Кодек телевизионного сигнала моноадресной телевизионной системы
Принципы построения цифрового телевидения. Стандарт шифрования данных Data Encryption Standard. Анализ методов и международных рекомендаций по сжатию изображений. Энтропийное кодирование видеосигнала по методу Хаффмана. Кодирование звука в стандарте Mpeg.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.11.2013 |
| Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
1 |
1 |
1 |
||||||
|
1 |
1 |
|||||||
|
1 |
||||||||
|
1 |
1 |
Таблица 1.12 - К анализу кода Хаффмана.
|
Символ |
Вероятность символа |
Обычное кодирование |
Код Хаффмана |
|
|
А1-А15 |
0,83 |
00 |
0 |
|
|
А16 |
0,055 |
01 |
10 |
|
|
А17 |
0,055 |
10 |
110 |
|
|
А18 |
0,055 |
11 |
111 |
1.6 Анализ и компенсация движения в динамических изображениях
При цифровом сжатии и кодировании видеосигналов по стандарт MPEG-1 и MPEG-2 исключение внутрикадровой избыточности изображения осуществляется аналогично методу JPEG благодаря использованию дискретного косинусного преобразования (ДКП) и последующего квантования коэффициентов. Для исключения межкадровой избыточности применяется компенсация движения. Межкадровое кодирование с компенсацией движения позволяет, с одной стороны, при одинаковом качестве передаваемого изображения увеличить степень сжатия информации в 2 - 4 раза. С другой стороны, анализ и компенсация движения - один из наиболее вычислительно-затратных этапов цифрового кодирования, требующий дорогостоящих сигнальных процессоров с высоким быстродействием. Использование таких процессоров значительно повышает общую стоимость MPEG кодера.
Согласно стандарту MPEG все кадры последовательности делятся на три типа: I, Р и В. I - кадр передается без предсказания движения (обычно один раз в группе кадров и является опорным для кодирования и восстановления остальных кадров); Р - кадр кодируется с предсказанием движения в одну сторону и для его восстановления необходим I - , или другой опорный Р - кадр. Для кодирования Р - кадра все изображение разбивается на макроблоки размером 16x16 пикселов, и каждому макроблоку ставится в соответствие наиболее "похожий" участок изображение из опорного кадра, сдвинутый на вектор, называемый вектор движения (ВД). Кодером передаются только разности сигналов яркости и цветоразности между макроблоком и соответствующим участком изображения опорного кадра. В случае В - кадра межкадровая избыточность исключается с предсказанием Во в времени в обе стороны, для чего используется два ВД и два опорных кадра (I- или Р - типа). Такой способ позволяет увеличить сжатие примерно в 2 раза по сравнению с кодирование только с предсказанием во времени в одну сторону. В обоих способах для текущего и опорного кадров необходимо определить набор макроблоков, что является относительно сложной задачей, требующая большого количества вычислений. Несмотря на то что известно большое количество схем анализа движения, разработка и поиск различных эффективных алгоритмов анализа и компенсации движения представляет огромный интерес.
1.7 Кодирование звука в стандарте MPEG
Звуковая часть стандарта MPEG-2 определяет низкоскоростное кодирование многоканального звука. MPEG-2 поддерживает до 5 полных широкополосных каналов плюс дополнительный низкочастотный канал или до 7 многоязычных комментаторских каналов.
На рисунке 10 приведены структурные схемы кодера и декодера звука. Дискретизация звукового канала в АЦП осуществляется с частотой 32.0, 44.1 или 48.0 кГц. Цифровой сигнал поступает на блок разложения на частотные поддиапазоны, содержащий набор цифровых полосовых фильтров. Число частотных поддиапазонов равно 32. В каждом поддиапазоне отсчеты звукового сигнала группируются в блоки по 12 или по 36 отсчетов в зависимости от типа кодера. В блоке вычисления масштаба определяется максимальное значение сигнала в каждом блоке, и устанавливается следующий масштабный коэффициент.
В блоке БПФ выполняется быстрое преобразование Фурье полного звукового сигнала. Для БПФ берутся участки звукового сигнала по 512 или по 1024 отсчета. По результатам обработки полученного частотного спектра в блоке распределения бит определяются параметры квантования сигнала в разных частотных поддиапазонах. В тех поддиапазонах, в которых искажения звука, вызываемые квантованием, менее заметны для слушателя или маскируются большим уровнем сигнала в других поддиапазонах квантование делается более грубым. Благодаря этому удается существенно уменьшить количество передаваемой информации.
Затем выполняется квантование с различным шагом квантования для разных частотных поддиапазонов и с учетом масштабирующего коэффициента. В мультиплексоре объединяются данные с выходов квантования, блока вычисления масштабирующего коэффициента блока определения распределения бит.
В декодере звука на входе принятый поток данных разделяете демультиплексором на собственно звуковой сигнал и данные масштабирующем коэффициенте и распределении бит для все блоков звукового сигнала, С учетом этих данных осуществляете восстановление количества бит отсчетов сигнала, после чего производится объединение сигналов всех частотных поддиапазонов в единый звуковой сигнал. Следует отметить, что обратное БПФ декодере не требуется.
Из принципов кодирования и декодирования звука следует, что звуковой сигнал сжимается отдельным устройством, а затем помощью мультиплексирования разбивается на транспортные пакеты и становится частью транспортного потока.
Рисунок 10 - Кодирование звука по стандарту MPEG-2.
Раздел 2. Выбор и обоснование структурной схемы
Для кодирования ТВ сигнала Международной организацией стандартизации был принят стандарт MPEG-2. Его преимущества перед другими стандартами компрессии [17]:
Открытость стандарта, означающая возможность для производителей компонентов и деталей электронной и компьютерной техники выпускать интегральные микросхемы для MPEG в необходимых количествах;
гибкость, которая означает, что производителям оборудования предоставляется возможность создавать свои разработки при построении систем кодирования, оптимизирующие кодирование по стандарту MPEG;
поддержка Рекомендации 601 МККР, то есть поддержка стандартом MPEG-2 форматов квантования цифровых сигналов в рамках Рекомендации 601 МККР, а именно: 4:2:2 и 4:2:0, что способствует осуществлению непосредственной стыковки студийного ТВ;
· оборудования с устройствами кодирования сигналов;
· маскирование и устранение ошибок.
