Основи телебачення та телевізійні системи

Анотація навчальної дисципліни

Мета дисципліни: отримання студентами теоретичних знань, що пов’язані з фізичними основами передавання зображень на відстань, принципами формування телевізійних сигналів, що несуть інформацію про основні параметри та характеристики зображень, принципами побудови та функціонування перетворювачів світло-сигнал та сигнал-світло, принципами побудови та основними характеристиками стандартних як аналогових, так і цифрових систем чорно-білого та кольорового телебачення.

Завдання дисципліни:
-    формування комплексу знань з проблематики передавання на відстань  інформації про зображення;
-    формування комплексу знань з основ колориметрії та принципів передавання на відстань інформації про колір;
-    вивчення принципів побудови та роботи сучасних давачів телевізійних сигналів та пристроїв відтворення кольорових та чорно-білих зображень;
-    вивчення принципів побудови стандартних систем кольорового телебачення;
-    вміти самостійно визначити вплив параметрів відеосигналів та параметрів телевізійного тракту на якість відтворення зображень; 
-    вивчення методів перетворення аналогових телевізійних сигналів у цифрову форму.

Основні результати навчання

Знати: фізичні основи передавання зображень на відстань; характеристики і параметри телевізійних сигналів, принципи побудови та роботи сучасних давачів телевізійних сигналів та пристроїв відтворення кольорових та чорно-білих зображень, принципи побудови та характеристики як аналогових, так і аналого-цифрових систем кольорового телебачення, принципи побудови телевізійних приймачів;
Уміти: пояснити основні принципи, що лежать в основі передавання зображень на відстань; розраховувати параметри телевізійних сигналів для передавання інформації про колір зображення; кількісно визначати вплив параметрів відеосигналу на якість відтворення зображень;  пояснити особливості побудови стандартних систем кольорового телебачення; пояснити принципи формування та розраховувати основні параметри цифрових телевізійних сигналів.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ПЗ — практичні заняття; ЛР – лабораторні роботи; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень
Л 1. Основні принципи телебачення
Вступ. Три процеси та два принципи передавання зображень на відстань. Сприйняття світла та основні світлотехнічні величини. Зображення та його параметри.
ЛР1    Принцип розкладу телевізійних зображень (перше заняття)
Лінійна розгортка. Методика формування та виміру параметрів лінійного растра. Вивчення структурної схеми лабораторного стенда.
СРЗ. 
2 тиждень
Л 2. . Способи розкладання телевізійного зображення 
          Способи розгортки. Різновиди розгорток та вимоги до них. Побудова растра при лінійній розгортці черезрядкового типу. Кількість рядків та елементів розкладання з урахуванням зворотного ходу.
ЛР1    Принцип розкладу телевізійних зображень (друге заняття)    
Експериментально досліджується розрізняльна здатність залежно від відстані спостерігання, визначається критична частота мерехтіння зображення, вивчається принцип формування телевізійного растра при полінійній та черезрядковій  розгортках.
СРЗ. К.
3 тиждень
Л 3.  Властивості та характеристики відеосигналу 
Властивості та характеристики відеосигналу. Природа та характер відеосигналу. Структура спектра відеосигналу при лінійній розгортці. Повний відеосигнал.
ЛР2    Оцінка якості телевізійного зображення за допомогою випробувальних сигналів 
(перше заняття)
За допомогою осцилографа вивчається форма та параметри повного телевізійного сигналу.
СРЗ. К.
4 тиждень
Л 4.    Колориметричне визначення кольору     
Елементи колориметрії. Закони змішування кольорів. Способи відображення кольорів.
Колориметричні розрахунки у  системі RGB.
ЛР2    Оцінка якості телевізійного зображення за допомогою випробувальних сигналів 
(друге заняття)    
Вивчається методика перевірки балансу білого у статичному та динамічному режимах,експериментально оцінюються геометричні спотворення растра, та порівнюються з розрахунковими.
СРС. К.
5 тиждень
Л5.    Давачі телевізійних сигналів та їхні характеристики 
Давачі телевізійних сигналів та їхні характеристики. Твердотільні фотоелектричні перетворювачі зображення. 
ЛР3    Вивчення трипроменевого маскового кінескопа
(перше заняття)
Вивчення практичних методів змішування кольорів. 
СРЗ. К.
6  тиждень
Л 6.    Пристрої відображення зображень. Рідкокристалічні та плазмові екрани
Принципи побудови та роботи рідкокристалічних екранів.  Принципи побудови та роботи плазмових екранів.
ЛР3    Вивчення трипроменевого маскового кінескопа (друге заняття)    
Вивчення принципів побудови та роботи кольорових кінескопів та методики експериментального визначення його основних характеристик.
СРЗ. К.
7 тиждень
Л. 7    Загальні принципи побудови систем цифрового телебачення 
 Етапи розвитку цифрового телебачення. Структурна схема цифрової телевізійної системи. Перетворення аналогового телевізійного сигналу у цифровий. 
ЛР 4    Кодування телевізійних сигналів у цифровій телевізійній системі (перше заняття)
Вивчення принципів перетворення аналогових телевізійних сигналів в цифрову форму відповідно до єдиного стандарту ITU-R BT 601 
СРЗ. К.
8 тиждень
Л. 8      Кодування дискретних відліків цифрового зображення у відповідності до Рекомендації ITU-R BT 601 .
Кодування телевізійного сигналу. Дискретизація неперервних сигналів. Формати дискретизації. Квантування зображень. Кодування відліків зображення. Організація цифрового потоку.
ЛР 4    Кодування телевізійних сигналів у цифровій телевізійній системі (друге заняття)    
Дослідження впливу числа рівнів квантування на якість відтвореного зображення
  СРЗ. К.
9 тиждень
Л.9    Принцип побудови сумісних систем кольорового телебачення
 Сумісність систем чорно-білого та кольорового телебачення. Структурна схема сумісної системи кольорового телебачення. Система кольорового телебачення SECAМ
ЛР 5    Формування відеосигналів кольорового зображення у сумісній телевізійній системі.
Вивчення основних методів формування сигналів яскравості та колірності для одержання зображення даного кольору
СРЗ. К.
10 тиждень
Л 10.    Система кольорового телебачення NTSC.
Загальні принципи побудови системи. Вибір кольороворізницевих сигналів у системі NTSC Умови вибору піднесучої частоти. Кодер та декодер системи NTSC .
ЛР.6    Вивчення основних принципів побудови кодуючих та декодуючих пристроїв кольорової телевізійної системи SECAM.       
Вивчення основних принципів побудови кодуючих і декодуючих пристроїв; вивчення способів формування  повного телевізійного сигналу у системі SECAM.
СРЗ. К.
11 тиждень
Л 11.     Система кольорового телебачення PAL .
Загальні принципи побудови системи PAL . Вибір кольорових сигналів та частоти під несучої. Кодер та декодер системи PAL.
СРЗ. МКР.

