BZTV_výpisky_2011

uku (v uvedených normách) je 242,1875
kHz (15,5 fR).
• Z důvodů potlačení interferencí se druhý zvukový signál vysílá s výkonem o 7 dB (5x) menším než je výkon
prvního zvukového signálu, který je o 13 dB (20x) menší než výkon obrazového signálu.
• Poměr výkonů zvukových signálů k výkonu obrazového signálu je tedy 1:20 a 1:100.
• Z důvodů kompatibility s TVP pro monofonní příjem zvuku se hlavní nosná moduluje signálem (L+R)/2 a
vedlejší nosná signálem R, kde L (left) a R (Right) jsou zvukové signály levého resp. pravého kanálu.
• V obou případech se používá kmitočtová modulace s maximálním kmitočtovým zdvihem ∆f = ± 30 kHz a
preemfází 50µs.









19. Teletext, základní pojmy, struktura stránky, struktura signálu, obvodové řešení dekodéru
• Teletext přenáší textové nebo jednoduché grafické informace pomocí digitálního signálu ve volných řádcích
půlsnímkového zatemňovacího intervalu televizního signálu.
• Informace vysílané v digitální formě jsou pouze adresou pro paměť (generátor znaků), která je součástí
dekodéru teletextu. V ní je uložena informace o tvaru požadovaného písmene, případně grafického znaku.
Tvar a typ písma závisí tedy na dekodéru teletextu (paměti resp. generátoru znaků).

• Teletext tvoří 8 stostránkových souborů nazývaných
magazíny, celkem 800 stránek. Stránky mají čísla od 100
do 899 (na stránce 100 je uveden obsah všech souborů).
Každá stránka může mít několik podstránek. S jejich
růstem se prodlužuje doba přístupu. Kratší dobu přístupu
lze dosáhnout využitím většího počtu řádků v
půlsnímkovém zatemňovacím intervalu.
• Systém umožňuje zobrazení textu buď samostatně nebo jeho současné zobrazení (prolnutí) s právě
přijímaným obrazovým signálem (programem).
• Každá strana textu má 25 řádků (viditelných). První řádek (záhlaví) má označení Y=0 nebo X/0 (X označuje
číslo souboru, tj. stovky stránek) a obsahuje informace: číslo stránky (zvolené a právě vysílané), program,
datum a čas. Následuje dalších 23 řádků pro přenos požadované informace. Poslední 25. řádek s označením
Y=24 nebo X/24 přenáší informace o stavu vysílání (status). Jsou to barevné údaje, které se využívají pro
rychlou volbu.
• Dále mohou být přenášeny tzv. „neviditelné řádky“ s označením X/26 (korekční informace) a X/27
(sdružení stránek).

Struktura stránky
• V každém řádku stránky je 40 znaků - znakových
obdélníků (odpovídá 40 µs z doby řádku). Pro zobrazení
textu je každý znakový obdélník tvořen maticí 12 x 10
bodů. Znak je vytvářen v matici 9 x 7 bodů, zbytek tvoří
okraje.
• Jeden řádek znakového obdélníku je tvořen dvěma
řádky televizního rozkladu (lichý a sudý řádek). Ve
svislém směru je textová stránka tvořena 500 televizními
řádky (250 lichého a 250 sudého půlsnímku).

Struktura signálu
• Teletextové informace se přenášejí v blocích. Jeden blok
přenáší informace pro dekodér (synchronizace) a informace o
zobrazení jednoho řádku (adresy znaků pro jeden řádek textu).
• Jednotlivé bloky se skládají ze 45 bytů (360 bitů). Úroveň
log. 0 odpovídá černé, tj. 0% jasové modulace a úroveň log. 1
odpovídá 66% jasové modulace.

Obvodové řešení dekodéru
• Vstupní videoprocesor VIP (Video Input Processor)
obsahuje interní oscilátor, který je synchronizován
signálem s kmitočtem 6,9375 MHz.
• Časovací procesor TIC (Timing Chain) generuje
synchronizační a řídicí signály pro činnost všech bloků
dekodéru (jsou závislé na ŘSI).
• Procesor pro zpracování teletextových bloků TAC
(Teletext Acquisition and control Circuit) identifikuje
byte FC, převádí byty ze sériového tvaru na paralelní,
kontroluje paritu a vyhodnocuje zabezpečení
Hammingovým kódem. Výsledkem činnosti obvodu je
zápis teletextových dat do paměti RAM.
• Stránková paměť RAM. Její organizace vyžaduje 5-ti bitovou adresu řádků (25. řádků, tj. 0 až 24) a 6-ti
bitovou adresu sloupců (40 sloupců, tj. 0 až 39). Adresa tedy obsahuje 11 bitů (A0 až A10).
• Obrazový procesor TROM (Teletext Read Only Memory) obsahuje generátor alfanumerických znaků a
generátor grafiky. V jeho výstupním bloku jsou generovány signály, kterými jsou řízeny koncové obrazové
zesilovače TVP.