Кодек ТВ сигнала состоит из двух частей: кодера и декодера. Структурная схема кодера изображения по стандарту MPEG-2 приведена на рисунке 11. Кодер изображения имеет два режима работы, внутрикадровый, в котором кодируются I-кадры, и межкадровый в котором кодируются Р-кадры и находятся векторы смещения для Р-кадров и В-кадров. На структурной схеме наличие двух режимов отображается с помощью переключателя, направляющего на блоки внутрикадрового кодирования или непосредственно входной сигнал в режиме внутрикадрового кодирования (положение 1), или разностный сигнал с вычитателя представляющий собой ошибку сделанную с учетом оценки движения.
Рисунок 11 - Структурная схема кодера по стандарту MPEG-2.
Важную роль в работе изображения играет буфер, представляющий собой ЗУ достаточного объема со схемами управления. Основная функция буфера - согласование неравномерного во времени потока данных на выходе кодера изображения со строго постоянной скоростью передачи двоичных символов в канале связи.
Неравномерность потока данных на выходе кодера изображения обусловлена в первую очередь наличием разных типов кадров. При передаче I-кадра поток информации будет большим, так как происходит передача изображения только с внутрикадровым кодированием. При передаче Р-кадров поток информации меньше, так как передается разность предсказанного и действительного кадра, а также векторы движения, имеющие относительно небольшой объем данных. Наконец при передаче В-кадров передаются только векторы движения, и поток информации будет наименьшим.
Буфер работает по принципу "первым вошел - первым вышел". Запись данных в буфер производится по мере их поступления с мультиплексора. Считывание данных из буфера производится с постоянной скоростью, определяемой скоростью передачи двоичных символов в канале связи. Степень заполнения буфера будет колебаться во времени, возрастая при увеличении потока данных и уменьшаясь при уменьшении этого потока. Помимо различия типов кадров на степень заполнения буфера может влиять характер передаваемого изображения. Если в изображении много мелких деталей, возрастает количество и уровень высокочастотных составляющих. Пространственно-частотного спектра, то есть количество отличных от нуля коэффициентов ДКП. Это приводит к увеличению потока данных на выходе. При передаче "гладких" изображений количество отличных от нуля коэффициентов ДКП уменьшается, так как изображение имеет в основном низкочастотные составляющие пространственно-временного спектра.
Для оптимизации работы системы желательно поддерживать уровень заполнения буфера приблизительно постоянным. Если буфер переполняется то будет происходить потеря части данных, то есть ухудшение качества изображения на выходе из системы. Если же буфер полностью опорожняется, то по каналу связи приходится передавать "пустые" блоки, что приводит к снижению эффективности его использования. Чтобы избежать обоих нежелательных случаев, в кодере изображения имеется обратная связь с буфера на квантователь через регулятор цифрового потока.
Сущность действия регулятора цифрового потока заключается в следующем. Если передается мелкоструктурное изображение, и заполнение буфера увеличивается, то под действием регулятора цифрового потока увеличивается шаг квантования коэффициентов ДКП. При этом количество бит на каждый коэффициент уменьшается, и величина потока данных поддерживается примерно постоянной. При передаче "гладкого" изображения квантование становится более точным. Такой метод соответствует свойствам человеческого зрения.
Изменение шага квантования может осуществляться или после кодирования каждого кадра с учетом его типа, или в пределах одного кадра после кодирования каждой его части.
Структурная схема декодера изображения приведена на рисунке 12. Поток данных поступающий с демодулятора, разделяется в демультиплексоре на кодированные сигналы изображения и векторы движения. В блоках внутрикадрового декодирования осуществляется декодирование группового кода, декодирование кода Хаффмана, восстановление количества уровней квантования обратное косинусово преобразование (ОДКП), сборка предсказания передаваемого кадра. Последний случай соответствует межкадровому кодированию (положение 2).
В блоках внутрикадрового кодирования выполняются операции, в основном совпадающие со стандартом JPEG. При внутрикадровом кодировании выполняются разбиение кодируемого изображения на блоки 8x8 элементов, дискретное косинусово преобразование (блок ДКП) в каждом блоке с получением матрицы 8x8 коэффициентов ДКП, квантование этих коэффициентов и считывание полученных квантованных коэффициентов в зигзагообразном порядке (рисунок 8) в блоке прямого квантования, кодирование получаемых последовательностей чисел с помощью кодов Хаффмана. Сжатие данных происходит в первую очередь за счет квантования, при котором различные пространственно-частотные составляющие
Рисунок 12 - Декодер изображения по стандарту MPEG-2
квантуются с различным шагом, в зависимости от заметности их квантования для человека. Количество бит информации, необходимых для передачи данного блока, при этом существенно сокращается. Пространственно-частотные составляющие, имеющие низкий уровень вообще отбрасываются. Дополнительное сжатие достигается с помощью кодирования с переменной длиной кодового слова (кодер Хаффмана).
Для предсказания в режиме межкадрового кодирования используется не сам предыдущий входной кадр, а результат внутрикадрового декодирования, формируемый соответствующими блоками. При этом в обратном порядке выполняется формирование матрицы коэффициентов ДКП каждого блока, восстановление исходного количества бит всех коэффициентов, обратное дискретное косинусное преобразование (ОДКП), объединение блоков 8x8 элементов в единое изображение. Мультиплексор объединяет данные, поступающие с выхода кодера Хаффмана, и векторы движения макроблоков, поступающие с блока оценки движения.
