Принципы цифрового телевидения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Федеральное агентство связи
Государственного образовательногоучреждение Высшего профессионального образования
Сибирский государственный университет телекоммуникацийи информатики
Реферат на тему: Принципы цифрового телевидения

Выполнил: студент гр. РА-65,фак. МРМ
Лукьяненко М.С.
Проверил: профессор Катунин Г.П.

Содержание
1. Этапы развития цифрового телевидения ……………………………3
2. Цифровой телевизионный сигнал……………………………………..7
3. Общие принципы построения системы цифровоготелевидения…7
4. Цифровое телевидение и компьютерные технологии……………. 11
5. Перспективы развития цифрового телевидения……………………13
6. Список используемой литературы…………………………………. 16
1. Этапы развития цифрового телевидения
Цифровое телевидение – это отрасльтелевизионной техники, в которой передача, обработка и хранение телевизионногосигнала осуществляются в цифровой форме.
Применениеметодов и средств цифрового телевидения – это пень развития телевизионной техники,обеспечивающая ряд преимуществ по сравнению с аналоговым телевидением:
— повышение помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов;
— уменьшение мощности передатчиков ТВ-вещания;
— существенное увеличение числа телевизионных программ, передаваемых в том жечастотном диапазоне;
— повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках с обычнымстандартом разложения;
— создания телевизионных систем с новыми стандартами разложения изображения(телевидение высокой чёткости – ТВЧ);
— расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры, используемой приподготовке и проведении телевизионных передач;
— передача в телевизионном сигнале различной дополнительной информации,превращение телевизионного приёмника в многофункциональную информационнуюсистему;
— создание интерактивных телевизионных систем, при пользовании которыми зрительполучает возможность воздействовать на передаваемую программу.
Этипреимущества обусловлены как самими принципами, присущими цифровому телевидению,так и наличием разнообразных алгоритмов, схемных решений и мощнойтехнологической базы для создания соответствующих устройств.
Всвоём развитии цифровое телевидение прошло ряд этапов. На каждом этапе сначалавыполнялись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы,создавались экспериментальные устройства и системы, а затем принималисьстандарты, как правило, международные, которые должны выполняться всемиорганизациями, ведущими телевизионное вещание и выпускающими видеопрограммы, ивсеми фирмами-производителями аппаратуры. Принятие стандартов – важнейшаясоставляющая развития любой технологии.
Международныестандарты принимаются в первую очередь Международной организацией постандартизации (ISO– InternationalOrganizationforStandartization), созданной в 1947 г. Для разработки стандартов вкакой-либо области техники ISOсоздаётрабочие группы. Пример такой группы – MPEG(MotionPictureExpertGroup), занимающаяся стандартами для цифрового телевидения.
Первыйэтап развития цифрового телевидения – использование цифровой техники вотдельных частях телевизионной системы при сохранении обычного стандартаразложения и аналоговых каналов связи. Наиболее важным достижением былосоздание полностью цифрового студийного оборудования. На современныхтелестудиях сигналы передающих камер преобразуются в цифровую форму, и всядальнейшая их обработка и хранение в пределах телецентра осуществляютсяцифровыми средствами. Это позволяет в значительной степени реализоватьуказанные выше преимущества цифрового телевидения. На выходе студийного оборудованиятелевизионный сигнал преобразуется в аналоговую форму и передаётся по обычнымканалам связи.
Другоенаправление использования цифровой техники, характерное для первого этапаразвития цифрового телевидения – введение цифровых блоков в телевизионныеприёмники с целью повышения качества изображения или расширения функциональныхвозможностей. Примерами таких блоков могут служить цифровые фильтры дляразделения яркостного и цветоразностных сигналов, для уменьшения влияния шумовна изображение и для подавления эхо-сигналов, возникающих при отражениирадиоволн от поверхности Земли и различных объектов.
Второйэтап развития цифрового телевидения – создание гибридных аналого-цифровыхтелевизионных систем с параметрами, отличающимися от принятых в обычныхстандартах телевидения.
Можно выделить два основных направленияизменений телевизионного стандарта: переход от одновременной передачияркостного и цветоразностных сигналов к последовательной их передачи иувеличение числа строк в кадре и элементов изображения в строке. Реализациявторого направления связана снеобходимостью сжатия спектра телевизионных сигналов для обеспечениявозможности его передачи по каналам связи с приемлемой полосой частот.
Примерамигибридных телевизионных систем могут служить японская система телевидениявысокой чёткости MUSEи западноевропейские система семейства MAC. В передающей и приёмной частях всех этих системсигналы обрабатываются цифровыми средствами, а в канале связи сигналы передаютсяв аналоговой форме. Системы ТВЧ MUSEи HD-MACимеют формат изображения 16:9, число строк в кадре1125 и 1250, частоту кадров 30 и 25 Гц, соответственно. С помощью цифровогокодирования исходная полоса частот сигналов этих сигналов этих систем,превышающая 20 МГц, сжатием примерно до 8 МГц. Это позволяет передавать этисигналы с частотной модуляцией (ЧМ) по спутниковым каналам связи, имеющимширину полосы 27 МГц. В то же время, широко развитая сеть наземноготелевизионного вещания, включающая УКВ-передатчики, кабельную сеть и другуютехнику, не позволяет передавать и принимать сигналы указанных системтелевидения, так как рассчитана на ширину полосы частот одного канала, равную 6…8МГц.
Третьимэтапом развития цифрового телевидения можно считать создание полностью цифровыхтелевизионных систем.
Первыепредложения по полностью цифровым системам телевидения появились в 1990 г. Воснове этих проектов лежали достижения в методах и техники эффективногокодирования и сжатия изображений. Работы в этой области проводились не только с целью создания цифровыхтелевизионных систем, но и для таких применений, как видеотелефон ивидеоконференции, запись видеопрограмм на цифровые лазерные компакт-диски,компьютерная графика, видеосредства мультимедиа и др.
Длясжатия неподвижных изображений широко используется стандарт JPEG(JointPictureExpertGroup). Методы сжатия движущихсяизображений и сигналов звукового сопровождения описаны в стандартах MPEG-1 и MPEG-2 (MPEG– MotionPictureExpertGroup). Стандарт MPEG-1, ориентированный в основном на запись кинофильмов ивидеопрограмм на компьютерные лазерные диски с возможностью воспроизведенияизображения и звука с помощью обычного персонального компьютера, былокончательно утверждён к декабрю 1993 г. Стандарт MPEG-2, предназначенный для систем телевизионного вещаниякак с обычным стандартом разложения, так и с увеличенным числом строк (ТВЧ),был утверждён в ноябре 1994 г.
Внастоящие время системы цифрового телевидения, основанные на сжатиителевизионных сигналов по стандарту MPEG-2, быстрораспространяются во многих странах. При этом в первую очередь решается задачазначительного увеличения количества передаваемых программ телевидения обычногоразрешения, так как это даёт быстрый коммерческий эффект.
ВЕвропе уже в 1993 г., как только стало ясно, что за цифровыми телевизионнымисистемами будущее, был принят проект DVB(DigitalVideoBroadcasting– Цифровое Видео Вещание), в работах. В 1997 г. Черезискусственные спутники Земли (ИЗС) на европейские страны передавалось 170 каналовцифрового ТВ, а к концу 1998 г. Число таких каналов превысило 1000.Одновременно распространяются цифровое телевизионное вещание по кабельнымлиниям, цифровая видеозапись, цифровые видеодиски.
Вразвитых странах поставлен вопрос о прекращении в первом десятилетии XXIвека аналогового телевизионного вещания.
Главнымиособенностями нового поколения телевизионных систем являются:
1. Существенноесужение полосы частот цифрового телевизионного сигнала, достигаемое с помощьюэффективного кодирования, то есть сокращения избыточности изображений, ипозволяющее передавать 4 и более программ телевидения обычной чёткости или 1-2 программы ТВЧ по стандартному телевизионному каналу с шириной полосычастот 6…8 МГц.
2. Единый подход ккодированию и передачи телевизионных сигналов с различной чёткостьюизображения: видеотелефон и другие системы с уменьшенной чёткостью, телевидениеобычной чёткости, ТВЧ.
3. Интеграция сдругими видами информации припередачи по цифровым сетям связи.
4. Обеспечениезащиты передаваемых телевизионных программ и другой информации отнесанкционированного доступа, что даёт возможность создавать системы платногоТВ-вещания.
Структурнаясхема цифровой телевизионной системы показана на рис. 1.1 Кратко рассмотримназначение основных частей системы.

