400 likes | 1.55k Views
ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET UNIVERZITET U BANJALUCI. DIPLOMSKI RAD. Tema:. PROMJENA UČESTANOSTI ODABIRANJA KOD TELEVIZIJE VISOKE DEFINICIJE. mentor: dr Zdenka Babić. kandidat: Dalibor Čeko. 09:48. Banjaluka, decembar 2006. Poglavlja u radu. Uvod
E N D
ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET UNIVERZITET U BANJALUCI DIPLOMSKI RAD Tema: PROMJENA UČESTANOSTI ODABIRANJA KOD TELEVIZIJE VISOKE DEFINICIJE mentor: dr Zdenka Babić kandidat: Dalibor Čeko 09:48 Banjaluka, decembar 2006.
Poglavlja u radu • Uvod • Istorijski razvoj televizije, prvi standardi • Uvod u digitalnu sliku • Nastanak slike, formati, ugao gledanja, digitalizacija, kodovanje osvjetljenja slike... • Skeniranje • Progresivno, interlaced scanning ili skeniranje sa preplitanjem, obilježavanje, prednosti i nedostaci • Rezolucija • Definisanje rezolucije slike, standardne rezolucije, pojam visoke definicije
Tematske cjeline rada • Digitalna televizija • Karakteristike digitalne televizije (DTV), televizije standardne definicije (SDTV) i televizije visoke definicije (HDTV), prednosti u odnosu na analognu televiziju i međusobno poređenje • Promjena učestanosti odabiranja (odmjeravanja) • Decimacija, interpolacija, resampling i polifazna interpolacija • Primjena kod jednodimenzionalnih i dvodimenzionalnih signala • Promjena učestanosti odabiranja kod HDTV • Primjeri bazirani na funkcijama Matlaba • Zaključak
Uvod u digitalnu sliku • Nastanak slike • Formati • Digitalizacija (odmjeravanje i kvantovanje) • Udaljenost i ugao gledanja • Kodovanje osvjetljenja slike
Uvod u digitalnu sliku • Pokretne slike: • Niz slika prikazanih dovoljnom brzinom daje iluziju pokreta u slici
Skeniranje • Šta je to skeniranje? • Tehnike skeniranja: • progresivno(progressive scaning) • skeniranje s preplitanjem(interlaced scanning)
Skeniranje • Parametri skeniranja: • frekvencija osvježavanja (flash/refresh rate), frekvencija ramova (frame rate) • ukupan broj linija (LT) • broj aktivnih linija ili linija koje sadrže sliku (LA) • format slike (4:3, 16:9, itd.) • ukupan broj odmjeraka po širini (STL) • broj aktivnih odmjeraka (SAL)
Skeniranje • Označavanje • Stari način označavanja: 525/60/2:1, 525/60/1:1 ili 525/60 • Novi način označavanja: 480i30, 480p60 • Poređenje progresivnog i skeniranja s preplitanjem • Progresivno: zahtijeva širi propusni opseg, nema pojave artifakata, poželjno koristiti kada treba mijenjati veličinu slike • Skeniranje sa preplitanjem: zahtijeva manji propusni opseg, potencijalno veća statička rezolucija, a nedostaci su mu pojava artifakata, potrebno uraditi deinterlacing prije promjene dimenzija slike
horizontalna rezolucija, 4C/PH vertikalna rezolucija, 3C/PH Rezolucija • Definisanje rezolucije kod video signala • Ugaona rezolucija – sposobnost razlučivanja objekata optičkog uređaja (sočivo, mikroskopi, kamere itd.) • Broj piksela po širini i visini slike (neadekvatna definicija jer ne uzima u obzir preklapanje piksela pri snimanju ili prikazu slike) • Maksimalan broj parova linija (ciklusa) koje se mogu razlučiti na ekranu (subjektivan kriterijum) • Maksimalna prostorna frekvencija koja se može prikazati u slici izražena u ciklusima po visini ili širini slike
Rezolucija • Parametri koji utiču na rezoluciju slike kod krajnjeg korisnika: • Broj fotoosjetljivih senzora po jedinici površine u ravni slike • Širina spektra signala • Propusni opseg sistema • Tehnika skeniranja, itd. • Kellov efekat • Najveća rezolucija koja se može postići kod krajnjeg korisnika je manja od maksimalne teorijske vrijednosti • Faktor smanjenja određuje se eksperimentalno i naziva se Kellov faktor, k = 0.7 do 0.9 • Zavisi i od načina skeniranja
Digitalna televizija • Osnovna razlika u odnosu na analognu televiziju je način prenosa signala • Prednosti digitalne televizije u odnosu na analognu: • Teoretski, signal se može prenijeti na neograničenu udaljenost • Mogućnost kompresije signala • Detekcija i korekcija grešaka • Smanjen uticaj šuma • Prenos nekoliko TV programa u okviru jednog kanala • Integracija sa ostalim telekomunikacionim uslugama • Interaktivna televizija, itd.
