Класифікація телевізійних систем

Класифікація телевізійних систем
Телевізійна система – це сукупність всіх засобів, необхідних для забезпечення відтворення на приймальній стороні зображення сцени або/і певних даних, які характеризують сцену чи її об’єкт (об’єкти) через їх зображення.
Рисунок 3.1 – Класифікація телевізійних систем
За основним призначенням, як вже згадувалося, телевізійні системи поділяють на мовні та прикладні.
Перші – це системи зі звуковим супроводом для масової аудиторії глядачів. Прикладні системи виконують різноманітні завдання і за галуззю їх використання можуть бути поділені на системи технічного зору для промисловості, наукові, навчальні, медичні, інформаційні, охоронні, військові, розважальні тощо.
За типом оброблюваного сигналу системи поділяють на аналогові, аналогоцифрові та цифрові. Перші телевізійні системи були аналоговими. На даний час у більшості систем як мовних, так і прикладних, значною мірою використовуються цифрові методи та пристрої, тобто вони є фактично аналого-цифровими. За діапазоном вхідного випромінювання можна виділити системи світлового діапазону, що характерно як для мовного, так і прикладного телебачення, та системи інфрачервоного, ультрафіолетового та рентгенівського діапазонів, що стосується виключно прикладних систем.
За характером відтворюваного зображення телевізійні системи доцільно поділити на чорно-білі, монохромні, кольорові, псевдокольорові та багатоколірні. У мовному телебаченні застосовують в основному кольорові системи
і все рідше чорно-білі. В прикладному телебаченні ситуація є майже протилежною, тобто частіше застосовують чорно-білі системи або ж монохромні – коли зображення відтворюється в одному кольорі, наприклад, зеленому. У псевдокольорових системах прикладного типу кольори у відтворюваному зображенні відповідають не кольорам сцени, а якимсь іншим параметрам, наприклад, температурі.
Нарешті, багатоколірні зображення – це зображення з суттєво обмеженою кількістю кольорів, наприклад, червоним, синім, жовтим та фіолетовим. Таке подання зображень використовують у

прикладних системах
інформаційного типу для відтворення, наприклад, графіків, гістограм, карт місцевості тощо.
За чіткістю телевізійного зображення системи поділяють на системи телебачення обмеженої чіткості
(ТОЧ), характерні для мобільної відео журналістики, відеотелефонії, телевізійних конференцій; системи телебачення звичайної чіткості (ТЗЧ), до яких відносяться всі сучасні мовні телевізійні системи (NTSC, PAL,
SECAM); системи телебачення підвищеної чіткості (ТПЧ), які розглядають як проміжний етап на шляху до впровадження систем телебачення Рисунок 3.1 –
Класифікація телевізійних систем високої чіткості (ТВЧ).
Якщо оцінювати чіткість кількістю рядків у кадрі телевізійного зображення, то орієнтовно можна вказати наступні числа: ТОЧ – до 250; ТЗЧ – біля 550; ТПЧ – між
550 та 1100; ТВЧ – 1100 і більше. Системи різної чіткості використовуються як у мовному, так і прикладному телебаченні. За вимірністю відтворюваного зображення системи поділяють на двовимірні, в яких зображення формується на певній поверхні, часто у площині, та стереоскопічні, в яких роздільне спостереження двох зображень сцени лівим та правим оком дозволяє відчувати глибину простору сцени. Чинні системи кольорового телебачення суттєво відрізняються за способом формування сигналів, що дозволяє класифікувати їх на основні чотири класи, які позначені у класифікації на рис.
3.1 загально прийнятими абревіатурами NTSC, PAL,
SECAM та МАС. Детальніші відомості про ці системи, крім системи МАС, викладені у розділі 9. За місцем використання системи доцільно поділити на наземні, аерокосмічні та підводні. Системи останніх двох класів, у які входять, зокрема, системи літаків, космічних станцій, космічних кораблів, штучних супутників для дослідження космічних об’єктів, підводних човнів та роботів, є прикладними телевізійними системами. Нарешті, за типом каналу зв’язку, у класифікації виділено ефірні, кабельні, супутникові та коміркові системи. Слід однак зазначити, що, як правило, ці системи тісно взаємодіють між собою і при передаванні тієї чи іншої телевізійної передачі можуть бути задіяні навіть всі типи цих систем одночасно.
В ефірних системах для передавання телевізійного сигналу від передавальної на приймальну сторону використовують відкритий простір, а передавальна та приймальна сторона оснащені антенами. У кабельних системах лінія зв’язку виконується з радіочастотних або волоконно-оптичних кабелів. Супутникові системи є фактично ефірними, але їх доцільно виділити в окремий клас, оскільки вони базуються на використанні розташованих у космічному просторі супутників- ретрансляторів. Коміркові системи подібні до коміркових систем мобільного зв’язку. Їх переваги полягають, зокрема, у можливості збільшення кількості телевізійних програм та суттєвому зменшенні потужності коливань, які випромінюються у вільний простір, у порівнянні з потужністю передавачів телецентрів.
Особливості формування і обробки сигналів у
цифровому телебаченні
Цифровим називають телебачення, яке забезпечує передавання та зберігання зображень у цифровій формі.
Власне, мова йде про сигнал, який несе інформацію про зображення. Цифровий сигнал формують у вигляді послідовностей електричних імпульсів, які відповідають закодованим відлікам аналогового сигналу. Відліки повинні братися з достатньо високою частотою, значення якої визначається теоремою Найквіста-Котельнікова через найвищу частотну складову вf у спектрі сигналу як дf ≥ 2 вf , де дf - частота відліків (дискретизації).

