автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Исследование и разработка методов формирования сигнала изображения в системах телевидения повышенного качества

Р Г Б ОА

1 3 ФЕВ 1995

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.И,УЛЬЯНОВА(ЛЕНИНА)

На правах рукописи

Амар И.Кхалеел

.ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА. МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПОВЫШЕННОГО КАЧЕСТВА

Специальность: 05.12.17 - Радиотехнические и телевизионные системы и устройства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Пегербург-1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете.

Научный руководитель - заслуженный Деятель науки и техники РФ доктор технических наук профессор Быков P.E.

Официальные оппоненты:

дйктор технических наук профессор Тимофеев B.C. кандидат Технических наук ст.науч.сотр. Левко.Г.В.

Ведущая организация -Санкт-Петербургский Государственный университет телекоммуникаций им. проф.М.А. Бонч-Бруевича

Защита диссертации состоится г /И " /И etpfq 1995г. в IQ часов на заседании диссертационного совета Д 063.36.03 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета имени В.И.Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова,.5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан" £У " о I 1995г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Егорова С.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность трмы.

Используемые в настоящее время системы вещательного телевидения с числом строки разложения 625 и 525 уже не удовлетворяют условиям существенного повышения качества телевизионного изображения. При увеличении размера экрана и уменьшении расстояния рассматривания становится заметной строчная структура растра. Чересстрочная развертка при воспроизведении изображения с высокой яркостью вызывает эффект мерцания и "сползания" строк. На определенных сюжетах изображения наблюдаются муары, искажения цвета и другие искажения, вызывающие- снижение кажущейся четкости по вертикали и горизонтали. В результате четкость телевизионного изображения значительно уступает, четкости/ достижимой в фотографии и кинематографе. Ограниченные размеры экрана с форматом кадра 4:3 не обеспечивают зрителю -реализацию "эффекта присутствия". Перечисленные недостатки , обусловили поиск новых. путей повышения качества изображения, который ведется по целому ряду направлений.

Высокой уровень интеграции микросхем, а также принципы цифровой обработки сигналов,-позволяют легко, надежно и экономически эффективно реализовать сложные системы цифровой передачи, Современная технология позволяет создавать эффективные запоминающие устройства большой емкости, устройства цифровой обработки и фильтрацйи сигналов для реализации новых систем. При этом в области формирования, передачи ' и воспроизведения телевизионных сигналов в принципе возможно применение различных стандартов. Это позволит на основе независимого выбора параметров разложения .изображения, его передачи и воспроизведения повысить разрешающую способность, что особенно важно^дйя нестандартных систем. Эти системные решения можно раделить на три категории:

телевизионные системы повышенного .качества (ТПК), представляющие собой различные усовершенствования существующих телевизионных систем 625/50, 525/60 с классическим форматом изображения 4:3;

телевизионные . системы повышенной четкости (ТПЧ), разрабо-

тайные на основе новых стандартов с высокой разрешающей способностью и использованием' стандартов разложения 625/50,. 525/60, но с расширенным форматом изображения;

телевизионные системы высокой четкости (ТВЧ), представляющие собой в целом новые системные решения и отличающиеся от современных стандартов 625/50, 525/60. Эти системы обеспечивают более высокое качество, сравнимое с качеством кинематографического изображения. В первой главе подробно рассмотрены эти системы. ' ' -

В настоящее время, несмотря на имеющиеся разногласия, пракТичеки ясно, что полоса частот яркостного сигнала в системах ТВЧ должна составлять не менее 30 МГц. Передача таких сигналов возможна либо по волоконно- оптическими линиями .связи, либо в диапозоне СВЧ. С другой стороны, имеется огромный парк телевизионных приемников, работающих в одном ' из действующих стандартов с использованием имеющихся каналов телевизионного вещания. С этой точки зрения весьма актуальным оказывается создание совместимой системы ТПК, призванной служить промежуточным вариантом при переходе К Полноформатной системе ТВЧ.

Цель работы. Основной целью работы является исследование и разработка методов формировния сигнала изображения в системах телевидения повышенного качества, соответственно, их характеристик, позволяющих получить наилучшие качест-.. венные показатели в процессе передачи стационарный и динамических изображений.