Источник
ТВ
сигналов
АЦП
видео
Кодер
видео
Мульти-
плексор
Кодер
Канала и
модулятор

Кодер
звука
АЦП
звука
Источник
Сигналов
звука
Канал связи

Демодулятор
и декодер
канала
Демуль-
типлек-
сор
Декодер
видео
ЦАП
видео
Монитор

Декодер
Звука
ЦАП
звука
УНЧ и динамики

Рис.1.1. Структурная схема цифровой телевизионной системы
Источник аналоговых телевизионных сигналов формируетяркостный сигнал Е’Y и цветоразностные сигналы Е’R-Y, E’B-Y , которыепоступают на АЦП, где преобразуются в цифровую форму. В следующей частисистемы, называемой кодером изображенияили кодером видео, осуществляется эффективное кодирование видеоинформации сцелью уменьшения скорости передачи двоичных символов в канале связи. Как будетпоказано далее, эта операция является одной из наиболее важных, так как безэффективного кодирования невозможно обеспечить передачу сигналов цифровоготелевидения по стандартным каналам связи.
Сигналы звукового сопровождения также преобразуется вцифровую форму. Звуковая информация сжимается в кодере звука. Кодированныеданные изображения и звука, а также различная дополнительная информацияобъединяются в мультиплексоре в единый поток данных. В кодере каналавыполняется ещё одно кодирование передаваемых данных, имеющие целью повышениепомехоустойчивости. Полученным в результате цифровым сигналом модулируют несущуюиспользуемого канала связи.
В приёмной части системы осуществляется демодуляцияпринятого высокочастотного сигнала и декодирование канального кодирования.Затем в демультиплексоре поток данных разделяется на данные изображения, звукаи дополнительную информацию. После этого выполняется декодирование данных. Врезультате на выходе декодера изображения получаются яркостный и цветоразностныесигналы в цифровой форме, которые преобразуются в аналоговую форму в ЦАП иподаются на монитор, на экране которого воспроизводится изображение. На выходедекодера звука получаются сигналы звукового сопровождения, также преобразуемыев аналоговую форму. Эти сигналы поступают на усилители звуковой частоты и далеена динамики.
2. Цифровойтелевизионный сигнал

Училище №3 Морского профиля Национального Университета "Одесская Юридическая Академия", Одесса/Украина, 12 страниц, 2011г.
Содержание
1. Этапы развития цифрового телевидения
2. Цифровой телевизионный сигнал
3. Общие принципы построения системы цифрового телевидения
4. Цифровое телевидение и компьютерные технологии
5. Перспективы развития цифрового телевидения
6. Список используемой литературы

Варгаузин В. Принципы цифрового телевидения стандарта ATSC

формат pdf
размер 405.91 КБ
добавлен 29 марта 2011 г.

История становления стандарта американского цифрового телевидения ATSC (Advanced Тelevision Systems Committee) от момента его зарождения до практического внедрения насчитывает около 10 лет. Цель статьи - осветить основные технические положения стандарта ATSC, недостаточно отражённые в отечественной литературе. журнал "ТЕЛЕ-Спутник", сентябрь 1999, 7 л.