20. Blokové schéma televizního přijímače s analogovým zpracováním signálu, popis funkce
bloků


• K anténnímu vstupnímu konektoru (75Ω nesymetricky) jsou připojeny ochranné diody proti přepětí a
odlaďovače nežádoucích pásem a kmitočtů.
•Dolní a horní propusti sestavené z pasivních prvků oddělí kmitočtová pásma VHF a UHF.• V obou pásmech
je signál selektivně zesílen a přiveden do směšovače, na jehož druhý vstup se přivádí signál fks z
kmitočtového syntezátoru. Na výstupu směšovače je signál mezifrekvenční fmf.
• Z důvodů snazšího přeladění je VHF pásmo rozděleno na subpásma označovaná VHF I, VHF II a VHF III.
Laděné obvody se přepínají pomocí spínacích diod.
• V případě používání pásma VHF jsou obvody pásma UHF odpojeny od napájecího napětí a naopak.
• V závislosti na velikosti přijímaného signálu jsou řízena zesílení obou zesilovačů VHF i UHF signálem
AGC (Automatic Gain Control) vytvářeným v obvodech za obrazovým demodulátorem.
• Napěťové zesílení vstupního dílu je v rozmezí 10 až 20 (20 dB až 26 dB). Musí být zpracovány signály od
10 µV(z antény při dálkovém příjmu) až po desítky mV (zásuvka kabelového rozvodu).
• Ladění rezonančních obvodů vf zesilovačů se provádí pomocí varikapů. Potřebné ladicí napětí se
vytváříkmitočtovou nebo napěťovou syntézou.
• V moderních TVP se používá pouze kmitočtová syntéza. Využívá principu fázového závěsu.








21. Signálové obvody TVP (vstupní díl, mf. obrazový zesilovač, obrazové zesilovače)
Paralelní zpracování zvuku.
• Nejdokonalejší způsob zpracování zvuku. Vyžaduje však velice stabilní oscilátor ve vstupním dílu TVP.
Sebemenší odchylka kmitočtu oscilátoru (mikrofonie, nestabilní ladicí napětí apod.) způsobí zkreslení zvuku.
Nelze použít ani dolaďování kmitočtu oscilátoru. Dnes se již uvedený způsob nepoužívá.

Mezinosné zpracování zvuku
• V mf obrazovém zesilovači se zesiluje mezifrekvenční obrazový i zvukový signál. Na nelinearitě diody se
vytvoří kombinační kmitočty, ze kterých se vybere rozdílový produkt fmfz2 = fmfo –fmfz1 = 6,5 MHz
(normy D, K). Druhá mezifrekvence zvuku NEZÁVISÍ na kmitočtu oscilátoru nebo kmitočtového syntezátoru
ve vstupním dílu TVP. Její přesnost a stabilita závisí na přesnosti a stabilitě kmitočtu nosné obrazu a zvuku ve
vysílači.
• Nevýhodou uvedeného způsobu zpracování zvuku je vznik intermodulačních produktů a tzv. „mezinosné
bručení“ vznikající v důsledku zmenšení nosné obrazu, případně jejího vymizení při přemodulování vysílače.
Další nevýhodou je nutnost potlačení nosné zvuku o 20 dB vůči nosné obrazu.

Kvaziparalelní zpracování zvuku
• Spojuje výhody obou předchozích způsobů. Ihned za vstupním dílem je signál rozdělen pomocí PAV filtrů
(mohou být i v jednom pouzdře) do dvou oddělených cest. V současné době nejrozšířenější způsob.

Mezifrekvenční obrazový zesilovač
• Podle způsobu zpracování zvukového signálu, může mezifrekvenčním
obrazovým zesilovačem (OMF) procházet nejen mf obrazový, ale i mf
zvukový signál. Podle toho se liší i zapojení OMF zesilovačů, především
jejich křivka selektivity

• Potřebná selektivita OMF zesilovače se obecně zajišťuje pomocí filtru
se soustředěnou selektivitou. V dnešní době se používají téměř výhradně
filtry s povrchovou akustickou vlnou (PAV, SAW).
• Z pohledu obrazového signálu se OMF zesilovač podílí téměř 90% na
výsledné citlivosti a selektivitě TVP.
• Volba obrazové mezifrekvence byla zvolena jako kompromis mezi
nízkými kmitočty vhodnými pro návrh tranzistorových zesilovačů
(diferenčních stupňů v integrovaných obvodech) s dostatečným zesílením a vyššími kmitočty, při kterých se
zvětšuje odolnost TVP vůči zrcadlovým kmitočtům. Proto byly stanoveny optimální hodnoty obrazové
mezifrekvence 38 MHz (normy D,K) a 38,9 MHz (normy B,G).






