Стандарт ntsc

Стандарт NTSC был разработан для частоты кадров 60 Гц (точнее 59,94005994 Гц), 525 строк. Для передачи цветности используется квадратурная модуляция с подавлением поднесущей (то есть поднесущая цветности на неокрашенных участках отсутствует). Для модуляции используется частота поднесущей цветности 3579545,5 Гц, что позволяет "разместить" в одной телевизионной строке 455 (нечетное количество) полупериодов частоты поднесущей. Таким образом в двух соседних строках NTSC поднесущие цветности находятся в противофазе, и на экране телевизионного приемника помеха от поднесущей выглядит как мелкое шахматное поле и относительно незаметна. Следует обратить внимание, что если бы в телевизионной строке было четное число полупериодов поднесущей, помеха выглядела бы как неподвижная вертикальная сетка и заметность ее была бы гораздо выше. Примененный способ снижения заметности помехи (каждая "яркая" точка на экране окружена "темными" и наоборот) также основан на свойствах человеческого зрения: с некоторого расстояния глаз перестает воспринимать каждую точку, а видит равномерно светящийся экран - это называется "осреднением" или "фильтрацией". Так как каждая точка окружена другими не только с боков, но и сверху и снизу, такая фильтрация называется "двумерной". Заметим, что режекторный фильтр (выделяющий "щель") или низкочастотный фильтр (подавляющий все частоты выше частоты среза), который, как правило, используют для разделения сигналов яркости и поднесущей цветности, выполняют только одномерную (горизонтальную) фильтрацию. Особенностью системы NTSC является то, что информация о цветности передается не в системе координат (R-Y), (B-Y), а в системе I, Q, развернутой относительно (R-Y), (B-Y) на 33°. Кроме того, полосы пропускания для сигналов I и Q выбраны различными - американские инженеры учли, что человеческий глаз различает мелкие сине-зеленые детали хуже, чем красные, и решили дополнительно сэкономить в цветности и выиграть в яркости.

PAL

Способ передачи цветности в системе PAL мало чем отличается от NTSC и по сути является адаптацией NTSC для формата кадра 625 строк/50 полей. Основным отличием (и существенным улучшением) в системе PAL является чередования фазы (Phase Alternating Lines). Для декодирования цветности в системе PAL был разработан декодер цветности с линией задержки на одну строку. Особенность декодера с линией задержки заключается в том, что сигналы цветности восстанавливаются из суммы и разности поднесущих, пришедших в текущей и предыдущей строках. При этом ошибка, накопившаяся в текущей строке, равна по величине и противоположна по знаку ошибке, накопившейся в задержанной строке. Недостатком такого декодера является отставание сигнала цветности от сигнала яркости по вертикали (сползание цветности). Кроме того, в системе PAL спектр сигнала цветности гораздо более сложен, чем в NTSC, что значительно усложняет гребенчатый фильтр для PAL. Как правило, для разделения яркость/цветность в системе PAL применяют режекторный/полосовой фильтр. Система PAL малочувствительна к искажениям типа "дифференциальная фаза".

