Назначение двоичных разрядов четвертого байта синхросигналов

Номер разряда	Обозна­чение	Выполняемая функция
0	Р0	Проверочный бит
1	Р1	Проверочный бит
2	Р2	Проверочный бит
3	Р3	Проверочный бит
4	Н	Н = 0 для НАС, Н=1 для КАС
5	V	V = 1 во время полевого интервала гашения, V = 0 вне этого интервала
6	F	F = 0 во время передачи первого поля, F = 1 во время передачи второго поля
7	1	Проверочный бит, постоянное значение 1

Таблица 1.2

Значения проверочных бит четвертого байта синхросигналов

D7	F	V	H	P3	P2	P1	P0	Шестнадцатеричная запись	Десятичная запись
1	0	0	0	0	0	0	0	80	128
1	0	0	1	1	1	0	1	9D	157
1	0	1	0	1	0	1	1	AB	171
1	0	1	1	0	1	1	0	B6	182
1	1	0	0	0	1	1	1	C7	199
1	1	0	1	1	0	1	0	DA	218
1	1	1	0	1	1	0	0	EC	236
1	1	1	1	0	0	0	1	F1	241
(Для шестнадцатеричных цифр больше девяти используются обозначения: А – десять, В – одиннадцать, С – двенадцать, D – тринадцать, Е – четырнадцать, F – пятнадцать.)

Значения FиVизменяются при передаче сигнала КАС в начале каждой цифровой строки. Значения проверочных бит Р3…Р0, зависящие от значенийF,Vи Н, приведены в табл. 1.2. В последних двух столбцах этой таблицы даны десятичная и шестнадцатеричная записи числа, передаваемого в 4-м байте синхросигналов, которое может иметь восемь допустимых значений: 80, 9D,AB,B6,C7,DA,ECиF1. Проверочные биты позволяют корректировать одиночные и обнаруживать двойные ошибки.

Большая часть длительности строчного гасящего импульса между синхросигналами НАС и КАС, а именно 280 периодов тактовых импульсов из 288, остается свободной, и в этом интервале можно передавать различную информацию, например, преобразованные в цифровую форму сигналы звукового сопровождения.

Международные стандарты цифрового преобразования телевизионных сигналов

Результаты проведенных исследований по цифровому преобразованию телевизионных сигналов вошли в Рекомендацию Международного консультативного комитета по радио (МККР) 11/601, разработанную в 1982 г. для цифрового телевидения, в которой приводятся значения основных параметров цифрового кодирования телевизионного сигнала для АСК телецентров, работающих со стандартом разложения как на 625 строк, так и на 525. После вхождения МККР в состав МСЭ данная Рекомендация получила обозначение МСЭ-Р601. В дальнейшем была разработана Рекомендация Международного союза электросвязи МСЭ-Р ВТ.601-5, учитывающая воспроизведение телевизионных изображений как обычного формата, так и широкоэкранных [5]. Данный документ обобщил результаты работы различных исследовательских групп, на основании которых сформулированы принципы преобразования аналогового телевизионного сигнала в цифровую форму, используемые всеми производителями современного телевизионного оборудования. Рекомендация МСЭ-Р ВТ.601-5 описывает аналого-цифровое преобразование телевизионного сигнала компонентного типа, то есть предлагает осуществлять раздельное кодирование яркостного () и цветоразностных () и () сигналов. При этом в данной Рекомендации нормируются основные параметры отдельных операций аналого-цифрового преобразования компонент телевизионного сигнала, обеспечивающие вещательное качество формируемого цифрового телевизионного сигнала.

При разработке Рекомендации МСЭ-Р ВТ.601-5 значения частот дискретизации выбирались из расчета безыскаженного преобразования в цифровую форму сигнала яркости в полосе частот 5,75 МГц, обеспечивающей горизонтальную четкость изображения более 440 телевизионных линий (твл) и цветоразностных сигналов в полосе частот до 2,75 МГц, дающей четкость более 214 твл. Для яркостного сигнала частота дискретизации выбрана 13,5 МГц. С учетом необходимости образования общего цифрового потока и фиксированной структуры отсчетов, выбранная частота дискретизации цветоразностных сигналов равна половине частоты дискретизации сигнала яркости, то есть 6,75 МГц. Следовательно, частоты дискретизации сигналов,,могут непосредственно формироваться из строчной частоты соответствующего стандарта разложения. По аналогии с преобразованием композитных телевизионных сигналов системPALиNTSCв цифровую форму, где частота дискретизации выбиралась равной учетверенной частоте цветовой поднесущей (), равной 3,375 МГц, частоту 13,5 МГц называют «четверкой», а частоту 6,75 МГц – «двойкой». Таким образом, совокупность цифровых компонентных видеосигналов в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р ВТ.601-5 описывается формулой «4:2:2», что отражает соотношение частот дискретизации сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, а также одновременность их передачи. При этом цифровые компонентные видеосигналы (,,) связаны с исходными цветоделенными аналоговыми телевизионными сигналами (,,) следующими соотношениями:

;

;

.

На практике внедрение стандарта цифрового кодирования 4:2:2 уменьшает отличие между основными стандартами разложения 625/50 и 525/60 и обеспечивает более высокий уровень их совместимости. Это достигнуто унифицированием длительности активной части строки в двух системах развертки и выбором одинакового числа отсчетов на активной части телевизионной строки: для сигнала яркости 720 отсчетов, а для каждого из цветоразностных сигналов – по 360 отсчетов.

В цифровых телевизионных системах яркостный и цветоразностные сигналы подвергаются 8-разрядному квантованию, то есть S= 8, гдеS– длина кодового слова, определяющая число бит, с помощью которых можно записать в двоичной форме любой номер уровня квантования доmвключительно (). Рекомендация МСЭ-Р ВТ.601-5 учитывает, что исходные аналоговые сигналы,,являются гамма-корректирован­ны­ми, то есть их получают путем матрицирования гамма-корректированных цветоделенных сигналов,,видеодатчика. Обработка негамма-корректи­рован­ных видеосигналов требует увеличения разрядности квантования по крайней мере до 11 бит, чтобы избежать заметности помех квантования в области черного.

Современный прогресс технологии интегральных микросхем позволил начать промышленный выпуск 10-разрядных АЦП и ЦАП для кодирования и декодирования телевизионных сигналов, что дает возможность разработчикам студийной телевизионной аппаратуры особо высокого класса качества перейти от 8-разрядного к 10-разряд­ому кодированию. В данном случае одним из ключевых моментов является уровень шума квантования. Видеосигнал с 8-бито­вым квантованием может иметь отношение сигнал/шум, равное 58,8 дБ, с 10-битовым квантованием – до 70,8 дБ. При этом следует учесть, что в некоторых аналоговых устройствах отношение сигнал/шум уже достигает 65 дБ. Это и определяет соответствующие требования к цифровому оборудованию. Кроме того, по ряду ответственных операций, например, микшированию, рир-проекции, монтажу 8-битовое квантование не обеспечивает требуемого качества, а в некоторых случаях, например, в цифровых телевизионных камерах, необходимо даже 14-битовое квантование.

Основные параметры цифрового кодирования телевизионного сигнала в соответствии с Рекомендацией МСЭ-Р ВТ.601-5 приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3