Представление телевизионного сигнала в цифровой форме

При представлении телевизионного сигнала в цифровой форме можно производить кодирование над ПЦТС либо над отдельными составляющими.

При представлении в цифровую форму ПЦТС нет возможности осуществить обработку отдельных составляющих в цифровой форме.

При кодировании отдельных составляющих ПЦТС (компонентное кодирование) уменьшаются перекрестные искажения между СЯ и СЦ. Нет необходимости в совмещении систем цветного телевидения. Это значит, что улучшается качество передачи.

На практике чаще всего используют компонентное кодирование. При этом отдельно кодируется СЯ и два ЦРС. Частота дискретизации для СЯ выбирается равной 13,5 МГц, для ЦРС – 6,75 МГц, таким образом, соотношение частот дискретизации укладывается в соотношение 4: 2: 2.

Учитывая, что за единицу принята частота равная 3,375 МГц, как правило, система представления телевизионного сигнала в цифровую форму каз-ся по соотношению частот дискретизации между СЯ и ЦРС. Существуют такие системы, как 4: 1: 1, 4: 2: 0 и так далее. Эти числа так же будут показывать на сколько отсчетов СЯ будут приходится отсчеты ЦРС.

Для квантования СЯ выбирается 256 и 1024 уровня квантования. При квантовании 256-ю уровнями квантования, уровню черного соответствует шесналцатый уровень квантования, уровню белого – 235ый. Запас в 20 уровней сверху и 16 уровней снизу оставляется на случай перепада напряжения для защиты АЦП. При квантовании ЦРС 256-ю уровнями, нулу будет соответствовать 128ой уровень квантования и также оставляется запас по 16 уровень для защиты от перегрузок АЦП

Уровни квантования:

Структурная схема системы цифрового телевидения

СЯ и 2 ЦРС с выходя КМ поступают на АЦП, которые осуществляют операции дискретизирования, квантования и кодирования. На выходе АЦП получают восьмиразрядные цифровые последовательности, которые с помощью мультиплексора объединяются в единый цифровой поток. Цифровой поток передается по КС и на приемной стороне с помощью демультиплексора разделяются на кодированный СЯ и 2 кодированных ЦРС. Затем с помощью ЦАП эти сигналы преобразуются в аналогичную форму. Поученные СЯ и 2 ЦРС подаются на декодирующую матрицу.

При представлении телевизионного сигнала в цифровую форму полоса, занимаемая объединенным цифровым потоком при передаче в последовательном коде, составит 108 МГц, что значит, что полученный сигнал передавать трудно.

Для возможности передачи цифрового сигнала по обычному КС необходимо произвести сжатие. Сжатие над сигналом без потери качества возможно осуществить за счет устранения избыточности присутствующей в телевизионном сигнале. В телевизионном сигнале присутствуют следующие виды избыточности:

- структурная

- психофизиологическая

- статистическая

Структурная избыточность заключается в том, что сигнал содержит участки не несущие информации об изображении.

Психофизиологическая – в особенностях зрительной системы человека. Человек плохо различает цвет мелких деталей, слабая чувствительность к зашумлению мелких деталей.

Статическая избыточность – 2 соседние строки и 2 соседних кадра очень слабо отличаются друг от друга, получается, что одна и та же цифра передается несколько раз.

Статическая избыточность является самой большой избыточностью телевизионного сигнала, по этому, ее устранение в большей степени влияет на уменьшение полосы цифрового телевизионного сигнала. Она устраняется путем применения дифференцирующей импульсно кодовой модуляции ДИКМ и ДКМ.