22.Pomocné obvody TVP(dálkové ovládání, obvody CTI)

Dálkové ovládání
• Nejjednodušší způsob umožňuje přenos pouze 64 povelů (6
bitové slovo). Jednotlivé bity jsou vyjádřeny délkou mezery
mezi impulzy, log.1 mezerou 7,168 ms, log.0 mezerou 5,12
ms. Impulzy jsou tvořeny impulzním signálem s opakovacím
kmitočtem 35,714 kHz (perioda 28 s).
• Na začátku každého slova se vysílá log.0, mezera mezi
slovy je dvojnásobkem mezery pro log.1, tj. 14,336 ms.
• Univerzální dálková ovládání využívají rozšíření vysílaného slova o bity určující adresu ovládaného
zařízení.
• Jedno slovo se skládá ze 14 bitů (2 startovní, 1 kontrolní, 5 určuje adresu zařízení, 6 definuje povel).
• Odstup mezi vysílanými slovy je 113,778 ms, bitová perioda je 1,77 ms a impulzový signál má periodu
27,778 µs, tedy kmitočet cca 40 kHz.
• Nástupná hrana signálu uprostřed periody
odpovídá log.1, sestupná hrana log.0.

Obvody CTI

23.Základní principy digitalizace signálů, doporučení ITU-R 601, formáty vzorkování signálů








Doporučení CCIR ITU-R 601



Formáty vzorkování signálů
•Kromě formátu 4:2:2 (ITU-R 601) se užívají i jiné formáty.• Při
přenosu ve studiu se používá formát 4:4:4, který má stejný počet vzorků
pro jasovou i chrominanční složky. Vzorky se vyjadřují 10 bity.
• Při komprimovaném zpracování digitálního signálu se může použít
formát 4:2:0, při kterém se vzorkování chrominančních signálů
vynechává ob řádek.
• V úsporném formátu SIF 4:2:0 (Source of Input Format), který používá
standard MPEG-1, je počet aktivních řádků zmenšen na polovinu
vynecháním 2. půlsnímku. Dále je signál podvzorkován na polovinu v
horizontálním směru. Poněvadž u formátu 4:2:0 je počet vzorků chrominančních signálů dvakrát menší než
jasových, a to v obou směrech, je navíc ještě zmenšen počet chrominančních vzorků na polovinu vynecháním
řádků.

24.Transformační kódování, systémy DVB(DVB-T, DVB-C, DVB-S)

• Pro komprimaci digitálního signálu se využívá
transformačního kódování. Jeho úkolem je převést hodnoty
vzorků navzájem závislých (korelovaných) na jiné hodnoty
vzorků na sobě nezávislých (nekorelovaných). Počet nových
vzorků (nenulových), tzv. frekvenčních koeficientů, je menší
než počet vzorků původních.
• Používá se diskrétní kosinová transformace DCT, kterou lze
odvodit z Fourierovy transformace vhodnou substitucí.
• Nejúčinnější transformací z pohledu nejmenší rozlohy
výsledné matice frekvenčních koeficientů je transformace
Karhunen-Loeveho, využívající statistické vlastnosti signálu
určeného k transformaci, tj. měnící své transformační jádro
podle obsahu signálu. Výpočet koeficientů je však náročný.
• Walshova-Hadamardova pravoúhlá transformace nepoužívá
goniometrické funkce, ale pravoúhlé průběhy se stejnou
velikostí. Koeficienty se počítají pouhým sčítáním na rozdíl od násobení u goniometrických transformacích.


Systémy DVB




25.Zdrojové kódování obrazových signálů (JPEG – bloková schémata kodéru a dekodéru, popis
činnosti, DCT).
• Používá se ke komprimaci signálů statických obrazů. Řada dílčích kroků zpracování signálů je stejná i pro
soustavy MPEG-1 a MPEG-2.
•Používá formát vzorkování signálu JPEG 4:2:0 (změna polohy chrominančních vzorků).











