2. Краткаяисторияцифровоготелевидения

Историявозникновенияиразвитияцифровоготелевидениясодержитне­сколькоэтапов.Накаждомэтапесначалавыполнялисьнаучно­исследовательскиеиопытно-конструкторскиеработы,создавалисьэкспери­ментальныеустройстваисистемы,азатемпринималисьмеждународныестан­дарты,которыедолжныподдерживатьсявсемиорганизациями,ведущимите­левизионноевещаниеивыпускающимивидеопрограммы,ивсемифирмами-производителямиаппаратуры.

Следуетподчеркнутьважнейшуюрольстандартоввразвитиителевидения.

какилюбойдругойтехнологии.Главнымвмировоммасштабеорганом,прини­мающимиутверждающимстандартывразличныхобластяхдеятельностилю­дей,являетсяISO-lnternationalStandartOrganization(Международнаяоргани­зацияпостандартизации),объединяющаянациональныекомитетыпостандар­тизацииболее100странмира.ISOсоздаеткомитеты,подкомитетыирабочиегруппы,которыеразрабатываютпроектыстандартов,утверждаемыезатемISO.Приэтомстандартывобластиинформационныхтехнологийпринимаютсясоз­даннымISOиМеждународнойЭлектротехническойКомиссией(lnternationalElectrotechnicalComission-IEC)совместнымкомитетомISO/IECJTS1,назва­ниекоторогоприсутствуетвназванияхпринятыхимстандартов.

Ещеодинмеждународныйорган,занимающийсястандартизациейвобласти

телекоммуникаций,этоМеждународныйСоюзЭлектросвязи(lnternationalTele­communicationUпion-ITU).СтандартизациейвтелевидениизанимаетсясекторITU-R(R-radio).До1993годаэтифункциивыполнялМеждународныйКон­сультативныйКомитетпорадио(МККРилиCCIR).Документы,выпускаемыеITU,называютсяРекомендациями,нофактическиониявляютсястандартами.

Первыйэтаnисториицифровоготелевиденияхарактеризовалсяиспользо­ваниемцифровойтехникивотдельныхчастяхтелевизионныхсистемприсо­храненииобычногостандартаразложенияианалоговыхканаловсвязи.Наиба-

лееважнымдостижениемданногоэтапабылосозданиецифровогостудийногеоборудования[1].Насовременныхтелестудияхсигналыспередающихкамепреобразуютсявцифровуюформу,ивсяихдальнейшаяобработкаихранениевпределахтелецентраосуществляютсяцифровымисредствами.Этопозволя·етреализоватьмногиеизуказанныхвышепреимуществцифровоготелевиде·ния.Навыходестудийногооборудованиятелевизионныйсигналпреобразуетсяваналоговуюформуипередаетсяпообычнымканаламсвязи.

РезультатыработыспециалистовразныхстранбылизакрепленывРекомен­дацииITU-RВТ601(староеназвание-Рекомендация601МККРилиCCIR-601).Данныйдокументбылпринятв1982годуиопределяетдосихпоросновныепараметрыцифровойстудийнойаппаратуры.

Другоенаправление,характерноедляпервогоэтапаразвитияцифрового

телевидения,-введениецифровыхблоковвтелевизионныеприемникисце­льюповышениякачестваизображенияилирасширенияфункциональныхвоз­можностей.Примерамитакихблоковмогутслужитьцифровыефильтрыдляраз­деленияяркостногоицветаразностныхсигналов,дляуменьшениявлиянияшу­мовнаизображениеидляподавленияэхо-сигналов,возникающихприотраже­ниирадиоволнотповерхностиЗемлииразличныхобъектов,т.е.приналичиимноголучевогоприема.Широкоизвестнытакжеустройствапереходаотчересст­рочнойразверткикквазипрогрессивной,повышениячастотыполейдо100Гц,реализациифункций«стоп-кадр))и«кадрвкадре»ит.д.[2].