В декодере, так же как и в кодере, имеется два режима работы. При приеме I-кадров на выходе блока ОДКП формируется цифровой сигнал самого кадра. Коммутатор на структурной схеме при этом находится в положении 1, и сигнал с блока ОДКП направляется на выход. При приеме Р-кадров и В-кадров коммутатор находится в положении 2. В этом случае формирование выходного сигнала происходит путем сложения поступающих с выхода ОДКП значений межкадровых разностей с предсказанным кадром, формируемым на основе ранее принятых кадров блоком предсказателя. На это блок поступают с мультиплексора принятые в общем потоке данных векторы движения, с помощью которых осуществляется компенсация движения. Буфер на входе декодера выполняет функцию согласования постоянной скорости передачи двоичных символов в канале связи с процессами в декодере, при которых данные из буфера считываются неравномерно во времени.
Кодирование и декодирование яркостного и цветоразностных сигналов осуществляется раздельно, а получаемые при кодировании потоки данных объединяются в общий поток.
Раздел 3. Экспериментальная часть
3.1 Моделирование на ЭВМ выбранных алгоритмов
В данном дипломном проекте уделяется внимание повышению криптостойкости и защиты видеоинформации от несанкционированного доступа. Расчет проводится в программной среде Mathcad 2003. Расчеты в данной программе позволят оценить коэффициент сжатия I-кадров и проверить алгоритм кодирования и шифрования изображения.
3.2 Результаты моделирования
При проектировании любой системы необходимо проводить эксперимент, т.е. создавать опытный образец и проверять качество его функционирования. Как правило, это длительный и сложный этап проектирования, особенно если это сложная система. Однако в ряде случаев алгоритм работы системы можно описать с помощью математических формул. Это дает возможность проверить работоспособность системы посредством моделирования на ЭВМ.
Передача коэффициентов матрицы ДКП возможна двумя путями:
Пороговый метод, в котором при введении порога передаваемые коэффициенты ниже его не передаются;
Зональный метод, при котором используются стандартные таблицы квантования, и заведомо известно какие элементы передаются, а какие нет.
Для упрощения расчетов используется зональный метод передачи коэффициентов матрицы ДКП.
При проектировании устройства в данном дипломном проекте было введенное новое устройство не меняющее особенности стандарта MPEG-2. Оно позволяет шифровать изображение по стандарту DES с дополнительной возможностью передачи информации в один адрес путем использования дакточипов.
При реализации видеосигнала в стандарте MPEG-2, в блоках внутрикадрового кодирования выполняются операции совпадающие со стандартом JPEG, благодаря использованию ДКП и последующего кантования элементов. Алгоритм компрессии JPEG был разработан группой экспертов в области фотография специально для сжатия 24-битных изображений. JPEG - Joint Photographic Expert Group - подразделение в рамках ISO - международной организации по стандартизации. В целом алгоритм основан на дискретном косинусном преобразовании (в дальнейшем ДКП), применяемом к матрице изображения для получения некоторой новой матрицы коэффициентов.
Для получения исходного изображения применяется обратное преобразование.
Рассмотрим работу алгоритм подробнее. Предположим для примера, что мы сжимаем 24-битное изображение. Тогда весь алгоритм представляет собой несколько последовательных шагов:
Преобразование цветового пространства [RGB] в [YCbCr].
Дискретное косинусное преобразование.
Квантование.
Кодирование по Хаффману.
1. Преобразование цветового пространства [RGB] в [YCbCr].
Нужно преобразовать изображение в вид яркость/цветность, можно использовать цветовую схему YCbCr (YUV), формулы перевода:
Y= 0.299*R + 0.578*G + 0.114*В
Cb = 0.1678*R - 0.3313*G + 0.5*В
Сr= 0.5*R - 0.4187*G + 0.0813*В
Y нужно сохранить без изменений, его можно сжать любым алгоритмом без потери данных. Рассмотрим сжатие Сb и Сг.
2. Дискретное косинусное преобразование
Основным этапом работы алгоритма является дискретное косинусное преобразование (ДКП), представляющее собой разновидность преобразования Фурье. Оно позволяет переходить от пространственного представления изображения к его спектральному представлению и обратно.
Следует создать ДКП матрицу, используя такую формулу :
DCT = 1/sqr(N), если i=0
DCT = sqr(2/N)*cos[(2j+1)*i*3.14/2N], если i > 0
ij N = 8, 0 < i < 7 , 0 < j < 7
в результате имеем:
например, нам нужно сжать следующий фрагмент изображения:
формула, по которой производится ДКП: RES*IMG*DCTT
для начала нужно посчитать промежуточную матрицу: TMP = IMG*DCTT
затем умножаем ее на ДКП матрицу: RES = TMP*DCT
3. Квантование.
На этом этапе мы посчитаем матрицу квантования, используя этот псевдокод:
for(i=0;i<8;i++)
{
for(j=0;j<8;j++)
Q[i][j] = 1+((1+i+j)*q);
}
где q - это коэффициент качества, от него зависит степень потери качества сжатого изображения, для q = 2 имеем матрицу квантования:
теперь нужно каждое число в матрице квантования разделить на число в соответствующей позиции в матрице RES, в результате получим:
здесь имеется довольно много нулей, получим наиболее длинную последовательность нулей, если будем использовать следующий алгоритм:
получилась последовательность:
30 0 -7 -11 8 0 0 1 6 -5 -7 -3 0 1 0 0 0 1 0 -3 -4 -1 4 2 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 -3 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
для большего сжатия можно перед первым этапом JPEG можно провести субдискретизацию, или другими словами уменьшить частоту изображения, идея очень проста: к примеру, у нас есть следующая последовательность (Cb или Cr) 11 42 200 123 56 32 125 234 12 24 34 78 145 134 245 101 если будем использовать субдискретизацию 4:1:1, результирующая последовательность будет: 11 123 125 24 145 101
а если использовать 4:2:2 11 234 245
а для восстановления последовательности нужно интерполировать.
4. Кодирование по Хаффману. Этот алгоритм основывается на частотах появления символов, и более часто повторяющийся символ представляется более малым кодом алгоритм:
Инициализуем частоты - 1 для каждого символа
Строим дерево, символы с меньшей частотой мы объединяем в один узел пока есть символы:
Ищем символ в дереве, если идем направо выдаем 1, иначе 0 (конечно в битах).
Увеличиваем частоту символа и перестраиваем дерево.
