
- •Глава1.Чтотакоецифровоетелевидение? 4
- •Чтозначитссцифровое))? 4
- •Краткаяисторияцифровогоtелевидения 9
- •Глава2.Цифровыетелевизионныесигналы 13
- •Глава3.Цифроваяобработкателевизионныхсигналов 48
- •Глава4.Сжатиетелевизионныхсигналов 90
- •Глава5.Передачасигналовцифровоготелевиденияпоканаламсвязи 151
- •Глава6.СтандартцифровоготелевизионноговещанияDvb 170
- •Глава7.Приемныеустройствацифровоготелевизионноговещания 189
- •Глава8.Применениецифровойобработкисигналоввтелевизорах
- •Глава1 чтотакоецифровоетелевидение?
- •Чтозначит«цифровое»?
- •Краткаяисторияцифровоготелевидения
- •Глава2 цифровыетелевизионныесигналы
- •2.1.Дискретизациясигналовиизображений
- •2.2.Квантованиесигналовиизображений
- •2.3.РекомендацияItu-rвт601
- •Дискретизация
- •2.4.Другиестандартыцифровогопредставлениятелевизионныхсигналов
- •2.5.Цифровоепредставлениезвуковыхсигналов
- •2.6.АцПиЦап
- •ДискретноепреобразованиеФурьеидискретноекосинусноепреобразование
- •Цифроваяфильтрация
- •Цифроваяфильтрацияодномерныхсигналов
- •Пространственнаяцифроваяфильтрация
- •Применениецифровойфильтрациидляуменьшениязаметностишумов
- •Применениецифровыхфильтроввдекодерахсигналовцветности
- •3.2.5.Подавлениеэхо-сигналов
- •3.3.Преобразованиеразвертки
- •Глава4 сжатиетелевизионныхсигналов
- •4.1.Задачасжатия·информацииипутиеерешения
- •СтандартJpeg
- •ФорматфайлаJpeg
- •СтандартыMpeg-·1иMpeg-2
- •4.3.1.Кодированиеидекодированиедвижущихсяизображений
- •Сжатиетелевизионнъtхсигналов
- •ОтличияMpeg-1иMpeg-2
- •СистемныйуровеньMpeg-2
- •Другиестандартыиметодысжатиявидеоинформации
- •Другиестандартыиметодысжатиязвуковыхсигналов
- •4.6.Стандарткодированиявидео-извуковойинформации
- •Кодированиеаудиообъектов
- •Декодированиеивоспроизведение
- •Глава5 передачасигналовцифровоготелевиденияпоканалам связи
- •Требованияксистемампередачисигналовцифровоготелевиденияпоканаламсвязи
- •5.2.Перемежениеискремблирование
- •5.3.Коды,исправляющиеошибки
- •Глава6 стандартцифровоготелевизионноговещанияdvb
- •6.1.ЧтотакоеDvb?
- •ТранспортныйпотокDvb
- •СтандарткабельноготелевиденияDvb-c
- •СтандартспутниковогоТв-вещанияDvb-s
- •Новыесистемытелевизионноговещания
- •УсловныйдоступкпрограммамвDvb
- •1Зypid1Дескремб-
- •ДополнительныеданныеисервисвDvb
- •6.9.Контрольиизмерениявцифровомтелевидении
- •7.1.Основныеузлыиблокиприемныхустройствцифровоготелевизионноговещания
- •1.Аналого-цифровоепреобразованиевидеосигналасЗОмлн.Выборок/с.
- •Цифро-аналоговоепреобразованиевидеосигналас30млн.Выборок/с.
- •Основныевыполняемыефункции
- •МикросхемыSaa7182/83фирмыPhilips-цифровыевидеокодеры
- •ОбработкасигналовстандартаMpeg2входнымпортомшириной8бит.
