4 Экспериментальная система вещания стереотелевидения

Учитывая, что наиболее распространенной и наиболее сложной реализации является система DVB-T, она и была выбрана для создания экспериментальной системы (рисунок 48).

В качестве монитора была возможность использовать мониторы с разными технологиями: автостереоскопический монитор Philips WOW 42 Inch 3D Display, монитор с использованием поляризации 2D/3D-монитор ZALMAN ZM-M220W и монитор Samsung 2233RZ 3D со стереоочками Nvidia"s GeForce 3D Vision.

Для создания системы необходимо было:

1. Сформировать транспортные потоки DVB H.264 для стерео видеосигналов.

2. Сформировать и передать цифровые и радиочастотные сигналы DVB.

3. Осуществить прием и декодирование цифровых сигналов DVB.

4. Осуществить прием и демодуляцию радиочастотных сигналов DVB.

5. Разработать программу воспроизведения изображений на стерео мониторах.

Учитывая экспериментальный характер системы было выбрано программное выполнение кодера и декодера MPEG .

В качестве передатчика и приемника использовалось широко применяемое для этих целей оборудование компании DekTec: мультистандартный модулятор DTA-115 с VHF/UHF конвертером и измерительный приемник DTU-235.

DTA-115 - мультистандартный МВ/ДМВ модулятор

ДТА-115 является последним дополнением к DekTec линии модуляторов карт PCI [52]. Это многостандартный модулятор с интегрированным конвертером МВ/ДМВ (47-862 МГц).

Поддерживаются два выходы: основной 50-Ом BNC с программируемым аттенюатором (30дБ диапазон) и выходом для мониторинга 75-ом F-типа. Двунаправленный полнофункциональный порт ASI дает возможность чтения транспортного потока или выступать как независимый порт ASI (рисунок 49).

Рисунок 48 – Структурная схема экспериментальной системы стереотелевидения

Рисунок 49 – Внешний вид модулятора ДТА-115

Поддерживаются два выходы: основной 50-Ом BNC с программируемым аттенюатором (30дБ диапазон) и выходом для мониторинга 75-ом F-типа. Двунаправленный полнофункциональный порт ASI дает возможность чтения транспортного потока или выступать как независимый порт ASI (рисунок 50).

Рисунок 50 – Структурная схема DTA-115

DTA-115 поддерживает следующие стандарты модуляции.

ATSC VSB ATSC A/53E

DTMB GB 20600-2006

DVB-C EN 300 429

DVB-T / DVB-H EN 300 744

DVB-T2 DVB Bluebook A122   (NEW)

ISDB-T / ISDTV ARIB STD-B31

QAM ITU-T J.83 Annex A/B/C

Dtu-235 - портативный dvb-t измерительный приемник [53].

DTU-235 ВЧ пробник предоставляет в режиме реального времени анализ и мониторинг DVB-T каналов непосредственно на компьютере или ноутбуке (рисунок 51). При использовании вместе с RFXpert и пакетов программного обеспечения StreamXpert, DTU-235 является частью комплексного решения для проведения полевых работ на портативном компьютере.

Модуль соединяется одним USB-2 кабелем к ПК или ноутбуку. Не требуется электропитания, в качестве источника используется питание от шины.

Сопровождающее приложение RFXpert является полнофункциональным ВЧ анализатором для измерения канальных уровней, MER, и BER. Оно включает в себя диаграммы созвездии и глазковую, наряду с легким для чтения, дисплеем с выбором одного канала, смежных каналов, или полным спектральным дисплеем. StreamXpert, осуществляя анализ и мониторинг транспортного потока MPEG, является программным решением для проверки детальной статистики PIDs, услуг и таблиц, включая TR101-290 совместимость.

DVB-T Measurement Receiver for USB-2 ( рисунок 52 ) имеет следующие характеристики.

Легкий, удобный в работе адаптер RF для настройки любого UHF/VHF канала в диапазоне 50 - 860 МГц.

Запись в стандарте MPEG-2 транспортных потоков, подключаясь прямо к ноутбуку для простой регистрации в полевых условиях.