Задачи - - исследования. '

1. Исследование процесса формирования сигнала телевидения повышенного качества.

'2. Исследование метода, передачи широкополосного ТВ сигнала через многоканальную систему.

3. Разработка и исследование метода передачи стационарного изображения через трехканальную систему.

4. Разработка системы передачи телевизионного сигнала повышенного качества, совместимой со стандартной системой.

5. Исследования спектра динамического изоб р ажения и искажений ТВ сигналов в процессе' передачи динамических изображения.

6. Разработка и исследование методов улучшения качества

динамического изображения.

Методы исследования. Для решения указанных задач в диссертационной работе использо'ались методы аналитического исследования. Экспериментальное исследование проведено на специализированных лабораторных измерительных стендах, разработаных и изготовленных в рамках данной а также путем моделирования на.ЭВМ.

Научная новизна. В диссертационной получены следующие научные результаты.

1. Проведен анализ процесса формирования сигнала дения повышенного качества, который привел к созданию его передачи через трехканальную систему.

2. Разработана система передачи ТВ сигнала повышенного качества; совместимая со стандартной.

3.Проведен анализ передачи широкополосного ТВ сигнала через стандартный ТВ канал.

4. Исследован и представлен в трехмерном пространстве спектр' сигнала - Динамического изображения по системе PAL повышенного качества.

5. Разработан -и исследован метод улучшения качества динамического изображения, передаваемого через стандартный ТВ канал-.

6. Разработана система передачи широкополосного ТВ изображения через стадартйкй ТВ канал, обеспечивающая совместимость по каналам связи. В этой системе улучшено качество динамического ТВ изображения при ограниченном спектре сигнла.

Практическая ценность.

1. Разработаный метод передачи сигнала через трехканальную систему позволяет повысить качество телевизионного изобржения,

2. Предложенный метод передачи сигнала PAL ТПК позволяет^ увеличить четкость изображений по горизонтали. При перенесении спектра сигнала цветности за пределы спектра сигнала яркости можно избежать перекресных искажений яркость-цветность и цветность-яркость.

3. Разработан метод передачи сигнала PAL ТПК через один стандартный канал, позволяющий сократить число используемых каналов.

работы,

работе

телеви-способа

4. Разработан метод адаптивной фильтрации к движению, в канале яркости сигнала PAL, позволяющий улучшить качество передачи цвета.

'Апр.обация работы. Основыеш результаты диссертации докладывались на научно-технической конференции, посвященной ДНЮ РАДИО в 1993-1994гг, а также tía ежегодных научно-технических конференциях профессорско- преподавательского состава СПбГЭТУ в 1991-1994гг.

. Публикации. По материалам диссертации 'опублико-•вано 3 печатных работы.

•Структура и, объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 74 наименования. Основная часть работы изложена на 93 страницах машинописного текста. Работа содержит 55 рисунков и 3 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вовведении приводится обоснование актуальности и практической значимости темы, освещается ее современное состояние. Формулируется цель и основные задачи исследований, а также отмечается научная новизна полученных результатов.

В первом разделе приводится анализ литературных данных, который показывает, что для повышения качества телевизионного изображения неизбежно прежде всего увеличение числа строк разложения, что приводит к' реализации эффекта "присутствия"; при этом подтвержается необходимость увеличить размер телевизионного экрана и уменьшить расстояние рассматривания примерно до 3 высот экрана. Для улучшения качества воспроизведения цветз в большинствё работ предлагается передавать сигнал яркости и цветности по каналам связи таким способом, чтобы исключить перекрестные искажения яркость-цветность и цветность-яркость. В настоящее время известны ряд технических решений для повышения качества изображения,'учитивающих необходимость совместимости сигналов телевидения- повышенного качества с действующими стандартами телевизионного вещания.. Кроме того, предусматривается сокращение полос частот сигналов 'телевидения повышенного качества за счет его избытчности. Известно -множество способов сжатия спектра сигнала телевидения повышен-

ной четкости, например, реализованных в системах MAC и MUSE, которые предназначены для передачи видеосигналов в основном, по спутниковым системам связи. Обычно телевизионные стандарты имеют более продолжительное время жизни, чем использующееся их оборудование. Заметим, что процесс перехода к телевидению высокой четкости неизбежно связан с развитием систем телевидения повышенного качества и . повышенной четкости. Цель настоящих исследований - найти наилучший метод передачи широкополосного сигнала ТВЧ по существующим ТВ сетям.

