Системы цифрового вещательного и прикладного телевидения

Учебное пособие для вузов / Под ред. профессора В.Н. Безрукова

Безруков В.Н., Балобанов В.Г.

Книга тиражируется с 2014 г.

608 стр.

Учебное издание

Формат 60х90/16 (145x215 мм)

Исполнение: в мягкой обложке

ISBN 978-5-9912-0403-3

ББК 32.841

УДК 621.397.6

Гриф

Рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров «Радиотехника» (профиль «Аудио-визуальная техника»), «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (профиль «Цифровое телерадиовещание»), по специальности подготовки дипломированных специалистов «Радиоэлектронные системы и комплексы»

Регистрационный номер рецензии № 2313 от 18.04.2013 г. МГУП

Аннотация

Систематизированы сведения в области построения и функционирования различных систем вещательного и прикладного телевидения. Рассмотрены: специфика построения и современная аппаратурная реализация систем прикладного телевидения; стандарты ТВ вещания ATSC, DVB-T, ISDB, IP-TV; методы цифровой обработки сигналов изображения и повышения их информативности; способы формирования и применения испытательных сигналов для оценки качества ТВ изображений; характеристики цифрового сжатия спектра видеосигналов. Представлены функциональные схемы построения ТВ систем, рассмотрены особенности их работы и характеристики, даны рекомендации по применению. Уделено внимание вопросам построения отдельных узлов и устройств, используемых как в вещательном, так и в прикладном телевидении, принципам и специфике их реализации. Рассмотрены физические процессы цифрового преобразования сигналов и специфика современных преобразователей «свет-сигнал» и «сигнал-свет» (ПЗС- и КМОП-матрицы, жидкокристаллические, плазменные и FED-панели, OLED-дисплеи) и др.

Для студентов вузов, обучающихся по инфокоммуникационным и радиотехническим направлениям подготовки бакалавров и магистров, будет полезна специалистам и аспирантам соответствующих профилей.

Оглавление

Предисловие

Введение

ЧАСТЬ I. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПРИКЛАДНОГО И ВЕЩАТЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Глава 1. Основные принципы телевидения
1.1. Свет и телевидение. Световые единицы
1.2. Вычисление количества света, падающего на фотоприёмник
1.3. Согласование параметров оптического и ТВ изображений с характеристиками зрения
Контрольные вопросы

Глава 2. Прикладное телевидение как средство видеонаблюдения, технологического контроля и управления производственными процессами
2.1. Информационные свойства прикладных телевизионных систем
2.2. Задачи, решаемые телевизионными средствами в различных областях народного хозяйства
2.3. Технико-экономическая оценка использования системы промышленного телевидения как средства охраны контроля, управления и автоматизации
2.4. Требования, предъявляемые к телевизионным промышленным системам
2.5. Функциональная схема промышленной телевизионной системы
2.6. Принципы построения телевизионных систем с цифровой обработкой сигналов
2.7. Системы телевизионного наблюдения для офисов и квартир
2.8. Особенности построения систем охранного телевидения
Контрольные вопросы

Глава 3. Телевизионные системы охраны объектов и наблюдения за производственными процессами
3.1. Видеокамеры
3.2. Среды передачи телевизионных сигналов
3.3. Принцип работы оптического волокна
3.4. Сжатие видеоданных
3.5. IP-видеокамеры
3.6. Мультиплексор
3.7. Детекторы движения
3.8. Устройства видеозаписи
3.9. Охранные видеомагнитофоны
3.10. Видеорегистраторы
3.11. Типовые примеры построения систем видеонаблюдения и охраны объектов
3.12. Современные принципы построения систем охранного телевидения и регистрации изображений на примере VideoNet
3.13. Неортоганальный телевизионный контроль видеоинформационного пространства в системах прикладного телевидения
3.14. Специфика реализации цифровых систем эффективного видеоконтроля удаленных объектов
Контрольные вопросы

Глава 4. Системы телевидения с высокой визуальной четкостью
4.1. Краткие сведения о системах телевидения высокой четкости
4.2. Стандарты ТВЧ
4.3. Телевидение сверхвысокой четкости
4.4. Выбор параметров систем телевидения высокой визуальной четкости и качества
4.5. Цифровой кинематограф
Контрольные вопросы

ЧАСТЬ II. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ «СВЕТ-СИГНАЛ» И «СИГНАЛ-СВЕТ»

Глава 5. Твердотельные фотоэлектрические преобразователи изображения «свет-сигнал»
5.1. Приборы с зарядовой связью (ПЗС)
5.2. Считывание потенциального рельефа с матрицы ПЗС
5.3. Цветные ПЗС-камеры
5.4. Электронный затвор — затвор с переменной экспозицией
5.5. ПЗС-матрица как устройство дискретизации
5.6. Видеокамеры на фоточувствительных КМОП-матрицах
Контрольные вопросы

Глава 6. Преобразователи «сигнал-свет»
6.1. Жидкокристаллические экраны
6.2. Плоские плазменные панели
6.3. Проекционные системы
6.4. Мониторы завтрашнего дня
6.5. Мониторы с автоэлектронной эмиссией (технология FED)
Контрольные вопросы