- •Глава8 применениецифровойобработкисигналов втелевизорах«panasonictx-25/29adsof/s»нашассиeur0-3
- •8.1.Общиесведения
- •Радиоканал·иканалобработкисигналовзвука
- •Устройствацифровойобработкисигналов
- •§8.2)Сначалапроходитчерезсхемупереключенияаудио/видеосигналов,расположеннуюнаплатеН,азатемнаплатуЕ-черезконт.8соединителяЕ15
- •Выходныекаскадысигналовяркостиицветности
- •Устройстваразверток
- •Системауправления
- •8.7.Устройстваобработкисигналовтелетекста
- •8.11.Источникпитания
- •8.12.Настройкаирегулировка
- •8.1З.Некоторыерекомендациипоремонту
Сжатиетелевизионнъtхсигналов
ченийразностейэлементовмакробnокакодируемогоизображенияисмещен·нойобластиопорногоизображения
S{дn,!J.m)= ]x'(m+дm,n-tl\n)-х(т,п, (4.3)
m,ГI€8
гдеx(m,n)-элементпервогокадра,xm.n)-элементвторогокадра,m,n-дискретныекоординатыповертикалиипогоризонтали,отсчитываемые,например,отлевоговерхнегоугламакроблакакодируемогоизображения.Суммированиепроизводитсяповсемэлементаммакроблока.Оценкадвиженияосуществляетсятолькопоэлементамсигналаяркости.
Извсехпроверенныхвекторов(n, m)выбираетсятот,которыйобеспечиваетнаименьшеезначениесуммыв(4.3).Этотвекторисчитаетсядалеевек
торомдвижениядляданногомакроблока.Внекоторыхслучаяхвместосуммы
абсолютныхзначенийиспользуетсякореньизсуммыквадратовразностей,однакоегорасчеттребуетбольшегообъемавычислений
Полныйпереборвозможныхсмещенийвзаданномдиапазонеобеспечиваетнахождениеабсолютногоминимумасуммыв(4.3),нотребуетвыполнения
(2W+1)2вычисленийпоэтойформуле,гдеW-максимальноесмещениепока
кой-либокоординате,выраженноевколичествепикселов.Существуютразличныеалгоритмы(илистратегии)поискасоответствияблоковсуменьшеннымобъемомвычислений.
Прдыдущий Кодируемый
/-кадрилиР-кадр Р-кадр
А1FtV1
1 +f11
ПредсказанныйМБ
а)
Предыдущий Кодируемый Поеледущий
'I;ffflJ1 1JiJ.I
А1 V1 Предсказанный1\/'Б V2 А2
б)
Рис.4.8.ПолучениепредсказанногомакроблакавР-кадре(а)ивВ-кадре(б)
Например,сначалавыполняетсяпоисксбольшимшагомсмещения(внесколькопикселов)повсемудиапазонусмещений,азатемвзоне,гдеобнаруженминимум,производитсяпоисксшагом1илидаже1/2пикселадляточногоопределениявекторадвиженияВрезультатеположениесоответствующейобластиопределетсясточностьюдополовиныпикселапообеимкоординатам
Есливобластипоисканенайденасоответствующаяобласть,отличиекоторойотданногомакроблака(величинаS)непревышаетустановленнойпорога-
войвеличины,тоэтотмакроблаккодируетсявовнутрикадровомрежимеаналогичномакроблакам/-кадров.
ЕслисоответствующаяобластьА1найдена,томакроблаккодируетсявмежкадровомрежиме,идлянегоопределяетсявектордвиженияV1.Векторыдвижениякодируютсяспеременнойдлинойкодовыхсловспомощьюособыхтаблицкодирования,заданныхвстандарте,ичерезмультиплексорвключаютсявобщийпотокданных.
Еслидлямакроблакавыбранмежкадровыйрежимкодирования,тоформируетсяпредсказанныймакроблак(МБ),вкачествекоторогоберетсянайденнаясоответствующаяобластьА1изопорногоизображения.Этоиестькомпенсациядвижения.Предсказанныймакроблакпоэлементновычитаетсяизнастоящегомакроблока.Полученныйразностныймакроблак(ошибкапредсказания)проходитпоблочноеДКП,квантованиеикодированиеспеременнойдлинойкодовыхслов.Матрицакоэффициентовквантованиядляошибокпредсказаниясодержит64числа16ииспользуетсядляквантованияяркостныхицветаразностныхсоставляющих.
ДлямакроблаковВ-кадровпоисксоответствующейобластиосуществляетсякаквпредшествующем/-илиР-кадре,такивпоследующемР-кадре(рис.4.8,6).Взависимостиотрезультатовпоискасоответствующейобластивозможныследующиеварианты:
макроблаккодируетсявовнутрикадровомрежиме;
формируетсяпредсказанныймакроблакввидесоответствующейобласти
А1предыдущего/-илиР-кадра;
формируетсяпредсказанныймакроблакввидесоответствующейобласти
А2последующегоР-кадра;
-формируетсяпредсказанныймакроблакввидепоэлементнойполусуммысоответствующейобластиА1предыдущего/-илиР-кадра,исоответствующейобластиА2последующегоР-кадра,т.е.ввидерезультатаинтерполяциипоэтимобластям.
