ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано | Утверждаю |
___________________ Руководитель ООП по специальности 210601 декан ГФ проф. | _______________________ Зав. кафедрой ЭС проф. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«основы телевидения и видеотехники»
Направление подготовки:
210601 Радиоэлектронные системы и комплексы.
Специализация: Радиолокационные системы и комплексы.
Квалификация выпускника: специалист.
Форма обучения: очная
Составитель: доцент каф. ЭС
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
Составитель доцент
Научный редактор профессор
основы телевидения и видеотехники
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является изучение и усвоение принципов работы, методов анализа и проектирования основных типов устройств, предназначенных для передачи и приема телевизионного изображения, а также знакомство с параметрами и характеристиками таких устройств, с основными техническими и конструктивными требованиями к ним, связью этих требований с назначением и параметрами радиотехнических систем и комплексов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы».
Для освоения этой учебной дисциплины требуется предварительная подготовка в объёме полной средней школы, освоение дисциплин: «Электроника», «Схемотехника аналоговых электронных устройств», «Цифровые устройства и микропроцессоры», «Радиоавтоматика».
Дисциплина является предшествующей для освоения отдельных разделов учебных дисциплин «Интеллектуальные радиолокационные системы», «Радиолокационные системы дистанционного зондирования» и дисциплин вариативной части подготовки специалиста, а также для выполнения выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
а) общекультурных:
-способность к обобщению и анализу информации, постановке целей и выбору путей их достижения (ОК-1);
- умение логически последовательно, аргументировано и ясно излагать мысли, правильно строить устную и письменную речь (ОК-2);
- готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
- стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6)
- быть готовым к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-4);
- вести переговоры, устанавливать контакты, устранять (урегулировать) конфликты интересов (ОК–5);
- использовать в своей деятельности нормативные правовые и инструктивные документы (ОК-7);
- осуществлять свою деятельность в различных сферах общественной жизни на основе принятых в обществе моральных и правовых нор (ОК-8);
- понимать и анализировать экономические проблемы и процессы, быть активным субъектом экономической деятельности (ОК-15);
- быть готовым к реализации прав и соблюдению обязанностей гражданина, к граждански взвешенному и ответственному поведению в обществе (ОК-19);
- адаптироваться к новым экономическим, социальным, политическим, культурным ситуациям, изменениям содержания социальной и профессиональной деятельности (ОК-20);
б) профессиональных, в том числе
б1) общепрофессиональных - способность владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик радиотехнических цепей (ПК-4);
- способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);
б2) в области производственно-технологической деятельности - --способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки и техники (ПК-6);
- способность осуществлять анализ состояния научно-технической проблемы, определять цели и выполнять постановку задач проектирования (ПК-8);
- способностью разрабатывать структурные и функциональные схемы радиоэлектронных систем и комплексов, а также принципиальные схемы устройств телевидения (ПК-9);
б3) в области организационно-управленческой деятельности --способность изучать научно-техническую информацию в области эксплуатации электронных комплексов, способностью выполнять математическое моделирование объектов и процессов по типовым методикам, в том числе с использованием стандартных пакетов прикладных программ (ПК-14);
б4) в области научно-исследовательской деятельности
- способность изучать и использовать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиотехники (ПК-15);
б5) в области проектной деятельности
-способность решать задачи оптимизации существующих и новых технических решений устройств телевидения (ПК-16);
-способность к реализации программ экспериментальных исследований, включая выбор технических средств и обработку результатов (ПК-17).
- способность разрабатывать необходимую техническую и нормативную документацию в составе творческих коллективов и самостоятельно, контролировать соответствие проектов требованиям стандартов, техническим условиям и других нормативных документов промышленной безопасности; разрабатывать, согласовывать и утверждать в установленном порядке технические, методические и иные документы, (ПК-26);
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- основы теории преобразования изображений (ПК-4), (ПК-9);
-принципы организации телевизионной передачи (ПК-9), (ПК-10);
- методы воспроизведения изображений (ПК-9), (ПК-18);
- тенденции развития телевизионных систем (ПК-6), (ПК-18):
- технологию изготовления основных элементов устройств телевидения;
- компоненты, применяемые при создании устройств телевидения, их классификацию;
-источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернета) по технологии создания и расчёта устройств телевидения.
Уметь:
- извлекать, анализировать и оценивать информацию;
-производить определение параметров телевизионных устройств и систем (ПК-4), (ПК-5);
- оценивать качество телевизионных изображений (ПК-20), (ПК-28).
- ориентироваться в типовых экономических ситуациях, основных вопросах экономической политики;
- оценить и проанализировать результаты, полученные путем инженерных расчетов
Владеть:
-навыками анализа параметров существующих и разработки перспективных
телевизионных и видеосистем, включая цифровые (ПК-6);
- терминологией в области аналоговой и цифровой телевизионной техники (ПК-6);
-методами синтеза и анализа узлов и устройств телевизионных систем (ПК-9, ПК-10).