У телебаченні найчастіше використовують двійкове кодування з застосуванням 8-розрядного перетворення аналог-код, що відповідає 256 квантованим рівням відеосигналу.
У цифрову форму перетворюють також сигнал
(сигнали) звукового супроводу, однак для якісного відтворення звуку необхідне квантування сигналу з розрядністю перетворення не менше 16.
Доцільність переходу до цифрових телевізійних систем пов’язана з потребою підвищення якості і надійності телевізійних систем.
Річ у тому, що, перш ніж бути поданим на вихідний вузол телевізійної системи (наприклад, на кінескоп чи РК матрицю), телевізійний сигнал зазнає багатьох перетворень: підсилюється, корегується, змішується з
іншими відеосигналами, фільтрується, передається від вузла до вузла за допомогою ліній зв’язку, записується і перезаписується у пристроях консервації тощо. Кожна з таких операцій пов’язана з шумовими впливами та впливами завад різного походження.
Якщо сигнал є аналоговим, то шуми і завади накопичуються, відношення сигнал/шум падає і якість зображення різко знижується. При цифровому поданні сигналу вплив шумів і завад є набагато меншим, адже
інформація в цьому випадку передається не значенням напруги, а певною кодовою комбінацією імпульсів, напруга яких набуває обмеженої кількості значень незалежно від напруги відеосигналу.
При найчастіше вживаній двійковій системі формування коду імпульси набувають тільки двох значень напруги, які умовно позначають нулем (відсутність
імпульсу) та одиницею (наявність імпульсу достатньо великої амплітуди).
Для відтворення інформації при цьому достатньо фіксувати наявність або відсутність імпульсів, а не їх амплітуду, а, отже, навіть при достатньо великому впливі шумів та завад можна одержати якісне відтворення сигналу практично незалежно від кількості операцій його формування.
Переваги цифрового телебачення:
1. Дуже висока стійкість щодо впливу шумів і завад, практично непомітне зменшення відношення сигнал/шум при значній кількості процесів обробки сигналу в телевізійному каналі.
2. Значно менша, ніж в аналоговому телебаченні, чутливість до нелінійних спотворень сигналу.
3. Значно менша, ніж у аналоговому телебаченні, чутливість до змін параметрів каналу зв’язку.
4. Можливість регенерації втрачених ділянок сигналу, що дуже складно реалізувати в аналоговому телебаченні.
5. Можливість зберігання сигналу в порівняно простих засобах цифрової пам’яті з наступним зчитуванням сигналу, в тому числі у довільній послідовності, з довільною швидкістю та у довільні проміжки часу.
6. Зручність пристосування телевізійних засобів
(апаратури) до автоматичного керування, контролю, а також спряження з комп’ютерами.
7. Простота формування та обробки сигналів у цифровій формі.
8. Можливість створення апаратури, що не вимагає підстроювання у процесі експлуатації.
9.
Можливість автоматизації та спрощення налагоджувальних процедур у процесі виготовлення телевізійної апаратури, зокрема телевізійних приймачів.