Впоследнихтрехвариантахмакроблаккодируетсявмежкадровомрежиме,какэтобылоописанодляР-кадров.Вслучаепредсказанияпутеминтерполяциидлямакроблаканеобходимопередавать2векторадвиженияV1и\12,показывающиеположениясоответствующихобластейвпредыдущемивпоследующемкадрах.
Прикодированиителевизионныхизображенийсчересстрочнойразверткой
возможныдвавариантапредсказания:полевойикадровый.Приполевомпредсказаниимакроблакикаждогополяпредсказываетсянезависимоотдругогополяэтогокадра,идляформированияпредсказанногомакроблакаиспользуютсяданныеодногоилидвухранеекодированныхполей.Прикадровомпредсказаниидляформированияпредсказанногомакроблакаиспользую1сяданные,содержащиесявобоихполяходногоилидвухранеекодированныхкадров.Помимоэтогостандартпредусматриваетдополнительныережимыпредсказанияпричересстрочнойразвертке.
Крометого,стандартпозволяетпропускатьнекоторыемакроблакиприко
дировании(skippedmacroЬ/ock).Длятакихмакроблаковникакиеданныенепередаются.Такойвариантиспользуется,есликодируемыймакроблакнеимеетотличийотсоответствующегомакроблакавопорномизображении.
Описанныйспособкодированиятелевизионногосигналаиназываетсякодированиемспредсказаниемикомпенсациейдвижения.Выигрышвсжатииизо-
бражениядостигаетсяблагодарятому,чторазностидействительныхипредсказанныхмакроблаковР-иВ-кадровсодержатзначительноменьшеинформации,чемсамиэтимакроблоки.ПриэтомдляВ-кадровобъемпередаваемойинформациибудетнаименьшим,таккакпридвунаправленномпредсказанииошибкапредсказанияминимальна.
КодированныевидеоданныеивекторыдвижениячерезмультиплексорпоступаютвБЗУ,работающеепопринципу((первымвошел-первымвышел••.
ОднаизфункцийБЗУ-согласованиенеравномерногововременипотокаданныхпослекодированиясострогопостояннойскоростьюпередачидвоичныхсимволовпривыполнениикодированиявреальномвремени.Неравномерностьпотокаданных,поступающихвБЗУ,обусловленавпервуюочередьналичиемразныхтиповкадров.СчитываниеданныхизБЗУосуществляетсяспостояннойскоростью.СтепеньзаполненнестиБЗУколеблетсявовремени,возрастаяприувеличениипотокапоступающихнанегоданныхиснижаясьприуменьшенииэтогопотока
Помиморазличиятиповкадровнастепеньзаполнениябуфераможетвлиятьхарактерпередаваемогоизображения.Есливизображениимногомелкихдеталей,возрастаютколичествоиуровенивысокочастотныхсоставляющихпространственно-частотногоспектра.т.е.количествоотличныхотнулякоэффициентовДКПЭтоприводиткувеличениюпотокаданных.Припередачеже((гладких»изображенийколичествоотличныхотнулякоэффициентовДКПуменьшается,таккакпространственно-частотныйспектризображенияимеетвосновномнизкочастотныесоставляющие.
Дляоптимизацииработысистемыжелательноподдерживатьуровеньза
полненияБЗУприблизительнопостоянным.ЕслиБЗУпереполняется,то,очевидно,будетпроисходитьпотерячастиданных,т.е.ухудшениекачестваизображениянавыходесистемы.ЕслижеБЗУполностьюосвобождается,топоканалусвязиприходитсяпередавать((пустые»блоки(такназываемыйstuffing),чтоприводиткснижениюэффективностиегоиспользования.Чтобыизбежатьобоихнежелательныхслучаев,вкодереизображениявведенаобратнаясвязьсБЗУнаблокУКС,управляющийстепеньюсжатияизображения.
