Методические указания по выполнению практических работ для студентов очной формы обучения на базе среднего (полного) общего образова - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические указания для студентов заочной формы обучения по экономическим... 3 554.22kb.
Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов... 1 94.84kb.
Методические указания для контрольных работ №1 и 2 «Вычислительная... 5 386.79kb.
Методические указания по выполнению технико-экономического обоснования... 1 30.55kb.
Методические указания к курсовой работе для студентов направления... 1 570.55kb.
Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «Криминология» (опд. 17 2484.79kb.
Учебно-методические указания к выполнению практических работ и рабочие... 2 211.31kb.
Методические указания для студентов 3-6 курсов очной и заочной форм... 1 202.36kb.
Методические указания по выполнению лабораторных работ адсорбционная... 1 173.96kb.
Рабочая программа по истории для 10-11 классов 1 464.61kb.
Программа среднего (полного) общего образования по мировой художественной... 1 169.63kb.
Управление Памятью 4 481.17kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Методические указания по выполнению практических работ для студентов очной формы - страница №1/1

Федеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)


uisi_logo

В.Т. КУАНЫШЕВ

ФОРМИРОВАНИЕ И ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗВУКОВЫХ И

ВИДЕОСИГНАЛОВ
Методические указания по выполнению практических работ

для студентов очной формы обучения

на базе среднего (полного) общего образования,

обучающихся по направлению подготовки бакалавра

210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

(профиль «Цифровое телерадиовещание»)

в соответствии с требованиями ФГОС ВПО 3 поколения

Екатеринбург

2012
УДК 621.397.42

ББК 32.940.1


Рецензент: Рецензент:доцент кафедры ММС, к.т.н., доцент В.В. Логинов.

КуанышевВ.Т.

Формирование и первичная обработка звуковых и видеосигналов:Методические указания по выполнению практических работ/ В.Т. Куанышев. – Екатеринбург: УрТИСИФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2012 - 18с.

Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Формирование и первичная обработка звуковых и видеосигналов» предназначены для студентов очной формы обучения на базе среднего (полного) общего образования, обучающихся по направлению подготовки бакалавра 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (профиль «Цифровое телерадиовещание»).

Методические указания содержат задания для выполнения практических работ в соответствии с рабочей программой дисциплины, перечень вопросов к экзамену по дисциплине, список рекомендуемых источников.

Рекомендовано НМС УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» в качестве методических указаний по выполнению практических работ по дисциплине «Формирование и первичная обработка звуковых и видеосигналов» для студентов очной формы обучения на базе среднего (полного) общего образования, обучающихся по направлению подготовки бакалавра 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» (профиль «Цифровое телерадиовещание»)в соответствии с требованиями ФГОС ВПО 3 поколения.

УДК 621.397.42

ББК 32.940.1




Кафедра мультимедиа и мобильных систем


УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2012


СОДЕРЖАНИЕ


Пояснительная записка

4

Перечень практических работ

5

Практическая работа 1

6

Практическая работа 2

8

Практическая работа 3

10

Практическая работа 4

12

Практическая работа 5

14

Практическая работа 6

16

Список литературы

18















ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Проведение практических занятий предусматривает закрепление теоретических знаний курса «Формирование и первичная обработка звуковых и видеосигналов» и получение необходимых навыков:

- применять на практике методы анализа и расчета основных функциональных узлов камер и устройств;

- разрабатывать и обосновывать схемы аппаратуры и устройств формирования и первичная обработка видеосигналов с учетом их места в системах цифрового телевидения, условий эксплуатации, включая требования экономики, охраны труда;

- выбирать элементную базу для устройств первичной обработки формируемого ТВ сигнала;

- осуществлять схемотехническое проектирование разрабатываемых аппаратных комплексов, узлов и цифровых устройств формирования и первичной обработки ТВ сигнала и цифрового сигнала ЗВ сопровождения, сигналов для цифрового радиовещания;

- проводить натурный эксперимент по измерению основных показателей и характеристик аппаратуры формирования и их функциональных узлов.