Полная мобильность, которая не требует никакого дополнительного источника питания или аккумуляторов, блок передачи данных 235, управляет полностью от USB 2 соединениями.

Чувствительный вход, позволяющий прием RF сигналов от-18 до +50 дБмВ.

Программное обеспечениеStreamXpert в реальном времени - анализ, регистрация, контроль для транспортного потока, а также декодирование видео высокой и стандартной четкости.

Рисунок 51– внешний вид измерительного приемника

Измерения, осуществляемые при поставляемом программном обеспечении RFXpert.

Уровень RF, МЕР, EVM, Спектр.

BER tests: PRE and POST FEC, SER.

Отображение модуляции: созвездие и глазковая диаграмма.

Рисунок 52 – Структурная схема измерительного приемника DTU - 235

В качестве устройств отображения в системе используются стереоскопический монитор компании Zalman и очки nVidia GeForce 3D Vision с монитором Samsung 2223 RZ.

Для создания полнофункциональной системы стереотелевидения кроме перечисленных модулей необходимо располагать программным обеспечением для работы с различными форматами 3D и соответствующей съемочной аппаратуры.

Производители стерео мониторов обычно поставляют вместе с оборудованием и программное обеспечение, в том числе и плееры. Однако эти плееры предназначены лишь для воспроизведения файлового видео. Между тем, проектируемая система должна обеспечивать запись и воспроизведение потокового видео. Вследствие этого, и учитывая наличие имеющегося оборудования, в процессе выполнения данной научно-исследовательской работы был разработан потоковый плеер для работы с форматом 3D фирмы Zalman.

Очевидно, что наибольший интерес для разработки представляют задачи разработки декодера 3D/2D, кодера 2D/3D, а также блоков MPEG.

На рисунке 53 представлена основная часть схемы экспериментальной системы передачи стереоизображений по каналам стандартным цифрового телевидения, элементы которой частично или полностью разработаны в рамках проводимой НИР.

Рисунок 53 - Схема формирования транспортного потока из стерео видеосигнала TS и формирования стерео видеосигнала устройств визуализации из транспортного потока TS

Декодер 3D-2D предназначен для преобразования форматов хранения или формирования 3D видео в звуковые и 2D потоки, совместимые со стандартными кодерами H.264/AVC. После мультиплексирования формируется двух программный транспортный поток MPEG, одна из программ которого совместима с 2D телевизионными приемниками. В 3D приемнике транспортный поток демультиплексируется, декодируется и из пар видео кадров формируется сигнал, совместимый с входами 3D мониторов. Такое построение системы передачи 3D сигналов обеспечивает максимальное использование стандартных модулей MPEG, а также совместимость канала с 2D телевизионными приемниками DVB-T.

Структура декодера 3D-2D определяется форматом входных 3D видео данных. В современных системах используются две формы хранения и передачи 3D сигналов. При представлении 3D сигнала в виде двух раздельных видео потоков (стерео камеры или системы хранения 3D ракурсов в раздельных файлах) декодирование сводится к временной синхронизации потоков. При представлении 3D сигнала одним, объединенным потоком (верхняя/нижняя или левая/правая часть кадра) декодер разделяет исходные кадры на пары и производит интерполяцию утраченных при объединении отсчетов сигнала для формирования стандартных телевизионных MPEG форматов.

Кодирование 2D-3D, в зависимости от типа монитора, производится пространственным объединением кадров изображения (системы с передачей карт глубины), чересстрочным перемежением (Zalman) или временным уплотнением с удвоением частоты кадров (3D Vision).

Разработанный визуальный интерфейс представлен на рисунке 54

Рисунок 54 - Окно плеера для воспроизведения и записи сигналов формата 3D фирмы Zalman.

В окне представлен интуитивно понятный интерфейс. Ввиду того, что плеер, предназначен для экспериментальных целей, в нем предусмотрена возможность просмотра отдельных кадров.

Предложения по развитию НИР представлены в приложении А, а программная реализация кодера и декодера для формата 3D фирмы Zalman в приложении Б.

Список использованных источников