практика / 00_практика_тв
.pdfМинистерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Телевидение и звуковое вещание им. И.С. Катаева»
Расчётно-графическая работа по дисциплине «Телевидение»
Выполнил |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Проверил |
|
|
К.т.н., доцент |
_________________________ |
Власюк И.В. |
Москва 2025
ЗАДАНИЕ 1
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Вариант по номеру студенческого билета: №39.
fЭ 1 W |
– величина максимума спектрального распределения |
|
nm |
для каждого из источников. |
|
|
|
|
λ1 630 |
nm |
– первая точка длины волны импульсного источника |
|
|
излучения; |
λ2 640 |
nm |
– вторая точка длины волны импульсного источника |
|
|
излучения. |
f1Э |
(λ) ‖if λ≤380 nm λ≥780 nm || |
– описание спектрального |
||||
|
‖ |
‖ |
0 fЭ |
|| |
распределения для |
|
|
‖ |
‖ |
|| |
непрерывного источника |
||
|
‖else if 380 nm<λ<780 nm|| |
излучения; |
||||
|
‖ |
‖ |
f |
|
|| |
|
|
‖ |
‖ |
Э |
|| |
|
|
|
|
|
||||
f2Э |
(λ) ‖if λ≤λ1 λ≥λ2 |
|
|| |
|||
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|| |
|
‖ |
|
|
|
|| |
|
|
‖0 fЭ |
|
|
|
||
|
‖else if λ |
|
<λ<λ |
|| |
||
|
‖ |
‖fЭ |
1 |
|
2|| |
|
|
‖ |
|
|
|
| |
|
|
‖ |
‖ |
|
|
|
|| |
– описание спектрального распределения для импульсного источника излучения;
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
380 |
420 |
460 |
500 |
540 |
580 |
620 |
660 |
700 |
740 |
780 |
|
|
|
|
|
|
Λ (nm) |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.1 – График относительной видности |
|
|||||||||
2. РЕШЕНИЕ
|
|
|
1 |
|
|
|
0.9 |
|
|
|
0.8 |
f1Э λэ |
W |
00..67 |
|
|
|
|
|
|
nm |
0.5 |
|
|
W |
0.4 |
|
f2Э λэ |
0.3 |
||
|
|
0.2 |
|
|
nm |
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
380 |
420 |
460 |
500 |
540 |
580 |
620 |
660 |
700 |
740 |
780 |
λэ (nm)
Рисунок 2.1 – Графики спектральных распределений лучистого потока для непрерывного и импульсного источников
Для возможности решения задачи численными методами необходимо сперва аппроксимировать функцию относительной видимости (рисунок 1.1). Аппроксимация производилась полиномом 40-ой степени. График полученной функции представлен ниже, на рисунке 2.2.
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v(Λ) |
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
380 |
420 |
460 |
500 |
540 |
580 |
620 |
660 |
700 |
740 |
780 |
|
|
|
|
|
Λ (nm) |
|
|
|
|
||
Рисунок 2.2 – Аппроксимированный график функции относительной |
|||||||||||
|
|
|
|
видимости |
|
|
|
|
|
||
2.1. Расчёт светового потока для двух источников
KM 683 lm |
– максимальное значение видности. |
W |
|
Формула для расчёта светового потока ΦC в видимом диапазоне длин волн:
780 nm
|
|
|
|
|
|
Φ |
C |
K |
M |
⌠f |
Э |
(λ) v(λ)dλ |
(2.1.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
⌡ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
380 nm |
|
||
|
Тогда значения для светового потока непрерывного и импульсного |
||||||||||||
источников излучения равны: |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
780 nm |
|
|
|
|
|
|
|
||
Φ |
1C |
K |
M |
⌠f |
1Э |
(λ) v(λ)dλ= 2.014 108 lm |
– для непрерывного |
||||||
|
|
⌡ |
|
|
|
|
|
|
|
источника; |
|||
|
|
|
|
380 nm |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
λ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
2C |
K |
M |
⌠f |
2Э |
(λ) v(λ)dλ=1467.648 lm |
– для импульсного |
||||||
|
|
⌡ |
|
|
|
|
|
|
|
источника. |
|||
|
|
|
|
λ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2. Расчёт лучистого потока для двух источников
Формула для расчёта лучистого потока ΦЭ в общем виде:
|
780 nm |
|
||
Φ |
⌠f |
Э |
(λ)dλ |
(2.2.1) |
Э |
⌡ |
|
|
|
380 nm
Тогда значения для лучистого потока непрерывного и импульсного источников излучения равны:
|
|
780 nm |
|
||
Φ |
1Э |
⌠f |
1Э |
(λ)dλ=400 W |
– для непрерывного источника; |
|
⌡ |
|
|
||
|
|
380 nm |
|
||
|
|
λ2 |
|
|
|
Φ |
2Э |
⌠f |
2Э |
(λ)dλ=10 W |
– для импульсного источника. |
|
⌡ |
|
|
||
λ1
ЗАДАНИЕ 3
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Вариант по номеру студенческого билета: №39.
