docTelewizja – część 2 - Politechnika Wrocławska
download 
Reklamacja Transkrypt
Telewizja – część 2 - Politechnika Wrocławska
1. Telewizja barwna Telewizja – część 2 Problemy: - Speł Spełnienie warunkó warunków wynikają wynikających z tzw. zasady odpowiednioś odpowiedniości (program kolorowy musiał musiał być być dostę dostępny oczywiś oczywiście w wersji monochromatycznej dla posiadaczy odbiornikó odbiorników czarnoczarno-biał białych ). • Telewizja barwna - Zmieszczenie dodatkowych sygnał sygnałów opisują opisujących barwę barwę w kanale czę częstotliwoś stotliwości o szerokoś szerokości pasma przewidzianej dla telewizji monochromatycznej • Kodowanie barwnego obrazu telewizyjnego w systemie NTSC Rozwią Rozwiązanie: Wprowadzenie specyficznego sposobu kodowania barwy, któ który pozwolił pozwolił na łatwe wydzielenie sygnał sygnału monochromatycznego i ograniczenie pasma dodatkowych sygnał sygnałów opisują opisujących barwę barwę. Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska Systemy telewizji barwnej n n Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 1 Konwersja z modelu barw RGB na model luminancja - chrominancja NTSC (National Television System Committee), Committee), pierwszy system telewizji kolorowej opracowany w USA w 1953 r. Jest stosowany dla obrazó obrazów w formacie zł złożonym z 525 linii na ramkę ramkę, przy czę częstotliwoś stotliwości odś odśwież wieżania 59,94 Hz i 29,97 ramkach na sekundę sekundę. Jednocześ Jednocześnie jest przesył przesyłana peł pełna informacja o treś treści linii obrazu. PAL (Phase Alternating Line) Line) jest udoskonaloną udoskonaloną modyfikacją modyfikacją systemu NTSC. Powstał Powstał w Niemczech w 1957 r. System PAL jest zazwyczaj stosowany dla obrazó obrazów w formacie zł złożonym z 625 linii na ramkę ramkę, przy czę częstotliwoś stotliwości odś odśwież wieżania 50 Hz i 25 ramkach na sekundę sekundę. Informacja o treś treści obrazu jest przesył przesyłana „prawie jednocześ jednocześni” ni”. Y G U V konwerter kanał transmisyjny SECAM (Sequentiel A Memorie) Memorie) - system opracowany we Francji w latach 19551955-1960. Podczas transmisji sygnał sygnału dotyczą dotyczącego jednej linii, przesył przesyłana jest tylko część część informacji o barwie, pozostał pozostała część część jest pobierana z poprzedniej linii. System praktycznie nie jest już już używany. Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska R B Y R U G V n 2 konwerter B luminancja (Y (Y) – informacja o jasnoś jasności, obraz w szaroś szarości chrominancja (U (U lub V, I lub Q) – informacja o barwie 3 Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 4 1 Pozostał Pozostałe dwa sygnał sygnał y definiowane są są różnie. Algorytmy konwersji z modelu RGB na modele YUV i YIQ Z modelu CIECIE-XYZ wynika, że dla danych skł składowych R,G,B opisują opisujących barwny obiekt, moż można utworzyć utworzyć jego monochromatyczny, prawidł prawidłowo postrzegany przez oko ludzkie obraz posł posługują ugując się się zależ zależnoś nością cią. PAL 0.587 0.114 R Y 0.229 U = − 0.146 − 0.288 − 0.434 G V 0.617 − 0.517 0.100 B W ten sposó sposób tworzony jest sygnał sygnał luminancji Y. Powyż Powyższy wzó wzór pozwala z obrazu barwnego opisanego w kategoriach modelu RGB zbudować zbudować obraz w stopniach szaroś szarości, któ który bę będzie odtwarzany prawidł prawidłowo na odbiorniku monochromatycznym Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 0.587 0.114 R Y 0.229 I = − 0.168 − 0.257 − 0.321 G Q 0.212 − 0.528 0.311 B Ze wzglę względu na fakt, że czł człowiek nie widzi szczegó szczegółów obrazu jako obiektó obiektów barwnych, moż można był było ograniczyć ograniczyć pasmo dla sygnał sygnałów chrominancji. R G f MHz 6.0 f MHz B Kanał Kanał NTSC Y 4.5 I 2.0 f MHz Kolejny kanał kanał f MHz Q Y 6.0 U 1.2 I 6+6+6+ = 18 MHz f MHz Q f MHz f MHz -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 MHz V czę cz ęstotliwo stotliwość ść no noś śna wizji fw 6.0 1.0 f MHz 4.5+2.0+1.0 = 7.5 MHz Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 1.2 6 2. Kodowanie barwnego obrazu telewizyjnego w systemie NTSC PAL Y 6.0 Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 5 NTSC I = 0,1 *G - 0,321 0,168*R - 0,257 0,257*G 0,321*B Q = 0,212 0,212*R - 0,528 0,528*G + 0,311 0,311*B stą stąd Y = 0.229 ⋅ R + 0.587 ⋅ G + 0.114 ⋅ B RGB NTSC U = ( B-Y ) * 0,493 V = ( R-Y ) * 0,877 f MHz 6+1.2+1.2 = 8.4 MHz 7 częstotliwo czę stotliwość ść podnoś podno śna fw + 3.58 MHz częstotliwo czę stotliwość ść noś no