Зайцев А.А., Исакович Э.И. и др. Электронные средства информационных систем. Часть 3. Устройства отображения информации

формат pdf
размер 2.34 МБ
добавлен 11 марта 2011 г.

Учебное пособие. - Елец: РГУТиС, ЕГУ им. И. А. Бунина, 2008. - 238 с. В пособии рассматриваются принципы формирования, обработки, передачи и приёма телевизионных сигналов, структурные и принципиальные схемы основных узлов телевизоров, особенности построения и работы спутникового и цифрового телевидения. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности "Информационные системы и технологии", а также для студентов старших курсов инж.

Капуро П.А., Ткаченко А.П. Телевизионные системы

формат pdf
размер 9.62 МБ
добавлен 23 октября 2011 г.

Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

формат pdf
размер 11.77 МБ
добавлен 12 августа 2010 г.

Рассмотрены методология и результаты международной стандартизации, ставшие надежным мировым фундаментом внедрения и развития многофункционального цифрового интерактивного ТВ вещания, телевидения высокой четкости, наземного и спутникового цифрового вещания, видеозаписи, методов оценки качества изображений, контроля и измерений. Описывается новый подход к ускорению внедрения цифрового вещания с учетом реалий его сосуществования с аналоговым при пре.

Локшин Б.А. Цифровое вещание: От студии к телезрителю

формат djvu
размер 11.72 МБ
добавлен 12 марта 2011 г.

М.: Компания Сайрус системс, 2001. - 446 с. - ISBN: 5-88230-049-5 Цель предлагаемой вниманию читателя книги - познакомить Специалистов, работающих в области ТВ вещания, с современной техникой цифрового вещания, в первую очередь - цифрового сжатия и передачи цифровых сигналов по каналам вещания. В книге излагаются основные принципы цифрового телевидения, подробно освещены вопросы цифрового сжатия, описаны стандарты семейства MPEG, включая еще не.

Реферат - HDTV - телевидение высокой четкости

формат doc
размер 152.5 КБ
добавлен 31 мая 2011 г.

Серов А.В. Эфирное цифровое телевидение DVB-T/H

формат pdf
размер 143.67 МБ
добавлен 08 декабря 2011 г.

Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения

формат djvu
размер 19.54 МБ
добавлен 29 ноября 2009 г.

Учебное пособие. - Москва: "Горячая линия -Телеком", 2001. - 2001с. Изложены основные принципы построения систем цифрового телевидения. Рассмотрены дискретизация и квантование телевизионных сигналов и существующие стандарты на параметры этих операций. Представлены методы цифровой обработки телевизионных сигналов и изображений, включая ортогональные преобразования, оценку и компенсацию движения, цифровую фильтрацию, кодирование с предсказанием и д.

Смирнов А.В., Пескин А.Е. Цифровое телевидение. От теории к практике

формат djvu
размер 5.05 МБ
добавлен 27 января 2011 г.

Издательство: Горячая Линия - Телеком, 2005 г., 349 стр. ISBN: 5-93517-222-4. Качество: хорошее. Изложены основные принципы построения систем цифрового телевидения и телевизионных приемников для таких систем. Рассмотрены действующие стандарты цифрового представления телевизионных сигналов и методы их цифровой обработки. Описаны методы сжатия телевизионных сигналов и сигналов звукового сопровождения по стандартам JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 и др.

Тоискин В.С., Красильников В.В., Петренко В.И. Основы радиосвязи и телевидения: Учебное пособие

формат pdf
размер 2.87 МБ
добавлен 29 ноября 2009 г.

Учебное пособие содержит принципы построения систем радиосвязи, включая физические основы современных видов модуляции сигналов; особенности распространения радиоволн различных диапазонов; теоретические основы телевидения; физические принципы формирования изображений; принципы построения систем черно-белого и цветного телевидения, а также цифрового телевидения стандартов ATSC, DVB и написано в соответствии с программой по курсу «Основы радиосвязи.

Помехозащищенность аналогового сигнала. Искажение от помех при формировании и передаче сигналов. Преображение сигнала из аналоговой формы в цифровую. Восстановление в зрительном аппарате человека исходного изображения по его квантованному приближению.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.01.2012
Размер файла	17,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Общие принципы построения системы цифрового телевидения (Основные понятия)

Основные понятия. Форма ТВ сигнала в соответствии с его природой и характером повторяет распределение яркости на пути, по которому производится развертка изображения, т.е. он является электрическим аналогом изображения. Поэтому системы телевидения, в которых используется для передачи, консервации или каких-либо других задач обработки аналоговый сигнал, называются системами аналогового телевидения. На протяжении нескольких десятилетий телевидение было аналоговым, и только в 80-х годах разработчикам ТВ систем пришлось столкнуться с ограничениями аналоговых методов, серьезно сужающих возможности дальнейшего развития телевидения.

Одной из главных причин этих ограничений следует считать слабую помехозащищенность аналогового сигнала, который подвергается в каждом из многочисленных устройств телевизионного тракта воздействию шумов и других помех. А ведь современная вещательная ТВ система представляет собой весьма длинную цепь устройств для преобразования и передачи сигналов, число звеньев которой с развитием телевидения сильно увеличивается.

В каждом звене этой сложной цепи возникает неизбежная потеря качества изображения. Связано это с тем, что в любом устройстве, при любом из преобразований, которому подвергается сигнал, на него воздействуют помехи. При аналоговых методах усиления и обработки ТВ сигнала эти помехи накапливаются от звена к звену и, естественно, тем сильнее, чем больше в ТВ системе процессов обработки и переприема сигнала. Пока этих преобразований немного, суммарные искажения еще могут быть незаметны. Но с развитием телевидения число преобразований очень быстро возрастает. Увеличиваются расстояния между передающим и приемным пунктами, растут номенклатура и число различных видеоэффектов, разнообразящих передачу, но требующих дополнительного преобразования, усложняется технология монтажа ТВ программ. В таких системах проблема обеспечения необходимой помехоустойчивости становится главенствующей.

