|
Дискретизация телевизионного сигнала |
Общие сведения.
Дискретизация - первая операция из всего комплекса преобразований аналогового сигнала в цифровой. Исходный сигнал u(t) после дискретизации можно представить в виде суммы:
 (1)
где δ(t) - дельта-функция; T - период дискретизации.
Если (1) подвергнуть преобразованию Фурье, то получим
 (2)
где S(f) и SД(f) - спектры исходной и дискретизированной функций соответственно.
Из формулы следует, что спектр дискретизированного сигнала представляет собой сумму исходного спектра (n=0) и "побочных" или дополнительных спектров того же вида, но сдвинутых один относительно другого на fд , 2fд и т. д. (рис. 1). Из рисунка видно, что с помощью идеального фильтра нижних частот (ФНЧ) с частотой среза fФНЧ можно выделить спектр исходного сигнала, если выполняются два условия:
Рис. 1. Спектр сигнала после дискретизации
Рис. 2. Перекрытие спектров при fд<2fгр
Если же частота отсчетов выбрана из условия fд<fгр , то после дискретизации побочные спектры будут перекрывать основной, и в общем виде восстановить исходный сигнал без помех (рис. 2) невозможно. Однако к настоящему времени разработаны такие методы дискретизации ТВ сигнала, которые позволяют и в этом случае восстановления исходного сигнала избавиться от побочных продуктов. Значимость этих методов сегодня очень велика, поскольку возможное снижение частоты дискретизации позволяет пропорционально уменьшить цифровой поток, т.е. сделать систему цифрового телевидения более экономичной.
Прежде чем рассмотреть эти методы, следует указать на то, что при кодировании телевизионного сигнала чаще всего применяется дискретизация с постоянной частотой. В свою очередь, частота дискретизации может быть связана или не связана с частотой строчной и кадровой разверток. При жесткой связи получается постоянное число отсчетов в строке, соответствующих одним и тем же элементам изображения. На изображении при этом образуется фиксированная структура отсчетов (структура дискретизации). |