, На основании проведенного анализа, сформулированы основные задачи исследования, которые решены в реферируемой работе.

Второй раздел посвящен разработке и исследованию методов _формирования и передачи широкополосного стационарного ТВ сигнала через трехканальную систему.

Для устранения нежелательных эффектов, которые возникают при использовании известных мет'одов для передачи широкополсно-го ТВ сигнала, рассмотрен способ спектрального разделения ши-' •-рокополосного сигнала по п каналам. Для обеспечения совместимости использовалась передача сигнлов с идентичными спектрами .через каждый канал.-

При использовании этого метода, на выходе каждого канала перекрываются спектры (основной и побочные). После низкочастотной фильтрации в каждом канале, пользуясь предложенной структурной схемой обработки сигналов, определены основные этапы преобразования исходного спектра. Не умаляя общности рассмотрения, анализ проведен на примере трехканальной системы обработки ТВ сигналов на передающей • и приемной сторонах без изменения стандартов разложения на передающей стороне. Это "улучшененные" вереи действующих систем, позволяющие получить ТВ изображение повышенного качества.

При дискретизации широкополосного ТВ сигнала с широкой полосой с частотой £дниже критической в трехканальном коммутаторе происходит перекрытие спектр<?в. Выходные спектры из каждого канала сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода Тд/3. После низкочастотной фильтрации в каждом канале сигнал каждого канала является стандартным ТВ сигналом.При передаче и приеме этих трех сигналов одновременно при повторной дискретизации можно восстановить исходное изображение.

Таким образом, спектр продискретизированных сигнлов представляет собой периодическое продолжение .спектра исходных сигналов ' вокруг гармоник частоты дискретизации. Так как в каждом -канале частота дискретизации не удовлетворяет условию Котельникова-Шеннона, образуется значительное перекрытие спектров. Амплитудные спектры функций f^t), f2(t), £ g (t)выглядят одинаково и отличие между каналами состоит в различном фазовом сдвиге привнесенных компонент. Полученные результаты могут быть распространены на любое количество каналов.

Рассмотрены виды искажения сигнала, возникающие в канале связи при передаче сигнала через трехканальную систему.

В случае, когда существует различная временная, задержка для трех сигналов каждого канала, наблюдается ухудшение качества воспроизводимого изображения. При постоянной, задержке возможность искажений форм сигналов на выходе системы исключается.

Рассмотрен метод создания системы ТПК, совместимой с системой PAL. В этом случае разрешающая способность по одному каналу яркости в два раза больше, чем в стандартной ТВ системе. В данной системе спектр широкополосного яркостного сигнала Y(u) фильтром нижних частот (ФНЧ) ограничивается до частоты 12,5 МГц. С целью уменьшения перекрестных искажений яркость-цветность сигнал цветности С(и), кодированный по системе PAL, выносится при помощи модулятора (МОД) за пределы спектра яркостного сигнала на - частоту несущей 4fee= 17,734474 МГц, где fec=4,43361875 ЫГц-частота поднесущей в системе PAL. Необходимая частота вырабатывается в синхрогенераторе (СГ). Модулированный сигнал цветности выделяется полосовым фильтром (ПФ). Далее суммарный сигнал со спектром .F(u)= Y(u)+C(w -4u ), где

í , • во

ивв= 2nfec при помощи коммутатора (КОМ) дискретизируется с частотой ffl = 3f<e, Дискретизация организована таким образом, чтобы отсчеты суммарного сигнала попадали последовательно в три идентичных канала, -каждый с полосой 6.25 МГц, ограниченной ФНЧ. Таким образом, отсчеты продискретизированного сигнала следуют в каждом из каналов с частотой f ,что привоит к значительному перекрытию спектров.

Спектры продискретизированных сигналов после низкочастотной фильтрации на выходе каждого из каналов!

