Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Точки .)К, И, К, леткащие на последующих строках выходного кадра, будут воспроизведены строками выходного кадра аналогично предыдущим шести строкам. Отсюда видно, что воспроизведенное выходным стандартом изображение имеет геометрические искажения в виде на- клонноИ линии через каждые пять строк, Геометрические искажения, возникающие в результате исключения или добавления части строк из кадра, могут быть значительно уменьшены, если сигнал изобраатсения каждой строки кадра выходного стандарта будет содержать информацию предыдущей и последующей строк кадра входного стандарта.
Этот процесс называется интерполяцией строк и осуществляется формированием суммарного сигнала от двух соседних строк. Новое положение импульса на выходноИ строке вычисляется как взвешенная сумма амплитуд импульсов от двух ближайших строк входного стандарта. Веса определяются расстояниями от интерполируемой строки выходного стандарта и двумя строками входного стандарта, между которыми лежит интерполируемая строка. На рис, 16.2,б показан тот же случаИ передачи изображения наклонной линии после интерполяции.
В этом примере выходная строка. ит совпадающая по вертикали с входной строкой, несет информацтпо необходимой амплитуды от двух соседних входных строк. Как и н предыдущем случае, импульс Л, лежащий на первой входноИ строке, совпадает с импульсом а на первой выходноИ строке. Однако выходная строка 2, лежащая между второй и третьей входными строка- 409 ГЛАВА 16. Преобразователи телевизионных стандартов 50 — ы 60 Поля ~ 20 мс входного стандарта 60 — ы50 Паля ! 16,6 мс ! входного ! 1» з1 стандарта (50) 160) ! ! ! Да1) БП-1 ~/ 1 ~) БП-1 БП-2 БП-3 БП-2 ~ ~1) гМ 1) 5 1) БП-З ~ ~~~3 Поля ! 16,6 мс выходного~ Поля выходного стандарта стандарта 160) (50) а) б! Рис.
16.3. Принцип преобразования частоты полей ми, на которых показаны импульсы Б и В, воспроизводит импульсы б и в соответственно. Амплитуда этих импульсов определяется расстояниями Бб и Вв (обратно пропорционально этим расстояниям). Аналогично будут воспроизводиться импульсы во всех последующих строках. В результате такого формирования выходного кадра значительно уменьшаются гсометрические искажения, вызванные исключением или добавлением строк растра. В техническом отношении напбо н.г г ложным является преобразование частоты полей, а затраты па гги ргчыгизшгтпо составляют 70 % от общей стоимости преобразоватгля Приходится использовать сложные алгоритмы обработки сипптлгиг 1; примеру, при изменении частоты полей с 60 на 50 Гц следует изымать ка.кдый шестой кадр и вводить интерполяцию движения, которая сглаясивает скачки и разрывы траектории движения объектов. 11пк было показано, изза изменения числа строк, приводящего к нз.поиу наклонных линий, необходима межстрочная интерполяция.
Рассмотрим принцип действия преобразователя частоты полей в ЦПС. На рис. 16.3,0 показаны графики, поясняющие работу преобразователя полей с частотами 50 в 60 полей в секунду. Для этого используются три блока памяти (БП). кюкдый емкостью на одно телевизионное поле. Эти блоки памяти управляются по определенному алгоритму. Сигналы входного стандарта в блоки памяти записываются последовательно; в первый блок БП-1 — первое поле, во второй БП-2 — второе поле, в третий БП-3 — - третье поле, а далее снова — в первый блок памяти уже четвертое поле и т.д. Считывание производится также последовательно с ка'кдого блока памяти со скоростью, соответствующей выходному стандарту.
В данном случае необходимо за время передачи пяти полей входного стандарта воспроизвести шесть полей выходного стандарта. Для этого второе поле входно- 410 с1АСТЫ е'. Телевизионное вещание го стандарта воспроизводится дважды: сначала формируется второе поле, а затем при повторном считывании — третье поле выходного стандарта. На рис. 16,3нв показаны распределения полей входного и выходного стандартов.
На рис. 16.3,б приведены графики, поясняющие раооту преобразователя полей с частотами 60 в 50 полей в секунду. Аналогично предыдущему используются трн блока памяти, в которые записываются последовательно поля входного стандарта. Сччччнвание производится с каждого блока памяти со скоростью, и>огвотствующей выходному стандарту, для чего необходпмо из 6 по.чей входного стандарта изъять одно поле. Практпческн зто осуществляется пропуском третьем входного поля, записанного в блоке паня си БП-3. При преобразовании частоты 60 в 50 полей в секунду инс1 ориация нз БП-1 и БЛ-2 считывается, и на входе формируются пгр: ос з второе поля выходного стандарта, а третье поле получается из четвертого поля входного стандарта п т.д.
Блок управления памяч ь:. осуществляет считывание сигналов с определенной скоростью, обеспсч>швл соответствующее сжатие или растяхсение периода выходного по.чя. В случае наиболее простого решения, заключающегося н лск; ючении каждого шестого входного поля и в соогь ггтнуюшем продолжении предыдущих пяти полей. скорость передачи дннясения в изображении замедляется в 5 — 6 раз, и при этом возникнут уск >ренпое прерывистое движение, скачки с частотой 6 раз в секунду. У: ранить эти недостатки позволяат способ, основанный на интерполяции движения.