Secam

Система цветного телевидения SECAM в корне отличается от систем NTSC и PAL. Так же, как и в NTSC и PAL, информация о цветности передается поднесущей, которая "укладывается" в "щель" в сигнале яркости. Но для передачи информации о цветности используется частотная модуляция поднесущей. Это значит, что каждой паре значений U и V соответствует пара частот поднесущих. Но если смешать (суммировать) две поднесущие, разделить их потом будет невозможно. Поэтому, допустив, что цветность в двух соседних строках примерно одинакова, поднесущие передают по очереди: в текущей строке - U, в следующей строке - V, потом опять U и так далее. Декодер цветности содержит линию задержки - устройство, задерживающее поднесущую на одну строку, и при декодировании на частотный дискриминатор поступают две поднесущие: одна, относящаяся к текущей строке, - напрямую, а вторая - от предыдущей строки через линию задержки. Отсюда и название системы - SECAM (Sequence de Couleur A Memoire), то есть чередование цветов с памятью. Следствием такого механизма передачи цветности (с прореживанием) является вдвое меньшая вертикальная цветная разрешающая способность и сползание цвета вниз относительно яркости. Кроме того, на резких горизонтальных цветных границах (переходах от цвета "a" к цвету "b") возникают "ложные" цвета, так как величины U и V не усредняются при передаче, а именно прореживаются. Причина этого эффекта в следующем: при передаче цвета "a" значения RaGaBa восстанавливаются из величин YaUaVa, соответственно, при передаче цвета "b" значения RbGbBb восстанавливаются из величин YbUbVb. На границе цветов (точнее, на первой строке другого цвета), из-за задержки одной из компонент цветности в декодере, значения RGB восстанавливаются из тройки YbUaVb - для одного поля и (в связи с чередованием U и V в полях) из тройки YbUbVa - для другого поля. Заметим, что цвета UaVb и UbVa отсутствуют и в цвете "a" и в цвете "b". На экране монитора эти искажения хорошо заметны при рассмотрении горизонтальных цветных полос, а в телевизионной трансляции часто видны в компьютерной графике, титрах и пр. и имеют вид отдельных строк, мерцающих с частотой 25 Гц. Для улучшения передачи мелких цветных деталей применено дифференцирование (обострение) фронтов сигналов U и V (так называемая НЧ-коррекция SECAM), а во избежание чрезмерного расширения полосы частот поднесущей НЧ - корректированные цветоразностные сигналы проходят через ограничитель. Таким образом система SECAM принципиально неспособна правильно передавать резкие цветовые переходы. На тестовом сигнале "вертикальные цветные полосы" этот эффект проявляется в виде "щелей" между полосами и особенно хорошо заметен между зеленой и пурпурной полосами. Для улучшения отношения сигнал/шум в сигнале цветности и оптимизации перекрестной помехи цветность/яркость модулированная поднесущая SECAM проходит через частотно-зависимую цепь (так называемая ВЧ-коррекция SECAM или "колокол"). В ВЧ-корректированном сигнале фронты цветности (изменения цветности) передаются с большей энергией и, соответственно, с лучшим отношением сигнал/шум. Однако при этом возрастает заметность поднесущей цветности, которая проявляется в виде характерного "кипения" на изображении сразу после вертикальных цветных границ. Следует обратить внимание на особенности разделения яркость/цветность для системы SECAM. В рассмотренных выше NTSC и PAL поднесущая цветности передается на одной частоте (для NTSC - 3,58 МГц, для PAL - 4,43 МГц). Достаточно поставить фильтр, настроенный на эту частоту, чтобы разделить яркость и цветность. Более того, на неокрашенных участках изображения (где глаз наиболее чувствителен к помехам) поднесущая подавлена и помехи принципиально исключены. Ситуация в системе SECAM гораздо сложнее. Во-первых, нет подавления поднесущей, то есть помеха от поднесущей всегда есть и всегда ее надо фильтровать. Во-вторых, нет возможности отгородиться от помехи на какой-то одной частоте: частотная модуляция SECAM занимает полосу от 3,9 до 4,75 МГц, и частота поднесущей в строке фрагмента изображения зависит только от цветности этого фрагмента. Кроме того, так называемые "нулевые частоты" для строк U и V различны: 4,250 и 4,406 МГц соответственно. Таким образом, для надежной фильтрации сигнала яркости следовало бы вырезать из полного сигнала полосу как минимум от 3,9 до 4,75 МГц, а на самом деле, учитывая конечную крутизну фильтров, - гораздо шире. При таком подходе пришлось бы отказаться от возможности передавать в полном сигнале SECAM мелкие детали изображения. В качестве компромисса, а также принимая во внимание различные нулевые частоты в декодере SECAM, был применен перестраиваемый фильтр, который переключал частоту режекции между 4,250 и 4,406 МГц от строки к строке и тем самым очищал от поднесущей цветности неокрашенные (наиболее критичные) участки изображения. Предполагалось, что на остальных участках изображения неподавленная поднесущая будет маскироваться интенсивной окраской. Кроме того, "яркостные" детали изображения, попавшие в полосу задержки перестраиваемого фильтра в одной строке, будут пропущены фильтром в следующей строке и, следовательно, зритель увидит их на экране телевизора.