- терминологией в области электронных устройств формирования радиосигналов;
- навыками поиска информации о параметрах и характеристиках компонентной базы микроэлектроники;
- информацией о технических параметрах компонентов устройств формирования радиосигналов для использования при разработке и использовании радиоэлектронной аппаратуры;
- навыками применения полученной информации при расчёте устройств телевидения;
- навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики;
- навыками сотрудничества, ведения переговоров и разрешения конфликтов.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость учебной дисциплины составляет 3 зачётных единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | ||
| Всего | 144 | |
| Аудиторные занятия: в том числе | 58 |
|
| Лекции | 24 |
|
| Практические занятия (ПЗ), в том числе в интерактивной форме: | 18 |
|
| Лабораторные работы | 16 |
|
| Самостоятельная работа: в том числе | 86 |
|
| Подготовка к лекциям, практическим, лабораторным работам | 86 |
|
| Вид промежуточной аттестации ( экзамен) |
| |
| Общая трудоёмкость час. зач. ед. | 144 | |
| 3 | ||
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1 | Введение. Основные характеристики оптического и ТВ изображений | Приводятся краткие сведения из истории телевидения (ТВ), рассмотрена структура рабочей программы дисциплины. Функциональная схема ТВ системы. Обзор современного состояния ТВ и основные тенденции их развития. Формирование оптического изображения. Светоделение. Классификация и характеристики оптических и ТВ изображений. |
2 | Зрительное восприятие, основы колориметрии | Зрительная система человека. Основные характеристики зрения (чувствительность, восприятие яркости, различимость градаций, разрешающая способность, восприятие пространства и др.). Цветовое зрение. Механизмы и характеристики цветовосприятия. Основы колориметрии, цветовые измерения и расчеты. Связь между спектральными характеристиками и цветом. |
3 | Выбор параметров ТВ систем | Параметры ТВ систем, определяющие качество ТВ изображений. Согласование параметров ТВ систем с характеристиками зрения. Критерии оценки качества ТВ изображений. |
4 | Формирование сигналов изображения | Анализ и синтез изображений. Частотный спектр сигналов изображения. Построение ТВ растра. Выбор параметров ТВ растра. Переходные процессы в цифровых преобразователях изображения. Синхронизация процессов анализа и синтеза изображений. Преобразователи изображений. Твердотельные преобразователи изображений. Принципы построения и характеристики линейных и матричных ПЗС - и КМОП-преобразователей. Управление характеристиками твердотельных преобразователей. Принципы формирования сигналов цветного ТВ. Многосигнальные преобразователи изображений. Структурная схема видеокамеры. Краткие технические характеристики основных узлов. |
5 | Обработка и кодирование сигналов изображения | Обработка сигналов и качество ТВ изображения. Цифровое представление сигналов изображения. Дискретизация и квантование сигналов. Цифровое кодирование и обработка видеосигналов. Коррекция полутоновых, апертурных и цветовых искажений. Противошумовая коррекция. Компрессия видеоинформации. Дискретное косинусное преобразование. Виды алгоритмов сжатия сигналов изображений |
6 | Передача сигналов изображения по каналам связи | Согласование параметров сигналов и характеристик каналов связи. Яркостный и цветоразностные сигналы. Системы цветного ТВ с частотным уплотнением спектра. Системы цветного ТВ NTSC, SECAM, PAL. Временное уплотнение сигналов в системах цветного ТВ. Алгоритмы эффективного статистического кодирования. Сжатие с потерями (по формату JPEG). Компрессия динамических изображений в форматах MPEG. Квантование и управление потоком данных. Формат MPEG-2 в цифровых ТВ системах. Системы ЦТВ. |
7 | Воспроизведение ТВ изображений. Заключение | Принципы формирования цветного изображения: Дискретные устройства с плоским экраном. Качество цветного изображения. ТВ приемники. Особенности структурных схем ТВ приемников. Приемники цифровых ТВ сигналов. Перспективы развития телевидения от ТВ стандартной четкости к ТВЧ и ТСВЧ. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемой (последующей) дисциплины | Номера разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемой (последующей) дисциплины | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
1. | Интеллектуальные радиолокационные системы. | - | + | - | + | + |
2. | Радиолокационные системы дистанционного зондирования | + | - | + | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лабор. работы | СРС* | Всего час. |
1 | Введение. Основные характеристики оптического и ТВ изображений | 2 | - | - | 12 | 14 |
2 | Зрительное восприятие, основы колориметрии | 2 | - | - | 14 | 16 |
3 | Выбор параметров ТВ систем | 4 | 4 | - | 12 | 20 |
4 | Формирование сигналов изображения | 4 | 2 | 4 | 12 | 22 |
5 | Обработка и кодирование сигналов изображения | 4 | 4 | 4 | 12 | 24 |
6 | Передача сигналов изображения по каналам связи | 4 | 4 | - | 12 | 20 |
7 | Воспроизведение ТВ изображений. Заключение | 4 | 4 | 8 | 12 | 28 |
Примечание: СРС – самостоятельная работа студентов
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1. | 4 | Исследование полупроводникового прибора |
2. | 5. | Генератор строчной развертки |
3. | 7. | Генератор кадровой. развертки |
7. Практические занятия
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 3 | Выбор параметров ТВ систем | 2 |
2. | 4 | Формирование сигналов изображения | 2 |
3. | 5 | Временное уплотнение сигналов, алгоритмы кодирования. Компрессия в форматах JPEG, MPEG-4. | 4 |
4. | 6 | Разработка структуры передающего устройства. | 4 |
5. | 7 | Яркостный и цветоразностные сигналы. Системы цветного ТВ NTSC, SECAM, PAL. | 6 |
8. Примерная тематика курсовых проектов.
