4. Выбор частоты дискретизации сигналов яркости и цветности

Частота дискретизации должна соответствовать требованиям теоремы Котельникова (теоремы Найквиста):

• Частота дискретизации должна быть как минимум вдвое выше максимальной частоты спектра сигнала.

Примеры частот:

• Для сигнала яркости: около 13,5 МГц.

• Для сигналов цветности: 6,75 МГц (в случае 4:2:2).

Стандарт: Для цифрового телевидения принято использовать кратные частоты 13,5 МГц для синхронизации дискретизации и обработки.

5. Передача цифровой строки

Что это значит:

• После оцифровки строки изображения передаются как последовательность цифровых кодов.

• Дополнительно в каждой строке присутствуют служебные данные: синхронизация, контроль ошибок.

Структура цифровой строки:

• Начальный участок — синхрослова.

• Затем — полезные данные (яркость и цветность).

Принцип: Цифровая строка формируется по фиксированной длине и временной структуре, что облегчает синхронизацию и обработку.

6. Привязка уровней квантования к стандартным уровням видеосигнала и к уровням цветоразностного сигнала

Квантование уровней — это процесс преобразования аналогового значения амплитуды в дискретное цифровое значение.

Особенности привязки уровней:

• Уровни яркости и цветности стандартизированы, чтобы избежать искажений при обработке.

• Яркость кодируется обычно в диапазоне 16–235 (8-битный формат).

• Цветоразностные сигналы кодируются в диапазоне 16–240.

Зачем это делается:

• Чтобы избежать переполнения кодов.

• Чтобы оставить запас для сигналов синхронизации и служебных данных.

7. Структура синхрослов синхрогрупп нас и кас

НАС — начальная активная синхрогруппа (начало активной строки)

Назначение:

• Обозначает начало активной части строки (где передаются полезные данные).

Структура:

• Определенный уникальный код, который не может появиться в реальных данных изображения.

• После НАС идет полезная часть строки (пиксели).

КАС — конец активной синхрогруппы

Назначение:

• Обозначает завершение передачи активной части строки.

Структура:

• Специальные контрольные коды и служебные данные.

• Помогает поддерживать синхронизацию при передаче цифрового потока.

Вопрос 14. Mpeg-2

MPEG-2 (Moving Picture Experts Group 2) — это международный стандарт компрессии аудио- и видеоданных, разработанный для цифрового телевидения, DVD и других мультимедийных приложений.

Главная задача MPEG-2 — эффективное сжатие видео при сохранении приемлемого качества изображения.

1. Уровни и профили стандарта mpeg-2

Профиль — определяет методы кодирования (например, с поддержкой интерлейсинга или предсказания движения).

Уровень — определяет разрешение, частоту кадров, скорость передачи данных.

Примеры:

• Main Profile, Main Level (MP@ML) — используется в стандартном цифровом телевидении (SDTV, разрешение 720×576 при 25 к/с).

• Main Profile, High Level (MP@HL) — для HDTV вещания (разрешение до 1920×1080).

Итог: Комбинация профиля и уровня позволяет системе определить, какие функции кодирования и какое качество должны быть поддержаны.

2. Основные виды избыточности

Сжатие в MPEG-2 основано на устранении следующих видов избыточности:

• Временная избыточность — кадры часто похожи друг на друга (например, фон сцены остается неизменным).

• Пространственная избыточность — соседние пиксели в одном кадре часто имеют похожие значения.

• Перцептивная избыточность — человеческий глаз менее чувствителен к некоторым частотам и цветовым деталям.

• Структурная избыточность — повторяющиеся шаблоны в изображении.