Самостійна робота (8 семестр)

Самостійна робота складає 46 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт: підготовка до лекційних занять – 11 годин;  підготовка до лабораторних занять – 22 години; виконання розрахунково-графічної роботи – 13 годин. 

Індивідуальна робота - Розрахунково-графічна робота

Завдання на розрахунково-графічну роботу видається на початку 8-го семестру.
Розрахунково-графічна робота має наступні цілі: закріплення основних теоретичних положень курсу, придбання навичок інженерного розрахунку параметрів сигналів, що несуть інформацію про зображення та його колір.
Виконання РГР складається з наступних етапів:
Для заданого кольору:
1.    Обчислення амплітуд основних сигналів кольору і складання основного колориметричного рівняння.
2.    Обгрунтування переходу від основних кольорових сигналів до яскравісного та кольороворізницевих сигналів.
3.    Відновлення основних кольорових сигналів з кольороворізницевих. Відображення заданих кольорів на колірній діаграмі.
4.    Побудова епюр повного телевізійного сигналу одного рядка при заданому кольорі.

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 1 модульну контрольну роботу та одну розрахунково-графічну роботу. Модульна контрольна робота виконуються у вигляді тестів. Кожен з тестових білетів містить 20 запитань. До кожного запитання надається 5 варіантів відповідей, один з яких відповідає поставленому запитанню. Запитання мають як теоретичну, так і практичну направленість. Правильна відповідь на кожне тестове запитання оцінюється максимум в 2 бали. Максимальний  бал за модульну контрольну роботу складає 40 балів. Максимальний бал за накопичувальну частину - 48.  Розподіл балів за виконання лабораторних робіт, МКР та РГР наступний: 
ЛР 1. Оцінка за виконання – 8 балів (2 тиждень).
ЛР 2. Оцінка за виконання – 8 балів (4 тиждень).
ЛР 3. Оцінка за виконання – 8 балів (6 тиждень).
ЛР 4. Оцінка за виконання – 8 балів (8 тиждень).
ЛР 5. Оцінка за виконання – 8 балів (9 тиждень).
ЛР 6. Оцінка за виконання – 8 балів (10 тиждень).
МКР Модульна контрольна робота – 40 балів (11 тиждень).
РГР Розрахунково-графічна робота – 12 балів    
Підсумковим контролем з дисципліни є залік.  Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач за всі виконані види робіт – 100 балів. Залік оцінюється за системою: «зараховано», «не зараховано». Оцінка «зараховано» виставляється за умови отримання не менш, ніж 60 балів за всі види робіт. Складання/перескладання заліку відбувається за встановленим деканатом розкладом.

Умови допуску до підсумкового контролю 

Залік виставляється здобувачу вищої освіти як сумарна оцінка за виконання всіх елементів навчальної дисципліни не менше ніж на 60 балів.
Шкали оцінювання та визначення навчання наведені в наступній таблиці:

Шкала оцінювання    Визначення якості навчання
ICTS    Бали    
    100    5    
A    90-100    5    ВІДМІННО ― відмінне виконання, або виконання лише з незначними помилками.
B    82-89    4    ДУЖЕ ДОБРЕ ― вище середнього рівня з кількома помилками.
C    75-81        ДОБРЕ ― в загальному правильно виконане завдання з незначною кількістю грубих помилок.
D    67-74    3    ЗАДОВІЛЬНО ― непогано, але зі значною кількістю недоліків.
E    60-66        ДОСТАТНЬО ― виконання задовольняє мінімальні критерії.
FX    34-59    2    НЕЗАДОВІЛЬНО ― потрібна додаткова праця над дисципліною
F    < 34        НЕЗАДОВІЛЬНО ― потрібне повторне вивчення дисципліни. 

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання, відвідувати консультації викладача з метою з’ясування всіх не зрозумілих питань під час самостійної роботи. 
Виконаний не свій варіант завдання здобувача не оцінюється.
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на модульній контрольній роботі відповідає оцінці «0». 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.
Заборонено використання будь-яких літературних джерел, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів з дисципліни.