Существенно уменьшить искажения от помех при формировании и передаче ТВ сигналов, а также решить ряд других задач, о которых будет сказано ниже, позволяют цифровые методы, уже известные в технике связи. Именно поэтому в последние годы все большее внимание уделяется так называемому цифровому телевидению. Цифровое телевидение -- область телевизионной техники, в которой операции обработки, консервации и передачи телевизионного сигнала связаны с его преобразованием в цифровую форму.

Типы систем цифрового телевидения

Можно представить системы цифрового телевидения двух типов. В системе первого типа, полностью цифровой, преобразование пере даваемого изображения в цифровой сигнал и обратное преобразование цифрового сигнала в изображение на приемном экране осуществляются непосредственно в преобразователях свет-сигнал и сигнал-свет. Во всех звеньях тракта передачи изображения информация передается в цифровой форме. В перспективе создание таких преобразователей вполне реально. Однако в настоящее время их еще не существует, а поэтому целесообразно рассматривать цифровые ТВ системы второго типа, в которых аналоговый ТВ сигнал, получаемый с датчиков, преобразуется в цифровую форму, подвергается всей не обходимой обработке, передаче или консервации, а затем снова приобретает аналоговую форму. При этом используются существующие датчики аналоговых ТВ сигналов и преобразователи свет-сигнал в телевизионных приемниках. Именно системам второго типа будет уделено основное внимание в данной статье. В этих системах на вход тракта цифрового телевидения поступает аналоговый ТВ сигнал, затем он кодируется, т.е. преобразуется в цифровую форму. Это преобразование представляет собой комплекс операций, наиболее существенными из которых являются дискретизация, квантование и непосредственно кодирование.

Дискретизация -- замена непрерывного аналогового ТВ сигнала u(t) последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала.

За процессом дискретизации при преобразовании аналогового сигнала в цифровую форму следует процесс квантования. Квантование (термин этот заимствован из атомной физики) заключается в замене полученных после дискретизации мгновенных значений отсчетов ближайшими значениями из набора отдельных фиксированных уровней (рис.1,в). Квантование также представляет собой дискретизацию ТВ сигнала, но осуществляющуюся не во времени, а по уровню сигнала u(t). Для устранения путаницы между этими понятиями и введена разная терминология.

Фиксированные уровни, к которым "привязываются" отсчеты, называют уровнями квантования. Разбивая динамический диапазон изменения сигнала u(t) уровнями квантования на отдельные области значений, называемые шагами квантования, образуют шкалу квантования. Последняя может быть как линейной, так и нелинейной, в зависимости от условий преобразования. Округление отсчета до одного или двух ближайших уровней (верхнего или нижнего) определяется положением порогов квантования.

Возможность восстановления в зрительном аппарате человека исходного изображения по его квантованному приближению (в теореме Котельникова эта операция не предусматривается) вытекает из ограниченности контрастной (и цветовой) чувствительности зрительной системы, рассмотренной в предыдущих статьях.

Строго говоря, дискретизированный и квантованный сигнал uкв(nТ) уже является цифровым. Действительно, если амплитуда импульсов дискретизированного сигнала u(nТ) может принимать любые произвольные значения в пределах исходного динамического диапазона сигнала u(t), то операция квантования привела к замене всех возможных значений амплитуды сигнала ограниченным числом значений, равным числу уровней квантования. Таким образом, квантованная выборка сигнала выражается некоторым числом в системе счисления с основанием т, где т -- число уровней квантования. Но цифровой сигнал в такой форме по помехозащищенности мало выигрывает по сравнению с аналоговым, особенно при большом т. Для увеличения помехозащищенности сигнала его лучше всего преобразовать в двоичную форму, т.е. каждое значение уровня сигнала записать в двоичной системе счисления.

Типы систем цифрового телевидения

В этом и состоит третья, заключительная операция по преобразованию аналогового сигнала u(t) в цифровой uц(nТ), называемая операцией кодирования. Кодирование, таким образом, есть преобразование квантованного значения отсчета uкв(nТ) в соответствующую ему кодовую комбинацию символов uц(nТ). Наиболее распространенный способ кодирования ТВ сигнала -- представление его дискретных и проквантованных отсчетов в натуральном двоичном коде. Этот способ получил название импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Часто всю совокупность перечисленных операций -- дискретизации, квантования и кодирования -- для краткости называют кодированием телевизионного сигнала. Это имеет определенные технические основания, поскольку все эти три операции выполняются одним техническим устройством -- аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый производится в устройстве, называемом цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи - непременные блоки любых цифровых систем передачи, хранения и обработки изображений.

Исследования ИКМ в телевидении начались сравнительно давно, первые предложения относятся еще к 30-м годам нашего столетия. Но только недавно этот метод стал применяться в вещательном телевидении. Причина столь длительного внедрения, без сомнения, самого перспективного для телевидения принципа обработки и передачи информации объясняется жесткими требованиями к быстродействию устройства преобразования и передачи цифрового сигнала. Чтобы пояснить это, оценим скорость передачи цифровой информации по каналу связи.

При непосредственном кодировании телевизионного сигнала ме тодом ИКМ кодовые комбинации создаются с частотой, равной частоте отсчетов, т.е. частоте дискретизации fд . Каждая кодовая комбинация соответствует определенному отсчету и содержит некоторое число k двоичных символов (битов).

Скоростью передачи цифровой информации называется число передаваемых двоичных символов в единицу времени. За единицу скорости принимается 1 бит/с.

Если верхняя граничная частота ТВ сигнала равна 6 МГц, то минимальная частота дискретизации, определяемая по теореме Котельникова, равна 12 МГц. Как правило, в системах цифрового телевидения с ИКМ частоту fд выбирают выше минимально допустимой, определяемой теоремой Котельникова. Связано это с необходимостью унификации цифрового ТВ сигнала для различных стандартов телевидения. В частности, для студийного цифрового оборудования рекомендована для всех стран частота дискретизации f д = 13,5 МГц.

