Техника - молодёжи 1985-08, страница 24

Сигнал цветного телевидения содержит три составляющих: яркостную и две цветоразностных. Международный стандарт предусматривает их раздельное кодирование с последующим обь единением сигналов в общий цифровой поток. Этот же стандарт устанавливает частоту дискретизации яркое!ноги сигнала равной 13,5 МГц, а для иве горазносгных сигналов вдвое мснь шей

А теперь проделаем несложные подсчеты. имея в виду, что при восьмира t рядном кодировании на передачу каж лого элемента изображении исиользу егся 8 импульсов и пауз. Для иркостной составляющей изображения требуется передавать 13,5X8=108 млн бит ин формации в секунду, для двух цветораз постных в сумме столько же Итого 216 Мбит. Это огромная величина Для сравнения скажем, что при такой скорости передачи весь роман Льва Толстого «Война и мир», содержащий около Л млн 200 тыс печатных знаков, будет нередан за долю секунды, то есть прак птчески мгновенно!

< Втиснуть» цифровой поток такой емкости невозможно ни в одну из существующих линий связи, так как даже самые мощные из них ( гак называемые четвертичные магистрали) способны пропускать не более 140 Мбмт/с Чтобы передача цифровых телепрограмм была экономически оправданной, величину цифрового потока необходимо снизить, по крайней мере, в 7 раз, доведя до уровня пропускания третичных маг истралей (34 Мбит/с).

.Задача, с которой столкнулись ученые, могла постанить в туник кого угод но, ибо требовалось не только сократить поток информации, но и сохранить при этом высокое качество изображения!

И тогда они обратились к прут ой ин формационной системе, также связан ной с передачей изображения. к »ре нию. И звестно, что поток информации, воспринимаемой глазом, намною нре восходит то. что воспроизводится на экране телевизора, где изображение ог раничено числом строк и ка фон Чтобы все. |ГП) ни ип глаз, передать в мои. фительный нерв должен обладать по истине колоссальной пропускной способностью. Но скорость расиросгране ния нервного импульса примерно в mii.i июн pat VHMiMiic скорое!и этектриче скою сит нала в проводах, та и быстро 1ействие нервных клеток сильно усту па ет ЭВМ Тут явно кроется противоречие, ибо потери информации при зрительном восприятии не происходит. Видимо, от шлифованные эволюцией механизмы зрения «владеют» способами передачи, разгадав которые можно было бы по пытаться их промоделировать и резуль таг использовать для построения иско мого кода.

Начались эксперименты Ока залось, что существенная переработка инфор мании происходит в самом глазу. Уже па уровне сетчатки кодируется одноврс менно состояние группы фоторецеито ров. а не каждого hi них. Первичные

сигналы от группы рецепторов сперва усредняются в первые моменты глаз улавливает лишь общие очер1ания net детализации. Такая операция примени тельно к телевидению требовала записи группы соседних элементов в цифровой памяти и вычисления среднем о значения их яркости. Результатом этой операции окажется как бы слегка расфокусиро ванное изображение. Далее механизм зрения находит разность между исход ным и усредненным по участкам изоб ражением.

Телевизионный аналог этой операции должен обеспечить адаптацию зрения к фону по отдельным участкам изобра жения. В пределах небольшой группы тонкие различия между отдельными контурными элементами не выявляются зрением, значит, их можно кодировать экономно, одним числом. Такое же обоб щенное восприятие характеризует и цветность: участок, состоящий из более десятка элементов, кажется окрашен ным одинаково, а цвета мелких деталей | лам не различает вообще.

Большую часть этих свойств зрения оказалось вошожным смоделировать техническими средствами. Это было крупным достижением. Работы совет ских ученых 11. Россолевича, И Нукер мана. С. ("адыко и других получили мировое признание. Созданная в нашей стране аппаратура бионического адан тивного кодирования преобразует циф ровой поток таким образом, что вместо 216 миллионов бит в секунду оказыва ется достаточным передавать всего 34 млн.

Интересно, что при создании этой аппаратуры использовались не юлько «патенты» живой природы, но и секреты мастеров живописи. Ценители жнвони си знают, что в работах большого маете ра интересны не только сами сюжеты, но и средства, которыми передается фи тельный образ. С этой точки зрения картина или рисунок представляю! со бой уже закотированную информацию Формализовав на языке математики художественные приемы старых маете ров, специалисты по электронике смог ли еще больше спрессовать цифровой поток.

ТЕЛЕВИЗОР ИЛИ ЭВМ?

Итак, что же получит потребитель-¹ Прежде всего ему претегоит стать сви дегелем дальнейшей эволюции наших домашних телевизоров .Микроэлектроника широко применяется в них уже сейчас. Внедрение цифровых устройств в аналоговые телевизоры (а они будут оставаться такими до тех пор, пока телевидение не станет полностью циф ровым) предполагается начать уже в 12-й пятилетке. И контуры аналого-циф рового телевизора недалекого будущего вырисовываются уже сейчас

Посмотрите на рис. (стр 23). Узлы, в которых обработка сигнала будет вес

тись в цифровой форме, вытелены цве том. Фактически это вся часть гелевизо ра, которая расположена ia детектором. Все цифровые устройства телевизора управляются микро-.-fBM. расположен ной в блоке управления.

В видеопроцессоре сигналы яркости и цветности разделяются с помощью цифровой фильтрации, обрабатываются по определенной программе и перед подачей на кинескоп обретают вновь свои первоначальный, аналоговый вид. Регу лировка уровней сигналов и режима работы кинескопа осуществляется автоматически с помощью микро ЭБМ

В процессоре блока отклонения корректируются ошибки, возникающие при перемещении луча по экрану, и производится управление устройствами, фор мирующими телевизионный растр. Звуковой процессор предназначен для вы деления и формирования сигналов зву кового сопровождения.

Цифровые узлы телевизора будут состоять из больших и сверхбольших ин тегральных микросхем, каждая из которых представляет собой законченное функциональное устройство. Хотя размеры их малы, каждая из них содержит тесятки тысяч транзисторов. Радиока

♦ 0 0 0 ( 1 0 0 1

22