Перед выполнением практических работ необходимо повторить материалы курса лекций и изучить литературу, рекомендованную к данной практической работе. Выполнение работ следует производить с пояснениями, расчетами, приводить формулы и графики, пояснять значения символов в них. В конце каждого задания необходимо делать вывод. Вариант задания или задачи определяется студентом согласно последней цифре номера в студенческом билете.

Защита практической работы проводится индивидуально – в устной форме. Вопросы для защиты представлены в содержании каждой практической работы. По результатам защиты выставляется оценка.

На проведение практических работ в соответствии с программой учебной дисциплины отводится 12 учебных часов для студентов на базе среднего (полного) общего образования. Объем часов, отведенных на проведение каждой работы, а также ее тема указаны в таблице.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ




Перечень практических работ

Количество часов

1

Расчет параметров оптической системы видеокамеры

2

2

Анализ характеристик искажений в передающей телекамере


2

3

Расчет параметров устройств первичной обработки сигналов видеокамеры

2

4

Анализ структуры и искажений дискретизации ТВ сигнала

2

5

Расчет параметров квантирования ЗВ сигнала

2

6

Анализ зарубежных стандартов ЗВ вещания

2




Итого:

12


ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1

Расчет параметров оптической системы видеокамеры
1 Цель работы:

  1. Понять общие принципы теории и построения оптических систем видеокамер и ход пучков света в них.

  2. Уметь проводить геометрические преобразования в оптических системах.

  3. Уметь проводить оценочные расчеты энергетических преобразований в оптических системах.

  4. Разбираться в основных параметрах оптической системы: глубина изображения, разрешающая способность объектива, изменяемое и фиксированное фокусное расстояние.


2 Подготовка к работе:

2.1Подготовить учебный материал по темам «Элементы теории оптических систем», «Геометрические и энергетические преобразования в оптических системах» [1,2].

2.2Используя методические рекомендации по изучаемой теме разобрать принцип построения оптических систем видеокамеры.

2.3 По учебным материалам и рекомендованной литературе изучить геометрические и энергетические преобразования в оптических системах и основные оптические параметры.


3 Задание:

3.1Наименование работы.

3.2 Цель работы.

3.3Краткое описание оптических систем видеокамер с отображением геометрических преобразований пучка света в системе.

3.4 Краткое описание оптических систем видеокамер с анализом энергетических преобразований пучка света в системе.

3.5 Краткое описание основных параметров оптических систем видеокамер: глубина резкости изображаемого пространства, разрешающая способность объектива, явление аберрации системы.

3.6 Отметить особенности оптических систем с фиксированным и переменным фокусным расстоянием.
4 Содержание отчета:

4.1 Наименование работы.

4.2 Цель работы.

4.3 Описание оптических систем видеокамер с отображением геометрических и энергетических преобразований пучка света в системе.

4.4 Описание основных параметров оптических систем видеокамер (глубина резкости изображаемого пространства, разрешающая способность объектива, явление аберрации системы).

4.5 Описание оптических систем с фиксированным и переменным фокусным расстоянием.

4.6 Ответы на контрольные вопросы.


5 Контрольные вопросы:

5.1Общее описаниеоптической системы видеокамеры?

5.2В чем состоит особенность оптического устройства со сферическими поверхностями?

5.3За счет чего происходит ограничение хода пучков света в оптических системах?

5.4Что такое разрешающая способность объектива видеокамеры?

5.5Пояснить смысл глубины резкости изображения.

5.6 Чем обусловлена аберрация оптической системы?

5.7Привести схему оптической системы видеокамеры с фиксированным фокусным расстоянием.

5.8Как меняется резкость оптической системы с переменным фокусным расстоянием?

5.9Привести классификацию объективов с переменным фокусным расстоянием.



ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 2

Анализ характеристик искажений в передающей телекамере
1 Цель работы:

  1. Ознакомиться с принципами действия и областями примененияприборов с зарядовой связью (ПЗС).

  2. Ознакомиться с основными схемами построения преобразователей свет-сигнал на приборах с зарядовой связью.

  3. Ознакомиться со структурой линейных и классификацией матричных преобразователей свет-сигнал.

