7.10 Часові перетворення цифрових сигналів

Часовими перетвореннями називають такі перетворення сигналу, при яких змінюється положення на осі часу дискретних відліків цього сигналу при збереженні їх амплітудних значень. Поряд з цифровою фі­льтрацією часові перетворення мають значне поширення в мовному те­лебаченні. Так, широке використання часові перетворення отримали при корекції часових спотворень, що виникають в процесі відтворення зображень у відеомагнітофонах. На основі часових перетворень буду­ються сучасні синхронізатори джерел сигналів, цифрові перетворювачі телевізійних стандартів, пристрої відеоефектів, системи з компонент­ною передачею або записом сигналів кольорового телебачення та ін.

Часові перетворення цифрового сигналу реалізуються в пристрої цифрової обробки сигналу шляхом запису цього сигналу в ЗП і вибір­кою окремих його значень із ЗП відповідно до заданого алгоритму пере­творення. В результаті сигнал буде перенесений в потрібну часову об­ласть. При цьому часові перетворення можна класифікувати за двома видами: без зміни частотного спектру (або невеликою його зміною) і з помітним впливом на спектр.

До першого виду можна віднести коректори часових спотворень і телевізійні синхронізатори джерел сигналу. У цих пристроях час запису і час зчитування рядків зображення не відрізняються або відрізняються дуже мало. У другому виді перетворень (характерному для систем з ча­совим ущільненням сигналів яскравості і кольоровості, пристроїв відеоефектів і якоюсь мірою для перетворювачів стандартів) ці інтервали часу можуть значно відрізнятися, що і приводить до зміни частотного спектру.

Принципово часові перетворення відрізняються один від одного алгоритмом звернення до ЗП, який у свою чергу визначається завданням перетворення. Алгоритм перетворення обумовлює ємність ЗП. Структу­ра і об'єм ЗП значно ускладнюються при несинхронних процесах запису і зчитування.

У цифрових пристроях часового перетворення застосовують циф­рові ЗП двох типів: з послідовним і довільним доступом. При викорис­танні ЗП з послідовним доступом запис і зчитування відбуваються по­слідовно і відсутня можливість зміни порядку запису і зчитування інфо­рмації. Для розділення процесів запису і зчитування доводиться в таких пристроях збільшувати ємність ЗП в 2...3 рази по відношенню до інфо­рмаційного об'єму перетворюваного фрагмента сигналу. Запам'ятовуючі пристрої з довільним доступом дозволяють обходитися меншою ємніс­тю оскільки в них реалізується зчитування записаної в них інформації за будь-якою заданою адресою. Прикладом такого ЗП може служити ЗП в телевізійному синхронізаторі у якому процеси запису і зчитування роз­діляються в часі шляхом регульованої затримки вхідного перетворюва­ного сигналу залежно від моментів зчитування вихідного сигналу.

При часових перетвореннях із зміною спектру сигналу процедура перетворення полягає в зміні параметрів дискретизації початкового сиг­налу, тобто в зміні числа дискретних значень, якими представляється даний сигнал. Наприклад, при реалізації відеоефектів пов 'язаних із змі­ною масштабу зображення, початковий дискретний сигнал має бути пе­ретворений у вихідний з іншим кроком дискретизації. Інтервали дискре­тизації у вхідному і вихідному сигналах змінюють залежно від зміни масштабу зображення. За відсутності відліків вхідного сигналу в точках розташування відліків вихідного сигналу їх або замінюють найближчи­ми вхідними відліками (якщо помилка непомітна), або піддають вхідний сигнал цифрової фільтрації, що поновлює його значення в точках вто­ринної дискретизації (наприклад виконанням інтерполяції сусідніх еле­ментів вхідного сигналу).