Аналого-цифровое преобразование

Следующим шагом формирования цифрового изображения является

преобразование аналоговых значений RGB пикселя (состоящего из трех отдельных

компонент R, G и B) в цифровую форму – в двоичные числа. Для представления каждой цветовой компоненты принято использовать 8-битовые числа (квантование

каждой цветовой компоненты на 256 уровней). В результате, на полный RGB

пиксель потребуется 24 бита. В высококачественных студийных приложениях может

использоваться 10-битовое представление, тогда для RGB пикселя понадобится 30

бит.

Для выполнения аналого-цифрового преобразования потоки цветовых осчетов R, G

и B подаются на АЦП (все компоненты поочередно на один АЦП или каждая компонента на отдельный АЦП, это не принципиально). На выходе АЦП в результате

формируется битовый поток со скоростью R (бит/с), определяемой числом пикселей в кадре и частотой кадров в секунду:

R (бит/с) = M (кадр/с) N (пикс/кадр) K (бит/пикс)

Результирующая скорость кода цифрового изодражения на выходе АЦП для наиболее распространенных форматов видеоизображений при этом составит:

Таблица 2

Формат

Полное число

Частота смены

Скорость потока

пикселей

кадров кадр/сек

Мбит/с

Low rate CIF

76800

16

29,5

NTSC (480i)

345 600

30

250

PAL (576i)

414 720

25

250

HD 720p

921 600

30

6.635

HD 1080

2 073 600

25/30

15.000

2K

3 186 688

24/48

36.710

4K (полный кадр на

12 746 752

60

230.000

35 -мм кинопленке)

5K(1:2)

12 500 000

60

230.000

Даже первый взгляд на эту таблицу говорит о том, что такие потоки данных невозможно передавать по существующим каналам связи, какими бы совершенными и широкополосными они не были. К примеру, сегодня вся сетка программ

аналогового кабельного вещания в Харькове (примерно 70 программ) помещается в полосу около 500 мегагерц (что эквивалентно скорости передачи 500 Мбит/с). То есть, при передаче по этой сети цифрового телевизионного сигнала со сравнительно невысоким качеством, эквивалентным NTSC или PAL, мы смогли бы передать лишь

два телевизионных канала.

Все это говорит о необходимости применения эффективного сжатия

(экономного кодирования) цифрового телевизионного сигнала перед тем, как он будет передаваться потребителю системой доставки.