Введение к работе
Актуальность темы. Актуальность диссертационной работы обусловлена следующим:
-. в связи с перспективами внедрения систем телевидения с высоким разрешением (ТВЧ), для которых характерна широкая полоса частот соответствующего сигнала изображения, препятствующая передаче указанного сигнала по стандартным каналам связи вещательного телевидения, и систем многопрограммного телевидения, обеспечивающих в таком канале связи передачу четырех и более программ телевидения, в настоящее время увеличилась интенсивность исследования вопросов уплотнения спектра телевизионного (ТВ) сигнала.
- необходимо уделить особое внимание разработке методов
уплотнения, отличающихся низким объемом промежуточных
вычислений, что упрощает реализацию и увеличивает эко
номический эффект от внедрения разработанной аппаратуры уп
лотнения. Добиться максимального увеличения степени сокраще
ния спектра ТВ сигнала возможно только на основе перехода к
адаптивной дискретизации (АД) ТВ изображения, согласован
ной с текущими изменениями структуры последнего. Однако в на
стоящее время в специальной литературе уделяется недостаточно
внимание рассмотрению методов сжатия спектра с применением
АД. Поэтому решение этой задачи является важным научным ре
зультатом данной диссертационной работы.
Цель работы. Целью работы является исследование характеристик спектров различных структур дискретизации и разработка методов и устройств адаптивной дискретизации сигнала изображения в ТВ системах уплотнения.
Методы исследования. В работе использованы методы математического анализа, теории дискретизации, Фурье-преобразования, моделирования на ЭВМ, а также экспериментальные методы исследования.
Научная новизна работы состоит в том, что излагаемые в работе теоретические и технические результаты включают:
- разработку алгоритма расчета пространственного спектра
действующей апертуры с использованием аппроксимации после
дней суммой прямоугольных функций; результаты анализа COOT-
JO/
ношения сигнал-помеха дискретизации в вертикальном по растру направлении, конкретизировавшие число строк растра, которое является граничным для участка относительно резкого увеличения соотношения сигнал-помеха дискретизации (число строк * 800).
принципы анализа сквозных характеристик преобразователя свет-сигнал (сигнал-свет) в горизонтальном по растру направлении и последующего выбора частоты дискретизации с учетом влияния фазо-частотной характеристики фильтра, ограничивающего полосу частот днскретизируемого (в пределах строк) ТВ сигнала.
результаты расчета характеристики спектра структур дискретизации (ортогонального и неортогонального типов), отражающие возникновение интенсивных мешающих выбросов в структуре указанных характеристик в фиксированных направлениях по пространству дискретизации, и мощности соответствующих таким структурам помех дискретизации.
метод формирования структур дискретизации по группам элементов, обеспечивающий изотропность результирующих характеристик спектра последних и оценки соответствующих отклонений формы спектра от изотропного вида.
принципы адаптации структур дискретизации (периодических и по группам элементов), согласованные с изменениями сигнала изображения по направлениям информационного пространства.
новый способ и устройство сжатия спектра ТВ сигнала с применением АД, результаты экспериментальных исследований.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что
разработаны простые методы анализа, использование которых позволяет осуществить обоснованный выбор характеристики дискретизации в системах уплотнения с применением АД, и соответственно обеспечивает получение относительно высокой степени сжатия спектра.
предложен новый способ сжатия спектра ТВ сигнала с применением АД и разработано устройство для его реализации, экспериментальная проверка которого на ЭВМ показала возможность достижения (при относительно небольшом объеме вычислений) достаточно высокого коэффициента сжатия спектра (до 35 раз) и низкой плотности и интенсивности сигнала сопутствующих искажений.
5 Реализация работы.
Полученные результаты исследования позволили разработать новые методы сжатия ТВ сигналов с применением АД.
Результаты работы намечены к внедрению при разработке ТВ системы многопрограммной передачи в канале связи, проводимой по программе фундаментальных и прикладных исследований вузов связи Российской Федерации "Фундаментальные аспекты новых информационных и ресурсо-сберегающих технологий".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МТУ СИ в 1993 и 1994 г.г.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в четырех статьях, трех докладах на научных конференциях МТУСИ и в отчете по программе фундаментальных и прикладных исследований вузов связи Российской Федерации "Фундаментальные аспекты новых информационных и ресурсо-сберегающих технологий".
Личный вклад. Все основные научные результаты, изложенные в диссертационной работе, получены автором лично.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и четырех приложений. Общий объем работы - 205 страниц, в том числе 70 рисунков. Объем приложений - 26 страниц. Библиография содержит 61 наименований.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Результаты анализа характеристик ТВ системы и рекомендации по выбору первичной частоты дискретизации в различных направлениях дискретизации;
-
Разработанные общие принципы и результаты анализа характеристик спектра структур дискретизации сигнала изображения с учетом реальных ограничений протяженности многомерной структуры дискретизации, специфики распределения, вариаций периода следования, формы отсчетов и формы групп отсчетов;
-
Методика согласования спектральных характеристик многомерных структур дискретизации и спектра сигнала изображения;
-
Разработанные способы и устройства сжатия ТВ сигнала с применением АД.