Переходим к 3.
Кодирование последовательности.
Чтобы сделать все значения положительными, надо добавить 128:
158 128 121 117 136 128 128 129 134 123 121 125 128 129 128 128 128 129 128
125 124 127 132 130 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 125 129 129
128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128 128
128 128 128 128 128 128 128 128
для упрощения предполагаем, что все возможные символы это:
158 128 121 117 136 129 134 123 125 124 127 132 130
(от 0 до 256)
Имеем частоты:
158 -1, 128 -1, 121 -1, 117 -1, 136 -1, 129 -1, 134 -1, 123 -1, 125 -1,
124 -1, 127 -1, 132 -1, 130 -1
и дерево:
CHARACTER=158
для него код будет 1111
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 1101
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=121
для него код будет 1011
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=117
для него код будет 1001
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=136
для него код будет 0111
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 110
теперь частота CHARACTER будет 3, теперь перестроим дерево
CHARACTER=129
для него код будет 01011
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=134
для него код будет 01001
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=123
для него код будет 00111
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=121
для него код будет 00111
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=125
для него код будет 0011
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 111
теперь частота CHARACTER будет 4, теперь перестроим дерево
CHARACTER=129
для него код будет 1000
теперь частота CHARACTER будет 3, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 5, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 6, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 7, теперь перестроим дерево
CHARACTER=129
для него код будет 100
теперь частота CHARACTER будет 4, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 8, теперь перестроим дерево
CHARACTER=125
для него код будет 0010
теперь частота CHARACTER будет 3, теперь перестроим дерево
CHARACTER=124
для него код будет 00101
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=127
для него код будет 00011
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=132
для него код будет 00001
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=130
для него код будет 00000
теперь частота CHARACTER будет 2, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 9, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 10, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 11, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 12, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 13, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 14, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 15, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 16, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 17, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 18, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 19, теперь перестроим дерево
CHARACTER=125
для него код будет 1000
теперь частота CHARACTER будет 4, теперь перестроим дерево
CHARACTER=129
для него код будет 101
теперь частота CHARACTER будет 5, теперь перестроим дерево
CHARACTER=129
для него код будет 101
теперь частота CHARACTER будет 6, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 20, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 21, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 22, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 23, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 24, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 25, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 26, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 27, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 28, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 29, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 30, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 31, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 32, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 33, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 34, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 35, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 36, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 38, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 39, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 40, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 41, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 42, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 43, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 44, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 45, теперь перестроим дерево
CHARACTER=128
для него код будет 11
теперь частота CHARACTER будет 46, теперь перестроим дерево
получилось:
Вторая часть эксперимента заключается в проверке алгоритма сжатия MPEG-2 и алгоритма шифрования по алгоритму DES. Для проверки использовалось изображение на рисунке 13, и подвергалось процедуре шифрования, программой написанной в среде программирования Borland Delphi 7, модулем Des.
Изображение, зашифрованное криптографическим алгоритмом, представлено на рисунке 14, пользователь сможет посмотреть правильное изображение в том случае, если дактилоскопическая биометрическая система DC21, которая служит защитой от несанкционированного доступа, содержит в памяти отпечаток пальца пользователя.
На рисунке 15 изображено принятое, декодированное изображение. Пикселизация появилась из-за сжатия исходного изображения в 10 раз (с 300 кбайт до 30 кбайт) при внутрикадровом кодировании при реализации алгоритма MPEG-2.
Раздел 4. Элементная база и аппаратная реализация кодека ТВ сигнала по стандарту MPEG-2
4.1 Выбор и обоснование выбора частоты дискретизации и числа уровней квантования
Цифровой ТВ сигнал получается путем его преобразования в цифровую форму. Преобразование включает в себя три основные операции:
Дискретизацию по времени, т.е. замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моменты времени -- отсчетов или выборок.
Квантование по уровню, заключается в округлении значения каждого отсчета до ближайшего уровня квантования.
Кодирование в результате которого значение отсчета представляется в виде числа, соответствующего номеру полученного уровня квантования.
Все три операции выполняются в одном аппаратном узле - аналого-цифровом преобразователе (АЦП). В основном выбор частоты дискретизации основывается на основании теоремы Котельникова:
,
где - верхняя граничная частота преобразуемого в цифровую форму сигнала. Полный ТВ сигнал имеет соответственно частота дискретизации должна удовлетворять условию Если выполнено условие , то спектральные составляющие кратные частоте дискретизации не перекрываются. Для стандарта 4:2:2 частоты дискретизации соответственно равны 13,5 МГц для яркостного сигнала и 6,75 МГц для цветоразностных сигналов.
Выбор числа уровней квантования Nкв , для ТВ сигнала осуществляется согласно закону Вебера - Фехнера, согласно которому зритель не должен замечать изменения яркости объекта это выполняется при - абсолютный пороговый контраст и является функцией яркости фона -
Тогда число градаций яркости наблюдаемых зрителем определяется как:
где N - число градаций яркости, К - контраст, - относительный пороговый контраст. Т.о. при К = 100 и = 0.02 N = 230 - необходимо 256 уровней квантования, при двоичном параллельном коде это соответствует 8 - разрядному коду.
4.2 Выбор элементов схемы
4.2.1 АЦП
АЦП служит для преобразования аналогового сигнала в цифровой код. В данном дипломном проекте используется микросхема TDF8704 Т/5 фирмы Philips. Это, выполненный по технологии 8 - разрядный АЦП частота дискретизации которого может быть установлена до 40 МГц. TDF8704 Т/5 - имеет в своем составе встроенную схему выборки и хранения (СВХ) на случай если длительность поступаемого сигнала меньше времени преобразования, задержка выхода - 18 не при низкой потребляемой мощности (60 мВт). TDF8704 Т/5 является быстродействующим, микропроцессорно- совместимым, 8-ми разрядным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) с максимальной производительностью 200 К выборок/с. Преобразователь питается от однополярного источника с напряжением от 2.7 В до 5.5 В и содержит А/Ц преобразователь последовательного приближения с временем преобразования 4.5 мкc, цепи выборки/хранения (УВХ), встроенный тактовый генератор и 8-ми разрядный параллельный интерфейс. Параллельный интерфейс предназначен для удобства согласования с микропроцессорами и DSP. С использованием только логики декодирования адреса TDF8704 Т/5 с легкостью встраивается в адресное пространство микропроцессора.
