Системи цифрового телебачення

Анотація навчальної дисципліни
Метою вивчення дисципліни є отримання студентами теоретичних знань, що пов’язані з методами формування цифрових телевізійних сигналів, методами стиснення телевізійних зображень, стандартними алгоритмами стиснення та принципами організації і передавання транспортних потоків по наземним та супутниковим каналам зв’язку.

Тематика та види навчальних занять

Лекція 1. «Перетворення сигналів зображення у цифрову форму».
Лекція 2. «Кодування дискретних відліків телевізійного зображення у стандарті ITU-R BT 601».
Лекція 3. «Організація цифрового потоку».
Лекція 4. «Методи стиснення телевізійних зображень».
Лекція 5. «Кодування з передбаченням».
Лекція 6. «Кодування з перетворенням».
Лекція 7. «Стиснення зображень у стандарті JPEG».
Лекція 8. «Стиснення зображень у стандарті MPEG-2. Оцінка та компенсація руху».
Лекція 9. «Стиснення сигналів звукового супроводження у стандарті MPEG-2».
Лекція 10. «Формування цифрового потоку у стандарті MPEG-2. Системний рівень стандарту MPEG-2».
Лекція 11. «Кодування відео і звукової інформації у стандарті MPEG-2».
Лекція 12. «Кодування відео і звукової інформації у стандарті MPEG-4».
Лекція 13. «Стандарт цифрового телевізійного мовлення DVB».
Лекція 14. «Стандарти кабельного та супутникового телебачення DVB-C та DVB-S».
Лекція 15. «Стандарти наземного телевізійного мовлення DVB-T, DVB-T2. Новітні системи цифрового телевізійного мовлення».

Практичні заняття
Практичні заняття виконуються середовищі SciLab.
Практична робота №1. «Перетворення аналогових телевізійних сигналів у цифрову форму».
    Мета роботи: вивчення алгоритму перетворення аналогових ТВ сигналів у цифрову форму, а також експериментальне визначення співвідношень між значеннями аналогових сигналів та рівнями квантування їх цифрових еквівалентів.
    Перше заняття. Вивчення алгоритму формування яскравісного та компресованих кольороворізницевих сигналів. Вивчення методики кодування відліків ТВ сигналів у стандарті  ITU-R BT-601 та виміру їхніх параметрів у середовищі  SciLab.
Практична робота №2. Дослідження впливу обмеженості числа рівнів квантування на якість відновленого зображення».
    Мета роботи: Оволодіння практичними навичками аналізу якості відновленого зображення залежно від кількості рівнів квантування.
    Перше заняття. Побудова гістограм розподілу ймовірностей значень яскравостей фрагменту зображення залежно від розрядності представлення відліків двійковими кодами.
    Друге заняття. Розробка алгоритму моделювання процесу квантування та дослідження впливу обмеженості розрядності квантувача на якість відновленого зображення. 
Практична робота №3. «Дослідження ефективності стиснення телевізійного зображення за методом передбачення».
    Мета заняття: Оволодіння практичними навичками моделювання алгоритму стиснення методом кодування з передбаченням.
    Перше заняття. Аналіз структурної схеми алгоритму скорочення об’єму цифрового потоку. Моделювання роботи кодера в середовищі  SciLab.
    Друге заняття. Моделювання алгоритму відновлення зображення в середовищі SciLab за методом ДІКМ. Моделювання роботи декодера системи стиснення.
Практична робота №4. «Моделювання алгоритму стиснення за методом дискретного вейвлет-перетворення Хаара».
    Мета роботи: вивчення основних принципів дискретного вейвлет-аналізу; вивчення основних елементів кратно-масштабного аналізу.
    Перше заняття. Обчислення коефіцієнтів апроксимації та деталізації одновимірного дискретного вейвлет-перетворення Хаара. Побудова дерева одновимірного ДВП.
    Друге заняття. Аналіз ефективності стиснення двовимірного ДВП. Побудова дерева двовимірного ДВП.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

 Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти 
Не передбачена.

Для заочної форми здобуття освіти 
Виконання контрольної роботи.

 Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи. 
Оцінка за виконання лабораторних робіт №1-8 становить 5 балів. Лабораторні роботи 1-4 виконують в першому семестровому модулі, лабораторні роботи 5-8 – в другому.
Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за бездоганне виконання модульної роботи становить 30 балів. Модульна робота складається з теоретичної частини (у формі тестових запитань) та практичної частини (у формі однієї задачі). Бездоганна відповідь на кожне теоретичне запитання модульних робіт оцінюється в 1 бал. Бездоганне виконання практичного завдання модульної роботи № 1 оцінюється в 10 балів. 
Бездоганне виконання практичного завдання модульної роботи № 2 оцінюється в 10 балів. 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (2 задачі). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. При її захисті здобувач може отримати до 50 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (2 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів.

 Політика освітнього процесу та умови допуску до підсумкового контролю
Підсумковий контроль – залік. Підсумкова оцінка формується як накопичувальна за результатами оцінювання всіх навчальних елементів, які заплановані на семестр для виконання здобувачами вищої освіти. Оцінку «зараховано» отримують здобувачі вищої освіти, за умови виконання всіх навчальних елементів не менш, ніж на 60 %.