DTV (Цифровое телевидение) - это новый тип технологии вещания, который обновит ваши ощущения при просмотре. Технология DTV позволяет передавать программы с кинематографическим качеством изображения и CD - качеством звука, а также, с рядом других усовершенствований. Технология DTV может быть также использована для передачи домой больших объемов данных, доступ к которым возможен с промощью компьютера или телевизора. Существуют три уровня качества цифрового телевизионного вещания.

TV стандартного разрешения (SDTV) - SDTV - это базовый уровень с разрешением, аналогичным аналоговому. Передачи SDTV могут идти в обычном (4:3) или широком (16:9) формате. TV повышенного разрешения (EDTV) - EDTV - это шаг вперед по сравнению с аналоговым телевидением. Вещание EDTV ведется широком формате 480p (16:9) или обычном (4:3) и обеспечивает лучшее качество изображения, чем SDTV, но не столь высокое, как HDTV. TV высокого разрешения (HDTV) - HDTV широкого формата (16:9) обеспечивает наивысшее из всех форматов телевизионного вещания разрешение и качество изображения. В сочетании с цифровой технологией повышения качества звучания, HDTV устанавливает для телевидения новые стандарты качества изображения и звука. (Запомните: HDTV и цифровое TV - не одно и то же: HDTV - это один из форматов цифрового TV.)[/u] Существуют три разновидности стандартов вещания DTV: 

ATSC (Комитет Усовершенствованных Телевизионных Систем)

DVB (Цифровое Телевизионное Вещание)

ISDB (Встроенные Сервисы Телевизионного Вещания) ATSC (Комитет Усовершенствованных Телевизионных Систем) Основные страны: США, Канада, Корея ATSC - это международная некоммерческая организация, стандартизирующая цифровую телевизионную технологию. Она была создана в 1982 организациями из состава Объединенного Комитета Межобщественной Координации (JCIC). В настоящее время вещание представляется 140 ее членами. Стандарты цифрового телевидения ATSC включают в себя телевидение высокого разрешения (HDTV), телевидение стандартного разрешения (SDTV), вещательную передачу данных, многоканальный пространственный звук и интерактивное телевидение. DVB (Цифровое телевизионное вещание) Основные страны: Европа, Новая Зеландия, Австралия, Тайвань Проект "Цифровое телевизионное вещание", - это международная организация, сотрудничающая с ETSI/CENELEC/EBU для развития цифровых телевизионных стандартов наземного спутникового и кабельного вещания. Начиная с момента своего создания в 1993г, проект DVB доказал свою жизнеспособность в свободном от конкуренции сотрудничестве, направленном на развитие открытых цифровых телевизионных стандартов. DVB - это промышленный консорциум из более 270 вещателей, производителей, сетевых операторов, разработчиков программного обеспечения, органов управления в более, чем 35 странах, нацеленный на разработку глобальных стандартов предоставления всемирного цифрового тлевидения и доступа к данным. Основные стандарты предачи DVB - это DVB-S для спутникового, DVB-C для кабельного и DVB-T для наземного вещания, доминирующих в мире и составляющих основу большинства альтернативных стандартов. DVB диктует требование использовать пакеты MPEG-2 в качестве "транспортных контейнеров для данных" и критичной служебной информащии DVB, которая окружает и идентифицирует эти пакеты. ISDB (Цифровое Вещание со Встроенными Сервисами) Основные страны: Япония ISDB - это формат цифрового телевидения (DTV) и цифрового радиовещания (DAB), который был создан в Японии? чтобы позволить радио и телевизионным станциям перейти на цифровое вещание. Он развивается силами ARIB. ARIB (Ассоция радиовещательной Индустрии и Бизнеса) - это организация, разрабатывающая стандарты в Японии. В 90-x годах ARIB разработала стандарт для передачи наземного цифрового телевизионного вещания.  Основными стандартами ISDB являются стандарты ISDB-S (спутниковое телевидение), ISDB-T (наземное), ISDB-C (кабельное) и наземное мобильное вещание диапазона 2.6ГГц, полностью основанное на видео и аудио кодировании MPEG-2, использующее его же структуру транспортного потока и допускающее передачу телевидения высокого разрешения(HDTV). ISDB-T и ISDB-Tsb предназначены для мобильного приема TV диапазонов.