При использовании TDF8704 Т/5 в режиме экономии энергопотребления, АЦП автоматически отключается в конце преобразования и включается в начале следующего. Данная функция значительно сокращает энергопотребление АЦП в режиме с низкой пропускной способностью. TDF8704 Т/5, также, может работать в высокоскоростном режиме, когда АЦП не отключается в промежутках между преобразованиями. В таком режиме устройство способно обеспечивать производительность 200 К выборок/с.
4.2.2 Микросхема кодера стандарта MPEG-2
В качестве однокристального MPEG-2 кодера/декодера используется программируемый процессор NEXPIRIA TM-1300 фирмы Philips. Серия программируемых мультимедийных процессоров семейства Nexpiria.
Отличительные особенности:
Однокристальные микропроцессоры обработки аудио, видео, графических и коммуникационных сигналов идеально подходят для использования в мультимедийных видеоустройствах. Мощный, тонкоструктурный VLIW центральный процессор, работающий в параллельном режиме, обеспечивает высокую частоту обработки сигнала до 200 МГц, центральный процессор обеспечивает скорость обработки данных до 7.7 миллиардов операций в секунду.
Дополнительный низковольтный центральный процессор до 166 МГц
Универсальная система команд включает стандартный микропроцессор, специальные мультимедийные SIMD-средства и комплексное программное обеспечение с плавающей точкой по IEЕЕ стандарту, позволяющее использовать в мультимедийных устройствах языки программирования "С" и "С++"
Встроенный, независимый от центрального процессора, DMA - запускаемый мультимедийный ввод - вывод и блоки совместной обработки данных
PCI/XIO хост-интерфейс шины центрального процессора поддерживает интерфейс PCI без фиксированного контакта и периферию восьмибитного микроконтроллера, включая ROM / FLASH, EEPROM, 68К, и х86 устройства
16-, 64-, 128-, и 256 Мбит SDRAM частотой до 183 МГц
Встроенные функции аутентификации / дешифрования DVD-записи
Системные библиотеки Philips и других производителей, обеспечивают решения MPEG-4 кодирования / декодирования, MPEG-2 кодирования / декодирования, Dolby Digital (AC-3) декодирования, MP3 декодирования и т.д. [21]
Применение:
Микропроцессоры серии PNX1300 широко применяются в следующих устройствах: оборудовании Интернет-связи, web-камерах, элементах изображения, видео телефонах, персональных видеомагнитофонах, системах проведения видеоконференций, видеомонтажа, системах видеонаблюдения, Интернет радиовещания, DVD видеомагнитофонах, устройствах беспроводных ЛВС и цифровых телевизорах и приставках. Микропроцессоры также поддерживают работу Java-приложений.
Рисунок 16 - Структурная схема видеопроцессора
Общее описание:
Philips Nexperia PNX1300 - серия высококачественных, дешевых мультимедийных процессоров (до 200 МГц) предназначенных для использования в ряде мультимедийных устройств. Процессоры имеют 100%-ую совместимость по шагу выводов со своими предшественниками процессорами серии ТМ-1300 и обеспечивают скорость обработки видео, аудио, графических и коммуникационных данных и режиме реального времени более чем семь миллиардов операций в секунду.
По сравнению с ТМ-1300, процессоры серии PNX1300 имеют лучшие рабочие характеристики при более высокой скорости синхронизации и работе интерфейса оперативной памяти. Благодаря использованию центрального процессора низкого напряжения увеличивается эффективность работы мультимедийных устройств с ограниченными возможностями по мощности.
Микропроцессоры серии PNX1300 (Philips) - идеальные структурные модули, предназначенные для использования в устройствах обработки нескольких потоков данных одновременно - MPEG 4, MPEG 2, Н.263, МРЗ, и Dolby Digital ®. За счет использования дополнительных вычислительных возможностей, устройство способно производить захват, сжатие и распаковку данных большинства видео- и аудио форматов в режиме реального времени. Благодаря использованию комплексного TriMediaTM SDE программного обеспечения, PNX1300 микропроцессоры сравнимы по простоте в использовании с универсальными процессорами. SDE позволяет использовать в мультимедийных устройствах языки программирования "С" и "C++", за счет чего обеспечивается быстрое развитие рынка сбыта устройств, снижается их стоимость и эксплуатационные расходы.[21]
Процессор фирмы Phillips имеет уровни сигналов совместимые с уровнями сигналов АЦП.
Выбор работы микросхемы в качестве кодера осуществляется сигналом высокого VLD = 1, декодера - низкого VLD = 0.
Для шифрования потока видеоданных (скремблирования) используется специализированная микросхема фирмы Philips - VMS 115. Данная микросхема может использоваться как для шифрования, так и для дешифрования цифрового потока. VMS 115 - имеет параллельный интерфейс. Использует 7 - разрядный порт для загрузки ключа шифрования с дактилоскопического устройства. И применяется тройной алгоритм DES, что увеличивает криптостойкость цифрового сигнала. Микросхема имеет 120 - выводов, из которых 73 сигнальные, а 20 используются для питания и заземления. Все входные сигналы ТТЛ совместимы с процессором. Микросхема выполнена по технологии КМОП и питается от источника питания +5 В. Тактовая частота может достигать 40 МГц. Основой криптостойкости всей системы является то, что шифрование ведется в частотной области. Что повышает защищенность информации, поскольку переход в спектральную область тоже преобразование.
