Obrada digitalnog videosignala u televizijskim kamerama : magistarski rad - Jurić, Sanja; Grgić, Sonja (Zagreb : S. Jurić ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2005)
Uvođenje digitalne tehnologije u televizijske kamere se odvijalo sporije u odnosu na ostale dijelove televizijskog sustava jer su analogne kamere bile zadovoljavajuće kvalitete. Razvojem digitalne tehnologije se pojavila težnja da cijeli televizijski sustav postane digitalan te da se u njemu analogno-digitalna pretvorba provodi već u televizijskoj kameri kao izvoru videosignala. U radu je opisan postupak pretvorbe svjetlosti u videosignal u televizijskoj kameri koja je izvedena s poluvodičkim slikovnim senzorima, dan je pregled raznih tipova senzora te načini pretvorbe 16:9 formata slike u 4:3 i obrnuto. Objašnjeni su postupci obrade videosignala koji se još uvijek izvode analogno te postupak pripreme videosignala za analogno-digitalnu pretvorbu radi ograničenja dinamičkog opsega signala i smanjenja potrebnog broja bita za kodiranje. Razmotrena su dva važna parametra pri analogno-digitalnoj pretvorbi, a to su odabir frekvencije uzorkovanja i broj kvantizacijskih razina. Dan je pregled razvoja čipova za obradu digitalnog videosignala i opisani su postupci obrade videosignala koji se provode u digitalnom području, kao što su: korekcija detalja, korekcija boja, kompenzacija nelinearne prijenosne karakteristike katodne cijevi monitora, kompresija radi zaštite od preosvjetljenja. Opisane su prilagodbe komponentnog signala za izlaz prema sučeljima s televizijskom kamerom. Opisan je postupak kodiranja videosignala radi prijenosa do bazne stanice, a opisani su i pojedini formati snimanja na medij. Provedena su mjerenja parametara kvalitete videosignala na izlazu iz kamere slijedivši preporuke Europske udruge za radiodifuziju (EBU, European Broadcasting Union) te su analizirani mjerni rezultati. Prikazana je i usporedna analiza formata za snimanje komprimiranog digitalnog videosignala prema mjerenjima posebno formirane grupe za taj zadatak, EBU/SMPTE radna grupa. Grupa je udružila Europsku udrugu za radiodifuziju i američko Udruženje za pokretnu sliku i udrugu televizijskih inženjera (SMPTE, Society of Motion Picture and Television Engineers). Za spajanje u mrežu je bilo potrebno standardizirati format za razmijenu video i audio-sadržaja na osnovi datoteka. Dan je prikaz nastalog formata koji se zove MXF (Material Exchange Format).
KLJUČNE RIJEČI:
videosignal, kamera, slikovni senzor, element slike, digitalna obrada videosignala, korekcija detalja, gama korekcija, kompresija preosvijetljenog područja, mjerenja na kameri, formati snimanja videosignala.
Digital signal processing in television systems was lastly implemented in cameras, the reason being satisfying quality of analog cameras. Development of digital technology made it possible to digitise the whole television production chain and to put the analogue-to-digital conversion in the source of the videosignal. In this thesis the transformation of light in electrical signal, performed by Charge Coupled Device, is described. There is also an overview of sensor arhitecture and 16:9/4:3 transformation methods. A part of videosignal processing that is done analog, and also the preparation of the signal for A/D conversion by precompression process is explained. It is done to limit the wide dynamic range of Charge Coupled Device sensors and to accomodate signal to available number of bits. When considering analog-to-digital conversion, two important parameters are elaborated: sampling frequency and the number of quantising levels. Development overview of digital videosignal processing chips is given, as well as the analisys of digital processing like detail correction, matrixing, gamma correction and highlights compression. There is illustration of output signal coding and matrixing for various interfaces. Interconection between camera unit and base station, as well as various recording formats are described. Measurements on 14-bit digital signal processing cameras are done, based on EBU Tech. 3281 document, and the analisys of measurement results is performed. Part of the results for the compression of the Final Report of the EBU/SMPTE Task Force for Harmonized Standards for the Exchange of Television Programme Material as Bitstreams is given. This Task Force united European Broadcasting Union and american Society of Motion Picture and Television Engineers. Material eXchange Format for transfer of television material as files was described.
KEY WORDS :
videosignal, camera, Charge Coupled Device, picture element, digital videosignal processing, detail correction, gamma correction, highlights compression, camera measurements, videorecording formats.
Bibliografija str. 112-113.