n 25 Hz |
– частота кадров; |
z 819 |
– число строк в кадре; |
x0 0.55 |
– положение центра радиального изображения; |
R1 0.125 |
– внутренний радиус кольца; |
R2 0.2 |
– внешний радиус кольца; |
Lmax 1 |
– максимальное значение яркости; |
Lmin 0 |
– минимальное значение яркости; |
L1 0.6 |
– первое значение яркости; |
L2 0.4 |
– второе значение яркости; |
L3 0.1 |
– третье значение яркости; |
L4 1.0 |
– четвёртое значение яркости; |
L5 0.7 |
– пятое значение яркости; |
d 0.0133 h |
– высота шахматной клетки; |
Рисунок 1.1 – Формат импульса ТВ сигнала вдоль строки
Рисунок 1.2 – Исходное анализируемое изображение
Рисунок 1.3 – Соотношение параметров импульса сигнала вдоль строки по ГОСТ
2.РЕШЕНИЕ
2.1.Расчёт частотно-временных характеристик строк и полей По строке:
fC z n=20.475 kHz |
|
– частота строк; |
|||
TX 1 =48.84 μs |
|
– длительность одной строки; |
|||
|
fC |
|
|
|
|
Tпр.X 0.812 TX=39.658 μs |
– длительность прямого хода; |
||||
τгас.X 0.188 TX=9.182 μs |
– длительность гасящего импульса; |
||||
τсинхр.X 0.073 TX=3.565 μs |
– длительность синхронизирующего |
||||
|
|
|
|
импульса; |
|
τинт.X 0.023 TX=1.123 μs |
– длительность интервала между |
||||
|
|
|
|
фронтами гасящего и |
|
|
|
|
|
синхронизирующего импульсов. |
|
По полю: |
|
|
|
||
TY 20 ms |
|
– длительность поля; |
|||
Tпр.Y 0.92 TY=18.4 ms |
– длительность прямого хода; |
||||
τгас.Y 0.08 TY=1.6 ms |
|
– длительность гасящего импульса; |
|||
Спектр: |
|
|
|
||
p 0.8 |
|
– коэффициент поправки на восприятие; |
|||
α |
τгас.X |
=0.188 |
– относительная длительность гасящего |
||
TX |
|||||
|
|
импульса строк; |
|||
β |
τгас.Y |
=0.08 |
– относительная длительность гасящего |
||
TY |
|||||
|
|
импульса полей; |
|||
k |
4 |
|
– формат кадра; |
||
|
3 |
|
|
|
|
fВ p k z2 n |
|
1-β |
=10.133 MHz |
– верхняя граничная частота |
2 |
|
1-α |
|
спектра видео сигнала. |
2.2. Расчёт номеров строк на разных уровнях высоты
za floor(z (1-β))=753 – число активных строк в изображении;
z066 ceil 0.66 za =497 – номер строки по уровню высоты 0.66;
z02 ceil 0.2 za =151 – номер строки по уровню высоты 0.2.
2.3. Расчёт частоты первой гармоники импульсного сигнала
h za=753 |
|
|
– высота видимого изображения; |
|
|
3 h |
|
– ширина видимого изображения; |
|
b ceil |
=565 |
|||
|
4 |
|
|
|
d floor(0.0133 h)=10 – размер одной шахматной клетки; |
||||
fд |
1 |
b |
=712.338 kHz – частота первой гармоники импульсного |
|
2 |
Tпр.X |
d |
|
сигнала. |
2.4. Расчёт частоты дискретизации
Частота дискретизации должна удовлетворять следующим условиям:
fd≥2 fB fd q fC fd k fC625 fd m fC525
2 fВ=20.266 MHz – две верхней граничной частоты спектра;
fC525 |
|
59.94 Hz |
525=15.734 kHz |
– частота строк стандарта NTSC; |
|
|
2 |
|
|
fC625 |
n 625=15.625 kHz |
– частота строк стандарта PAL; |
||
Для расчёта k и m сперва необходимо найти их соотношения с n:
k |
fC625 |
=0.763 |
– для k; |
m |
fC525 |
=0.768 |
– для m. |
|
fC |
fC |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Тогда можно переписать условие выше в следующем виде, отбросив первое условие, так оно не так важно:
q k q m q
Далее необходимо подобрать такой множитель n, что все коэффициенты перед частотами стали целыми числами.
