой фильтрации цнфровая фнльтрацня сигнала отличается лишь способом физической реализации. К достоинствам цифровой фильтрация относятся: высокая временная н температурная стабильность характернстнк; простота перестройки фильтра путем изменения частоты дискретизация; возможность повторення фнльтра с ндентнчнымн параметрами.
Однако не во всех случаях техническая реализация цифровых фильтров проще аналоговых; кроме того, цифровая фильтрация может сопровождаться проявлением в нзображеннн шумов квантования. Различают рекурсивные (с обратной связью) н нерекурснвные цнфровые фильтры (без обратной связи). Прн нерекурснвной фильтрации выходной сигнал в любой момент определяется как сумма взвешенных предшествующих значений входного снгнала: у! = аох!+а!х„,+аях„я+...+а„х! где а, — коэффнцненты передачи.
$0! Рис. 6.! 5. Цифровые фильтры: а — иииит вине и а: б — аактаииииа Более сложную структуру имеет рекурсивный фильтр (рис. 5.15). В нем выходной сигнал является функцией предшествующих значе- ний как входного, так и выходного сигнала: у,=а х,+а,х.,+,.+а„х,. „+Ь,у...+Ьау,, +...+Ь,у. Символ з ' обозначает оператор задержки сигнала на один период дискретизации, Процесс фильтрации сводится к операциям умножения и сложе- ния, выполняемым с задержанными отсчетами сигнала с помощью АУ и ЗУ. Арифметическое устройство по заданной программе умножает отсчеты сигнала на весовые коэффициенты и суммирует их. Запоми- нающее устройство используется для хранения отсчетов сигналов, весовых коэффициентов, интервалов временного сдвига, а также ко- манд программы обработки, управляющих АУ и ЗУ.
Цифровая фильтрация во многих случаях помогает улучшить ис- ходные параметры искаженного ТВ изображения, избирательно по- давляет шумовые составдяющне в сигнале, эффективно корректирует апертурные искажения. Йримеры использования цифровой фильтра- ции для улучшения качества ТВ изображения даются в соответству- ющихразделах книги. 1Ои аль ВРЕМЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ Временными преобразованиями называют такие преобразования над сигналом, при которых меняется положение на оси времени дискретных отсчетов этого сигнала при сохранении их амплитудных значений.
Наряду с цифровой фильтрацией временные преобразования имеют значительное распространение в вещательном телевидении. Так, широкое применение временные преобразования получили при коррекции временных искажений, возникающих в процессе воспроизведения изображений в видеомагнитофонах. На основе временных преобразований строятся современные синхронизаторы источников сигналов, цифровые преобразователи телевизионных стандартов, устройства видеоэффектов, системы с компонентной передачей или записью сигналов цветного телевидения и др.
(см.гл. 9, 13, 14, 15, 16, 20). Здесь же целесообразно отметить только характерные особенности тех или иных преобразований. Временные преобразования цифрового сигнала реализуются в устройстве цифровой обработки сигнала путем записи этого сигнала в ЗУ и выборкой отдельных его значений из ЗУ в соответствии с заданным алгоритмом преобразования. В результате сигнал будет перенесен в нужную временную область.
При этом временные преобразования можно классифицировать на два вида: без изменения частотного спектра (или небольшим его изменением) и с заметным влиянием на'. спектр 118). К первому виду можно отнести корректоры временных искажений, и телевизионные синхронизаторы источников сигнала. В этих устрой-.
ствах время записи и время считывания строк изображения не отличаются нли отличаются очень мало. Во втором виде преобразований. (характерном для систем с временным уплотнением сигналов яркости и цветности. устройств видеоэффектов и в какой-то степени для прЕ, образователей стандартов) эти интервалы времени могут значительно отличаться, что н приводит к изменению частотного спектра. Принципиально временные преобразования отличаются друг а)т друга алгоритмом обращения к ЗУ, который в свою очередь опреде* ляется задачей преобразования. Алгоритм преобразования обусловливает емкость ЗУ.
Структура и объем ЗУ значительно усложняются при несинхронных процессах записи и считывания. В цифровых устройствах временного преобразования применяют цифровые ЗУ двух типов: с последовательным и произвольным доступом. При использовании ЗУ с последовательным доступом запись и считывание происходят последовательно и отсутствует возможность изменения порядка записи и считывания информации. Для разделе'- ния процессов записи и считывания приходится в таких устройствах увеличивать емкость ЗУ в 2...3 раза по отношению к информационному объему преобразуемого фрагмента сигнала.
Запоминающие устройства с произвольным доступом позволяют обходиться меньшей емкостью, поскольку в них реализуется считывание записанной в них информации по любому заданному адресу. Примером такого ЗУ может служить ЗУ в телевизионном синхронизаторе (см.гл.9), в котором процессы записи и считывания разделяются во времени путем регулируемой задержки входного преобразуемого сигнала в зависимости от моментов считывания выходного сигнала. При временных преобразованиях с изменением спектра сигнала процедура преобразования состоит в изменении параметров дискретизации исходного сигнала, т.е.
в изменении числа дискретных значений, которыми представляется данный сигнал. Например„прн реализации видеоэффектов, связанных с изменением масштаба изображения, исходный дискретный сигнал должен быть преобразован в выходной с другим шагом дискретизации.
Интервалы дискретизации во входном и выходном сигналах изменяют в зависимости от изменения масштаба изображения. При отсутствии отсчетов входного сигнала в точках расположения отсчетов выходного сигнала нх или заменяют ближайшими входными отсчетами (если ошибка незаметна), илн подвергают входной сигнал цифровой фильтрации, восстанавливающейегозначеиия вточкахвторичнойдискретизацин(например, выполнением интерполяции соседних элементов входного сигнала).
!М П. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ ГЛАВА 6 ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ а.ь дАтчики телеВизнонных сиГнАлОВ и их хАРАктеРистики Преобразователи оптических изображений в электрические скгналы — датчики ТВ сигнала — преобразуют световуюэнергию,отраженную от объекта и спроецированную на фоточувствительную поверхность преобразователя, в последовательность электрических сигналов с определенными параметрами, обеспечивающими обратное преобразование.
Яркость спроецированного на фоточувствительную поверхность оптического изображения является функцией не только времени г, но и координат х, у в горизонтальном и вертикальном направлениях. Поэтому датчик ТВ сигнала должен обладать способностью оценивать значения яркостей отдельных элементов изображения. Для последовательного считывания ТВ сигнала от отдельных элементов изображения в преобразователе одновременно с фотопроцессом осуществляется процесс развертки изображения. Закон развертки является одним из основных пара метров ТВ сигнала, обеспечивающих возможность его преобразования в телевизионное изображение. Датчики ТВ сигнала могут быть построены с использованием оптико-механических систем развертки, систем бегущего светового луча, электронно-лучевых трубок н твердотельных фотоэлектрических преобразователей ФЗП. Оптино-механические системы используются в фототелеграфии и при передаче неподвижных изображений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
