Том 2. Основы телевидения

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ………………………………………………………………………1

Глава 1. Основные принципы телевидения ……………………………..9

Глава 2. Основные характеристики оптического и телевизионного изображения ………………………………………………………………….27

2.1. Основные характеристики зрения…………………………………27

2.1.1. Строение глаза……………………………………………… 27

2.1.2. Восприятие яркости. Закон Вебера-Фехнера……………… 31

2.1.3. Инерционность зрения ………………………………………… 33

2.1.4. Выбор частоты смены кадров для построчной развертки…… 33

2.1.5. Выбор числа строк в вещательном ТВ………………………… 38

2.2. Характеристики и параметры телевизионного изображения… 39

2.2.1. Формат ТВ изображения…………………………………………39

2.2.2. Четкость ТВ изображения. Факторы, определяющие четкость. Апертурные искажения……………………………………………… 40

2.2.3. Яркость ТВ изображения……………………………………… 54

2.2.4. Контрастность изображения………………………………… 56

2.2.5. Градации яркости…………………………………………… 58

2.2.6. Нелинейные искажения ТВ сигнала и их коррекция……… 62

2.2.7. Оценка качестват изображения по ТИТ………………………. 72

Глава 3. Принципы развертки изображений. Форма и спектр видеосигнала ……………………………………………………………… 77

3.1. Построчная развертка………………………………………… 81

3.2. Чересстрочная развертка…………………………………… 84

3.3. Верхняя и нижняя границы ТВ спектра…………………… 88

3.4. Линейчатость ТВ спектра…………………………………… 93

3.5. Форма стандартного ТВ сигнала………………………………… 99

Глава 4. Устройство разверток и синхронизации …………………… 109

4.1. Развертывающие устройства…………………………………… 109

4.1.1. Требования предъявляемые к развертывающим устройствам 109

4.2. Принцип построения генераторов разверток………………… 111

4.2.1. Особенности построения генераторов кадровой развертки… 114

4.2.2. Особенности построения генераторов строчной развертки… 116

4.3. Синхронизация генераторов развертки телевизоров………… 122

4.3.1. Амплитудный селектор…………………………………………123

4.3.2 Селекторы синхроимпульсов………………………………… 123

4.4. Синхронизация разверток……………………………………… 129

4.4.1. Синхронизация генератора кадровой развертки…………… 130

4.4.2. Синхронизация генератора строчной развертки…………… 130

4.5. Принципы формирования сигналов синхронизации………… 133

4.5.1. Требования к сигналам синхронизации…………………… 135

4.5.2. Структурная схема синхрогенератора……………………… 137

4.5.3. Метод цифрового формирования сигналов синхронизации 139

4.5.4. Формирование импульсов строчной частоты…………………141

4.5.5. Формирование импульсов кадровой частоты……………… 147

4.5.6. Формирование СС и ГС……………………………………… 154

4.5.7. Структурная схема синхрогенератора……………………… 155

Глава 5. Основы цифрового телевидения …………………………… 161

5.1. Общие положения……………………………………………… 161

5.2. Импульсно-кодовая модуляция……………………………… 163

5.2.1. Обобщенная структурная схема тракта цифрового телевидения………………………………………………………… 171

5.3. Дискретизация телевизионного сигнала……………………… 173

5.4. Квантование ТВ сигнала……………………………………… 180

5.5. Цифровое кодирование ТВ сигнала…………………………… 183

5.6. Формирователи цифровых ТВ сигналов……………………… 190

5.7. Структурная схема цифровой ТВ системы…………………… 192

5.8. Кодирование программ………………………………………… 194

5.9. Кодирование видеоинформации……………………………… 195

5.9.1. Подготовка видеоданных…………………………………… 196

5.9.2. Удаление временной избыточности………………………… 196

5.9.3. Компенсация движения……………………………………… 200

5.9.4. Удаление пространственной избыточности на основе ДКП 200

5.9.5. Зигзагообразное сканирование матрицы ДКП…………… 203

5.9.6. Квантование с переменной длиной………………………… 203

5.9.7. Сравнение векторов………………………………………… 205

5.10. Устройство кодирования звука……………………………… 205

5.11. Пакет служебных данных…………………………………… 207

5.12. Структура элементарного программного потока………… 207

5.13. Мультиплексирование программ…………………………… 208

5.14. Структура пакетов транспортного потока………………… 209

5.15. Прямая коррекция ошибок………………………………… 212

5.16. Свойства телевизионного сигнала………………………… 214

5.17. Структурная схема сжатия неподвижных изображений по стандарту JPEG…………………………………………………… 220