4.2.3 Выбор микросхем памяти
Исходными данными для выбора ОЗУ являются емкость модуля ОЗУ, ограничение на значение внешних параметров модуля ОЗУ (время выборки, время цикла обращения, потребляемая мощность, надежность и др.). Поскольку формат кадра в дипломном проекте 720 Ч 576, и формат оцифровки 4:2:2, и при вычислении необходимо хранить матрицы размером 8x8, при числе уровней квантования равном 8, необходима память 512 Кб. Т.о. выбирается микросхема для хранения результатов преобразования фирмы Samsung Electronix - K6T4008C1B, выполненные по высокопроизводительной КМОП - технологии. Данные микросхемы питаются от источника питания +5В, и потребляют 220 мВт, и имеют уровни сигналов ТТЛ. Время обращения к памяти 55 нс. Для хранения результата операции кодирования необходима намять 1024 Кб. Поскольку необходимо хранить 2 матрицы размером 8x8, при числе уровней квантования - 8 Данные подлежащие передачи хранятся во встроенной памяти графического процессора PNX1300.
Для хранения текста программы используется модуль flash ПЗУ памяти компании ATMEL - AT29BV040A сконфигурированный, как 512к Ч 8бит.
4.2.4 ЦАП
Цифро-аналоговый преобразователь предназначен для преобразования цифрового потока в аналоговый ТВ сигнал. В качестве ЦАП выбрана микросхема TDA 8702 фирмы Philips, которая применяется в видео - и телевизионной аппаратуре. Микросхема выполнена по высокопроизводительной КМОП - технологии и имеет входы совместимые с ТТЛ уровнями, а частота дискретизации достигает 40 МГц.
Основные электрические параметры:
-число разрядов 8,
-нелинейность, ILE 0,5,
напряжение питания, В +5,
рассеиваемая мощность, мВт 250,
время выдержки выхода, нс 16,
диапазон выходного напряжения, В 0-2.5.
4.2.5 Дактилоскопический сканер
Сканер DC21 производит оптическое считывание отпечатков пальца с высокой разрешающей способностью до 1500 dpi, отличается высокой надежностью и устойчивостью к механоклиматическим воздействиям и позволяет минимизировать вероятности ошибок при идентификации (FAR, FRR).
Сканер предназначен для ввода дактилоскопической информации c живого пальца и/или с биометрической пластиковой карты и может использоваться для биометрической идентификации пользователя в системах контроля доступа, компьютерных сетях, безналичных платежных системах, персонализации компьютера, паспортных системах и т.д.
Возможна поставка SDK для самостоятельного программирования и встраивания сканера DC21 в действующие системы.
Параметры:
|
Интерфейс |
CCIR, ISA, LPT |
|
|
Скорость ввода отпечатков, не более, отп/с |
50 |
|
|
Разрешающая способность, не более, dpiЧ |
1500 |
|
|
Размер вводимого отпечатка, мм Ч мм |
10(Г)х15(В) |
|
|
Функция защиты от подделок |
+ |
|
|
Напряжение питания, DC, В |
12 |
|
|
Размер сканера: |
||
|
в корпусе PC |
5" дисковод |
|
|
внешнее исполнение, мм |
75 Ч 75 Ч 45 |
|
|
OEM плата, мм |
45 Ч 65 |
DC-21 широко применяется для диагностики при медицинском обследовании пациента, в охранных системах для идентификации личности и создания баз данных отпечатков пальцев.
Биометрическая система DC-21 (BioFinger) выполнена в виде стандартных программных и аппаратных модулей, предназначена для считывания дактилоскопической информации и защиты информации, от несанкционированного доступа, а также для считывания различной биометрической информации с отпечатка пальца. Дактилоскопическая система с помощью дактилоскопа (дактилоскопического сканера) преобразует папиллярный рисунок кожи пальца пользователя в цифровой 8-ми разрядный сигнал, подаваемый на порт ввода ключа микросхемы VMS115. Программное обеспечение обрабатывает полученную информацию и осуществляет идентификацию пользователя в соответствии с предварительно занесенными в архив данными.
Работа системы DC-21 основана на обработке дактилоскопического изображения. Основой системы является фоточувствительный прибор с переносом заряда DactoChip с числом элементов 512 х 576, со стекловолоконным оптическим входом, преобразующий оптическое изображение рисунка кожи, полученное без объектива, в проходящем через палец свете и, следовательно, без оптических искажений, в электрический сигнал. Схема управления ФППЗ, установленная на плате дактилоскопа, обеспечивает подачу требуемых рабочих напряжений на ФППЗ и преобразование выходного сигнала ФППЗ до стандартного телевизионного черно-белого сигнала CCIR (PAL) с последующим преобразованием его в 8-ми разрядный цифровой сигнал.
Программное обеспечение, предназначенное для работы с системой в нескольких режимах, необходимо инсталлировать и использовать в соответствии с описанием, изложенным на прилагаемом CD.
Каталог DC Capture - программа для захвата дактилоскопического изображения в различных форматах и получения его скелета.
Каталог Finger Card - программа для создания дактилоскопической карты пользователя с 10 отпечатками пальцев и архива дактилоскопических карт.
Каталог DC Test - программа для демонстрации идентификации пользователя по отпечатку пальца. Программа предусматривает считывание отпечатка пальца и специального бар-кода с пластиковой карты.
