Расчет амплитуд цифровых сигналов яркости и цветности

Рисунок 1 – Спектр цветов

Формула для расчета аналогового сигнала яркости:

. (1)

,

,

голубой цвет получается путем сложения зеленого и синего, т.е.:

,

;

желтый цвет получается путем сложения красного и зеленого, т.е.:

,

.

АЦП сигнала яркости:

, (2)

где - аналоговый сигнал яркости, меняющийся от 0…1В;

- цифровой сигнал яркости, меняющийся от 16 до 235;

для голубого цвета:

,

;

для желтого цвета:

,

.

У цветоразностных сигналов резервные зоны по 16 уровней квантования сверху и снизу. На АЦП поступают компрессированные цветоразностные сигналы, формируемые

, (3)

, (4)

где , изменяются от -0,5…0,5 В.

для голубого цвета:

,

.

для желтого цвета:

,

.

АЦП цветоразностных сигналов:

, (5)

, (6)

где 128-й уровень квантования соответствует нулевому значению цветоразностных сигналов;

для голубого:

,

;

для желтого цвета:

,

.

Рисунок 2 – Графики изменения сигналов во времени в строчном периоде для тестового изображения «градационный клин»

При воспроизведении белого цвета (рисунок 1.11):

E_B-Y = -0.3·E_R-0.59·Е_G+0.89·Е_B=0.

При воспроизведении желтого цвета (рисунок 1.11):

E_B-Y = -0.3·E_R -0.59·Е_G+0.89·Е_B=-0.89.

1.2 Матрица на девяти сопротивлениях для формирования Ey и E_R-Y; E_B-Y сигналов, расчет коэффициентов матрицирования.

Рисунок 1.12 Структурная схема кодирующей матрицы

При воспроизведении белого цвета (рисунок 1.13)

Е_Y =0.3·Е_R+0.59·Е_G+0.11·Е_B

E_R-Y = 0.7·Е_R-0.59·Е_G-0.11·Е_B

E_B-Y = -0.3·E_R-0.59·Е_G+0.89·Е_B

При воспроизведении желтого цвета (рисунок 1.14)

Сопротивления R3, R6, R9 стремятся к бесконечности.

Е_Y =0.3·Е_R+0.59·Е_G

E_R-Y = 0.7·Е_R-0.59·Е_G

E_B-Y =-0.3·Е_R-0.59·Е_G

Рисунок 1.13 Структурная схема кодирующей матрицы при воспроизведении белого цвета

Рисунок 1.14 Структурная схема кодирующей матрицы при воспроизведении желтого цвета

2. Представление аналоговых сигналов в цифровой форме, т. е. в виде двоичных кодовых комбинаций в соответствии с рекомендацией ITU 601.

Рекомендация ITU 601:

n – количество разрядов квантования;

разрядов квантования n = 8, что дает уровней квантования N_КВ = 2⁸;

Уровень черного Ey - 16-й уровень квантования;

Уровень белого - 235-й уровень квантования;

Уровней квантования - 16 снизу и 20 сверху;

Резервные зоны на случай выхода значений аналогового сигнала яркости за пределы номинального диапазона на 0-м и 255-м уровнях квантования - сигналы синхронизации.

АЦП сигнала яркости:

Y=219·Е'_Y+16, (3)

где Е'_Y — аналоговый сигнал яркости, меняющийся 0... 1В; Y- цифровой сигнал яркости, меняющийся от 16 до 235.

При воспроизведении белого цвета Е'_Y = 1 В, т. е.:

Y=219·Е'_Y+16=219·1+16=235=11101011

При воспроизведении желтого цвета Е'_Y = 0.89 В, т. е.:

Y=219·Е'_Y+16=219·0.89+16=210.91=211=11010011

У цветоразностных сигналов резервные зоны по 16 уровней квантования сверху и снизу. На АЦП поступает компрессированный цветоразностный сигнал, формируемый:

E'_CB=0.564·E'_B-Y, (4)

где E'_B-Y изменяется от -0.5 до 0.5 В.

АЦП цветоразностного сигнала:

C_B=224·E'_CB+128=126.336·E'_B-Y+128=126·E'_B-Y+128, (5)

где 128-й уровень квантования соответствует нулевому значению цветоразностного сигнала.

При воспроизведении белого цвета E'_B-Y = 0, т. е.:

E'_CB=0.564·E'_B-Y = 0.564·0=0 В;

C_B=224·E'_CB+128=224·0+128=128=10000000.

При воспроизведении желтого цвета E'_B-Y = -0.89, т. е.:

E'_CB=0.564·E'_B-Y = 0.564·(-0.89)=-0.50196 В;

C_B=224·E'_CB+128=224·(-0.50196)+128=15.56=16=10000.

3. Графики изменения сигналов яркости и цветности во времени в строчном периоде для текстового изображения «градационный клин» (рисунок 2).

Рисунок 1.15

4. Цветовой треугольник внутри локуса

X=0.5; Y=0.35

Рисунок 1.16 Цветовой треугольник внутри локуса

R=0.2, G=0.1, B=0.8

5. Ответить на теоретический вопрос. (Вариант 5: почему ТВ-сигнал при построчном принципе формирования растра является избыточным?)

ТВ-сигнал при построчном принципе формирования растра является избыточным потому, что чтобы свечение экрана приемной трубки воспринималось зрителем без мельканий, необходимо повторять возбуждение всего поля 48-50 раз в секунду, а для воспроизведения изображений движущихся объектов вполне достаточно передавать 13-16 фаз движения, т.е. статических изображений в секунду – кадров. Полоса частот прямо пропорциональна числу передаваемых в секунду кадров, и избыточное их число ограничивают при помощи чересстрочной развертки.

Список литературы

1. Основы радиосвязи и телевидения. Конспект лекций. С. В. Коньшин, А. Д. Сартбаев. – АИЭС. Алматы, 2003. – 80 с.

2. Радиовещание и электроакустикс: Учебное пособие/А. З. Айтмагамбетов, Г. Г. Сабдыкеева. – АИЭС. Алматы, 1998. – 80 с.

3. Телевидение: Учебник для вузов. Под ред. В. Е. Джаконии. – М.: Радио и связь, 2004. – 616 с.

4. Смирнов А. В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 224 с.

5. Смирнов А. В. Пескин А. Е. Цифровое телевидение: от теории к практике. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005. – 352 с.

Содержание

Введение 3

1 Задание к расчетно-графической работе
1.1 Расчет аналогового сигнала яркости
1.2 Аналого-цифровое преобразование (АЦП) сигнала яркости
1.3Графики изменения сигналов яркости и цветности.
1.4 Координаты точки внутри цветового треугольника
1.5 Теоретический вопрос в соответствии с вариантом 14 Вариант решения расчетно-графической работы 15 Список литературы 23

Дата добавления: 2015-08-27