Сущностьдействияэтойобратнойсвязизаключаетсявследующем.Если
передаетсямелкоструктурноеизображение,изаполнениеБЗУувеличивается,топодвоздействиемобратнойсвязиувеличиваетсямасштабныйкоэффициентквантования(см.формулу(4.2)).ПриэтомколичествобитнакаждыйкоэффициентДКПуменьшается,ивеличинапотокаданныхподдерживаетсяпримернопостоянной.Наоборот,припередаче((гладких»изображенийквантованиестановитсяболееточным.Такойметодсоответствуетсвойствамчеловеческогозрения:намелкоструктурныхизображенияхменеезаметнынеточностивпередачеуровнейяркости,таккаквпервуюочередьвоспринимаютсяконтурыдеталей.Изменениепараметраквантованияможетосуществлятьсяилипослекодированиякаждогокадрасучетомеготипа,иливпределаходногокадрапослекодированиякаждогослайса.Данныеопараметреквантованиявключаютсявобщийпотокданныхвзаголовкислайсов.
ПотоквидеоданныхMPEG-2
УпрощеннаяструктурапотокаданныхнавыходевидеокодераMPEG-2показананарис.4.9.Самойкрупнойструктурнойединицейпотокавидеоданныхявляетсявидеопоследовательность(videosequence),внекоторыхлитературныхисточникахназываемаярядомВидеопоследовательностьможетсодержать
произвольнеечислогруппизображений(GOP),которые,всвоюочередь,состоятизкадров(прикадровомкодировании)илиполей(приполевомкодировании)разныхтипов(1,Р,В).Каждоеизображениесостоитизслайсов,каждыйизкоторыхсодержитнекотороеколичествомакроблоков.
Каждаяструктурнаяединицапотокавидеоданныхначинаетсяссоответст
вующегостартовогокода,позволяющегопридекодированиивыделятьизпотоканужныеданные.
Передачавидеоданныхвсегданачинаетсясзаголовкавидеопоследова
тельности(ВП),закоторымследуетрасширениезаголовкавидеопоследовательности.Вэтихчастяхпотокаданныхпередается,вчастности,следующаяинформация:
-ширинаивысотаизображения,выраженныеколичествомпикселов;
отношениешириныквысоте;
частотакадров;
скоростьпередачидвоичныхсимволовдляэтогопотокавидеоданных:
признакинеобходимостизагрузкиизпотокавидеоданныхматрицкоэфи-циентовквантования;
-признакчересстрочнойразвертки;
-форматдискретизации(4:2:0,4:2:2или4:4:4).
т
Далеемогутпередаватьсярасширениеиданныепользователя.Этачастьпотокаможетотсутствовать,чтопоказанострелкой,идущейвобходблока.Расширениеприсутствует,вчастности,еслииспользуетсямасштабируемость(см.далее).
U.






иданные .-
ВП заголовкаВП nользователя GOP nользоателя
J
Заголовок Расширение Данные
.......
Конец
иданные

1
Рис.4.9.СтруктурапотокаданныхнавыходевидеокодераMPEG-2
Каждаягруппаизображенийможетначинатьсясзаголовка(«ЗаголовокGOP>•).Наличиеэтогозаголовкаобязательнодляпервойгруппыизображенийввидеопоследовательности.Длядругихгруппизображенийзаголовокможетотсутствовать(стрелкавобходнепоказана),таккакначалогруппывсегдасовпадаетс/-кадром.Взаголовкегруппыизображенийпередаютсяметкавременииданныеоструктуреэтойгруппы.Послезаголовкагруппыизображениймогутпередаватьсяданныеnользователя.
Передкаждымкадромилиполемидетзаголовокизображения,содержащий
номерэтогоизображенияввидеопоследовательности.типизображения(1,РилиВ)идругиеданные.Затеммогутпередаватьсярасширениеиданныепользова-
теля.Послеэтогопередаютсясамиданныеизображения.Заголовоккаждогослайса(нарис.4.9непоказано)содержитданныеоположенииэтогослайсавизображении,значениепараметраквантованияидругуюинформацию.Данныевнутрикаждогомакроблакатакжерасположенывзаданномпорядке.Заголовокмакробnокасодержитсведенияобиспользованиикодированияспредсказаниемивекторовдвиженияидругиеданные.