  1. Ознакомиться с основными параметрами и характеристиками матриц ПЗС и их конструктивными особенностями.


2 Подготовка к работе:

2.1Подготовить учебный материал по темам «Приборы с зарядовой связью» и «Линейные и матричные преобразователи свет-сигнал»[1].



    1. Используя методические рекомендации по теме, привести схемыпостроения преобразователей свет-сигнал на основе линейных ПЗС.

    2. Используя методические рекомендации по теме, привести схемы построения преобразователей свет-сигнал на основе матричных ПЗС.


3 Задание:

3.1Нарисовать схему построения преобразователей свет-сигнал на основе линейных ПЗС.



    1. Нарисовать схему построения преобразователей свет-сигнал на основе матричных ПЗС.

    2. Привести классификация матричных преобразователей свет-сигнал.

    3. Привести описание принципа строчного и кадрового переноса зарядов.

    4. Определить основные характеристики и параметры матриц ПЗС.


4 Содержание отчета:

4.1 Наименование работы.

4.2 Цель работы.

4.3 Линейные преобразователи свет-сигнал.

4.4 Матричные преобразователи свет-сигнал и их классификация.

4.5 Принцип построчного и кадрового переноса зарядов.

4.6 Основные характеристики и параметры матриц ПЗС.

4.7 Ответы на контрольные вопросы.


5 Контрольные вопросы:

    1. Физические принципы работы приборов с зарядовой связью (ПЗС).

5.2Привести схему построения преобразователя на ПЗС.

5.3Структурное описание линейных преобразователей свет-сигнал.

5.4 Структурное описание матричных преобразователей свет-сигнал.

5.5В чем состоит принцип построчного переноса зарядов?



    1. В чем состоит принцип кадрового переноса зарядов?

5.7Описать технологию кадрово-строчного переноса зарядов.

5.8Какими параметрами характеризуются матрицы ПЗС?

5.9 Какиеконструктивные особенности имеют современные матрицы ПЗС типа HyperHAD?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3

Расчет параметров устройств первичной обработки сигналов

видеокамеры
1 Цель работы:


  1. Ознакомиться спринципом действия, устройством и назначением основных структурных блоков современных видеокамер.

  2. Разобраться в принципе работы и взаимодействии отдельных блоков электрического тракта видеокамеры.

  3. Уметь оценивать основные параметры элементов при выборе соответствующей элементной базы.

  4. Уметь рассчитывать характеристики каскадов и устройствпервичной обработки сигналов в электрическом трактевидеокамеры.


2 Подготовка к работе:

2.1Пользуясь литературой [1,2], конспектом лекций по темам«Основные блоки, устройства и элементы современных ТВ камер»,«Разработка, выбор РЭ и интегральных схем и расчет характеристик каскадов и устройств первичной обработки» повторить принципы действия и устройство современных видеокамер.

2.2Изучить основные параметры и характеристики видеокамер.

2.3Изучить структурную схемуи назначение отдельных блоков видеокамеры.

2.4 Изучить методы расчета характеристик каскадов и устройств электрического тракта видеокамеры.
3 Задание:

3.1 Наименование и цель работы.

3.2 Нарисовать структурные схемы современных видеокамер и описать назначение ее основных блоков.

3.3 Привести пример выбора элементной базы отдельного блока видеокамеры.

3.4На конкретном примере по известной методике привести пример расчета каскада усиления электрического тракта видеокамеры.
4 Содержание отчета:

4.1 Наименование и цель работы.

4.2 Краткая характеристика блоков электрического тракта видеокамеры.

4.3 Структурная схема видеокамеры и назначение ее отдельных блоков.

4.4 Описание взаимодействия блоков электрического тракта.

4.5 Расчет усилительного каскада блока усиления сигнала электрического тракта видеокамеры.

4.6Ответить на контрольные вопросы.

5 Контрольные вопросы:

5.1Из каких основных блоков состоит электрический тракт видеокамеры?

5.2Как происходит преобразование светового сигнал изображения в электрический сигнал?