Число двоичных символов k в кодовой комбинации одного отсчета связано с числом уровней квантования т исходного сигнала соотношением/

Число уровней квантования сигнала должно быть выбрано не меньше максимального числа градаций яркости, различимых глазом, которое в зависимости от условий наблюдения колеблется в пределах 100. 200.

Отсюда k = 3,31 gm = 3,31 g (100. 200) ? 6,6. 7,6.

Очевидно, число символов в кодовой комбинации может быть толь ко целым, а значит, выбор разрядности кодовой комбинации ограни чится числом k = 7 или 8. В первом случае кодовая комбинация может нести информацию о 128 возможных уровнях сигнала (градациях яр кости).

Резервы для уменьшения цифрового потока без ущерба качеству воспроизводимого изображения, безусловно, существуют. Эти резервы заключены в специфике ТВ сигнала, обладающего, как показывают исследования, значительной информационной избыточностью. Эту избыточность обычно разделяют, несмотря на некоторую условность такого деления, на статистическую и физиологическую. Статистическая избыточность определяется свойствами изображения, которое не является в общем случае хаотическим распределением яркости, а описывается законами, устанавливающими определенные связи (корреляцию) между яркостями отдельных элементов. Особенно ве лика корреляция между соседними (в пространстве и во времени) элементами изображения. Знание корреляционных связей позволяет устранить избыточность в ТВ сигнале, не передавать многократно одну и ту же информацию, сократить цифровой поток.

Типы систем цифрового телевидения

Второй тип - физиологическая избыточность ТВ сигнала обусловливается ограниченностью возможностей зрительного аппарата. Использовать физиологическую избыточность - значит не передавать в сигнале ту информацию, которая не будет воспринята нашим зрением.

Уменьшение цифрового потока ТВ сигнала за счет сокращения избыточности в ТВ изображении осуществляется в цифровом телеви дении путем применения более эффективных методов кодирования по сравнению с ИКМ. Так же как и процессы дискретизации и квантования, эти методы представляют предмет самостоятельного рассмотрения в данной статье.

Подлежащий преобразованию аналоговый сигнал поступает на вход цифровой ТВ системы. Этот сигнал подвергается предварительной обработке для упрощения последующих цифровых преобразующих устройств. Например, полный цветовой сигнал разделяется в устройстве предварительной обработки на сигнал яркости и цветоразностные сигналы с тем, чтобы цифровые преобразования производились с каждым из трех сигналов отдельно. Можно ввести в аналоговый сигнал определенные пред искажения для улучшения субъективного качества выходного изображения и т.п. Несмотря на то, что многие из этих предварительных операций по обработке могут быть сделаны и в цифровой форме, на определенном этапе развития технически проще их выполнять в аналоговой форме. Далее подготовленный для преобразования аналоговый сигнал поступает на АЦП, в котором он дискретизируется, квантуется и предварительно кодируется (например, по методу ИКМ). Как указывалось, в полученном таким образом сигнале содержится значительная избыточность, которая может быть в определенной степени сокращена путем дополнительного, более эффективного кодирования в блоке цифровой обработки сигнала. Далее сигнал поступает в кодирующее устройство канала. Под каналом здесь понимаются линия связи, устройство консервации ТВ сигнала, устройства коррекции ТВ сигнала и другие звенья, в которых сигнал обрабатывается. Кодирующее устройство канала предназначено для защиты цифрового ТВ сигнала от возможных помех в канале путем применения специальных, более помехозащищенных кодов. Наконец, сигнал в цифровой форме поступает на выходной преобразователь (например, на модулятор передающего устройства) и далее в канал. Принятый приемным устройством сигнал демодулируется, подвергается обратному преобразованию в декодирующем устройстве канала и поступает в блок цифровой обработки декодирующего устройства цифрового сигнала. В нем лишенный избыточной информации на передающем конце сигнал приобретает исходную форму, затем в ЦАП преобразуется в аналоговый сигнал. Если на передающем конце тракта использовалась предварительная аналоговая обработка сигнала, то на приемном конце может производиться обратная операция.

В зависимости от задач, стоящих перед цифровой системой, она может видоизменяться. Например, система вообще не будет содержать аналоговых звеньев, если использовать преобразователи свет-сигнал и сигнал-свет, генерирующие и преобразующие сигнал в цифровом виде. В другом случае могут отсутствовать устройства, повышающие помехоустойчивость сигнала в каналах связи. Это допустимо при отсутствии протяженных линий связи, и в частности при цифровой обработке сигнала внутри одного телецентра. В этом же случае нет необходимости и в устройствах, устраняющих в ТВ сигнале избыточность и сокращающих цифровой поток.

сигнал аналоговый цифровой зрительный

Дискретизация телевизионного сигнала Общие сведения

К настоящему времени разработаны такие методы дискретизации ТВ сигнала, которые позволяют в случае восстановления исходного сигнала избавиться от побочных продуктов. Значимость этих методов сегодня очень велика, поскольку возможное снижение частоты дискретизации позволяет пропорционально уменьшить цифровой поток, т.е. сделать систему цифрового телевидения более экономичной.

Прежде чем рассмотреть эти методы, следует указать на то, что при кодировании телевизионного сигнала чаще всего применяется дискретизация с постоянной частотой. В свою очередь, частота дискретизации может быть связана или не связана с частотой строчной и кадровой разверток. При жесткой связи получается постоянное число отсчетов в строке, соответствующих одним и тем же элементам изображения. На изображении при этом образуется фиксированная структура отсчетов (структура дискретизации).