śna fonii ff Czę Czę stotliwość stotliwość podnoś podnośna - przesył przesyłanie sygnał sygnałów I i Q Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 8 2 Problemy 1. Widma sygnał sygnałów Y I i Q nakł nakładają adają się się. wolne miejsce 2. Co zrobić zrobić aby przesł przesłać jednocześ jednocześnie dwa sygnał sygnały I i Q na tej samej czę częstotliwoś stotliwości podnoś podnośnej ? Problem 1: Wzajemne nakł nakładanie się się widm k • fh (k-1) • fh fragment widma sygnał sygnału luminancji Y Y(f) Y(f) Czę Częstotliwość stotliwość podnoś podnośna fw + 3.579545 MHz został została dobrana tak, aby widma sygnał sygnałów I i Q mieś mieścił ciły się się mniej wię kami widma sygnał więcej pomię pomiędzy prąż prążkami sygnału Y. fh – cz czę ęstotliwo stotliwość ść odchylania poziomego … fh 2fh 3fh 4fh … (n-1)fh nfh (n+1)fh W obszarze pasma, w któ którym umieszczono sygnał sygnały chrominanacji I i Q moc sygnał sygnału Y jest stosunkowo niewielka. f widmo sygnał sygnału luminancji Y Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 9 Problem 2: Jednoczesne przesł przesłanie dwó dwóch sygnał sygnałów I i Q. Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 10 Trzy reprezentacje sygnał sygnału zmodulowanego Jak przy pomocy jednej fali noś nośnej (podnoś (podnośnej) przesł przesłać jednocześ jednocześnie dwa sygnał sygnały? ω ω Modulacja amplitudy (AM) nośna sinΩ t - fala noś Ω sinω t - przesył przesyłany sygnał sygnał ( 1 + sin ω t ) sin Ω t sygnał sygnał w dziedzinie czasu wykres wskazowy fala noś nośna górna wstę wstęga boczna dolna wstę wstęga boczna Ω −ω Fala noś nośna zmodulowana przesył przesyłanym sygnał sygnałem Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska Ω Ω +ω widmo 11 Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 12 3 Sygnał Sygnał zmodulowany amplitudowo z wytł wytłumioną umioną falą falą noś nośną Modulacja kwadraturowa w systemie NTSC I Ω 0o górna wstę wstęga boczna dolna wstę wstęga boczna Ω −ω Modulator AM Ω ω Ω +ω Q ω W odbiorniku przed demodulacją demodulacją konieczne jest odtworzenie cał całego sygnał sygnału czyli obu wstę wstęg bocznych i fali noś nośnej. Modulator AM ωI ~ U ωI Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska poziom czerni Ω Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 14 Dekoder NTSC Sygnał Sygnał wejś wej ściowy Separacja sygnałłu sygna chrominancji Wydzielenie impulsu synchronizacji koloru linia n+2 linia n ~ ϕ 13 Dla odtworzenia w odbiorniku sygnał sygnałów chrominanacji potrzebna jest informacja o fazie odniesienia (poł (położeniu osi modulacji na wykresie, czyli fazie fal noś nośnych). Informacja taka pozwoli na wyliczenie ką kąta φ. W sygnale brak fal noś nośnych bo został został y wytł wytłumione. Informację Informację o fazie fal noś nośnych przekazuje się się przy pomocy specjalnego sygnał sygnału synchronizacji koloru generowany za sygnał sygnałem synchronizacji poziomej na poziomie wygaszania. Sygnał Sygnał zmodulowany kwadraturowo Z U moż można jednoznacznie odtworzyć odtworzyć skł składowe ~ ~ U sin ϕ i U cos ϕ jeś jeśli znany jest kierunek osi modulacji jednej skł składowej. ~ U cosϕ ωQ ~ U sinϕ ~ U Generator podnośnej podnoś Ω ωQ sygnałł sygna wygaszania + fw + 3.58 MHz Obie wstę wstęgi boczne niosą niosą dokł dokładnie taka samą samą informację informację. Moż Możliwe jest wię więc wytł wytłumienie w nadajniku jednej wstę wstęgi i przesł przesłanie tylko drugiej. poziom bieli Przesuwnik fazy 90o Linia opó op óźniaj niają ąca R Y Demodulator I Matryca konwersji I Q z YIQ do RGB G B 90o Demodulator Q sygnał sygnał luminancji 0o Regeneracja podnoś podno śnej sygnałł synchronizacji koloru „burst sygna burst”” Przesuwnik fazy sygnałł synchronizacji sygna poziomej Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 15 Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 16 4 System NTSC - podsumowanie 1. Przeplatanie się się widm i chrominanacji (I i Q). sygnał sygnałów luminancji (Y (Y) 2. Transmisja sygnał sygnałów chrominancji odbywa się się za poś pośrednictwem modulacji kwadraturowej (dwie fale noś nośne przesunię przesunięte wzglę względem siebie o 90o). 3. Odtwarzanie fazy fal noś nośnych w odbiorniku przy pomocy sygnał ). sygnału synchronizacji koloru (burst (burst). Wady systemu NSC 1. Zniekształ Zniekształcenia koloru powodowane tzw. odbiciami. 2. Podatność Podatność na zniekształ zniekształcenia nieliniowe w torze wizji. 3. Niezbyt dobra rejestracja magnetyczna Jacek Jarnicki Politechnika Wrocł Wrocławska 17 5