Fíu)= 1 (Y(w)+(Y(o> -3u )+C(u -u )] ;

X 'so во

1 I(Y(w)e +(У(ы -3M<o)e-J2n^+C(u -t>ao)e->an'a] ;

F$u)= 1 [ (Y(u)e +(Y(u -3uso)e-J4n'2 +С(м -и>ве)ё}™/2] ; где u (0; 6,25МГц).

Из данных выражений видно, что за счет перемещения спектров сцгнал цветности, кодированный по системе PAL, оказывается на своей поднесущей f Спектр яркостного сигнала в каждом из каналов состоит из двух составляющих: первая соответствует части спектра Y(o») в интервале частот ( 0-6,25МГц), вторая определяется составляющими Y(u) в полосе (6-12,5МГц), попавшими в канал за счет дискретизации. Паразитные составляющие, попавшие в полосу (0- 6,25МГц) имеют различные фазовые сдвиги в каналах, отличающиеся на (l/3)f <¿ Полученные на выходах ФНЧ сиг-' ••налы имеют полосу частот до 6,25МГц и могут быть переданы либо по трем независимым телевизионным каналам, либо путем коммутации во времени по одному стандартному каналу.

Каждый из этих сигналов может быть принят стандартным телевизионным приемником, работающим по системе PAL. В этом случае сигнал цветности декодируется правильно, а в сигнале яркости.будут присутствовать искажения, вызванные наложением высокочастотных составляющих. В приемнике ТПК должны присутствовать' одновременно все три передаваемых сигнала. Для случая же параллельной передачи трех сигналов такой приемник должен содержать три стандартных приемных канала. Для случай последовательной . во времени передачи в его состав должно бхо-дить запоминающее устройство на три стандартных телевизионных кадра. Три принятых сигнала повторно дискретизируются коммутатором с частотой f д, причем отсчеты берутся со временным'сдвигом l/ffl. После коммутатора, сйгнал фильтруется через ФНЧ с полосой 12.5МГц, при этом суммарный . спектр яркостного сигнала будет восстановлен польностью и без искажений F(u) = 3Y(«<>) + ЗС(о - 4ff ).

ее

Спектр сигнала цветности восстанавливается на поднесущей 4fec, после чего декодируется с помощью известных ме-

тодов.

При использовании этого метода возникают потери в спектре выходного сигнала яркости системы PAL .ТПК. Для устранёния Зтото, предлагается расширить спектр этого сигнала до 16.246093 МГц, т.е до' границы спектра сигнала цветности. При этом происходит перекрытие спектров. После фильтрации сигнала в каждом канале просходит наложение спектров до такой степе-нии, что это Заметно влияет на качество ТВ изображения,- испо-Льзуемемого для стандартных приемников сигнала PAL. После коммутации сигналов каждого канала на приемнике сигнала PAL ТПК, восстанавливается спектр ТВ изображения. Т.е при расширении спектра сигнала яркости можно полностью восстановить éro на приемнике PAL ТПК. -

Рассмотрен спектр сигнала PAL. ТПК в трехмерном пространстве. Спектр сигнала яркости в горизонтайьно-времейной плоскости: *

Ь(ыв, «)- £ I иЧА 1 , )],

al яг

где Т - период полей, X - интервал между элементами вдоль строки для стандартной системы.

Определим координаты сигнала цветности, йаходещегося на частоте несущей 4fB(¡. .

С учетом особенности модуляции сигнала цветности, находим спектр, красного цветоразностного сигнала:

.(« ,«)- Y. Z l»4-V 2Х • "> " -2 8Т1

иг

спектр синего цветоразностного сигнала:

■■и,.«)- I I>4-ffl» 2Х • »-'-а вт)

л 1 >2

Результирующий спектр цветности PAL повышенного качества находится как сумма;

с( ы ,u) = ч(ы ,ы) + «(и ,ы)

' * ' к

в работе исследован способ повышения качества ТВ изображения й системе' SECAM ТПК.