Подобные документы

Разложение непериодического сигнала на типовые составляющие. Расчет изображения аналогового непериодического сигнала по Лапласу. Нахождение спектральной плотности аналогового непериодического сигнала. Расчет ширины спектра периодического сигнала.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.01.2015

Характеристика ATSC, ISDB и DVB стандартов цифрового телевидения. Этапы преобразования аналогового сигнала в цифровую форму: дискретизация, квантование, кодирование. Изучение стандарта сжатия аудио- и видеоинформации MPEG. Развитие интернет-телевидения.

реферат [2,1 M], добавлен 02.11.2011

Моделирование процесса дискретизации аналогового сигнала, а также модулированного по амплитуде, и восстановления аналогового сигнала из дискретного. Определение системной функции, комплексного коэффициента передачи, параметров цифрового фильтра.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2014

Подготовка аналогового сигнала к цифровой обработке. Вычисление спектральной плотности аналогового сигнала. Специфика синтеза цифрового фильтра по заданному аналоговому фильтру-прототипу. Расчет и построение временных характеристик аналогового фильтра.

курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.11.2011

Выбор частоты дискретизации широкополосного аналогового цифрового сигнала, расчёт период дискретизации. Определение зависимости защищенности сигнала от уровня гармоничного колебания амплитуды. Операции неравномерного квантования и кодирования сигнала.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 18.07.2014

Структурная схема системы связи. Сущность немодулированных сигналов. Принципы формирования цифрового сигнала. Общие сведения о модуляции и характеристики модулированных сигналов. Расчет вероятности ошибки приемника в канале с аддитивным "белым шумом".

курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.02.2013

Общее понятие и классификация сигналов. Цифровая обработка сигналов и виды цифровых фильтров. Сравнение аналогового и цифрового фильтров. Передача сигнала по каналу связи. Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой для передачи по каналу.

Выполнил: студент гр. РА-65,фак. МРМ
Лукьяненко М.С.
Проверил: профессор Катунин Г.П.

1. Этапы развития цифрового телевидения ……………………………3
2. Цифровой телевизионный сигнал……………………………………..73. Общие принципы построения системы цифрового телевидения…7
4. Цифровое телевидение и компьютерные технологии……………. 11
5. Перспективы развития цифрового телевидения……………………13
6. Список используемой литературы…………………………………. 16

1. Этапы развития цифрового телевидения

Цифровое телевидение – это отрасльтелевизионной техники, в которой передача, обработка и хранение телевизионного сигнала осуществляются в цифровой форме.
Применение методов и средств цифрового телевидения – это пень развития телевизионной техники, обеспечивающая ряд преимуществ по сравнению с аналоговым телевидением:
- повышение помехоустойчивости трактов передачи и записи телевизионных сигналов;
- уменьшение мощностипередатчиков ТВ-вещания;
- существенное увеличение числа телевизионных программ, передаваемых в том же частотном диапазоне;
- повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках с обычным стандартом разложения;
- создания телевизионных систем с новыми стандартами разложения изображения (телевидение высокой чёткости – ТВЧ);
- расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры,используемой при подготовке и проведении телевизионных передач;
- передача в телевизионном сигнале различной дополнительной информации, превращение телевизионного приёмника в многофункциональную информационную систему;
- создание интерактивных телевизионных систем, при пользовании которыми зритель получает возможность воздействовать на передаваемую программу.
Эти преимущества обусловлены как самими принципами,присущими цифровому телевидению, так и наличием разнообразных алгоритмов, схемных решений и мощной технологической базы для создания соответствующих устройств.
В своём развитии цифровое телевидение прошло ряд этапов. На каждом этапе сначала выполнялись научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, создавались экспериментальные устройства и системы, а затем принимались стандарты, как правило,международные, которые должны выполняться всеми организациями, ведущими телевизионное вещание и выпускающими видеопрограммы, и всеми фирмами-производителями аппаратуры. Принятие стандартов – важнейшая составляющая развития любой технологии.
Международные стандарты принимаются в первую очередь Международной организацией по стандартизации (ISO – International Organization for Standartization), созданной в1947 г. Для разработки стандартов в какой-либо области техники ISO создаёт рабочие группы. Пример такой группы – MPEG (Motion Picture Expert Group), занимающаяся стандартами для цифрового телевидения.
Первый этап развития цифрового телевидения – использование цифровой техники в отдельных частях телевизионной системы при сохранении обычного стандарта разложения и аналоговых каналов связи. Наиболееважным достижением было создание полностью цифрового студийного оборудования. На современных телестудиях сигналы передающих камер преобразуются в цифровую форму, и вся дальнейшая их обработка и хранение в пределах телецентра осуществляются цифровыми средствами. Это позволяет в значительной степени реализовать указанные выше преимущества цифрового телевидения.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Связанные рефераты

Цифровое телевидение

. Цифровое телевидение. Цифровое телевидение.

Цифровое телевидение

. воспитание патриотизма. В настоящее время мир переходит на цифровое вещание, обладающее.

24 Стр. 37 Просмотры

Цифровое телевидение

. ДИПЛОМНАЯ РАБОТА РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ.

Цифровое телевидение

. Тема: Цифровое телевидение План: Введение 2 1. Что такое.

13 Стр. 3 Просмотры

Цифровое телевидение

. 3 Стандарты сжатия MPEG 11 4 Прием цифрового ТВ 17 5 Интернет-телевидение 21.

Мир телевидения переходит на "цифру": цифровые технологии постепенно заменяют старые аналоговые ТВ-технологии и устройства. Если относительно молодая компьютерная индустрия с самого начала была цифровой, то бытовая электроника, в том числе и телевизоры, может похвастаться богатой историей, начавшейся с чистого "аналога". И ситуация не менялась вплоть до недавнего времени - почти в любой квартире можно найти "старый" аналоговый телевизор.

Содержание работы

Введение
1. Что такое цифровое телевидение?
2. Стандарты цифрового вещания
3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения
Заключение
Список использованной литературы

Содержимое работы - 1 файл

cifrov_TV.doc

Тема: Цифровое телевидение

1. Что такое цифровое телевидение?