Для того необходимо брать остаток от деления на единицу до тех пор, пока не получатся целые коэффициенты перед частотами. Сначала производится расчёт «без точности», то есть до первого
совпадения. |
|
|
|
fd ‖q←1 |
|
| |
|
‖ |
|
|
| |
‖fd←q fC |
|
| |
|
‖while mod fd÷fC625,1 0 mod fd÷fC525 |
,1 0 0|| |
||
‖ |
‖ |
|
|| |
‖ |
‖q←q+1 |
|
|| |
‖ |
‖fd←q fC |
|
|| |
‖ |
|
– коэффициент кратности; |
| |
‖returnfd |
| |
||
fd=12.784 GHz |
– частота дискретизации сигнала; |
||
Проверка на кратность: |
|
||
fd÷fC625=818181 |
– для стандарта PAL; |
|
|
fd÷fC525=812500 |
– для стандарта NTSC. |
|
|
fd÷fC=624375 |
– для частоты строк. |
|
|
Как видно из проверки, частота дискретизации действительно кратна необходимым частотам, а также в два раза превышает верхнюю частоту спектра. Она удовлетворяет всем условиям, однако она слишком высокая.
Для понижения частоты дискретизации необходимо произвести расчёты с использованием функции точности, то есть ввести величину, на которую допустимо отклонение коэффициентов k и m от целого числа.
(x,ε) ‖ |
δ←|round(x)-x| |
|
| |
– функция проверки на точность. |
‖ |
|
| |
| |
|
‖if δ>ε |
| |
|
||
‖ |
‖ |
| |
| |
|
‖returnx |
| |
|
||
‖else if δ≤ε |
| |
| |
|
|
‖ |
‖ |
| |
| |
|
‖ |
‖returnround(x)|| |
|
||
Теперь необходимо произвести расчёты с заданной точностью:
Q(k,m,ε) ‖q←1 |
|
|
|
|
|
–| |
функция |
|||
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
‖fd←q fC |
|
|
|
|
перерасчёта с учётом |
|||||
|
|
|
|
|
| |
|
||||
‖ |
|
mod fd÷fC625 |
,ε ,1 0 |
|
точности; |
|||||
|
|
|
| |
|
||||||
‖ |
Q← |
|
fd÷fC525 |
|
|
|
| |
|
||
|
mod |
,ε ,1 0 |
|
|
|
|||||
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|
‖while Q Q 0 |
|
|
| |
|
||||||
‖ |
|
0 |
1 |
|
|
|
| |
| |
|
|
‖ |
‖q←q+1 |
|
|
|
|
| |
| |
|
||
‖ |
‖ |
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|
‖fd←q fC |
|
fd÷fC625,ε ,1 |
|
| |
|
|||||
‖ |
‖ |
mod |
0 | |
| |
|
|||||
‖ |
‖Q← |
|
fd÷fC525,ε ,1 |
0 |
| |
| |
|
|||
‖ |
‖ |
mod |
| |
| |
|
|||||
‖returnf |
d |
|
|
|
|
|
| |
|
||
‖ |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
FSearch FB,k,m,s ‖F←0 MHz |
|
| |
||
‖ |
ε←0.5 |
|
|
| |
‖ |
|
0| |
| |
|
‖whileF-2 FB< |
| |
|||
‖ ‖F←Q(k,m,ε) |
| |
| |
||
‖ |
‖ |
|
| |
| |
‖ |
‖ε←ε-s |
| |
| |
|
‖ |
return |
F |
|
| |
‖ |
ε |
|
| |
|
‖ |
|
|
| |
|
– функция расчёта по условию превышения двойной верхней частоты.
fd=240.766 MHz – частота дискретизации сигнала;
ε=0.008 |
– точность полученного ответа. |
|
Проверка на кратность: |
|
|
fd÷fC625=15408.994 |
– для стандарта PAL; |
|
fd÷fC525=15302.002 |
– для стандарта NTSC. |
|
fd÷fC=11759 |
|
– для частоты строк . |
Как видно из расчётов, частота дискретизации хоть я сильно больше удвоенной верхней частоты, сильно меньше частоты дискретизации при расчётах без применения точности.