Программой не предусмотрено.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
ЛИТЕРАТУРА
а) основная:
1. Телевидение: Учебник для вузов / В. Е. Джакония, А. А. Гоголь, Я. В. Друзин и др.; Под ред. В. Е. Джаконии. 4-е изд. стереотип. - М.: Горячая линия – Телеком. 20с. ил.
2. Быков телевидения и видеотехники. Учебник для вузов. М: Горячая линия–Телеком, 20с.
3. Карякин телевидение. М.: Солон Пресс, 2008, 221 с.
4. , , Теряев цифрового телевидения и радиовещания. М.: Горячая линия–Телеком, 2007. – 254 с.
5. Лысенко и синтез видеоинформационных систем. Учеб. пособие. СПб.: СПб ГЭТУ, 20с.
6. Мончак приемник совместимой телевизионной системы: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 20с.
б) дополнительная:
1. Смирнов цифрового телевидения. М.: Горячая линия–Телеком,
2001. – 224 с.
2. Сжатие данных, изображений и звука. М.: Техносфера, 20с.
3. Телевидение. Под ред. Гоголя практикум. С. Пб.: Линк,
2009, 189 с.
4. А. Очерки истории телевидения. М.: Наука, 19с.
5. Цифровое преобразование изображений: Учеб. пособие для вузов / Р. Е. Быков, Р. Фрайер, К. В. Иванов, А. А. Манцветов; Под ред. Р. Е. Быкова. М.: Горячая линия – Телеком, 20с.
6. Цифровая обработка изображений М.: Техносфера, 20с.
7. Зубарев Ю. Б., Кривошеев М. И., Красносельский И. Н. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. М.: Научно-исследовательский институт радио (НИИР), 20с.
8. Введение в эпоху телевидения. Информационно-техни-ческий журнал «625», №№ 1, 2, 3. – М.: 2005.
9. Теоретические основы электрической передачи изображений. Телевидение и фототелеграфия. , , и др., т.2. – М.: Сов. радио, 1962. С. 281 – 294.
- http://www. ***** ; http://www. ***** ; http://www. *****/main. php ; http://***** ; http://digital. /worldwide/russia. nsf/main? readform ; http://www. ***** ; http://www. /rus ; http://www. ***** ; http://www. *****/blog .
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентаций лекций, видеофайлов практических занятий и демонстрационных лабораторных работ.
Проведение лабораторных занятий требует наличия специализированных учебных стендов по заявленной номенклатуре лабораторных работ, оснащённых современной контрольно-измерительной аппаратурой.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки специалиста 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы».
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Изучение дисциплины производится в тематической последовательности. Студенты очно-заочной формы обучения работают в соответствии с временным режимом, установленным учебным рабочим планом для данных форм обучения. Информация о временном графике работ сообщается преподавателем на установочной лекции. Преподаватель дает указания также по организации самостоятельной работы студентов, выполнения лабораторных работ и проведения тестирования.
Дисциплина Основы телевидения и видеотехники, как указывалось выше, является фундаментальной дисциплиной. В связи с этим, приступая к ее изучению, необходимо восстановить в памяти основные сведения из курса общей физики, математики и указанных выше специальных дисциплин.
Методика и последовательность изучения дисциплины соответствуют перечню содержания разделов дисциплины. Материал каждой темы насыщен математическими соотношениями, физическая интерпретация которых зачастую достаточно сложна, поэтому изучение материала требует серьезной, вдумчивой работы.
Изучать дисциплину рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием каждой из них по программе учебной дисциплины. При первом чтении следует стремиться к получению общего представления об изучаемых вопросах, а также отметить трудные и неясные моменты. При повторном изучении темы необходимо освоить все теоретические положения, математические зависимости и выводы. Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса, но не пытаться запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений, способствует наиболее глубокому и прочному усвоению материала. Для более эффективного запоминания и усвоения изучаемого материала, полезно иметь рабочую тетрадь (можно использовать лекционный конспект) и заносить в нее формулировки законов и основных понятий, новые незнакомые термины и названия, формулы, уравнения, математические зависимости и их выводы. Целесообразно систематизировать изучаемый материал, проводить обобщения разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Подобная методика облегчает запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала. До тех пор пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену.
Разработал:
доц. кафедры электронных систем
