Цифровая обработка ТВ сигналов. Часть 2. Бобрешов А.М - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
5. Цифровая фильтрация
С помощью цифровой фильтрации (ЦФ) в телевидении решаются такие
важные задачи, как уменьшение влияния шумов и помех, разделения сигналов
яркости и цветности, повышения субъективного качества изображения и т . д.
В основе цифровой фильтрации цифровых сигналов, в частности,
телевизионных, лежит принцип взаимодействия сигналов, задержанных
относительно друг друга. Кроме того , он может быть расширен за счет
включения в схему нескольких каскадов задержки.
На рис.5.1 показан простейший вариант схемы аналогового ФНЧ, и его
воздействие на форму сигнала прямоугольной формы. Как видно из рисунка ,
фронт выходного сигнала более пологий , чем входного . Здесь также
представлена частотная характеристика аналогового ФНЧ. В цифровых схемах
отсутствуют такие элементы , как конденсаторы или индуктивности, которые
могут использоваться для изменения частотной характеристики.
На рис.5.2 показана блок-схема ЦФ функции которого расширены за счет
включения нескольких каскадов задержки. Используя сочетание сумматора и
переменных коэффициентов умножения , можно получить очень гибкий способ
фильтрации сигнала, когда форма характеристики фильтра может изменяться в
весьма широких пределах. Еще одним преимуществом, по сравнению с
аналоговым фильтром, является то , что в области цифровой обработки
сигналов подобный метод фильтрации обретает возможность программисту
микропроцессорной техники перевести описание функций преобразования в
микропроцессорный код для выполнения его интегральной микросхемой
микроконтроллера, специально предназначенного для применения в области
обработки видеосигналов. Это позволяет простым перепрограммированием
коэффициентов в каскадах умножителя можно реализовать совершенно разные
фильтры . Более того , если такое перепрограммирование происходит в
реальном времени , получается адаптивный фильтр, подстраивающийся
согласно требованиям конкретного момента, что удобно для сжатия сигнала и
подавления шума.
При решении вышеперечисленных задач используется как одномерная,
так и двумерная (пространственная ) фильтрации [1].
В одномерном случае ЦФ заключается в преобразовании
последовательности отсчетов x(i) входного сигнала в последовательность
отсчетов y(i) выходного сигнала по общей формуле [1]
t
t
C
R
Вх.
Вых.
Рис.5.1. Принцип работы аналогового
RC
-
ф
                                              4
5. Ц ифроваяфил ьтрация
         С по м о щ ью цифро во й фильтрации (Ц Ф ) в телевидении решаю тся такие
важны е задачи, как у м еньшение влияния шу м о в и по м ех, разделения сигнало в
ярко сти и цветно сти, по вы шения су бъективно го качества изо бражения и т.д.
         В о сно ве цифро во й фильтрации цифро вы х сигнало в, в частно сти,
телевизио нны х, лежит принцип взаим о дей ствия сигнало в, задержанны х
о тно сительно дру г дру га. К ро м е то го , о н м о жет бы ть расширен за счет
вклю чения в схем у неско льких каскадо в задержки.
         Н а рис.5.1 по казанпро стей ший вариант схем ы анало го во го Ф Н Ч, и его
во здей ствие на фо рм у сигнала прям о у го льно й фо рм ы . К ак видно из рису нка,
фро нт вы хо дно го сигнала бо лее по ло гий , чем вхо дно го . Здесь также
представлена часто тная характеристика анало го во го Ф Н Ч. В цифро вы х схем ах
о тсу тству ю т такие элем енты , как ко нденсато ры или инду ктивно сти, ко то ры е
м о гу т испо льзо ваться для изм енения часто тно й характеристики.
         Н а рис.5.2 по казана бло к-схем а Ц Ф ф у нкции ко то ро го расширены за счет
вклю чения неско льких каскадо в задержки. И спо льзу я со четание су м м ато ра и
перем енны х ко эффициенто в у м но жения, м о жно по лу чить о чень гибкий спо со б
фильтрации сигнала, ко гда фо рм а характеристики фильтра м о жет изм еняться в
весьм а широ ких пределах. Е щ е о дним преим у щ ество м , по сравнению с
анало го вы м фильтро м , является то , что в о бласти цифро во й о брабо тки
сигнало в по до бны й м ето д фильтрации о бретает во зм о жно сть про грам м исту
м икро про цессо рно й техники перевести о писание фу нкций прео бразо вания в
м икро про цессо рны й ко д для вы по лнения его интегрально й м икро схем о й
м икро ко нтро ллера, специально предназначенно го для прим енения в о бласти
о брабо тки видео сигнало в. Э то по зво ляет про сты м перепро грам м иро ванием
ко эффициенто в в каскадах у м но жителя м о жно реализо ватьсо вершенно разны е
фильтры . Бо лее то го , если тако е перепро грам м иро вание             про исхо дит в
реально м врем ени, по лу чается адаптивны й фильтр, по дстраиваю щ ий ся
со гласно требо ваниям ко нкретно го м о м ента, что у до бно для сжатия сигнала и
по давления шу м а.


         R
                                       В х.                         В ы х.

             C

                                                       t                       t
                  Рис.5.1. П ринцип рабо ты анало го во го RC-ф ильтра

       П ри решении вы шеперечисленны х задач испо льзу ется как о дно м ерная,
таки дву м ерная (про странственная ) фильтрации [1].
       В     о дно м ерно м    слу чае Ц Ф       заклю чается  в прео бразо вании
по следо вательно сти о тсчето в x(i) вхо дно го сигнала в по следо вательно сть
о тсчето в y(i) вы хо дно го сигнала по о бщ ей фо рм у ле [1]

Страницы