26.Zdrojové kódování obrazových signálů (JPEG – kvantizační tabulky, prahování, vyčítání
koeficientu cik-cak, kódování VLC
• Kvantizační tabulky pro jasový a chrominanční signál jsou různé.
Získávají se empiricky. U soustavy JPEG nejsou tabulky standardizovány a
jejich obsahem lze měnit kvalitu přenášeného obrazu, resp. účinnost
komprimace (u MPEG-1 a MPEG-2 se jejich druh uvádí v záhlaví každého
snímku).
• Čísla matice frekvenčních koeficientů se dělí odpovídajícími čísly
kvantizační tabulky. Výsledné kvantované koeficienty se zaokrouhlují na
nejbližší celá čísla.
• Procesem prahování se zanedbávají všechny frekvenční koeficienty menší
než zvolená prahová hodnota. Uvedený proces je nevratný a tedy ztrátový.
• Po kvantování a prahování se frekvenční koeficienty čtou z matice podle
úhlopříčky (cik-cak). Uvedený způsob s výhodou odpovídá postupnému zmenšování hodnot koeficientů se
zvyšující se frekvencí. Od jistého koeficientu obsahuje sériový tok dat již samé nuly.
• Stejnosměrný koeficient se přenáší samostatně jako diference mezi stejnosměrnou hodnotou koeficientu
právě kódovaného bloku a předchozího bloku.
• Sled frekvenčních koeficientů je podroben entropickému kódování – kódování s proměnnou délkou slova
(VLC – Variable Length Coding),
• Kódují se skupiny skládající se z určitého počtu po sobě jdoucích nulových koeficientů a prvního
nenulového koeficientu. První symbol obsahuje údaj o počtu nul (délka běhu – Run Length) a počtu bitů
potřebných pro kódování nenulového koeficientu. Druhý symbol vyjadřuje velikost nenulového koeficientu.



















27.Zdrojové kódování obrazových signálů (MPEG1 – blokové schéma kodéru, popis činnosti,
snímky I,P,B, vektory pohybu)
• Kromě postupů, které využívá standard JPEG,
používá MPEG-1 navíc pro redukci časové
redundance diferenční pulzní kódovou modulaci
DPCM s predikcí a vektory pohybu.
• Pomocí DPCM je vytvářena předpověď mezi
snímky (Inter Frame). Vytváří se rozdíl v
hodnotách vzorků mezi právě kódovaným snímkem
a předchozím snímkem, a to na úrovni makrobloků.
• Snímek vytvořený jako rozdíl právě kódovaného a
předchozího snímku se označuje snímek P (Predict)
a predikce (předpověď) se nazývá dopřednou. Při
zpětné predikci je snímek P vytvořen jako rozdíl
následujícího a právě kódovaného snímku (snímky je však třeba „přeskládat“ a mít uloženy v paměti). Obě
predikce se označují jako jednosměrné a lze jimi dosáhnout komprimace až 2:1.
• Větší komprimace, až 8:1, lze dosáhnout obousměrnou predikcí. Snímek označovaný B (Bidirectional) je v
takovém případě kódovaný rozdílem právě kódovaného snímku a aritmetického průměru předchozího a
následujícího snímku (referenční snímky).
• Všechny přenášené snímky však nemohou být predikované. Dekodér musí mít po určité době možnost začít
dekódovat signál z výchozího stavu (např. při zapnutí TVP, při přepnutí programu). Proto jsou snímky
sestaveny do po sobě následujících skupin snímků GOP (Group Of Pictures), na jejichž začátku (nebo po
určité době) se přenáší snímek I (Intra frame), který je bez predikce a zpracovává se přímo FDCT.
• Doba opakování snímku I byla stanovena jako kompromis mezi dostatečnou komprimací (snímky I by se
měly opakovat po delší době) a rychlým přístupem k dekódovanému signálu (snímky I by se měly opakovat
po kratší době). Obvykle je skupina GOP tvořena 12 snímky (algoritmus je stanoven v kodéru), takže doba
opakování snímku I je: 12 . 40 ms = 480 ms = cca 0,5 s.
• Predikční kódování je bezeztrátové. Spolu s transformačním kódováním tvoří hybridní komprimační
kódování.

Otázka za 5b: napsat posloupnost sledu přenosu!!