С целью увеличения четкости телевизионного изображения и уменьшения перекрестных искажений яркость-цветность телевизионного сигнала, спектр сигнала яркости расширен в два раза и спектр Сигнала цветности перенесен за пределы спектра сигнала яркости. Рассмотрим спектр сигнала предложенной системы. Здесь сигнал яркости ограничен до 12.5МГц, спектр сигнала цветности перенесен на более высокую частоту, т.е. в 4 раза выше разности частот между поднесущими сигнала синего(4.250МГц) й красного (4.4МГц). Для стандартной • системы промежуточная частота подне-сущей равна 4.325МГц; Промежуточная частота новой системы 17.3 МГц, т.е для новой системы поднесущай сигнала красной цветоразносги 17.25 МГц и для новой поднесущей сигнала синей цветоразности 17.375 МГц.

Рассмотрен спектр сигнала ЗБСАМ -ТПК в горизонтально-временном сечении. Спектр сигнала SECAM ТПК записывается выражением '

f(w , ,ы) =fb(u , 'u)+ с(ы ,«j) =

х ' х v х '

ni' »2 ■ ¿1

* Р (и ,и)*Р (у ,ы),

X X , '

где Fqr(cjx , спектр поднесущей в горизонтально-временном сечении, V(wx,u)( спектр структуры отсчетов, P^u^.w), коммутирующая функция, Рг(их, и) , Гармоническая коммутирующая функция.

Спектр сигнала SECAM ТПК в вертикально-временном пространстве описывается выражением

f((J ,u) =b(w ,u)+c(w ,ы) =

У • У У

»i шг ,у 1 2Y *2Т 2Т

1 t F (w ,w)*V(w ,«■>)* P (ы ,u)*P (u ,«)

(2тг) y y y y

где FOBC<jylu), спектр поднесущей в горизонтально-временном

сечении, V(uylu), сйектр структуры отсчетов, Pt(uy,.cj), коммутирующая функция, Р(ы ,ы), Гармоническая коммутирующая функ-

2 У -

ция.

При субдискретизации этого сигнала с использованием трех-канальной системы, сигнал каждого канала фильтруется и формируется полный телевизионный сигнал SECAM, после чего все три сигнала снова субдискретизируются и фильтруются. "Структура вы- ; ходного спектра сигнала имеет вид, совпадающий .с входным спектром .

'Третийраадел посяшен разработке и исследованию методов повышения, качества динамического изображения.

При рассмотрении и анализе спектра'динамического ТВ изображения необходимо привлечь временную координату. Для случая когда объект движется в вертикальном направлении со скоростью v, при чересстрочной развертке,' в .вертикально-временном пространстве это движение приводит к трехмерному спектру. Спектр стационарного изображения описывается компонентой по вертикальной координате Ыу. Спектр динамического изображения для кри-j тического случая сдвигается по диагонали по отношению к спект-J ру стационарного изображения. При чересстрочной развертке конечной аппертурой датчика изображения спектры динамических изображений, перекрываются. Чтобы . избежать перекрытия • спектров при дискретизации изображения необходимо ограничить спектр входного видеосигнала. Для стационарного изображения, необходимо ограничить спектр входного изображения до половины частоты вертикальной дискретизации 2it/2Y , чтобы избежать перекрытия спектров вдоль координаты W . Спектр динамического изображения должен быть ограничен до одной четверти частоты

вертикальной дискретизации 2it/4Y, при этом резко уменьшается четкость деталей динамического. изображения, что однако допустимо, поскольку глаз человека менее критичен к резкости движущихся деталей изображения,

"Рассмотрены соотеношения между скоростями фрагментов и их трехмерным пространственно-временным1 спектром. Если существует фрагмент с четкостью п, который двигается со скоростью v, то в вертикально-временном пространстве его координата сдвигается в направлении о. Т.е в зависимости от скорости будет изменяться' кордината объекта в направлении ы. Максимально допустимая скорость объекта равна высоте экрана в секунду. При большей скорости происходит .перекрытие спектров, что приводит к ухудшению качества воспроизводимого изображения.

Исследовался спектр динамического изображения PAL ТПК в горизонтально-временном прстрйнстве, котроый имеет вид

Ь(и ,ы)=

я1 тЗ _ • ni mZ

+ HZl --»aífíl.

el'íu?

Для улучшения качества передаваемого динамического изображения необходимо ограничить спектр сигнала по вертикали - до 156.25 калёбаний на высоту, что резко ухудшает четкость изображения по вертикали. Но это допустимо, поскольку глаз человека менее критичен к,резкости динамических фрагментов!