4.3 Описание алгоритма функционирования схемы
Поскольку преобразование сигналов производится раздельно, то рассмотрим алгоритм функционирования кодека, на примере яркостного сигнала - Y. Отличие кодера для сигналов цветоразностных состоит в том, что частота дискретизации в 2 раза меньше. Сначала он поступает на буферный усилитель, который увеличивает размах сигнала до диапазона (0 - 2)В и поднять входное сопротивление схемы. Далее сигнал поступает на вход Vin АЦП DA3 для преобразования в цифровую форму. На вход CLK АЦП поступают тактовые импульсы от видеопроцессора через делитель частоты (счетчик с коэффициентом счета 2), с частотой 13,5 МГц, что обеспечивает заданную частоту дискретизации, для яркостного сигнала. С выходов DO - D7 микросхемы DA3 параллельный 8 - разрядный код поступает в порт ввода данных видеопроцессора DD1, в котором ведется обработка принятых данных по алгоритму MPEG-2. Над данными сначала выполняется ДКП, блоками 8x8 элементов. Промежуточные данные записываются в ОЗУ DD4. На шине адреса микропроцессором выставляется адрес, при этом на выводе SD_WE - появляется сигнал высокого уровня, и сигнал CS =1, т.о. данные помещаются в ячейку памяти с адресом на шине RAM_ADR. Чтение данных из памяти осуществляется при сигнале SD_WE = 0. Далее осуществляется операция группового кодирования, Z - упорядочивание, и кодирование статистическим кодом Хаффмана (все эти стандартные операции содержит начальная прошивка микросхемы кодера). И данные с порта вывода микросхемы DD1 поступают на криптограф DD2. По аналогичному принципу промежуточные данные записываются и читаются из памяти. Для хранения данных шифрующего устройства используется дополнительная микросхема памяти. После шифрования цифровой параллельный код обвиняется в транспортный поток от трех устройств кодирования сигналов Y,Cr,Cb. Этот поток должен содержать непосредственно сжатую и зашифрованную видеоинформацию, служебную информацию (номер кадра, размер блока, номер блока, вид кадра и т.д.). Ключом шифрования, для того чтобы на приемной стороне возможно было дешифровать, принятую информацию для выполнения операции декодирования сигнала по стандарту MPEG-2, является 8-ми разрядный цифровой сигнал, поступаемый с ПЗУ. 8-ми разрядный код соответствует коду поступаемому с дактилоскопического устройства на приемной стороне в случае соответствия отпечатка пальца пользователя.
Декодер работает аналогично кодеру, но операции выполняются в обратном порядке. Сначала цифровой код поступает на дешифратор, ключ для дешифрования загружается из дактилоскопического устройства в порт ввода ключа микросхемы DD1 декодера. Затем данные выставляются на процессор имеющий прошивку декодера, в котором выполняются операции обратные операциям кодирования. Далее данные поступают на ЦАП, где преобразовываются в аналоговый ТВ сигнал.
Раздел 5. Конструкторско-технологическая часть
5.1 Анализ методов конструирования РЭА
При разработке современной РЭА с большим числом взаимосвязанных элементов неизбежно возникают обстоятельства, требующие привлечения таких методов конструирования, которые способствовали бы решению широкого круга сложных и разнообразных задач. Как показал опыт, в этой области неоспоримыми преимуществами обладают удачно сочетающиеся между собой методы геометрического, машиностроительного, топологического конструирования [23].
Принцип геометрического метода вытекает из основных положений геометрии. С помощью этого метода решают задачи обеспечения точечных связей при взаимном расположении деталей без избыточной определенности. Малые нагрузки и незначительные удельные давления в связях допускают применение точечных опорных площадок, шаровых опор, направляющих призм и других элементов связи.
Машиностроительный метод конструирования, используя основные положения геометрического метода, расширяет возможности оптимального решения ряда задач в наземных конструкциях с подвижными и неподвижными замкнутыми силовыми связями. Он допускает в связях избыточную определенность при установке на плоскости более трех опор и образование опорных плоскостей вместо опорных точек.
Топологический метод конструирования есть графическое представление взаимного расположения элементов конструкции. Данный метод позволяет решать задачи возможности сокращения количества проводников, числа паяных соединений, выводов на разъемы с учетом обеспечения параметров в соответствии с заданными свойствами конструкции.
Методы компоновки элементов РЭА можно разбить на две группы: аналитический и модельный. К первому методу относятся численный и топологический, основой которых является представление геометрических параметров и операций над ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натуральные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например, в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.
Численная и топографическая компоновка выполняется по перечню элементов принципиальных схем. Однако они не обладают наглядностью и не дают возможности выполнять пространственные и компоновочные эскизы. Это и определяет место этих способов как оперативных, пригодных для использования на предварительных стадиях компоновки РЭА.
При модельной компоновке изготовляют объемные модели элементов. Формы этих моделей выбирают такими, чтобы они имели достаточно простые, но характерные обводы. При графической компоновке выполнение ее теми же приемами, что и в машиностроении нецелесообразно из-за большой длительности процесса вычерчивания. Обычно требуется выполнить несколько различных вариантов, поэтому при выполнении графической компоновки целесообразно использовать упрощенные способы начертания элементов. При натуральной компоновке вместо моделей или аппликаций пользуются реальными элементами.
Машинная компоновка является одной из стадий машинного проектирования РЭА, которую можно представить в виде лабораторной разработки схемы, моделирования на уровне ЭВМ и собственно компоновки. Как видно из рассмотренных методов в нашем случае наиболее пригоден графический метод компоновки в сочетании с методами машинного проектирования.
Общая компоновка прибора, как известно, является первым и наиболее важным конструктивным решением. Это решение определяет дальнейшую разработку конструкции отдельных элементов прибора.
К современным методам конструирования РЭА относятся функционально-узловой, моноблочный, блочный методы. Многоблочный прибор состоит из двух или более отдельных функциональных блоков, отдельных узлов и элементов, соединенных электрическим монтажом и механически связанных между собой общим корпусом. Одноблочный прибор состоит из одного блока, установленного в корпусе. Там же могут быть размещены узлы и элементы, связанные с блоком электрическим монтажом.
Суть функционально-мостового метода конструирования РЭА заключается в объединении части схемы РЭА в конструктивно-технологически законченный узел, выполняющий определенную технологически законченный задачу.
5.2 Конструирование устройства
Элементы разработанного устройства располагаются на семи платах: кросс-плате и шести платах собственно декодеров и кодеров.
Устройство сжатия яркостной составляющей ТВ сигнала размещается на плате 130x170 мм, которая полностью соответствует НГО.007.000, ОСТ4.ГО.078.000 и ГОСТ 10317-79. Лакокрасочные покрытия выбираются по ОСТ и ГО.014.002. установка элементов схемы показана на рисунке 17.