Digitalna televizija • Načini digitalnog emitovanja: • Zemaljsko digitalno emitovanje (Digital Video Broadcast – Terrestrial, DVB-T) • Putem satelita (DVB – S) • Preko mreže kablovskih operatera • Preko Interneta • Karakteristike digitalnog televizijskog signala: • Bitski protok od 5Mb/s do 32Mb/s • Zahtijeva kanal sa propusnim opsegom od 6MHz do 8MHz • MPEG-2 ili MPEG-4 kompresija
rezolucija format slike frame rate (Hz) i - interlaced, p - progressive HDTV 1920×1080 16:9 24p, 30p, 60i 1280×720 16:9 24p, 30p, 60i SDTV 704×480 16:9 24p, 30p, 60i, 60p 704×480 4:3 24p, 30p, 60i, 60p 640×480 4:3 24p, 30p, 60i, 60p Digitalna televizija • Standardi koji se koriste:
Digitalna televizija • Potpuni prelaz na digitalno emitovanje • Velika Britanija od 2007. do 2012. i to postepeno po regionima • U SAD do 2009.godine • Švedska do 2007. godine • Hrvatska do 2010.godine • Digitalna televizija u BiH • Regulatorna agencija za telekomunikacije nadležno tijelo • Pravilo o planu korištenja radio frekvencijskog opsega 40.5-43.5GHz za fiksne bežične pristupne sisteme iz 2005. godine, određuje frekvencijski opseg za digitalno emitovanje televizijskog programa • MVDS – multipoint video distribution system – sistem za distribuciju video signala u više tačaka (alternativni naziv za digitalnu televiziju) • Potpuni prelaz na digitalno emitovanje do 2012.g., prema preporuci Evropske komisije
High definition TV • Pojam televizije visoke definicije • Emitovanje televizijskog signala sa većom rezolucijom nego što to tradicionalni standardi (NTSC, PAL, SECAM) dozvoljavaju • Prema ITU-R BT.709 HDTV je signal sa 1080 linija slike • U Sjedinjenim Državama 720 linija slike ili više • Prvi HDTV sistemi: • Britanski sistem sa 405 linija slike smatran kao HDTV • MUSE - MUltiple sub-nyquist Sampling Encoding system, 1035 linija, format slike 5:3, analogni, ograničena FM, za Y 20MHz, (Japan, razvijan od 1979. probni rad 1990.) • HD MAC (Multiplexed Analog signal), 1250 linija, format 16:9, evropski, širina kanala 36 MHz • Digital HDTV Grand Alliance (SAD)
High definition TV • Osvrt na tehničke zahtjeve: • Kompresija signala • MPEG-2 kodek koristi subsampling 4:2:2 YCBCR, kodovanje sa 10 bita • HD emitovanje koristi takođe MPEG-2, ali 4:2:0 subsampling i kodovanje sa 8 bita • MPEG-4 (za HD emitovanje ga već koriste ProSieben, Sat1, Premiere) • HD-SDI SMTP 292M(kapacitet od 1.485Gb/s, 75Ω) kabl za studijsko povezivanje • Dual link HD-SDI za 4:4:4 kamere (jedan link 4:2:2 YCbCr, drugi link 0:2:2 CbCr) • Potrošačka oprema sa zaštićenim digitalnim izlazima zbog piraterije
High definition TV • Poboljšanja koja se očekuju od HDTV • Sva komercijalna HDTV je digitalna • Format slike za sve standarde je 16:9 • Boje su realnije • Veća rezolucija • Nove tehnologije snimanja (HD-DVD, Blueray-DVD) • Superiorniji kvalitet slike na većim ekranima • Dolby Digital 5.1 (AC3 format) zvuk
High definition TV Vrste HDTV prijemnika: • TV sa direktnim prikazom (Cathode Ray Tube – CRT display) • Plazma TV • LCD • TV sa projekcijom na zadnjoj strani ekrana • TV sa projekcijom na prednjoj strani ekrana • Mobilni telefoni • Ambilight tehnologija (Philips)
High definition TV • Pojašnjenje oznaka kod prijemnika: • HD ready – oznaka da TV podržava prikaz SD i HD signala u smislu prikaza slike u punoj rezoluciji • HDTV kompatibilan – nema ugrađen risiver za dekodovanje televizijskih kanala • Integrisani HDTV – sadrži risiver
Promjena frekvencije odmjeravanja • Promjena frekvencije odmjeravanja - resampling • Konverzija naviše - upsampling, • Konverzija naniže - downsampling, • Decimacija, interpolacija, polifazna interpolacija • Faktori konverzije • fs1:fs2=1 : n interpolacija • fs1:fs2= n : 1 decimacija • fs1:fs2= p : q polifazna interpolacija • Primjeri primjene • fs1:fs2=44100:48000 (konverzija koja se koristi kod zvuka) • fs1:fs2=709379:540000 (4fsc PAL u video prema preporuci ITU 601) • fs1:fs2=910:858 (4fsc NTSC u video prema ITU 601) • fs1:fs2=720:1080 2:3 (kod HDTV) • fs1:fs2=1080:1920 2:3 (kod HDTV)
Promjena frekvencije odmjeravanja • Konverzija naniže sa faktorom 2:1
Promjena frekvencije odmjeravanja • Konverzija naviše sa faktorom 1:2
Promjena frekvencije odmjeravanja • Konverzija sa faktorom p:q • konverzija naviše 1:q • filtriranje • konverzija naniže p:1
Promjena frekvencije odmjeravanja • Dvodimenzionalna interpolacija: • Poređenje funkcije resample za jednodimenzionalnu interpolaciju ifunkcije imresize za dvodimenzionalnu interpolaciju
Promjena frekvencije odmjeravanja • Dvodimenzionalna interpolacija: • Korištenje funkcije imresize, metode interpolacije koje ona koristi kao parametar
Promjena frekvencije odmjeravanja • Konverzija formata
Zaključak • Promjena frekvencije odabiranja • Preodmjeravanje (oversampling) • Konverzija standarda i formata • Promjena dimenzija slike • Multirate signal processing • Uvođenje digitalne televizije i HDTV-a • Zakonska regulativa • Potpuni prelaz na digitalno emitovanje TV signala • Integracija televizije sa ostalim telekomunikacionim sistemima, uvođenje novih TV usluga • Perspektive daljeg razvoja televizije
Kraj? Nije još! U nastavku: • Pitanja iz komisije • Pitanja iz publike (ako ih ima) • Ocjenjivanje rada • Zakuska (sala 101)