5.3Пояснить как взаимодействую отдельные блоки видеокамеры на уровне прохождения электрического сигнала?

5.4Что включает в себя элементная база электрического тракта видеокамеры?

5.5Какие параметры следует учитывать при выборе элементной базы блоков видеокамеры?

5.6В чем состоит методика расчета характеристик каскадов и устройств блоков электрического тракта видеокамеры?



ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 4

Анализ структуры и искажений дискретизации телевизионного (ТВ) сигнала


  1. Цель работы:

1.1Ознакомиться с особенностями цифровой записи телевизионных (ТВ) сигналов.

    1. Ознакомиться с методом обработки телевизионных сигналов на основе дискретно-косинусного преобразования.

1.3Ознакомиться со способами сжатия данных цифровых видеосигналов.

1.4Ознакомиться с форматами цифровой видеозаписи BetacamSXи DigitalS.


2 Подготовка к работе:

2.1Подготовить учебный материал по темам «Цифровая запись телевизионных сигналов» и «Форматы цифровой видеозаписи индикаторы»[1].



    1. Используя методические рекомендации по теме, привести блок-схему обработки ТВ сигнала с помощью дискретно-косинусного преобразования.

2.3Используя методические рекомендации по теме, привести основные способы сжатия данных цифровой видеозаписи и наиболее распространенные форматы видеозаписи.
3 Задание:

3.1Привести блок-схему обработки ТВ сигнала с помощью дискретно-косинусного преобразования и расписать алгоритм применения этого преобразования.



    1. Привести способы сжатия данных цифровой видеозаписи и оценить их основные достоинства и недостатки по сравнению с другими.

    2. Привести схему, объясняющую принцип цифровой видеозаписи в формате Betacam.

3.4 Нарисовать структурную схему видеозаписи в форматетипаBetacam.
4 Содержание отчета:

4.1 Наименование работы.

4.2 Цель работы.

4.3 Блок-схема и алгоритм обработки ТВ сигнала с помощью дискретно-косинусного преобразования.

4.4 Способы сжатия данных цифровой видеозаписи, их основные достоинства и недостатки.

4.5 Принцип цифровой видеозаписи в формате типа Betacam.

4.6 Ответы на контрольные вопросы.

5 Контрольные вопросы:


    1. В чем состоит принцип цифровой записи ТВ сигналов?

5.2Что такое дискретно-косинусное преобразование и как оно применяется для обработки ТВ сигналов?

5.3Назвать распространенные способы сжатия данных цифровых видеосигналов, их преимущества и недостатки относительно других.

5.4В чем заключается принцип цифровой видеозаписи в формате типа Betacam?

5.5 Как выглядит структурная схемавидеозаписи в формате Betacam?

5.8 Что представляет собой формат цифровой видеозаписи типа DigitalS?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 5

Расчет параметров квантированиязвуковых (ЗВ) сигнала
1 Цель работы:

1.1Ознакомиться с принципами цифровой обработки звуковых (ЗВ) сигналов: дискретизация, квантование, кодирование.

1.2 Ознакомиться с принципом цифро-аналогового преобразования ЗВ сигнала с передискретизацией.

1.3Уметь применять процедуры дискретизации и квантования при цифровом представлении ЗВ сигнала.

1.4Ознакомиться с основами кодирования ЗВ сигналов и методами компрессии аудиоданных.
2 Подготовка к работе:

2.1Подготовить учебный материал по темам «Квантование», «Кодирование» и «Компрессия цифрового ЗВ сигнала»[2].

2.2 Используя методические рекомендации по теме, привести структурную схему цифровой строки, график квантования ЗВ сигнала и схему двоичного кодирования.

2.3Используя методические рекомендации по теме, привести описание формата кода студии.


3 Задание:

3.1 Нарисовать структурную схему цифровой строки, график квантования ЗВ сигнала и схему двоичного кодирования.

3.2 Привести схему соединения двух цифровых устройств при передаче цифровых ЗВ сигналов через канал связи.

3.3Привести описание формата кода студии на примере структуры его блока.



    1. Привести описание компрессии цифрового ЗВ сигнала на основе понятий статистической и психофизической избыточности.