Отметим,чтовсеэтиусовершенствованиянезатрагивалистандартразло­женияипринципыпередачителевизионногосигналапоканалусвязи.

Второйэтапразвитияцифровоготелевидения-созданиегибридныханало­

го-цифровыхтелевизионныхсистемспараметрами,отличающимисяотприня­тыхвобычныхстандартахтелевидения.Можновыделитьдваосновныхна­правленияизмененийтелевизионногостандарта:переходотодновременнойпередачияркостногоицветаразностныхсигналовкпоследовательнойихпере­дачеиувеличениеколичествастроквкадреиэлементовизображениявстро­ке.Реализациявторогонаправлениясвязанаснеобходимостьюсжатияспек­трателевизионныхсигналовдляобеспечениявозможностиихпередачипока­наламсвязисприемлемойполосойчастот.

Примерамигибридныхтелевизионныхсистеммогутслужитьяпонскаясис­темателевидениявысокойчеткости(ТВЧ)MUSEизападно-европейскиесис­темысемействаМАС[3].Впередающейиприемнойчастяхвсехэтихсистемсигналыобрабатываютсяцифровымисредствами,авканалесвязисигналыпередаютсяваналоговойформе.СистемыТВЧMUSEиHD-MACимеютфор­матизображения16:9,количествостроквкадре1125и1250,частотукадров30и25Гц,соответственно.

Спомощьюцифровогокодированияисходнаяполосачастотсигналовэтих

систем,превышающая20МГц,сжимаетсядовеличиныпорядка8МГц.Этопо­зволяетпередаватьэтисигналысчастотноймодуляцией(ЧМ)поспутниковымканаламсвязи,имеющимширинуполосы27МГц.Втожевремя,широкораз­витаясетьназемноготелевизионноговещания,включающаяУКВ-передатчики,кабельнуюсетьидругуютехнику,непозволяетпередаватьиприниматьсигна­лыуказанныхсистемтелевидения,таккакрассчитананаширинуполосычас­тотодногоканала,равную6...8МГц.

Третьимэтапомразвитияцифровоготелевиденияможносчитатьсозданиеполностьюцифровыхтелевизионныхсистем.

ПослепоявлениявЯпониииЕвропеупомянутыхвышесистемтелевидениявысокогоразрешенияMUSEиHD-MAC,вСШАв1987годубылобъявленкон­курсналучшийпроектсистемытелевидениявысокогоразрешениядляутвер­ждениявкачественациональногостандарта.Впервыегодынаэтотконкурсбыливыдвинутыразличныеаналоговыесистемы.СистемаMUSEидругиесис­темы,предусматривающиепередачутолькопоспутниковымканалам,вскоребылиснятысрассмотрения.Этообъяснялосьтем,чтовСШАоколо1400ком­панийосуществляютназемноетелевизионноевещание,иоченьширокоразви­тасетькабельныхлиний.Всяэтаинфраструктурарассчитананаширинуполо­сычастоттелевизионногоканала6МГц.

Рассматривалисьпроектыаналоговых•телевизионныхсистемвысокогораз­

решения,вкоторыхпоодномустандартномуканалупередаетсяобычныйсиг­налNTSC,аподругому-дополнительныйсигнал,которыйвприемникессо­ответствующимдекодеромпозволяетполучитьизображениесбольшимколи­чествомстрокиэлементовразложениявстроке.Втовремяниктонемогпред­положить,чтоужечерезнескольколетудастсяпостандартномуканалусши­ринойполосы6или8МГцпередаватьсигналыполностьюцифровойсистемытелевидениякакобычного,такиТВЧ.

