11.8.3 Возможность передачи телевизионных программ по узкополосным каналам

Появление новых технологий ТВ вещания, а также новых ка­налов передачи данных, с развитием информационных технологий в обществе заставляет вещательное телевидение адаптироваться к но­вым формам распространения ТВ программ. Это важно, во-первых, ввиду постоянного роста количества ТВ программ и потребности в них, а также из-за особенностей цифровой формы распространения ТВ сигнала, которая предъявляет менее жесткие требования к ха­рактеристикам канала передачи по сравнению, например, с анало­говыми ТВ системами.

Как было показано ранее, система цифрового телевидения способна, например, обеспечить кодирование информации и сокращение ско­рости передачи до заданного значения, определяемой требования­ми канала.

Если стандарт кодирования MPEG-2, сокращая скорость цифро­вого потока в десятки раз, позволил снизить скорость потока при передаче ТВ программы до нескольких мегабит в секунду и получил широкое распространение в вещательном телевидении, то для пере­дачи изображения по компьютерной сети или по телефонному каналу такая скорость все еще велика. Усилия разработчиков группы MPEG в последние годы были направлены на создание стандарта MPEG-4, который обладает новыми возможностями кодирования информации и позволяет снизить цифровой поток при кодировании изображения до нескольких десятков килобит в секунду. Такое значительное со­кращение цифрового потока незаменимо для ряда практических за­дач – в видеоконференцсвязи, при передаче видеоинформации по узкополосным, например, телефонным каналам, по сети Интернет.

Особенностью стандарта MPEG-4 является так называемый объ­ектно-ориентированный подход к кодированию изображений, сущ­ность которого заключается в том, что передаваемое изображение, а также звуковое сопровождение, могут быть представлены как со­вокупность аудио- и видеообъектов. Такими объектами могут быть люди или предметы, находящиеся перед неподвижным фоном, а так­же сам фон. Аудиообъектами также могут быть голоса людей, му­зыка, и т.д. Связанные аудио- и видеообъекты, например, изобра­жение человека и его голос, образуют единицу кодируемой инфор­мации в стандарте MPEG-4 – «аудио-визуальный объект» (АВО) (Audio-Visual Object, AVO).

Описание изображения имеет иерархическую структуру. Алго­ритм анализа изображения, используемый в стандарте MPEG-4, бли­зок к механизму зрительного анализа изображения, для которого также характерна определенная иерархия в восприятии отдельных объектов (по их размеру и значимости). Соответственно, структу­ра построения кодирующего устройства определяется самой логикой кодирования образа на передающей стороне: изображение передавае­мой сцены сначала анализируется, разделяется на отдельные АВО, к каждому из которых применяются соответствующие средства анали­за и кодирования. После кодирования информация представляется в виде специального протокола, который называется DMIF (Delivery Multimedia Integration Framework, интегрированная система достав­ки мультимедиа) и управляет потоками данных для мультимедиа. Этот протокол охватывает три основные сферы применения стандар­та MPEG-4 – передачу по интерактивным сетям, например, по сети Интернет, передачу по обычным вещательным каналам, а также за­пись видеопрограмм на компакт-диски.

Стандарт MPEG-4 обладает большим набором средств для ко­дирования различной информации об объекте. Закодирована также может быть и дополнительная информация, например, текст, кото­рый в виде окна может появиться на экране при воспроизведении сцены. В стандарте предусмотрены методы кодирования изображе­ний, среди которых есть как традиционные для MPEG-1 и MPEG-2, так и принципиально новые, основанные на понятии АВО. Стандарт может эффективно работать как с синтетическими изображениями, так и с реальными, применяя в каждом случае соответствующие ин­струменты кодирования.

Стандарт MPEG-4 окончательно был принят только в 1999 г. Его более широкое применение в вещательном телевидении зна­чительно увеличит эффективность использования каналов переда­чи. Одно из применений стандарта связано с передачей ТВ про­грамм по сети Интернет.