- •Методические указания
- •Введение
- •Практическая работа № 1
- •Тема 1. Цифровое сжатие информации
- •Т ема 2. Применение цифрового сжатия
- •Практическоя работа № 2
- •Тема 1. Технология цифрового сжатия
- •Практическая работа № 3
- •Тема 1. Разновидности цифрового сжатия
- •Тема 2. Принципы сжатия звуковых сигналов
- •Практическая работа № 4
- •Тема 1. Принципы сжатия видеосигнала
- •Практическая работа № 5
- •Тема 1. Основы цифрового преобразования
- •Практическая работа № 6
- •Тема 1. Дискретизация сигнала
- •Тема 2. Чересстрочная развертка телекадра
- •Тема 3. Квантование
- •Практическая работа № 7
- •Тема 1. Цифровой видеосигнал
- •Тема 2. Цифровой звуковой сигнал
- •Тема 3. Средства цифрового сжатия
- •Тема 4. Предфильтрация
- •Практическая работа № 8
- •Тема 1. Повышение частоты дискретизации
- •Тема 2. Спектральные преобразования
- •Тема 3. Преобразование Фурье
- •Практическая работа № 9
- •Тема 1. Дискретное косинусное преобразование
- •Тема 2. Метод сжатия видеоинформации мреg
- •Контрольные вопросы
- •Требования к отчету по практическому занятию
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Методические указания
- •394026 Воронеж, Московский проспект, 14
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет»
Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры
Методические указания
к практическим работам по дисциплине «Основы цифровой обработки видеосигналов» для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств»
(профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») всех форм обучения
Воронеж 2015
Составители: канд. техн. наук Л.Н. Никитин, канд. физ.-мат.
наук А.Н. Лукин
УДК 621.396.664
Методические указания к практическим работам по дисциплине «Основы цифровой обработки видеосигналов» для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») всех форм обучения / ФБГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Л.Н. Никитин, А.Н. Лукин. – Воронеж, 2015. – 36 с.
В работе представлены методики сжатия цифровых потоков, способы использования преобразования видеосигнала в необходимую форму и алгоритмы способствующие осуществить необходимые операции с видеоинформацией. Изложены методические указания по практическим занятиям при изучении стандартов цифрового кодирования, вопросы для проверки остаточных знаний и список рекомендуемой литературы. Представлен перечень изучаемых вопросов и материал в сжатой форме по перспективным технологиям кодирования и декодирования видеосигнала.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Никитин_ПР_ОЦОВС.doc
Ил. 8. Библиогр.: 4 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.Э. Самойленко
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.В. Муратов
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского технического университета
© ФГБОУ ВПО «Воронежский
государственный технический университет», 2015
Введение
В предлагаемых методических указаниях по практическим работам предложен материал по основным характеристикам цифрового сжатия видио- и аудиоинформации передаваемой по ретрансляционным каналам. Кроме того представлена информация о алгоритмах сжатия, классах изображения и международные стандарты кодирования с информационным сжатием семейства MPEG. В завершающей части методических указаний имеются контрольные вопросы аналитического плана. Использование аналитических приемов позволяет дать правильное решение конструкторских и технологических задач при создании устройств с цифровой обработкой видеосигнала.
Практическая работа № 1
Тема 1. Цифровое сжатие информации
Обычно качество материала всех звуковых и телевизионных программ ограничено пропускной способностью канала, по которому этот сигнал передается. В случае аналоговых сигналов эти ограничения выражаются в терминах ширины полосы частот и отношения сигнал-шум. В случае цифровых сигналов ограничения связаны с частотой дискретизации и длиной кодового слова, причем перемножение величин этих параметров дает величину цифрового потока. Цифровое сжатие — способ получения на выходе канала сигнала с качеством, превышающее обычно обеспечиваемое этим каналом. Как показано на рис. 1 во всех системах цифрового сжатия на передающей стороне канала должен находится “компрессор" (кодер), а на приемной – "эспандер" (декодер). Совокупность кодера и декодера называется кодеком.
К одер Декодер
Канал передачи или записи
Рис. 1. Структурная схема цифрового канала
Существуют два варианта применения цифрового сжатия. Во-первых, для повышения качества существующего канала. Примером является система “Долби"; где речь идет о кодеках, повышающих качество аналоговых магнитофонов. Во-вторых, можно сохранить запись на более высоком уровне, однако при этом пользоваться менее качественным (и более дешевым) каналом. Следует иметь в виду, что собственно термин "сжатие" имеет два значения :например, в звукотехнике "сжатие" может означать преднамеренное искажение, т.е. сжатие динамического диапазона сигнала, как правило для целей хранения. Такое сжатие касается только одной стороны канала; истинное сообщение восстанавливается на приемной стороне соответствующей ступени декодера. Затронем здесь метод аналогового сжатия (односторонние процессоры). Речь пойдет о цифровых кодеках, которые вырабатывают на своем выходе цифровые звуковые и видеосигналы на уровне источника и передают их по каналу с сокращенным потоком. Отношение потока источника к потоку канала называется коэффициентом сжатия.