При двусторонней печати монтаж микросхем, резисторов, конденсаторов, разъемов и других элементов схемы в случае изготовления опытных образцов или мелких серий производится паяльником в соответствие с ГОСТ 72-19-69 припоем ПОС-60. При крупносерийном производстве гораздо технологичнее применять автоматические линии монтажа печатных плат. Следует учесть, что выводы микросхемы кодера расположены друг от друга на расстоянии 0.4 мм, поэтому в целях качественного монтажа используют полуавтоматические паяльные станции. Все элементы схемы монтируются с одной стороны платы.
После монтажа изделие проходит вибро и термоиспытания, после чего подвергается техническому контролю. Плата покрывается нитролаком для защиты от пыли и влажности, а также для повышения радиационной стойкости. Готовая печатная плата проходит окончательный технический контроль. Окончательный технический контроль функционирования желательно проводить автоматически.
Рисунок 17 - Размещение элементов на плате
5.3 Технология изготовления печатных плат
Печатная плата (ПП) - плоско-изоляционное основание, на поверхности которого закреплен плоский проводящий металлический рисунок. На плате устанавливают электро-радиоэлементы. Выводы припаиваются к контактным площадкам.
По конструкции ПП могут быть:
односторонние - ПП, на которых проводящий слой расположен с одной стороны;
двусторонние;
многослойные - ПП из нескольких печатных слоев, которые изолированы друг от друга склеивающими прокладками.
Технология изготовления ПП состоит из операций:
· создание изображения печатных проводников;
· создание токопроводящего слоя на изоляционном основании. Изображения печатных проводников могут быть получены в виде:
· негатива, когда проводники прозрачны, фон - черный;
· позитива, когда проводники черные, а фон светлый.
Рисунки проводников ПП для простых схем выполняют вручную, а для сложных с помощью ЭВМ.
Существенное влияние на схемо-конструкторские и эксплуатационно- экономические характеристики ПП оказывает метод их изготовления. До недавнего времени в промышленности находило применение множество разных методов изготовления ПП, различающихся как по способу нанесения изображения печатных проводников, так и по способу нанесения изображения печатных проводников, так и по способу создания рисунка токопроводящего рисунка. Целый ряд производственного конструктивного и экономического характера ограничивают число основных методов, применяемых в промышленности.
Современные промышленные способы изготовления ПП основаны на получении токопроводящего рисунка схемы методом травления фольгированного диэлектрика. При формировании рисунка проводников обычно используют маски, получаемые либо фотоспособом, либо сеткографическим способом [24]. При производстве одно- и двусторонних ПП в настоящее время широко применяются два метода:
химический негативный;
комбинирований позитивный.
По параметрам плотности монтажа и разрешающей способности на первом месте стоит химический метод. Он прост и дешев, но невысокая надежность паяных соединений в неметализированных отверстиях ограничивает его применение. При химическом методе невозможно реализовать двустороннюю печатную плату без использования таких деталей, как пустотелые заклепки и других соединительных деталей, вносящих дополнительную ненадежность в проектируемое устройство.
Комбинированный метод изготовления ПП является более дорогим, но при этом обеспечивается более надежная пайка элементов. Его целесообразно использовать в случае применения двусторонних ПП, тогда переходы с одной стороны на другую осуществляются за счет переходных металлизированных отверстий платы, получающихся непосредственно в процессе ее изготовления.
Метод изготовления влияет на параметры и элементы ПП: диаметры монтажных отверстий, размеры контактных площадок, ширину проводника и другие.
Подобные документы
Проблема совместимости видеопотока в цифровом виде с существующими аналоговыми форматами. Принципы построения цифрового телевидения. Стандарт шифрования данных Data Encryption Standard. Анализ методов и международных рекомендаций по сжатию изображений.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 19.11.2013Характеристика ATSC, ISDB и DVB стандартов цифрового телевидения. Этапы преобразования аналогового сигнала в цифровую форму: дискретизация, квантование, кодирование. Изучение стандарта сжатия аудио- и видеоинформации MPEG. Развитие интернет-телевидения.
реферат [2,1 M], добавлен 02.11.2011Кодирование речи RPE – LTP – кодер на 16 кбит/с. Структура декодера речи в стандарте GSM. Коэффициенты отражения кратковременного предсказания по методу Берга для РФ 8-го порядка. Спектральная характеристика постфильтра. Формирование формантных областей.
реферат [300,5 K], добавлен 15.11.2010Вероятностное описание символов, аналого-цифровое преобразование непрерывных сигналов. Информационные характеристики источника и канала, блоковое кодирование источника. Кодирование и декодирование кодом Лемпела-Зива. Регенерация цифрового сигнала.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.09.2014Задачи при передаче речи и данных. Цифровая передача речи. Категории методов цифрового кодирования речи. Кодеры формы сигнала. Вид амплитудной характеристики компрессора. Дискретная модель речеобразования. Особенности метода кратковременного анализа.
контрольная работа [56,6 K], добавлен 18.12.2010Преимущества радиоканальных охранных систем. Основные направления кодирования речи: кодирование формы (Waveform coding) и источника сигнала (Source coding). Структурная схема процесса обработки речи в стандарте GSM. Оценка качества кодирования речи.
реферат [46,8 K], добавлен 20.10.2011Преобразование изображаемого объекта в электрический сигнал. Электронные системы телевидения. Разделение строчных и кадровых синхроимпульсов. Четкость телевизионного изображения, ширина спектра телевизионного сигнала. Полоса частот для передачи сигнала.
реферат [3,0 M], добавлен 18.03.2011Кодирование длин участков (или повторений) один из элементов известного алгоритма сжатия изображений JPEG. Широко используется для сжатия изображений и звуковых сигналов метод неразрушающего кодирования, им является метод дифференциального кодирования.
реферат [26,0 K], добавлен 11.02.2009Особенности развития современных систем телевизионного вещания. Понятие цифрового телевидения. Рассмотрение принципов организации работы цифрового телевидения. Характеристика коммутационного HDMI-оборудования. Анализ спутникового телевидения НТВ Плюс.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.09.2012Основные параметры и тактико-технические характеристики цифрового телевизионного передатчика. Организация интерактивной системы в наземном цифровом телевещании. Разработка возбудителя для канального кодирования и модуляции сигнала по стандарту DVB-T.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 06.06.2014