4 Содержание отчета:

4.1 Наименование работы.

4.2 Цель работы.

4.3 Структурнаясхемацифровой строки, график квантования ЗВ сигнала и схема двоичного кодирования.

4.4 Схема соединения двух цифровых устройств при передаче цифровых ЗВ сигналов через канал связи.

4.5 Описание компрессии цифрового ЗВ сигнала на основе понятий статистической и психофизической избыточности.



    1. Ответы на контрольные вопросы.


5 Контрольные вопросы:

5.1В чем состоит дискретизация ЗВ сигналов?

5.2 Привести общую блок-схему преобразования аналогового ЗВ сигнала в цифровой.

5.3 Что представляет собой квантование ЗВ сигнала?

5.4В чем заключается процедура кодирования сигналов?

5.5 Что такое формат кода студии и где он используется?

5.6Для чего используется передискретизация ЗВ сигнала при его цифро-аналоговом преобразовании?

5.7 На чем основана компрессия цифрового звука?

5.8Что такое редукция аудиоданных?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 6

Анализ зарубежных стандартов ЗВ вещания
1 Цель работы:

1.1 Ознакомиться с принципами шумоподавления в устройствах звукозаписи и методами компандирования при магнитной записи ЗВ сигналов.

1.2 Ознакомиться со способом магнитной звукозаписи со снижением искажений и расширением динамического диапазона.

1.3 Ознакомиться с современными цифровыми технологиями DolbyDigital и принципом действия кодера DolbySurround.


2 Подготовка к работе:

2.1Подготовить учебный материал по темам «Системы шумоподавления в устройствах звукозаписи» и «Технология DolbySurround»[2].

2.2 Используя методические рекомендации по теме, привести структурную схему динамического ограничителя (DNL) и подавителя (DNR) шума и их основные характеристики.

2.3Используя методические рекомендации по теме, привести структурную схемукодера DolbySurround.


3 Задание:

3.1 Нарисовать структурную схемудинамического ограничителя (DNL) шума и его основные характеристики.

3.2Нарисоватьструктурную схему динамического подавителя (DNR) шума и его основные характеристики.

3.3Привести структурную схемукодера DolbySurround и пояснить принцип его работы.


4 Содержание отчета:

4.1 Наименование работы.

4.2 Цель работы.

4.3 Структурнаясхемаструктурную схему динамического ограничителя (DNL) шума и описание его основных характеристик.

4.4 Структурная схемадинамического подавителя (DNR) шума и описание его основных характеристик.


    1. Описание и структурная схема кодера DolbySurround.

4.6 Ответы на контрольные вопросы.

5 Контрольные вопросы:

5.1Чем обусловлены шумы в устройствах звукозаписи?

5.2Привести классификацию устройств шумоподавления.

5.3 Что представляет собой динамический ограничитель шума, принцип его работы?

5.4 Что представляет собой динамический подавитель шума, принцип его работы?

5.5 Что такое компандерные устройства шумоподавления, на чем основана их работа?

5.6На чем основан принцип записи на магнитную ленту со снижением искажений и расширением динамического диапазона?

5.7В чем состоит принцип цифровой записи ЗВ сигналов по технологии DolbyDigital?



5.8Привести схему кодера DolbySurround и описание его принципа действия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Основная

  1. МамчевГ.В., ЩегловЕ.В.Техническое оборудование современных телецентров: Учебное пособие. – Новосибирск,СибГУТИ, 2003.

  2. Оболонин И.А., Ищук И.А. Аудиотехнические устройства и системы: Учебное пособие. – Новосибирск,СибГУТИ, 2005.


Дополнительная

  1. Электроакустика и звуковое вещание: Учебное пособие для вузов / Алдошина И.А., Вологдин Э.И., Ефимов А.П. и др.; Под ред. Ковалгина Ю.А. – М.: Горячая линия - Телеком, 2007.

  2. Мамчев Г.В. Передающие камеры телевизионного и прикладного телевидения: Монография. – Новосибирск, СибГУТИ, 2005.



izumzum.ru