Послепередачиданныхизображенияможетследоватьдругоеизображениеэтойжегруппы(стрелканаблок((Заголовокизображения)))илиначинатьсяследующаягруппаизображений(стрелканаблок((ЗаголовокGOP))).Еслипереданопоследнееизображениеввидеопоследовательности,топередаетсяпризнакокончанияпоследовательности(((КонецВП»).
Декодервидеоинформации
Всоответствиисостандартомввидеодекодере(рис.4.1О)выполняютсядекодированиекодовпеременнойдлины,деквантование,обратноеДКП,компенсациядвиженияивосстанавливаетсяисходнаяпоследовательностькадров.
ДекодерсодержитбуферноезапоминающееустройствоБЗУ;демультиплексорДМп,декодерыкодовспеременнойдлинойкодовыхсловДКПДС,атакжедеквантователькв·1,блокобратногодискретногокосинусногапреобразования
ДКП1идругиеблокианалогичныесоответствующимблокамкодера.Тактоваячастота27МГцвосстанавливаетсясиспользованиемданныхиздекодируемого
потока.
Вход
Выход
Рис.4.1О.СтруктурнаясхемавидеодекодераMPEG-2
БЗУнавходедекодеравыполняетфункциюсогласованияпостояннойскоростипередачидвоичныхсимволоввовходномпотокеданныхспроцессамивдекодере,прикоторыхданныеизБЗУсчитываютсянеравномернововремени.СвыходовдемультиплексоракодированныеданныеизображенияизначенияпараметраквантованияпоступаютнаДКПДСидалеенадеквантователь,авекторыдвиженияпоступаютнаДКПДСидалеенапредсказатель.
Такжекакивкодере,вдекодереимеютсядварежимаработы.Приприеме
/-кадровипередаваемыхсвнутрикадровымкодированиеммакроблаковР-кадровиВ-кадровнавыходеблокаобратногоДКПформируютсяблокиизображения.Первключательнаструктурнойсхемеприэтомнаходитсявположении1,исигналсблокаобратногоДКПнаправляетсянавыход.ПриприемемакроблаковР-кадровиВ-кадров,кодируемыхвмежкадровомрежиме,первключательнаходитсявположении2.ВэтомслучаеформированиевыходногосигналапроисходитпутемпоэлементногосложенияпоступающихсблокаобратногоДКПзначенийразностейспредсказанныммакроблоком,формируемымизэлементовранеедекодированныхизображенийсиспользованиемдекодированныхвекторовдвижения.
Реализациядекодерааппаратными,программнымиилиаппаратнопрограммнымисредствамисущественнопроще,чемреализациякодера,таккаквдекодерененадовыполнятьпоисксоответствующихобластейвизображениях,покоторымвыполняетсяпредсказание,аименноэтотпоисктребуетнаибольшегообъемавычислений.
Масштабируемость
ВажнойособенностьюстандартаMPEG-2являетсямасштабируемость(ScalaЬility),котораяопределяетсякаквозможностьполученияизображенияизчастиполногопотокавидеоданных.Последнийвслучаеналичиямасштабируемостисостоитиздвухилиболееслоев(layers).Базовыйслойдаетвозможностьполучитьизображениеснекоторыминачальнымипараметрамикачества.Дополнительныеилиулучшающие(enhancement)слоипотокаданныхпозволяютполучитьизображениеулучшенногокачества.СтандартMPEG-2предусматриваетвозможностьорганизациипотоковвидеоданныхкаксмасштабируемостью,такибезнее.
СтандартомMPEG-2предусмотреныследующиевидымасштабируемости:попреетранетвенномуразрешению(SpatialScalaЫe),поотношениюсигнал/шум(SNRScalaЬie),повремени(TemporalScalable)иnoразделениюданных(DatapartitioningScalable).Каждыйвидмасштабируемости,взятыйотдельно,предполагаетналичиевпотокеданныхдвухуровней.Вслучаеиспользованияодновременнодвухвидовмасштабируемостичислоуровнейвпотокеданныхможетбытьдотрех.
МасштабируемостьпопространственномуразрешениюзаключаетсявполученииотодногоисточникавидеоинформациидвухТВ-сигналовсразнымипараметрамипоразрешающейспособности.Например,сигналовТВобычнойчеткостииТВвысокойчеткости.Базовыйслойпотокаданныхсодержитинформацию,достаточнуюдлявоспроизведенияизображенияобычнойчеткости.Дополнительныйслойсодержитданные,позволяющиедополнитьвоспроизводимоеизображениедоизображениявысокойчеткости.Важноотметить,чтообъемэтихдополнительныхданныхменьше,чемполныйобъемданныхобизображениивысокойчеткости,таккакчастьинформациипередаетсявбазовомслое.