5.18. Стандарт цифрового сжатия MPEG-1……………………… 230

5.19. Стандарты сжатия движущихся изображений MPEG-2…… 240

5.19.1. Структурная схема видеокодера MPEG-2………………… 243

5.19.2. Уровни и профили стандарта MPEG-2…………………… 249

5.19.3. Отличия MPEG-1 и MPEG-2……………………………… 257

5.20. Искажения изображения при сжатии по стандартам MPEG. Достижимые степени сжатия……………………………………… 258

5.21. Вейвлет – преобразование…………………………………… 260

5.22. Векторное кантование.

Фрактальное кодирование………………………………………… 265

Глава 6. Передача ТВ сигнала в цифровой форме ………………… 269

6.1. Формирование потоков цифрового ТВ сигнала……………… 269

6.2. Канальное кодирование……………………………………… 269

6.3. Цифровые способы модуляции……………………………… 272

6.4. Квадратурная амплитудная модуляция……………………… 275

6.5. Кодированное ортогональное частотное уплотнение……… 278

6.5. Быстрое преобразование Фурье……………………………… 280

Глава 7. Цифровое ТВ вещание ……………………………………… 281

7.1. Развитие цифрового ТВ вещания……………………………… 281

7.2. Система ATSC………………………………………………… 282

7.3. Система DVB…………………………………………………… 288

7.4. Система ISDB…………………………………………………… 290

7.5. Телевизионные системы улучшенного качества…………… 291

7.5.1. Телевидение высокой четкости (ТВЧ)……………………… 291

7.5.2. ТВ системы с широкоформатным изображением………… 293

7.5.3. ТВ системы с уплотнением во времени…………………… 298

7.6. Перспективы развития систем цифрового ТВ вещания……… 303

7.6.1. Возможности интерактивной сети ТВ вещания…………… 303

7.6.2. Общие сведения о системе телетекст……………………… 308

7.6.3. Возможность передачи ТВ программ по узкополосным каналам……………………………………………………………… 313

7.6.4. Передача ТВ программ по сети Интернет………………… 315

Глава 8. Телевизионные преобразователи свет-сигнал …………… 320

8.1. Датчики ТВ сигналов и их характеристики………………… 320

8.2. Видикон ……………………………………………………… 322

8.3. Плюмбикон …………………………………………………… 330

8.4. Твердотельные преобразователи изображения……………… 335

8.4.1. Приборы с зарядовой связью. Принцип работы ПЗС…… 335

8.4.2. Считывание потенциального рельефа с матрицы ПЗС…… 340

8.4.3. Цветные ПЗС – камеры……………………………………… 340

8.4.4. Электронный затвор – затвор с переменной экспозицией… 352

Глава 9. Телевизионные преобразователи сигнал-свет …………… 355

9.1. Кинескопы черно-белого телевидения………………………… 355

9.2. Электронный прожектор……………………………………… 357

9.3. Экраны кинескопов…………………………………………… 359

9.4. Кинескопы цветного телевидения…………………………… 366

9.4.1. Цветной кинескоп с дельтавидным расположением

прожекторов ………………………………………………………… 366

9.4.2. Масочный кинескоп с компланарным расположением прожекторов………………………………………………………… 372

9.5. Жидкокристаллические экраны……………………………… 378

9.6. Плоские плазменные экраны………………………………… 386

9.7. Проекционные системы………………………………………… 390

9.8. Мониторы завтрашнего дня…………………………………… 393

Глава 10. Восстановление постоянной составляющей видеосигнала …………………………………………………………… 395

Глава 11. Цветное телевидение ……………………………………… 404

11.1. Развитие цветного телевидения……………………………… 404

11.2. Основные сведения из колориметрии……………………… 405

11.3. Основные принципы построения систем цветного телевидения………………………………………………………… 419