Vektory pohybu
• Ještě větší komprimace signálu lze dosáhnout tzv. kompenzací pohybu. Využívá se toho, že sousední snímky
jsou si značně podobné (kromě střihu), obsahují prakticky stejné objekty, ale v jiných polohách.
• Vytváření snímku P pomocí vektoru pohybu. Pro každý blok právě kódovaného snímku se prohledává tzv.
vyhledávací prostor (± 15,5 obrazových bodů ve vodorovném směru a ± 7,5 bodů ve svislém směru) v
předchozím snímku a zkoumá se, zda se bloky svým obsahem shodují. Pokud ano, je souřadnicemi x, y určen
tzv. vektor pohybu. Stanovení vektoru pohybu se provádí současně pro jasový signál i oba chrominanční
signály. Oběma signálům přísluší jeden společný vektor pohybu.
• Stanovení vektorů pohybu spolu s výpočtem koeficientů DCT patřík nejnáročnějším operacím a z hlediska
hardwaru jsou nejnákladnější.
• Pokud se najde v předchozím snímku odpovídající makroblok, jsou přenášeny pouze souřadnice vektoru
pohybu, a to v záhlaví makrobloku (přídavná řídicí data).
• U statického obrazu jsou rozdíly v hodnotách vzorků makrobloků nulové a rovněž vektory pohybu jsou
nulové.
• V případě, že není nalezen přesně stejný makroblok, je povolena určitá nepřesnost (rozdíl součtů vzorků
obou makrobloků) a přenáší se pouze souřadnice vektoru pohybu. Jestliže i tato nepřesnost je překročena,
vytváří se rozdílový makroblok, který se běžně zpracuje (FDCT atd.). S ním jsou přenášeny i souřadnice
optimálního vektoru pohybu. Je-li překročena horní hranice povolené nepřesnosti, upouští se od přenosu
pomocí vektoru pohybu a makroblok se kóduje jako snímek I (stejnosměrné i střídavé koeficienty se přenáší
ihned za sebou).
• Nenajdou-li se v obou snímcích určených k predikci stejné nebo málo se lišící makrobloky, může kodér
zvolit pouze jednosměrnou predikci, případně predikci nepoužít vůbec.
• Pro snímky I resp. snímky P a B se používají různé kvantizační tabulky (liší se rovněžpro JPEG a MPEG).

28.Zdrojové kódování obrazových signálů (MPEG2 – úrovně a profily, půlsnímkový a
celosnímkový mód)


















29.Zdrojové kódování obrazových signálů(MPEG-4 AVC – blokové schéma kodéru, popis
funkce, různý tvar a velikost bloků)

• Standard označovaný také MPEG-4 part 10 nebo podle ITU také H.264/AVC, byl schválen v roce 2003.
Vytvořila jej skupina JVT (Joint Video Team), která vznikla spojením skupiny MPEG (ISO/IEC) a skupiny
VCEG (Video Coding Experts Group, ITU-T).
• Cílem prací bylo vytvoření standardu s účinnější kompresí ve srovnání s předchozími standardy MPEG-2,
MPEG-4 apod.
•Je předurčen pro televizní standardy HDTV, DVB-H aj.
• Pro stejnou kvalitu obrazu je pomocí MPEG-4 AVC docíleno až 60% úspory bitového toku ve srovnání s
MPEG-2.
• Využívá popsaných principů MPEG-2, doplněných řadou dílčích vylepšení,
z nichž nejdůležitější jsou:
různý tvar a velikost bloků pro pohybovou kompenzaci (stromová struktura),
interpredikce a intrapredikce,
celočíselná transformace odvozená z DCT (4x4 body),
filtr pro potlačení blokové struktury,
vylepšené entropické kódování VLC pod označením a CABAC

Odhad pohybu – Vytvoření pohybových vektorů na
základě porovnání aktuálního
a referenčního snímku.
Kompenzace pohybu – Aplikace pohybových vektorů
na referenční snímek.
Transformace – Celočíselná DCT, Hadamardova
transformace.
Kvantování - Dělení matice frekvenčních koeficientů
kvantizační maticí.

Inverzí kvantování, inverzní transformace – Rekonstrukce rozdílového snímku, zpětné násobení
kvantované matice a zpětná transformace DCT-1.
Entropické kódování – „Cik cak“ čtení frekvenčních koeficientů a následné kódování.
Přeskládání – Prohození rozdílových snímků pro správné dekódování na straně přijímače.
Filtr – Rekonstrukční filtr vyhlazuje ostré přechody mezi pixely.

Různý tvar a velikost bloků
Základním formátem vzorkování je formát 4:2:0, standard však podporuje i formáty jiné.

• Obraz je rozdělen na makrobloky, jejichž části (jasová i obě
chrominanční) mohou být rozděleny na bloky s různými tvary a
velikostmi (celkem 7 různých tvarů - subbloky, subčásti) – stromová
struktura poh