ЧАСТЬ III. РАЗВЁРТЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА В ТЕЛЕВИДЕНИИ И ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИНХРОНИЗИРУЮЩИХ И ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

Глава 7. Виды развёрток в телевидении
7.1. Построчная развёртка
7.2. Чересстрочная развёртка
7.3. Спиральная развёртка
7.4. Цифровая схема развёртки
Контрольные вопросы

Глава 8. Синхронизация развёртывающих устройств в телевидении
8.1. Принципы формирования сигналов синхронизации
8.2. Упрощенная схема синхрогенеретора
8.3. Метод цифрового формирования сигналов синхронизации
8.4. Формирование импульсов строчной развёртки
8.5. Формирование импульсов кадровой частоты
8.6. Формирование СС и ГС
8.7. Структурная схема синхрогенератора
Контрольные вопросы

Глава 9. Принципы формирования сигналов телевизионных испытательных изображений
9.1. Назначение сигналов испытательных изображений
9.2. Синтез испытательных изображений
9.3. Принципиальные схемы датчиков ИС
9.4. Формирование телевизионной испытательной таблицы
Контрольные вопросы

ЧАСТЬ IV. ПОВЫШЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ЁМКОСТИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Глава 10. Повышение информативности чёрно-белых изображений в прикладном телевидении
10.1. Цветовое контрастирование — наиболее эффективный способ повышения информативности черно-белых изображений
10.2. Характеристики сигналов цветовых составляющих в системах телевидения
10.3. Принцип построения цветокодирующих устройств дискретного типа
10.4. Дополнительные способы повышения информативности чёрно-белых изображений при цветовом контрастировании
Контрольные вопросы

Глава 11. Объёмное телевидение
11.1. Основы стереотелевидения
11.2. Многоракурсное телевидение
11.3. Голография и телевидение
Контрольные вопросы

ЧАСТЬ V. ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ТЕЛЕВИДЕНИИ
Глава 12. Общие принципы преобразования аналогового видеосигнала в цифровой
12.1. Импульсно-кодовая модуляция
12.2. Обобщенная структурная схема тракта цифрового телевидения
12.3. Дискретизация телевизионного сигнала
12.4. Квантование телевизионного сигнала
12.5. Цифровое кодирование телевизионного сигнала
Контрольные вопросы

Глава 13. Принципы построения и анализа структур дискретизации телевизионных изображения
13.1. Анализ характеристик спектра ортогональных структур квазипериодической дискретизации в системах телевидения
13.2. Принципы построения и анализа характеристик спектра структур квазипериодической неравномерной дискретизации телевизионных изображений
13.3. Результаты анализа характеристик спектра структур внутрикадровой дискретизации сигналов телевизионных изображений
13.4. Характеристики и параметры квазипериодической дискретизации видеоинформации в ограниченной многомерной зоне
Контрольные вопросы

Глава 14. Основные элементы цифрового преобразования сигналов изображения в аппаратуре сжатия цифрового потока
14.1. Применение элементов цифровой телевизионной аппаратуры
14.2. Формирование цифрового телевизионного сигнала
14.3. Основные параметры и характеристики ЦАП
Контрольные вопросы

Глава 15. Принципы построения систем сжатия цифрового потока сигналов изображения
15.1. Формирователи цифровых телевизионных потоков
15.2. Структурная схема цифровой телевизионной системы
15.3. Свойства телевизионного сигнала
15.4. Теоретические основы преобразования аналогового видеосигнала в цифровой
15.5. Структурная схема сжатия неподвижных изображений по стандарту JPEG
15.6. Кодирование видеоданных по стандарту MPEG
15.7. Достижимые степени сжатия на основе ДKП
Контрольные вопросы

Глава 16. Современные стандарты сжатия цифрового потока
16.1. Стандарт сжатия движущихся изображений MPEG-2
16.2. Основные особенности метода кодирования H.264/AVC
16.3. Стандарт представления медиаобъектов MPEG-4
16.4. Мультимедийный стандарт MPEG-7
16.5. Вейвлет-преобразование
16.6. Векторное квантование. Фрактальное кодирование
Контрольные вопросы

Глава 17. Энтропийное кодирование
17.1. Информация и энтропия
17.2. Кодирование Хаффмана
17.3. Арифметическое кодирование
17.4. Кодирование текстовых сообщений
Контрольные вопросы

Глава 18. Относительные преобразования структуры многомерного спектра изображения в системах цифрового телевидения
18.1. Фазо-временные преобразования пространственного спектра сигналов изображений в системах телевидения
18.2. Амплитудные и амплитудно-частотные преобразования характеристик сигналов изображений в системах телевидения
Контрольные вопросы

ЧАСТЬ VI. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТВ ВЕЩАНИЯ
Глава 19. Передача телевизионного сигнала в цифровой форме по каналу связи
19.1. Формирование потоков цифрового ТВ сигнала
19.2. Канальное кодирование
19.3. Цифровые способы модуляции
Контрольные вопросы

Глава 20. Цифровое ТВ вещание
20.1. Развитие цифрового ТВ вещания
20.2. Система ATSC
20.3. Система DVB
20.4. Система ISDB
20.5. IP-телевидение
Контрольные вопросы

Заключение

Литература

Рекомендуем

Книга

Системы цифрового вещательного и прикладного телевидения