Пользователи,имеющиедекодеры,способныедекодироватьобаслояпотокаданных,и,следовательно,болеесложныеидорогие,будутполучатьнаэкранахсвоихприемниковизображениевысокойчеткости.Другиепользователи,имеющиеболеепростыеидешевыедекодерыдлядекодированиятолькобазовогослоя,такжесмогутсмотретьэтипередачи,новвидеизображенияобычнойчеткости.
Масштабируемостьпоотношениюсигнал/шумдаетвозможностьполучать
отодногоисточникавидеоинформацииизображениясдвумяуровнямиотношениясигнал/шум,и,следовательно,сдвумяуровнямикачества.Подшумомпонимаютсяошибки,вносимыеквантованиемикодированием.Базовыйслойпотокаданныхможетсодержатьизображениесбольшейстепеньюсжатияи,следовательно,менеекачественное.Дополнительныйслойприэтомбудетсодержатьданные,позволяющиеприихдобавлениикданнымбазовогослояполучитьизображениесменьшейстепеньюсжатия,т.е.болеекачественное.
Масштабируемостьповременипозволяетполучатьотодногоисточникавидеоинформациителевизионныеизображениясдвумяуровнямиразрешаю-
щейспособностиповремени.Например,базовыйслойможетсодержатьобычныйТВ-сигналсчастотойкадров25Гцичересстрочнойразверткой,адополнительныйслой-данные,позволяющиеприихдобавлениикданнымбазовогослояполучитьтелевизионноеизображениесчастотойкадров50Гципрогрессивнойразверткой.
Масштабируемостьпоразделениюданныхпозволяетиспользоватьдляпередачипараллельнадваканаласвязи.Поодномуизних,болеепомехозащищенному,передаетсябазовыйслой,содержащийнаиболеекритичнуюкошибкаминформацию-заголовки,векторыдвижения,коэфициентыДКП.соответствующиенизкимпреетранетвеннымчастотам.Поменеепомехазащищенномуканалупередаютсяменеекритичныекошибкамданные,например,коэфициентыДКП,соответствующиевысокимпреетранетвеннымчастотам.
Этотвидмасштабируемостихорошосочетаетсяспредыдущимитремявидами,прииспользованиикаждогоизкоторыхбазовыйслойпотокаданныхможетпередаватьсяпоболеепомехазащищенномуканалусвязи,адополнительныйслой-поменеепомехозащищенному.Тогдаприхорошихусловияхприемапользователь,имеющийдекодердляобоихслоев,сможетвидетьизображениенаивысшегокачества,априухудшенииэтихусловий,например,приудаленииотпередатчика,онсможетприниматьменеекачественноеизображение.
СледуетотметитD,чтомасштабируемость,заложеннаявстандарте,пока
редковстречаетсявпрактическихреализацияхцифровыхтелевизионныхсистем,однакоонаявляетсяважнойпредпосылкойихдальнейшегоразвития.Подход,основанныйнамасштабируемости,впоследниегодысталхарактернымнетолькодляцифровоготелевидения,ноидлямногихдругихтелекоммуникационныхиинформационныхтехнологий.
УровниипрофилиMPEG-2
Втабл.4.4показаныразличныевариантытелевизионныхсистемиметодовкодированиятелевизионныхсигналов,предусмотренныестандартомMPEG-2.Четырестрокитаблицысоответствуютчетыремуровнямпреетранетвенногоразрешения:
Low(352х280элементов)-уровеньтелевиденияпониженнойчеткости,ис
пользуемыйввидеотелефонахитехникетелеконференций;
Main(720х576элементов)-уровеньтелевиденияобычногоразрешения;
High-1440(144Ох1152элементов)-уровеньтелевидениявысокогоразрешениясформатомэкрана4:3;
High(1920х1152элементов)-уровеньтелевидениявысокогоразрешения
сформатомэкрана16:9.