2. Стандарты цифрового вещания

3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения

Список использованной литературы

Введение

Переход на цифровые потребительские технологии начался уже довольно давно, но сегодня он как раз набирает наибольшие темпы. В качестве примера можно привести компакт-диски: прошло достаточно много времени, прежде чем Audio CD заменили грампластинки. То же самое можно сказать и про DVD, которые пришли на смену кассетам VHS.

Самым большим препятствием на пути внедрения новой цифровой технологии был поиск стандарта, который приняли бы все игроки индустрии. Крупные компании пытались объединиться с другими в консорциумы для создания новых стандартов, но это не всегда было легко. Одни группы придерживались одних стандартов, другие - других, в результате чего на рынке конкурировали два или более стандартов. Это, как правило, приводило к росту цен на устройства, появлению проблем совместимости и сбивало с толку клиентов. И ситуация не менялась годами до тех пор, пока один из стандартов не побеждал. Кстати, не всегда на первое место выходила лучшая технология. Побеждала лишь та, которая смогла завоевать сердца потребителей. Именно такая ситуация наблюдается и сегодня с распространением цифрового телевидения.

1. Что такое цифровое телевидение?

После изобретения радио телевидение стало одним из величайших изобретений человечества. Телевидение занимает одно из важнейших мест в нашей повседневной жизни. Технологии не стоят на месте и похоже, что эпоха аналогового телевидения близится к концу. Соответственно телевидение шагая в ногу со временем также изменило свои стандарты. На смену традиционному аналоговому кабельному и эфирному вещанию приходят новые стандарты цифрового телевидения. Так Еврокомиссия обязала все страны, входящие в Европейский Союз, закончить полный Бывшие страны СССР хоть и не входят в состав Европейского Союза, тоже не хотят отставать от прогресса. Россия планирует полностью заменить аналоговое телевидение цифровым к 2015 году.переход к цифровому телевещанию уже к 2015 г.

Так что же называется цифровым телевидением?

Цифровое телевидение (Digital Television) - способ передачи и приема сжатого цифрового видеосигнала, является современной альтернативой традиционному аналоговому телевидению и обеспечивает существенно более высокое качество изображения при равных затратах средств. Передаваемый телевизионный сигнал представляет собой последовательность кодовых (цифровых) комбинаций электрических импульсов.

Согласно научно-технического развития в ближайшие годы, предполагается массовый переход от аналогового телевещания к цифровому.
Если говорить о социальных аспектах этого вопроса, то это в первую очередь преодоление так называемого цифрового неравенства.

Современные цифровые технологии открывают обществу качественно новые возможности получения и передачи информации.

Преимущества цифрового эфирного ТВ:

1. Мобильность. Эфирное цифровое телевидение, в отличие от других видов цифрового ТВ, осуществляет доставку сигнала к потребителю без лишних проводов. Нет необходимости приобретать дорогое оборудование, протягивать кабели, вызывать мастеров. Все, что Вам нужно – это телевизор, практически любая ДМВ антенна, цифровой ресивер и наличие электросети! Это автономная система, Вы можете взять её с собой в автомобильное путешествие, летом на дачу и смотреть телевизор с тем же качеством, что и в городе. В перспективе программы цифрового эфира "переедут" и в мобильный телефон.

2. Высокое качество картинки и звукового сопровождения, высокое качество транслируемых каналов.

При передаче сигнала основной проблемой "аналога" является воздействие разнообразных помех на сигнал, а цифровое ТВ практически не подвержено помехам.

3. Необходимый уровень сигнала для качественного просмотра телеканалов в цифровом формате гораздо ниже, чем в аналоговом. Другими словами, там, где аналоговое ТВ будет идти очень слабо с шумами и помехами, цифровой сигнал пройдет в том качестве, в котором он формируется в телевизионных студиях.

4. Увеличение числа передаваемых каналов за счет использования передового формата MPEG-4. В этом стандарте усовершенствован алгоритм сжатия изображения. Поэтому со временем количество передаваемых каналов не будет уступать кабельному ТВ.

5. Уверенный прием сигнала возможен даже на первых этажах здания, где антенна может поймать только отраженный сигнал, без прямой видимости передающей вышки.

6. Простое и быстрое подключение. Подключиться к цифровому телевидению может каждый сам за один день без привлечения специалистов, без проводов, без тарелки и без разрешения управдома.

Цифровая приставка – это не только качественное ТВ в любой точке области, но и масса приятных дополнений: в скором времени абонентам эфирного цифрового телевидения будут доступны Интернет, Телегид и многое другое.

Преимущества цифрового телевидения - большее количество каналов и лучшее качество звука и картинки - были осознаны ещё в 80-е годы. Кроме того, цифровое ТВ обеспечивало больше возможностей: платное ТВ, видео по требованию и интерактивное видео. Если цифровое ТВ раздавалось по кабелю, то ему обычно сопутствовал высокоскоростной выход в Интернет.

В США эволюция цифрового ТВ пришла вместе с телевидением высокого разрешения (HDTV). Оно было представлено публике в 1981, но прошло более 18 лет, прежде чем Федеральная комиссия по связи (FCC) определила новый стандарт ATSC для цифрового телевидения (DTV). Он сочетает 18 форматов ТВ, и 6 из них относятся к HDTV.

Европа, с другой стороны, пошла своим собственным путём и основала проект Digital Video Broadcasting (DVB). DVB выдвинул четыре основных стандарта цифрового ТВ: DVB-T (наземная антенна), DVB-C (кабель), DVB-S (спутник) и DVB-H ("наладонник"). Как и ATSC, DVB использует сжатие MPEG2 для передачи видеопотока и Dolby Digital AC-3 5.1 - для объёмного звука. Следующим шагом для DVB-S является DVB-S2, который поддерживает лучшие алгоритмы сжатия для HDTV типа MPEG4 или WMV9. Кроме того, в будущем телевизионный поток будет передаваться через технологию IP Multicast, которая использует пакеты IP для доставки видео, изображений, web-сайтов и аудио.