11.4. Формирование сигнала ЦТ…………………………………… 422

11.5. Структурная схема совместимой системы ЦТ……………… 427

11.6. Совместимая система цветного телевидения NTSC …………430

11.6.1. Сигналы I и Q………………………………………………… 438

11.7. Система ЦТ PAL…………………………………………………439

11.8. Система ЦТ SECAM. Общие принципы……………………… 445

11.9. Упрощенная структурная схема системы SECAM………… 449

11.10. Структурная схема кодирующего устройства системы ЦТ SECAM……………………………………………………………… 451

11.11. Структурная схема декодирующего устройства системы ЦТ SECAM……………………………………………………………… 465

Глава 12. Стандарты и системы вещательного телевидения …… 474

12.1. Основные ТВ стандарты и системы………………………… 474

12.2. Проблемы преобразования стандартов……………………… 480

12.3. Преобразователи частоты кадров и строк в современных ТВ приемниках…………………………………………………………… 484

12.4. Системы повышения четкости………………………………… 488

Глава 13. Краткая характеристика спутникового, кабельного, сотового и объемного ТВ вещания …………………………………… 496

13.1. Принципы построения спутниковых систем связи……………499

13.2. Спутниковое ТВ вещание……………………………………… 502

13.3. Кабельное телевидение………………………………………… 507

13.3.1. Классификация систем кабельного ТВ………………………509

13.4. Сотовое телевидение……………………………………………517

13.5. Комплексный индивидуальный прием……………………… 518

13.6. Объемное телевидение………………………………………… 520

13.6.1. Голография и телевидение……………………………………522

Глава 14. Телевизионные центры ……………………………………. 527

14.1. Структура ТВ центра……………………………………………527

14.2. Аппаратно-студийный комплекс…………………………… 531

14.3. Телевизионные передающие камеры………………………… 536

14.4. Технические, режиссерские и центральные аппаратные…… 540

Глав 15. Телевизионные приемники ………………………………… 545

15.1. Особенности передачи и приема ТВ сигналов наземного вещания…………………………………………................................ 545

15.2.Диапазон частот…………………………………………………548

15.3. Зона обслуживания ТВ вещанием…………………………… 549

15.4. Структурная схема ТВ приемника черно-белого изображения……………………………………………………………550

15.5.Структурная схема цветного телевизора……………………… 554

Глава16. Цифровое прикладное телевидение …………………………563

16.1. ТВ системы охраны объектов и наблюдения за производственными процессами………………………………… 564

16.2. Возможности использования стандартов JPEG, MPEG и вейвлет –преобразования в прикладном телевидении………………………570

16.3. Краткая характеристика видеорегистраторов изображений, используемых в прикладном телевидении…………………………571

16.4. Цветовое кодирование черно-белых изображений……………577

16.5. Принципы построения цветокодирующих устройств дискретного типа………………………………………………………580

16.5.1.Цветокодирующее устройство на ПЗУ……………………… 585

16.5.2. Цветокодирующее устройство на ОЗУ………………………585

16.5.3. Цветокодирующее устройство на логических элементах… 589

16.6. Цветовое кодирование черно-белых изображений с помощью персонального компьютера………………………………………… 592

16.7. Оптимизация алгоритма цветового кодирования черно-белых изображений………………………………………………………… 593

16.8. Анализ алгоритмов цветового кодирования………………… 595

16.9. Цифровое телевидение и компьютерные технологии…………….........................................................................602

Глава 17. Качественные показатели видеоканала, их контроль и измерения ………………………………………………………………… 616

17.1.Линейные искажения телевизионных сигналов................……617

17.2.Нелинейные искажения ТВ сигналов…………………………622

17.3. Методы оценки качественных показателей…………………625

Глава18. Запись телевизионных сигналов ……………………………634

18.1. Общие принципы и особенности магнитной записи ТВ сигналов………………………………………………………………634

18.2. Частотные модуляторы и демодуляторы для магнитной записи ТВ сигналов……………………………………………………… 645

18.3. Методы магнитной записи ТВ сигналов………………… 645

18.4. Принципы ускоренного и замедленного воспроизведения ТВ изображений………………………………………………… 664

18.5. Запись цифровых сигналов……………………………………666

18.6. Перспективы развития магнитной записи ТВ сигналов…… 679

18.7. Бытовые видеомагнитофоны……………………………………682

18.8. Цифровая запись видеосигналов на диски……………………687

Заключение ………………………………………………………………704

Дата добавления: 2015-08-18