Разработка методов и устройств ввода дополнительной информации в телевизионный радиосигнал

• Автор: Борисов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.12.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с.

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ МЕТОДОВ ВВОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ТЕЛЕВИЗИОННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ
2.1. Предпосылки создания и принцип функционирования систем
ввода дополнительной информации
2.2‘. Основные требования к устройству ввода дополнительной
информации и реализуемые варианты таких устройств
2.3. Ввод дополнительной информации в телевизионный
радиосигнал
2.4. Выводы
3. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КОМБИНИРОВАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
3.1. Спектры обрабатываемых сигналов
3.2. Ввод дополнительной информации в радиосигнал цветного телевидения
3.2.1. Общие принципы
3.2.2. Демодуляция телевизионного радиосигнала
3.2.3. Восстановление несущей частоты
3.2.4. Выделение сигнала яркости
3.2.5. Формирование компенсирующего радиосигнала
3.2.6. Искажения при вводе дополнительной информации
3.3. Выводы
4. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ВВОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
4.1. Общая постановка задачи
4.2". Основные требования к параметрам автоматических систем
4.3. Адаптивный ввод дополнительной информации
4.3.1. Принципы построения адаптивных систем и оценка
качества комбинированных изображений
4.3.2. Структура и алгоритм работы устройства
4.3.3. Методы минимизации рабочей функции
4.3.4. Моделирование работы устройства
4.3.5. Выбор метода минимизация рабочей функции
4.4. Выводы
5. ВВОД ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В
РАДИОСИГНАЛ ВЕЩАТЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
5.1. Общие принципы
5.2. Особенности формирования компенсирующего сигнала
5.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ В ГАО «МОСТЕЛЕКОМ»
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ВЫДЕРЖКИ ИЗ ЗАКОНОВ О СМИ,
СВЯЗАННЫЕ С ВОПРОСАМИ ВВОДА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ
ИНФОРМАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГРАММА РАСЧЕТА ФУНКЦИИ СКО
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПРОГРАММА МИНИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ
СКО НА ОСНОВЕ МЕТОДА НАИСКОРЕЙШЕГО СПУСКА
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. РЕЗУЛЬТАТЫ МИНИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ
СКО МЕТОДОМ НАИСКОРЕЙШЕГО СПУСКА
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПРОГРАММА МИНИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ
СКО НА ОСНОВЕ МЕТОДА КООРДИНАТНОГО СПУСКА
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. РЕЗУЛЬТАТЫ МИНИМИЗАЦИИ ФУНКЦИИ СКО МЕТОДОМ КООРДИНАТНОГО СПУСКА ГАУССА-ЗЕЙДЕЛЯ

1. ВВЕДЕНИЕ
Современное телевидение немыслимо без применения различного рода спецэффектов и комбинированных телевизионных изображений, создаваемых методом электронной рирпроекции. Это и всевозможные компьютерные трехмерные изображения, нелинейный монтаж, титры и многое другое. Их рождение в первую очередь связано с существенным увеличением художественных возможностей телевидения. Кроме того, в телевидении, которое является ведущим средством массовой информации, можно применять различные средства воздействия на зрителей. В связи с этим очень важным следует признать ввод в телевизионное изображение дополнительной информации, не связанной с содержанием основной программы. Основным видом дополнительной информации являются текстовые рекламно-информационные сообщения в виде титров.
Известные методы ввода дополнительной информации и устройства построенные на их основе (знакогенераторы, титровальные машины) предназначены для работы с телевизионным видеосигналом. В их основе лежат методы электронной рирпроекции и коммутации видеосигналов. Однако при создании устройств ввода дополнительной информации для систем распределения телевизионных радиосигналов, например, локальных кабельных сетей, такие методы и устройства практически неприменимы. В первую очередь это связано со структурой телевизионного радиосигнала, который представляет собой сложную совокупность несущих, модулированных полным видеосигнала и сигналом звукового сопровождения. Использование известных методов ввода дополнительной информации требует обязательной демодуляции телевизионного радиосигнала и решения ряда сложных технических проблем. Подобные решения характеризуются существенным снижением качественных показателей телевизионного сигнала и поэтому практически не применяются на практике. По этой причине не существует законченных устройств, способных вводить дополнительную информацию прямо в телевизионный радиосигнал, распространяемый, например, по сети кабельного телевидения.
Разработка и исследование новых методов ввода дополнительной информации в телевизионный радиосигнал, а также создание устройств на их основе является весьма актуальной задачей. С применением таких устройств появляется возможность организовывать локальные информационные системы. Подобные системы могут использоваться для информирования в интерактивных

• Применение адаптивных аналоговых корректоров показанных на рис. 3.8 и 3.9 [42, 54, 55]. В этом случае коррекция состоит в частичном подавлении спектральных составляющих сигнала яркости, передаваемых в полосе частот сигнала цветности, до такого уровня, при котором перекрестные искажения можно отнести к незначительным - малое паразитное расцвечивание мелкоструктурных элементов изображения. АЧХ такого корректора показана на рис. 3.10 [54].
• Применение цифровых адаптивных корректоров. В этом случае корректор ограничивает только те спектральные составляющие, мощность которых превышает заданный уровень.
При рассмотрении спектра разностного видеосигнала можно отметить следующее. Сигнал дополнительной информации (цифровой), используемый для его формирования при преобразовании в аналоговую форму будет иметь такую же дискретную структуру спектра, как и сигнал яркости, вследствие самого способа его формирования. Он образуется точно также как и обычный сигнал яркости (только без гасящих импульсов), а его частоты строк и полей жестко связаны с частотами выделяемыми из исходного сигнала. Линейные операции: сложение и вычитание не приводят к возникновению новых гармонических составляющих [56]. Задержка по времени приводит к сдвигу фаз спектральных компонент. Поэтому вычитание из исходного видеосигнала сигнала дополнительной информации и последующая задержка разности не приводит к появлению новых спектральных составляющих. Эти операции происходят в цифровой форме и поэтому производятся с очень высокой точностью и стабильностью. Учитывая высокую линейность ЦАП и АЦП, используемых при обработке видеосигнала яркости, можно утверждать, что спектр разностного сигнала имеет такую же дискретную структуру (с точностью до частот его составляющих) как и у исходного сигнала яркости. Этот факт говорит о том, что в системах ПАЛ и НТСЦ разностный сигнал может не подвергаться дальнейшей фильтрации - спектральные компоненты сигнала цветности в этих системах расположены между компонентами сигнала яркости.[17, 54, 55, 60]. Для системы СЕКАМ фильтрация необходима, иначе возникнут перекрестные искажения «яркость-цветность». Дело в том, что несмотря на постоянство структуры спектра, амплитудные соотношения в области сигнала цветности обязательно изменятся. Это обусловлено наличием в сигнале дополнительной информации резких перепадов яркости, которые передаются высокочастотными компонентами спектра.