Рассмотрена структура системы для осуществления такой адаптивной фильтрации .к движению, при этом в канале яркости осуществляется адаптивная фильтрация, зависящая от скорости и четкости движущихся фрагментов изображения. Процесс обнаружения движения осуществляется с помощью специализированного алгоритма.В этом случае детектор вырабатывает сигнал при наличии движения.' При отсутствии ограничения спектра сигнала динамического изображения возникает перекрытие спектров, что приводит к появлению муаров на воспроизводимом изображении. Чтобы избежать перекрытия спектров необходимо увеличить число строк. Но это невозможно в этой системе, поскольку она совместима со стандартной ТВ систмой PAL.

Рассмотрен спектр динамического изображения PAL ТПК. для сигнала яркости в горизонтально-временном прстранстве и показано, что при наличии движения не происходит перекрытие спектров, поскольку спектр сигнала яркости расширен в два раза (здесь разрешающая способность по горизонтали увеличена в' два раза), что значительно увеличивает качество воспроизводимого динамического изображения. " .

Анализ показал,'что спектр динамического 'изображения PAL ТПК не отличается от спектра динамического изображения стандартной системы PAL в вертикальном временном пространстве, что, при наличи движения, приводит к частичному перекрытию спектров сигнала яркости и цветности. Степень перекрытия .спектров зависит от скорости движения динамического- фрагмента изображения. Значительное . перекрытие спектров приводит к искажению телёвизионного сигнала и эти искажения проявляются в виде муаров. Наибольшее перекрытие спектров происходит в области красного цветоразностного сигнала при средней скорости мелких деталей, а также в области синего цветоразностного сигнала при высокой скорости перемещения крупных деталей. Для устранения этого эффекта 'необходимо использовать адаптивную вертикальную фильтрацию. Рассмотрены два решения для осуществления фильтрации : _

, первоэ-осуществлять адаптивную фильтрацию в канале, яркости; в этом случае'в канале яркости осуществляется адаптивная вертикальная фильтрация, завис'ящая от скорости и четкости движущихся'фрагментов изображения; процесс обнаружения движения осуществляется в соответствии с алгоритмами детектора движения; в этом случае детектор вырабатывает сигнал при наличии движения, поступающий в кодер; для осуществления фильтраций используются фильтры с применением линии задержки на две. строки, однако, при использовании такого фильтра..ухудшается разрешающая способность сигнала яркости динамического изоб-; ражения, но качество передачи цвета улучшается, поскольку спектр сигнала цветности передается без искажения;

второе-осуществлять адаптивную фильтрацию в канале цветности для сигналов красной и. синей составляющих; при использовании этого метода качество сигнала яркости динамического изображения улучшается, но ■ качество передачи цвета в изоб-

ражении ухудшается.

Разработана система для передачи . широкополосного ТВ сигнала PAL ТПК, в которой использовались- три стандартных ТВ канала с полосой пропускания каждого равной 6,5 МГц.-

Четвертый раздел содержит результаты разработки устройств передачи ТВ сигнала повышенного качества.

Рассмотрены структурные схемы и принципы работы устройств формирования сигнала изображения .повышенного 'качества.

Разработаны технические решения передачи широкополосного ТВ сигнала через многоканальную систему. Результаты, полученные при исследовании процесса.передачи ТВ сигнала, подтверждают выводы ' теоретического ■ анализа о возможности передачи широкополосного ТВ сигнала по трем независимым стандартным ТВ каналам и возможность использовать один сигнал из любого канала для передачи стандартного ТВ сигнала. В приемнике ТПК три сигнала субдискретизируются и фильтруются. Результатом является ТВ изображение с повышенным- качеством.

• Экспериментальная проверка метода передачи сигнала ТПК со спектром сигнала цветности, перенесенным на частоту в 4 раза выше, стандартной и совместимого'с ТВ сигналом PAL, подвердила высокое качество восстановления цвета в стандартном ТВ канале При субдискретизации входного сигнала ТПК с частотой дискретизации равной 12.5 МГц..-

Моделирование на ЭВМ, подтвердило результаты теоретического анализа процесса восстановления сигнала ТПК, передаваемого через стандартные ТВ каналы.