Вертикальныестолбцытаблицысоответствуютновойградациицифровыхтелевизионныхсистем--профилям.Спереходомнаболеевысокиепрофили,т.е.припродвижениипотаблиценаправо,увеличиваетсяколичествоиспользуемыхметодовкодирования,появляютсяновыесвойствателевизионнойсистемы.но.естественно.усложняютсяаппаратураиалгоритмыобработкисигналов.
Вклеткахтаблицыданымаксимальныезначенияскоростипередачидвоич
ныхсимволовдлявариантовстандарта.Втрехнижнихстрокахтаблицыприведеныдополнительныесведенияосвойствахпрофилей,которыебудутпоясненыниже.
Таблица4.4
Уровень |
Профиль |
||||
Простой(Simple) |
Основной(Main) |
Масштабиро-ваниепоС/Ш(SNR ScalaЫe) |
Пространст-венный(Spati-allyScalaЫe) |
Высокий(High) |
|
High1920х1152 |
- |
80Мбит/с |
- |
- |
100Мбит/с |
High-14401440х1152 |
- |
60Мбит/с |
- |
60Мбит/с |
80Мбит/с |
Main720х576 |
15Мбит/с |
15Мбит/с |
15Мбит/с |
- |
20Мбит/с |
Low352х280 |
- |
4Мбит/с |
4Мбит/с |
- |
- |
Кодированиекомпонентов |
4:2:0 |
4:2:0 |
4:2:0 |
4:2:0 |
4:2:0или
4:2:2 |
В-кадры |
Нет |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Масштаби-руемость |
Нет |
Нет |
поС/Ш |
Попростран-ственномуразрешениюипоС/Ш |
Попростран-ственномуразрешениюипоС/Ш |
Рассмотренныйвышеметодкодированияотноситсякглавномупрофилю(МаiпProfile).Каквидноизтаблицы,наглавномуровне,соответствующемтелевидениюобычногоразрешения,скоростьпередачидвоичныхсимволоввканалесвязидостигает15Мбит/с.Сравнивэтувеличинусисходнойвеличиной216Мбит/с,соответствующейпараллельномустыкупоРекомендации601МККР,видим,чтоосуществляетсясжатиепотокаинформациипримернов15раз.РежимccMainProfile@MainLevel(MP@ML)>)внастоящеевремяширокоиспользуетсявсистемахцифровоготелевизионноговещания.
Наболеевысокихуровняхглавногопрофиля.соответствующихтелевидениювысокойчеткости,скоростьпередачидвоичныхсимволоввканалесвязивозрастаетдо60или80Мбит/с.Следуетособоподчеркнуть,чтодлявсехуровнейразрешенияданногопрофиляиспользуютсяодинитотженаборметодовкодирования.Вэтомзаключаетсясовместимостьразныхуровней.НаболеевысокихуровняхкодерыидекодерыдолжныиметьбольшеебыстродействиеибольшийобъемЗУ.Аппаратураболеевысокихуровнейразрешенияможетработатьнаболеенизкихуровняхразрешения.
ПерейдемкрассмотрениюдругихпрофилейстандартаMPEG-2.Простойпрофиль(SimpleProfile)отличаетсяотглавногопрофиляотсутствиемВ-кадров,чтодаетупрощениеаппаратуры,ноприводиткухудшениюкачестваизображенияпритойжескоростипередачидвоичныхсимволов.Данныйпрофильможетиспользоватьсядлязаписиизображенийнамагнитныеилилазерныедискиидлядругихцелей.
ВысшиепрофилистандартаMPEG-2характеризуютсяналичиеммасштабируемости,котораябыларассмотренаранееКрометого,навысшихпрофиляхвозможноприменениекомпонентногокодированиясигналовцветноготелевиденияспередачейцветаразностныхсигналовнетолькочерезстроку(4:2:0),ноивкаждойстроке(4:2:2).Предусмотрентакженепоказанныйвтаблицепрофиль4:2:2специальнопредназначенныйдлястудийногооборудования,вчастностидлявидеомонтажа.
Такимобразом,встандартеMPEG-2даныпараметрыцелогосемействацифровыхтелевизионныхсистемдляразныхпримененийисразнымкачествомизображения,имеющихвсвоейосновесходныеметодыкодированияизображения.Поэтомустандартумогутстроитьсянетолькотелевизионныесистемы,ноидругиесистемы,предназначенныедляпередачидвижущихсяизображенийвцифровойформе:телеконференции,интерактивныйвидеосервисимультимедиаит.д.