Интерполяция полей позволяет сгладить «подергивания» движущихся изображений, поэтому этот вид коррекции называют иногда интерполяцией движений. В ЦПС интерполяция поля выходного стандарта производится взвешенным усреднением сигналов двух ближайпсих к нему полей входного стандарта, записанных в блоки памяти. Интерполяция по оси времени существенно сложнее и вносит ббльшие искажения даже при умеренных скоростях движения объектов в исходном изображении, приводящие к прерывнстостн (дерганию) движения на выходе прсобразователя.
Линейное уммирование изображений соседних кадров преиьиущественно пони>кает качество изобрвхсения,чькжушихся объектов. Применительно к дви>кущилсся объекталс взвепсен»ня сумма значений яркости строк и полей на экране всегда в н.ладит как смазанное или многоконтурное изобрахсение. Принципиально более высокое качество обеспечивают преобразоватг.чи с компенсацией дчижеиия, которая заключается в смешении кгокдого ч н'мечта смежных полей по вертикали н горизонта.чн г величиной и направлениеьс вектора.
Вектор движения мо>кно определить. если знать скорость и направление дни кения всех двигающихся объектов в кадре. Имея такую информацию, можно 411 ГЛА ВА 16. Преобразователи телевизиоииых стандартов мт 525/ Рис. 16.4. Структурная схема преобразователя ИТБС РА!, БЕСАМ 525/60 625/50 точно вычислить положения объектов в любой момент времени между двумя полями. Таким образом, новое поле будет сформировано простым сдвигом изображений объектов в новое положение без дрожания и размытости. В заключение рассмотрим укрупненную структурную схему цифрового преобразователя системы КТБС со стандартом разлозкепия 525/60 в систему РАЕ или БЕСАМ со стандартом разлохсения 625/50.
Такой преобразователь используется при передаче сигналов цветного телевиденвя с американского континента и Европу. Сигнал цветного телевидения Ь)ТБС (рис. 16.4) со стандартом разложения 525/60 зюдается на АЦП, где преобразуется в цифровую форму с частотой дискретизации 10,7 МГц, соответствующей третьей гармонике поднесушей ИТБС.
В АЦП аналоговый сигнал подвергается линейному кодированию на 256 уровней. Квантованные значення сигнала выражаются восьмиразрядным параллельным двоичным кодом. Сигнал после АЦП подается в течение длительности первого поля на запоминающее устройство ЗУП а в течение второго поля — в запоминающее устройство ЗУв. Объем требуемой памяти каждого запоминающего устройства составляет 1,2 Мбит и обеспечивает хранение информации одного телевизионного поля. Управление блоками памяти и переключение их с режима записи на считывание осуществляются блоками управления БУ1 и БУ2. В дальнейшем сигнал поступает на два канала в устройства пространственной фильтрадии сигнала УПФС1 и УПФСз.
В этих устройствах устраняется перемежение строк из-за использования чересстрочной развертки, разделяются сигналы яркости и цветности и демодулируется сигнал цветности для получения пветоразностных сигналов Е~ и Е' . Для устранения перемежения строк применяется интерполяция трех строк смежных полей. Сигналы яркости и цветности разделяются методами цифровой фильтрации восьмиразрядных кодовых слов, которые определяют теку- 412 е1АСТЫУ.
Телевизионное вещание щие отсчеты сигнала. В зависимости от структуры применяемого алгоритма обработки сигнала и числа обрабатываемых отсчетов изобрапгеция определяется форма пространственных частотных характеристик. В дальнейшем в УВП1 и УВПз три полученных цифровых сигнала объединяются в общий цифровой поток путем уплотнения их во времени. Проблема преобразования телевизионных стандартов связана с характером обработки сигнала цветного изображения. Фаза цветовой поднесущей сигнала МТЯС в каждой последующей телевизионной строке изменяется на 180'. Таким образом, межстрочная интерполяция, пригодная для яркостного сигнала, для сигнала цветовой поднесущей приводит к ошибкам.
Поэтому для осуществления правильной интерполяции полного цветного сигнала ХТЯС применяются пространственные цифровые фильтры, с помощью которых цифровой сигнал цветного изображения раскладывается на отдельные цифровые сигналы Е,', Е~ и Е~, которые мультиплексируются в единый последовательный цифровой сигнал. Таким образом, одному периоду цветовой поднесущей соответствуют пять упорядоченных кодовых слов (У, 1, У, Я, 1). Последующая обработка сигнала производится в двухканальном преобразователе полей Иг и интерполяторе движений, где преобразуются частоты полей 60 Гц в частоту нового стандарта 50 Гц. В интерполяторе Из осуществляются преобразование строк и их интерполяция. На этом преобразование параметров разложения заканчивается, и на выходе Из получается цифровой сигнал, соответствующий стандарту разложения 625/50. В цифровых преобразователях стандартов разложения получение требуемого числа строк и кадров и их интерполяция осуществляются в соответствии с заданным алгоритмом, который определяет качество преобразованного изображения [71].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