Задачасжатияизображенийдляхраненияипередачибыланастолькоакту­

альной,чтоМеждународнаяорганизациястандартизацииISOвзяланасебяфункциикоординацииусилийпоеерешению.ВISOбыласозданарабочаягруппаJPEG(JointPictureExpertGroup-объединеннаягруnпаэкспертовпоизображениям),котораязанимаетсяразработкойметодовсжатиянеnодвижныхизображений,азатем-рабочаягрупnаMPEG(MotionPictureExpertGroup-группаэкспертовподвижущимсяизображениям),занимающаясяметодамисжатиядвижущихсяизображенийизвуковогосопровождения.ЭтирабочиегруппывключаютспецИалистовизразныхстран.РезультатамидеятельностиэтихгруппявляютсяутверждаемыеISOстандарты

ИменноразработкигруппыMPEGсталиосновойсозданиясовременныхсистемцифровоготелевидения.МетодысжатиядвижущихсяизображенийисигналовзвуковогосопровожденияописанывстандартахMPEG-1иMPEG-2.СтандартMPEG-1,ориентированныйвосновномназаписькинофильмовиви­деопрограммнакомпьютерныелазерныедискисвозможностьювоспроизведе­нияизображенияизвукаспомощьюобычногопереанальногокомпьютера(ПК),былокончательноутвержденкдекабрю1993года.СтандартMPEG-2,предна­значенныйдлясистемтелевизионноговещаниякаксобычнымстандартомразложения,такисувеличеннымчисломстрок(ТВЧ),былутвержденвноябре1994года.

ВернемсякконкурсувСША.Первыепредложенияпополностьюцифровым

системамтелевиденияпоявилисьв1990году..Скаждымгодомвозрасталоко­личествопроектовцифровыхтелевизионныхсистемиулучшалисьиххаракте­ристики.Вначале1993годапоследниеаналоговыесистемыбылиснятысрас­смотрения.Вмае1993года4группыкомпанийиисследовательскихорганиза­ций,представлявшихблизкиепосуществупроекты,объединилисьвccGrandAliance))ивдальнейшемпредставлялиединыйпроект,которыйисталосновойстандартаполностьюцифровойтелевизионнойсистемывСША.ОсновойэтогопроектасталтогдаещенеутвержденныйстандартMPEG-2.

ВЕвропеужев1993году,кактолькосталоясно,чтозацифровымителеви­зионнымисистемамибудущее,былпринятпроектDVB(DigitalVideo

Broadcasting-ЦифровоеВидеоВещание),такжеоснованныйнаMPEG-2.Внастоящеевремясистемыцифровоготелевидениябыстрораспространяютсявомногихстранах.Приэтомвпервуюочередьрешаетсязадачазначительногоувеличенияколичествапередаваемыхпрограммтелевиденияобычногораз­решения,таккакэтодаетбыстрыйкоммерческийэффект.Вразвитыхстранахпоставленвопросопрекращениивпервомдесятилетии21-говекааналоговоготелевизионноговещанияи,следовательно,полномпереходекцифровомуте­левидению

ЦифровоетелевидениеприходитивРоссию.В1999годуГаскомсвязиРос­

сийскойФедерацииодобрил«К.онцепциювнедренияцифровыхназемныхсис­темзвуковогоителевизионноговениявРоссии»[4].Восновеконцепциилежитпринципсозданиявсетяхвещанияинтегрированноготранспортногопо­токадляпередачикаквещательныхпрограмм,такимультимедийнойидругойинформации.

ВнедрениецифровоготелевидениявРоссиипредполагаетсяосуществитьв

дваэтапа.Напервомэтапесоздаютсянесколькоопытныхучастковсосмешан­ным(аналоговымицифровым)вещаниемдляпрактическойпроверкиивыбораметодовипараметров.РезультатомпервогоэтападолжныстатьадаптациямеждународныхстандартовкусловиямРоссииивыработкавременныхнормнацифровоевещание.НавторомэтапедолжныбытьутвержденыстандартынацифровоеТВ-извуковоевещание,послечегоможетначатьсяихмассовоевнедрение.Полныйпереходнацифровоетелевизионноевещаниепланируетсязавершитьк2015году.