2. Стандарты цифрового вещания

На самом деле стандарты цифрового вещания пришли к нам достаточно давно. Существует несколько распространенных стандартов цифрового вещания- DVB-S (спутниковое цифровое вещание), DVB-C (кабельное цифровое вещание), DVB-T (наземное эфирное цифровое вещание). Давайте рассмотрим их более детально.

DVB-S - принцип данного вещания заключается в следующем. Абонент принимает сигнал на параболическую антенну в свою очередь подключенную к клиентскому устройству (ресиверу). Данный способ дает возможность просмотра телевидения в стерео звуке и в отличном изображении, но у него есть недостаток - это дороговизна оборудования и его установки и настройки.

DVB-С - этот стандарт цифрового вещания подразумевает прием телевизионного сигнала по существующей сети оператора. У абонента как и в первом случае присутствует клиентское устройство (ресивер). В данном случае отсутствует антенна и сигнал приходит к абоненту непосредственно из коллективной телевизионной сети. Этот способ применяется в городах где развита телевизионная коллективная сеть. Плюсы данного способа приема сигнала заключаются в том, что стоимость клиентского оборудования зачастую на много ниже чем в предыдущем способе, так как приемное и канало-образующее оборудование находится у оператора.

DVB-T - такой способ приема телевизионного цифрового сигнала не очень распространен в России, но имеет большое распространение в Европейских странах. Принцип данного способа заключается в том что абонент принимает цифровой телевизионный сигнал на обычную телевизионную антенну подключенную к телевизору, который в свою очередь должен иметь специальный встроенный декодер для открытия каналов в цифровом виде. В случае отсутствие декодера преобретается внешнее клиентское устройство Плюсом стандарта DVB-T по сравнению с аналоговым предшественником является устойчивый приём сигнала и его невосприимчивость к переотраженным сигналам.

Кроме вышеперечисленных стандартов существует также еще один стандарт цифрового вещания о котором хотелось бы поговорить подробнее.
Всем нам давно известно что большое количество интернет-провайдеров покорили наши города. Изначально они позиционировались как компании предоставляющие доступ к сетям передачи данных глобального масштаба (интернет). Как правило любая из этих компаний имела свою собственную сеть передачи данных, в которой она развивала свои интерактивные ресурсы, будь то доступ в инетернет или услуга цифровой телефонии, никак не могло обойтись и без телевидения. Объединение трех этих сервисов воедино создает так называемую Triple-play услугу, при подключении хотя бы одной из них автоматически дается возможность использования остальных двух. IPTV - это телевидение вещаемое по сети передачи данных по протоколу IP, именно этот стандарт вещания называют новым поколением телевидения. Такое телевидение в современных IP-сетях имеет серьезное преимущество перед традиционными сетями кабельного телевидения. Основная особенность данной услуги это простота реализации для интернет-провайдеров.

Следующей особенностью данного стандарта является отсутствие потери качества вещаемых каналов на дальние расстояния, что часто встречается в традиционных сетях кабельного телевидения, подразумевает высокое качество изображения и звука, как в обычных форматах телевещания так и в форматах высокого разрешения (HDTV), а также возможность передачи большого количества каналов, что было трудно реализуемо в более ранних стадиях цифрового телевидения. Стоит обратить внимание на то, что для абонента это наиболее комфортный вид услуги, которая имеет не высокую стоимость и доступность в использовании, IPTV можно просматривать как на обычном персональном компьютере так и на телевизоре с использованием клиентского оборудования (SetTopBox).

3. Оборудование для приема и передачи цифрового телевидения

Здесь постараемся рассказать в простой и доступной форме о спутниковом оборудовании. В состав простейшего набора оборудования LUMAX входят:

- кабель – провод, обычно белый.

- приемник, ресивер или STB, что-то напоминающее видеомагнитофон

Теперь подробно о сложном, но по простому.

Спутниковая антенна (тарелка).

Спутниковые антенны бывают в основном двух видов: прямофокусные и офсетные.

Рисунок 1. Офсетная антенна

Рисунок 2. Прямофокусная антенна

По названию антенны можно понять как она выглядит и ее принцип работы.

В прямофокусной антенне рис 2. (обычно используются антенны диаметром не менее 1,5 м) , конвертер устанавливается посередине антенны , в фокусе, который находится в центре антенны на расстоянии от центра тарелки 0,4xD (где D - диаметр зеркала).

Допустим, антенны настроены на прием сигнала с одного, ну скажем, НТВ+.

На рис 3 - это офсетная тарелка . Сигнал со спутника падает под углом и отражается под тем же углом (все помнят – угол падения равен углу отражения), а тарелка стоит вертикально. Это свойство офсетных антенн.

Соответственно, чтобы сигнал со спутника попадал в конвертер, антенну необходимо выставлять под некоторым углом, равным углу подъема спутника над горизонтом.

Рисунок 3. Принцип работы офсетной антенны

Рисунок 4. Схема работы офсетной антенны

Когда антенна расположена вертикально (рис 4.) - это значит, что её плоскость расположена под углом 90 градусов к горизонту. На антенну падает сигнал и отражается под углом 90 градусов. Между горизонтом и углом падения сигнала, когда офсетная антенна строго перпендикулярна земле, образуется угол - углом смещения антенны. Можете запомнить или нет , но это должны знать установщики антенн. Причем этот угол разный у антенн от разных фирм.

На рисунке 2 показана прямофокусная антенна. Видно, что прямофокусную антенну необходимо устанавливать под углом, равным углу подъема спутника над горизонтом. При эксплуатации таких антенн есть некоторые неудобства: зимой снег скапливается на антенне и качество приема снижается.

Читайте также: