ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Ανάλυση Διατάξεων Εκπομπής σε Συστήματα Ψηφιακής Τηλεόρασης Υψηλής Ευκρίνειας Φλώρος Άγγελος ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Θεσσαλονίκη, Ιούνιος 2010
Περιεχόμενα. Η ιστορία της Ελληνικής Τηλεόρασης. Αναλογική Τηλεόραση (Περιγραφή και Ανάλυση). Ψηφιακή Τηλεόραση (Περιγραφή και Ανάλυση). Συμπεράσματα.
Η ιστορία της Ελληνικής τηλεόρασης. Το 1951 η Ελληνική τηλεόραση κάνει την εμφάνιση της με την ίδρυση και λειτουργία ραδιοτηλεοπτικών σταθμών των Ενόπλων Δυνάμεων. Το 1961 ο πρώτος πειραματικός σταθμός Ελληνικής τηλεόρασης λειτούργησε στη Θεσσαλονίκη από τη ΔΕΗ στα πλαίσια της Διεθνούς Έκθεσης Θεσσαλονίκης. Στις 23 Φεβρουαρίου 1966 γίνεται η επίσημη έναρξη της Ελληνικής κρατικής τηλεόρασης. Από το 1989 έως 1999 εμφανίζονται τα ιδιωτικά κανάλια, τα συνδρομητικά και η ψηφιακή δορυφορική τηλεόραση (Nova). Η Επίγεια Ψηφιακή Τηλεόραση (DVB-T) από της 24 Σεπτεμβρίου 2009 κάνει την πρώτη εκπομπή ψηφιακού σήματος στον Κορινθιακό κόλπο. Επίσης στις 14 Ιανουαρίου 2010, ξεκίνησε η εκπομπή ψηφιακού σήματος στην περιοχή της Θεσσαλονίκης, από τα κέντρα εκπομπής Χορτιάτη και
Έγχρωμοι τηλεοπτικοί δέκτες και μόνιτορς. Ο Τηλεοπτικός Δέκτης (οικιακής χρήσης), αποτελείται από: Ένα σύστημα οθόνης (καθοδικός σωλήνας). Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα παραγωγής της εικόνας. Τα κυκλώματα για την επιλογή του εκπεμπόμενου σήματος. Τα κυκλώματα αποκωδικοποίησης του σήματος βίντεο και του ήχου. Τα κυκλώματα ενίσχυσης και τα μεγάφωνα. Το μόνιτορ έχει σχεδιαστεί για να καλύπτει επαγγελματικές ανάγκες παραγωγής και εκπομπής τηλεοπτικού υλικού. Σκοπός ενός μόνιτορ είναι να μετατρέπει το σήμα βίντεο σε αισθητά υψηλή ποιοτικά εικόνα.
Φώραση οπτικού σήματος. Πρακτικό κύκλωμα οπτικού φωρατή Ο φωρατής εικόνας εκτός από φώραση εκτελεί και μίξη. Φέρον εικόνας 38.9 MHz - Φέρον κύμα ήχου 33.4MHz = 5,5 MHz Αυτή η ταλάντωση (5,5 MHz) διατηρεί την διαμόρφωση συχνότητας που είχε το αρχικό φέρον ήχου και τη διαμόρφωση πλάτους που είχε το αρχικό φέρον εικόνας.
Το σήμα Φωτεινότητας (Y) που αντιστοιχεί στην εικόνα ελέγχου με χρωματιστές λωρίδες. Το σήμα (Y) δίνεται από την εξίσωση: ( ΕY = 0.3*Ε R + 0.59*Ε G + 0.11*Ε Β.) Για την λευκή ράβδωση έχουμε: Ε R =ΕG=Ε Β = 1 V άρα Ε Y = 1 V (μεγαλύτερή διεύρυνση) Σήμα φωτεινότητας κατά την διάρκεια μιας γραμμής με θετική πολικότητα
Η αρχή λειτουργίας της φωτογραφικής λυχνίας στην έγχρωμη τηλεόραση. Γενικό διάγραμμα με τα βασικά μέρη της έγχρωμης κάμερας τηλεόρασης με τρείς εικονολήπτες (κεφαλές).
Ο καθοδικός σωλήνας Τρίνιτρον (Trinitron). Ο σωλήνας Τρίνιτρον, έχει τους φωσφόρους χρώματος διατεταγμένους σε λεπτές κατακόρυφες λωρίδες. α) Το πλέγμα σχισμών και β) Το μωσαϊκό της οθόνης Trinitron
Το ηλεκτρονικό πυροβόλο της Τρίνιτρον. Απλοποιημένο σχέδιο μονάδας πυροβόλου της Τρίνιτρον
Η έγχρωμη οθόνη LCD. Στις έγχρωμες οθόνες κάθε εικονοστοιχείο (pixel) αποτελείται από τρεις ανεξάρτητες διατάξεις υγρών κρυστάλλων.
Οθόνες Πλάσματος. Κάθε σημείο της οθόνης πλάσματος στηρίζεται στην αρχή της φωτοβολίας φωτός. Το αέριο (ξένο συνήθως), βρίσκεται σε χαμηλή πίεση. Μετατρέπεται σε ενεργό (πλάσμα) από ένα ηλεκτρικό φορτίο. Το φορτισμένο αέριο ελευθερώνει υπεριώδες φως.
Τα στάδια της ψηφιοποίησης του σήματος βίντεο. Η μετατροπή ενός σήματος από αναλογικό σε ψηφιακό απαιτεί τρία βασικά στάδια : Δειγματοληψία (sampling) Κβαντοποίηση (quantization) Κωδικοποίηση (coding) Στάδια ψηφιακής μετάδοσης σήματος βίντεο
Συμπίεση ψηφιακού τηλεοπτικού σήματος. Τεχνολογίες ψηφιακής συμπίεσης
Το πρότυπο συμπίεσης MPEG 2. Το MPEG 2 αποτελείται από 3 μέρη : το σύστημα, την εικόνα και τον ήχο. Η διαδικασία της συμπίεσης έχει τα παρακάτω στάδια: α) Το στάδιο της διαίρεσης της εικόνας σε macroblocks β) Το στάδιο του διακριτού μετασχηματισμού συνημίτονου DCT γ) Το στάδιο κβαντοποίησης και κωδικοποίησης.
Ο ψηφιακός τηλεοπτικός δέκτης MPEG 2. Διάγραμμα βαθμίδων ενός ψηφιακού τηλεοπτικού δέκτη
Βασικά χαρακτηριστικά MPEG 4. Τα κύρια χαρακτηριστικά του που διαφέρουν από τις προηγούμενες εκδόσεις είναι: Αποδοτική συμπίεση προοδευτικών ακολουθιών video. Κωδικοποίηση αντικειμένων video. Ικανοποιητικός έλεγχος των δεδομένων μετάδοσης. Κωδικοποίηση κινούμενων οπτικών αντικειμένων. Συμπίεση υφής και κωδικοποίηση ειδικών οπτικών εφαρμογών.
Εφαρμογές MPEG 4. Οι βασικές εφαρμογές του πρότυπου MPEG 4 είναι: Μετάδοση πραγματικού χρόνου. Μετάδοση video σε φορητές συσκευές. Διαδραστική τηλεόραση. Διαδραστικές αγορές. Εκπαίδευση εξ αποστάσεως.
Συμπεράσματα. Με την είσοδο της ψηφιακής τεχνολογίας στην τηλεοπτική τεχνική έχουμε: Μικρή ευαισθησία των ψηφιακών σημάτων στο θόρυβο. Περισσότερες δυνατότητες για την επεξεργασία τους. Με την χρήση του προτύπου MPEG 4 παρέχονται τα τεχνολογικά στοιχεία: Για την ολοκλήρωση της παραγωγής της διανομής και της πρόσβασης σε περιεχόμενα βίντεο στην Ψηφιακή Τηλεόραση. Με την Ψηφιακή Τηλεόραση θα έχουμε: τέλεια λήψη σήματος θα απολαμβάνουμε αψεγάδιαστη εικόνα ήχο χωρίς απώλειες και την χρήση ηλεκτρονικού οδηγού προγράμματος.