|
Временные преобразования цифровых сигналов |
Временными преобразованиями называют такие преобразования над сигналом, при которых меняется положение на оси времени дискретных отсчетов этого сигнала при сохранении их амплитудных значений. Наряду с цифровой фильтрацией временные преобразования имеют значительное распространение в вещательном телевидении. Так, широкое применение временные преобразования получили при коррекции временных искажений, возникающих в процессе воспроизведения изображений в видеомагнитофонах. На основе временных преобразований строятся современные синхронизаторы источников сигналов, цифровые преобразователи телевизионных стандартов, устройства видеоэффектов, системы с компонентной передачей или записью сигналов цветного телевидения и др. Здесь же целесообразно отметить только характерные особенности тех или иных преобразований.
Временные преобразования цифрового сигнала реализуются в устройстве цифровой обработки сигнала путем записи этого сигнала в ЗУ и выборкой отдельных его значений из ЗУ в соответствии с заданным алгоритмом преобразования. В результате сигнал будет перенесен в нужную временную область. При этом временные преобразования можно классифицировать на два вида: без изменения частотного спектра (или небольшим его изменением) и с заметным влиянием на спектр.
К первому виду можно отнести корректоры временных искажений, и телевизионные синхронизаторы источников сигнала. В этих устройствах время записи и время считывания строк изображения нe отличаются или отличаются очень мало. Во втором виде преобразований (характерном для систем с временным уплотнением сигналов яркости и цветности, устройств видеоэффектов и в какой-то степени для преобразователей стандартов) эти интервалы времени могут значительно отличаться, что и приводит к изменению частотного спектра.
Принципиально временные преобразования отличаются друг от друга алгоритмом обращения к ЗУ, который в свою очередь определяется задачей преобразования. Алгоритм преобразования обусловливает емкость ЗУ. Структура и объем ЗУ значительно усложняются при несинхронных процессах записи и считывания.
В цифровых устройствах временного преобразования применяют цифровые ЗУ двух типов: с последовательным и произвольным доступом. При использовании ЗУ с последовательным доступом запись и считывание происходят последовательно и отсутствует возможность изменения порядка записи и считывания информации. Для разделения процессов записи и считывания приходится в таких устройствах увеличивать емкость ЗУ в 2...3 раза по отношению к информационному объему преобразуемого фрагмента сигнала. Запоминающие устройства с произвольным доступом позволяют обходиться меньшей емкостью, поскольку в них реализуется считывание записанной в них
информации по любому заданному адресу. Примером такого ЗУ может служить ЗУ в телевизионном синхронизаторе, в котором процессы записи и считывания разделяются во времени путем регулируемой задержки входного преобразуемого сигнала в зависимости от моментов считывания выходного сигнала.
При временных преобразованиях с изменением спектра сигнала процедура преобразования состоит в изменении параметров дискретизации исходного сигнала, т.е. в изменении числа дискретных значений, которыми представляется данный сигнал. Например, при реализации видеоэффектов, связанных с изменением масштаба изображения, исходный дискретный сигнал должен быть преобразован в выходной с другим шагом дискретизации. Интервалы дискретизации во входном и выходном сигналах изменяют в зависимости от изменения масштаба изображения. При отсутствии отсчетов входного сигнала в точках расположения отсчетов выходного сигнала их или заменяют ближайшими входными отсчетами (если ошибка незаметна), или подвергают входной сигнал цифровой фильтрации, восстанавливающей его значения в точках вторичной дискретизации (например, выполнением интерполяции соседних элементов входного сигнала).
|
