мые портативными аппаратами различных систем магнитной записи.

Изобразительные средства телевидения обогащаются цифровой системой видеоэффектов, выполненной на основе геометрических преобразований изображений и цветовой фильтрации. Наряду с деформацией изображений, воспроизводимых телевизионными сигналами, поступающими с передающих камер, телекинопроекторов, видеомагнитофонов, в системах видеоэффектов начинают использоваться цифровые устройства видеоживописи и видеографики, синтезирующие новые изображения.

На базе цифровой техники создаются высококачественные телекинопроекторы с непрерывной протяжкой пленки. Цифровые фильтры являются основой новых типов корректоров телевизионного сигнала, таких, как шумоподавители и интерполяторы устройств, восстанавливающих элементы изображений, утраченные из-за дефектов магнитной ленты и кинопленки.

В прикладных ТВС цифровая техника открывает пути для обработки изображений с помощью ЭВМ и решения, таким образом, задач, связанных с автоматизацией процессов анализа видеоинформации и опознаванием образов. Большое влияние как на веща-* тельную, так и на прикладные ТВС, должно оказать освоение цифровой видеомагнитЕЮй записи, иримененне цифровых стекло-волоконных линий связи и нахождение эффективных способов сокращения избыточности сообщений. В составе современных ТВС ужо используется больиюе число цифровых устройств с многообразными функциями. Этим устройствам наряду с уже отмеченными достоинствами присущи унифицированность схем, высокая надежность, широкая автоматизация системы управления. Рассматривая тенденции развития телевизионной техники с точки зрения способов и средств обработки иЕ)формации, можно сказать, что в процессе совершенствования телевизионные системы становятся цифровыми.

Рассмотрим кратко принципы построения основных узлов цифровых телевизионных устройств и характерные для цифровых ТВС преобразования сигналов

Переход от аналоговой к цифровой форме сигнала осуществляется в результате двух операций: дискретизации и квантования. При ггервой orrcpaiiHH аналоговый сигнал u{t) преобразуется в дискретный сигнал, имеющий вид последовательности отсчетов функции u{t), определенных для мЕюжества равностоящих точек на оси времени. Интервал между соседними точками называют интервалом дискретизации. Вторая операция заключается в оценке каждого отсчета дискретного сигнала числом в двоичной системе с ограниченным числом разрядов.

В соответствии с теоремой Котсльникова сигнал u{t] со спектром, ограг[нчеЕ1ным частотой Fb, простирающиЕ"1ся от -оо до +оо, можно восстановить ieo равномерно отстоящим временным отсчетам с ТЕОмощью идеального ФНЧ с ееолосой пропускания, ограни-

ченной на частоте в, если число отсчетов, приходящихся на период верхней частоты, не менее двух:

Здесь «4(ft/2f,)-последовательность отсчетов, разделенных интервалами 1/2.; sin 2лв/2ля -импульсная функция идеального ФНЧ.

Рас. 7.1, Спектр дискретного сигнала

После дискретизации сигнал может быть представлен в виде произведения исходного сигнала и днсхретизнрующен последовательности, образованной 6-импульсами, следующими через интервалы времени А-

Определяя спектр й(1) как свертку спектральных плотностей двух сигналов, получаем

2 Si..>-m,A

(7.1)

где 5(и\) -спектр непрерывного сигнала; S(w) -спектр дискретного сигнала; шэ=2л/Л - частота дискретизации.

Из (7.1) видно, что спектр дискретного сигнала является периодической функцией и может рассматриваться как сумма спектров исходного непрерывного сигнала н побочных составляющих такого же вида, повторяющихся со смещением по оси частот oid, 2ш. (рис. 7.1). Побочные составляющие ие создают помел, если они не перекрываются со спектром исходного сигнала. Перекрытие возникает при частоте отсчетов, меньшей 2Fb. В этом случае ФНЧ с граничной частотой при восстановлении аналогового сигнала не исключает мешающих компонентов дискретного сигнала. В вещательной ТВС прн цифровой обработке яркостного сигнала дискретизацию осуществляют с частотой 13.5 МГц. что в 2.25 раза выше частоты в = 6 МГц, а для дискретизации полного сигнала, энергия высокочастотных составляющих которого увеличена из-за цве-

тоаых поднесущих, выбирают частоту в четыре раза выше одной из поднесущих, например /а = 4/в=!7 МГц = 2,83в. Здесь /в-подне-сутая сигнала Da.

После квантования дискретный сигнал принимает форму цифрового сигнала При равномерной шкале и представлении чисел в двоичной системе интервал между двумя делениями шкалы равен Ьп,а./2 = ««=, где (Ушз--наибольшее значение сигнала, которое может быть измерено; п - число разрядов двоичного кода Величину ti„s называют интервалом или шагом квантования

Значения отсчетов сигнала, не совпадающие с уровнями

квантования, оцениваются с {iiu$ioeaa 1та~;сШг ~1

погрешностью, максимальное -

значение которой равно Мкв. При линейном нарастании квантуемого сигнала ошибка изменяется по пилообразному закону. Дисперсия такой ошибки сг2 = Ыкв/12; эффективное значение о-"кв/12

Отношение наибольнего значения размаха сигнала к эффективному значению ошибки квантования (дБ)

- = 20 lg(/,„„3)=(10,8-[-6/i).

Погрешность проявляется в виде помехи, называемой пг>моч квантования. Если коэффициент корреляции сигнала далек от единицы и интервал и„в достаточно мал. то спектральную плотность мощности шума квантования в полосе частот, занимаемой сигналом, считают равгтмерной, а корреляционные связи межд\ значениями HiyMa пренебрежимо малыми.

При принятом в вещательном телевидении значении г = 8, точном согласовании шкалы квантования с размахом сигнала и одинаковых интервалах Uk отношение сигнал-шум равно 58,8 дБ. Его следует рассматривать как предельное значение. пол\ченнос для идеализированных условий при п-8.

Рассмотрим обобщенную структурнчю схему цифровой обработки сигнала (рис 7.2). Аналого-цифровой преобразоу,1Тсль осуществляет дискрегизацню входного аналогового сигнала и <.то квантование. Демультиплексор (ДМ) понижает тактовую частоту ныходною кода АЦП за счет чвеличения числа параллельных каналов и согласовывает количество обрабатываемой в единицу времени информации н каналах цифрового процессора с количеством информации, поступающей за это же время с АЦП Цифровой процессор состоит из двух частей. Первая часть, содержащая блок управления (У) и запоминающее устройство ЗУ], осуществляет временное преобразование цифрового сигнала. Вторая часть, вклю-