В заключение сформулированы основные результаты работы, которые состоят в следующем:

1. Анализ литературых материалов показал, что для улучшения качества ' ТВ изображения прежде всего предлагается улучшить его четкость за- счет увеличения чйсла строк разложения. Для улучшения качества воспроизведения цвета предлагается передавать сигнал яркости и цветности по каналам связи таким способом, чтобы исключить перекрестные искажения яркость -цвет---ность и цветность-яркость. В настоящее время известны ряд тех-

нических решений для повышения качества изображения, учитиваю-щих небходимость совместимости сигналов телевидения повышенного качества с действующими стандартами телевизионного вещания. В ряде .работ, предусматривается сокращение полос частот сигналов телевидения повышенного качества за счет его избыточности .

2. Предложена модель формирования и передачи сигналов телевидения повышённогб качества через многоканальную систему, т.е через стандартные телевизионные каналы, показано, что широкополосный телевизионный сигнал можно восстановить после дискретизации с пониженной частотой ( частота дискретизации ни-, же критической частоты Найквнста). На приемник сигнала телевидения" повышенного качества поступают сигналы, которые дискре-тизируются с частотой, равной частоте дискретизации на передающей стороне. При точной работе системы, разрешающая способ-ность( четкость телевизионного изображения) полностью сохраня-етя, при соблюдений совместимости со стандартными системами.

3. Для стационарного телевизионного изображения при использовании модулей памяти на 3 кадра можно полностью восстановить передаваемое изображение, в - тоже время, можно уменьшить эффект мерцания, что приводит к повышению качества телевизионного изображения.

, 4. В процессе передачи сигнала телевидения повышенного качества, для обеспечения совместимости в канале связи, необходимо перенести спектр сигнала цв!етности для системы PAL на более высокую частоту, в 4. раза превышающую стндатную ч (4*4,43361875 МГц). При дискретизации сигнала с частотой f== = 3*4,3361875 МГц, спектр сигнала цветности переносится на, стандартное место, предназначеное для спектра этого сигнала в системе PAL. В приемнике PAL повышенного качества при повторной дискретизации с частотой f =3*4,3361875 МГц, сп?ктр цветности переносится на место, предназначенное для соответствующего сигнала PAL повышенного качества. Таким образом, обеспечивается совместимость систем.

! 5. Для рассмотрения спектра сигнала динамического изображения удобно использовать временную координоту W . При возникновении движения спектр телевизионного сигнала "отклоняется" в соответствии со скоростью динамических фрагментов.

6. Исследован механизим возникновения искажений при перекрытии спектров сигнала яркости и цветности, за счет движения. Исследование показывает, что мелкие динамические фрагменты влияют на спектр красного . цветоразностного сигнала в системе PAL, а крупные динамические детали влияют на спектр синего цветоразностного сигнала.

7. Для улучшения качества изображения при передаче динамических объектов необходимо в канале яркости использовать фильтр адаптивный к движению. .

8. Проведено экспериментальное исследование возможности передачи ТВ сигнала, повышенного качества, при этом был использован испытательный телевизионный сигнал с широким спектром яркостного сигнала, а сигнал цветности перенесен за переделы спектра сигнала яркости. Проведены эксперименты по изучению влияния спектра яркости динамического изображения на - спектр сигнала цветности. Эти эксперименты подтвердили справедливость теоретического анализа.

СПИСОК-ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Амар И-Кхалеел.' Особенности передали, широкополосного телевизионного сигнала по нескольким ' узкополосным каналам// Изв.- ГЭТУ%Сб. науч. тр./С.-Петербург, электротехн. ун-т им .

В.И. Ульянова(Ленина). -СПб., 1993.-Вып.459.-С.89-92.

2. Амар И Кхалеел..Совместимая телевизионная система по-

• j

вышенного качества//Тезисы докладов 48-й Научно-технической конференции, посвященной ДНЮ РАДИО. - СПб., 1993, С.-73.

3. Амар И Кхалеел. Метод повышения качества телевизионного изображения//Тезисы докладов 49-й Научно-технической конференции, посвященной ДНЮ РАДИО. - СПб., 1994, С.-59.