
- •Тема 3.2 Цифровая телевизионная система
- •3.2.1 Общие принципы
- •3. 2..2 Структурная схема цифровой телевизионной системы
- •3.2.3 Преобразование аналогового телевизионного сигнала в
- •3.2.4 Передача цифровых телевизионных сигналов по каналам связи.
- •3.2.4 Цифровая фильтрация телевизионного сигнала
- •3.2.6 Формирование потоков цифрового тв сигнала
- •3.2.7 Канальное кодирование
- •3.2.8 Цифровые способы модуляции
- •3.2.9 Система dvb
- •3.2.10 Приёмное устройство для кабельного и спутникового тв -вещания по стандартам dvb
- •3.2.11 Цифровое телевидение и компьютерные технологии
- •3.3 Телевизионный контроль и измерения
- •3.3.1 Методы и критерии оценки качества телевизионных изображений
- •3.3.2 Контроль качества изображений в аналоговых телевизионных
- •3.3.2.1. Субъективный контроль качества изображений
- •Шкала сравнения
- •3.3.2.2 Контроль качества изображений с помощью испытательных строк
- •3.3.3. Контроль качества изображений в цифровых
- •3.3.3.1 Требования к контролю качества работы цифровых
- •3.3.3.2 Основные параметры контролируемые в цтв
- •3.3.3.3 Контроль качества изображений в цифровых телевизионных системах
- •3.3.3.4. Испытательные таблицы для контроля качества работы цтв
3.2.6 Формирование потоков цифрового тв сигнала
Элементарные потоки, соответствующие одной ТВ программе, объединяются в программный поток (структура программного потока показана на рисунке 3.70), который состоит из блоков, а они, в свою очередь, из отдельных PES-пакетов, содержащих видеоинформацию, звук и данные. Каждый блок содержит заголовок блока и несколько PES-пакетов. Длина блока не ограничивается стандартом, однако в заголовках блоков содержится информация, необходимая для работы декодера, поэтому заголовки должны появляться не реже, чем через 0,7 с. Это требование связано с тем, что в заголовке блока содержится также информация о системном времени, о передаваемом числе видео- и звуковых элементарных потоках.
Если программный поток объединяет элементарные потоки, образующие одну ТВ программу, то транспортный поток (рисунок 3. 71 ) может объединять
Системный заголовок Заголовок блока Начало блока
программного пакета
Рисунок 3 -70- Структура, потоков данных в цифровом телевидении
276
Рисунок 3.71 - Формирование транспортного потока
пакетные элементарные потоки, соответствующие нескольким программам и имеющие различные метки времени. Транспортный поток состоит из коротких пакетов фиксированной длины (188 байт), называемых транспортными пакетами. Именно в транспортные пакеты вводится дополнительная информация для коррекции ошибок, возникших из-за действия помех во время передачи. Этот процесс называется канальным кодированием. В транспортный поток включается также программная информация (Program Specific Information, PSI). Стандарт MPEG-2 предполагает передачу в составе транспортного потока четырех видов специальных данных, так называемых таблиц, содержащих информацию о передаваемых программах: это таблица соединения программ (Program Assotiation Table, PAT), таблица плана программ (Program Map,Table, РМТ), несущие информацию о том, какие именно программы и под какими номерами передаются в данный момент в составе транспортного потока, а также таблица сетевой информации (Network Information Table, NIT) и таблица условного доступа (Conditional Access Table, CAT) .
3.2.7 Канальное кодирование
Как известно, само по себе представление сигнала в цифровой форме еще не означает повышения помехоустойчивости передачи по сравнению с аналоговым сигналом. В свою очередь, последствия воздействия помех на цифровой сигнал зависят от того, какая его часть поражена помехой. Ошибка, которая может появиться, например, при передаче старшего разряда кодового слова; может иметь более серьезные последствия для качества передаваемого изображения, чем ошибка при передаче одного элемента изображения в аналоговом телевидении.
В процессе передачи информация подвергается кодированию. Существуют разные способы кодирования, предназначенные для решения требуемых задач. Например, есть способы кодирования для исключения несанкционированного получения информации, существуют и другие задачи кодирования. «Кодирование» источника, т.е. это такое кодирование, которое ставит основную
277
цель, это сокращение цифрового потока при передаче на основании свойств
источника информации. Существует еще и так называемое «канальное кодирование». Оно позволяет, зная статистические свойства помех, закодировать передаваемую информацию таким образом, чтобы отрицательные последствия от действия помех были минимальны. Канальное кодирование, таким образом, необходимо исключительно для повышения помехоустойчивости передачи информации на приемную сторону.
Принцип канального кодирования заключается в использовании специальных кодов, предполагающих добавление к передаваемому сигналу избыточной информации. Простейший пример такого кодирования — добавление к передаваемому кодовому слову дополнительного разряда, позволяющего осуществить так называемую «проверку на четность». Однако эта проверка является достаточно примитивной — она позволяет лишь обнаружить наличие ошибки в передаваемой кодовой последовательности, но не скорректировать ее.
Существуют
коды, позволяющие не только обнаруживать
ошибки при передаче, но и исправлять
их (рисунок 3.72 ). Коды, корректирующие
ошибки передачи, применяются
последовательно, с учетом их различных
свойств и способности корректировать
ошибки различного характера. При
этом код, применяемый на передающей
стороне первым, должен декодироваться
на приемной стороне в последнюю очередь.
Такой код называется внешнем.
Соответственно
код, применяемый на передающей стороне
последним и декодируемый в приемном
устройстве в первую очередь, называется
внутренним.
Возможная
последовательность операций по отношению
к передаваемому цифровому ТВ сигналу
для коррекции ошибок передачи, показана
на рисунок 3.73. Применение нескольких
канальных кодеков позволяет повысить
помехозащищенность передачи и, что
очень важно, — корректировать так
Рисунок 3.72 - Принцип канального кодирования
Рисунок 3.73 - Коррекция ошибок в цифровом ТВ сигнале
278
называемые «пакетные» ошибки, которые представляют собой последовательность большого количества идущих друг за другом ошибочных посылок. Например, благодаря использованию буферной памяти между внешним и внутренним канальными кодеками и чередованию направлений записи в память и считывания из нее достигается «перемежение» символов и возможность коррекции сравнительно большой пакетной ошибки. Биты передаваемой информации, которые перед передачей были смежными во времени, в результате такого перемежения удаляются друг от друга в процессе передачи по каналу с помехами. На приемной стороне также имеется буферная память, осуществляющая «обратное» перемежение. Это происходит до поступления сигнала на декодер внешнего кода.
В качестве внешнего кода обычно используется код Рида-Соломона (Reed-Solomon-Code, RS), который требует двух проверочных символов на одну исправляемую ошибку. В процессе кодирования кодом Рида-Соломона, используемым для передачи цифрового ТВ сигнала, на каждый пакет общего транспортного потока длиной 188 байт добавляется 16 проверочных байт. Получается новый пакет, содержащий необходимую избыточность и имеющий длину 204 байта. Это позволяет исправить 8 байт, искаженных помехой в процессе передачи. Такой код в литературе обозначают (204, 188, 8)
Внутреннее кодирование также часто осуществляют с помощью сверхточных кодов.