2.2. Цифровое телевидение высокой четкости

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
“ К защите”
Заведующий кафедрой «КГ и Д»
доц. Нуралиев Ф. М.
"___"________ 2013 г.
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ТЕМА: РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННОЙ МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ HD
ВИДЕО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВОЙ КАМЕРЫ XD CAM
Выпускник
__________
Журақулов З. И.
подпись
Руководитель
___________
ф.и.о.
Махмудов А. Х .
подпись
Рецензент
___________
ф.и.о.
_______________
подпись
ф.и.о.
___________
Қодиров Ф. М.
Консультант
по БЖД
подпись
ф.и.о.
Ташкент – 2013
6
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СВЯЗИ
ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
Факультет «Телевизионные технологии» Кафедра «Компьютерная графика
и дизайн»
Направление 5525500 «Аудио-видео технологии»
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой Нуралиев Ф. М.
«_____» ____________2013 г.
ЗАДАНИЕ
на выпускную квалификационную работу Журақулов З.И.
1. Тема работы: Разработка упрощенной методики создания HD видео с
использованием цифровой камеры XD cam
2. Утверждена приказом по университету от 04.02. 2013 г. № 110
3. Срок сдачи законченной работы 20.05.2013 г.
4. Исходные данные к работе: форматы видео MPEG-4; разрешение
изображения 1920 на 1080 точек; пропускная способность от-36 Мбит/с.
5. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих
разработке вопросов): этапы развития цифрового телевидения; принцип
построения тракта телевизионных сигналов высокой четкости; разработка
упрощенной методики создания HD видео с использованием цифровой камеры
XD CAM; безопасность жизнедеятельности.
6. Перечень графического материала: структурная схема цифровой
телевизионной системы; кодирование ТВ сигнала; структура видеокамер;
характеристики Sony XD CAM; структура системы телевидения высокой
четкости.
7. Дата выдачи задания ________05.02.2013 г._________________________
Руководитель ___________________
подпись
Задание принял __________________
.
подпись
7
8. Консультанты по отдельным разделам выпускной работы
Подпись, дата
Ф. И. О.
№
Наименование раздела
Задание
Задание
руководителя
выдал
получил
05.02
05.02
1. Введение
Махмудов А.Х.
20.02
2. Этапы развития цифрового
Махмудов А.Х. 20.02
телевидения
25.03
3. Принцип построения тракта
Махмудов А.Х. 25.03
телевизионных сигналов
высокой четкости
05.04
4. Разработка упрощенной
Махмудов А.Х. 05.04
методики создания HD видео
с использованием цифровой
камеры XD CAM
5. Безопасность
жизнедеятельности
20.05
6. Заключение
Махмудов А.Х. 20.05
9. График выполнения работы
№
Срок
выполнения
Наименование раздела
1.
2.
Введение
Этапы развития цифрового
телевидения
3.
Принцип построения тракта
телевизионных сигналов высокой
четкости
Разработка упрощенной методики
создания HD видео с
использованием цифровой камеры
XD CAM
Безопасность жизнедеятельности
Заключение
4.
5.
6.
Отметка
руководителя о
выполнения
05.02-19.02
20.02-15.03
15.03-05.04
05.04.-05.05
20.05-25.05
Выпускник
___________
Журакулов З. И.
подпись
Руководитель ___________
Махмудов А. Х.
подпись
8
Аннотация
Данная выпускная квалификационная работа посвящена изучению
структуры телевизионных сигналов высокой четкости, и особенностям
формата HDTV и формирования ТВ сигналов высокой четкости с помощью
видеокамеры XD CAM, кроме этого рассмотрены вопросы по безопасности
жизнедеятелности.
Битирув малакавий иши юқори тиниқликдаги телевизион сигнали
структурасини ва HDTV формати хусусиятларини, ҳамда юқори тиниқликдаги
ТВ сигнални
XD CAM видеокамераси орқали ташкил этишни ўрганишга
бағишланган, бундан ташқари ҳаёт хавфсизлик саволлари кўриб чиқилган.
Given exhaust qualification functioning is dedicated to study of the structure
television signal to high clearness, and particularity of the format HDTV and
shaping TV signal to high clearness by means of video cameras XD CAM, except
this considered questions on safety of vital activity.
9
Оглавление
стр.
Введение….................................................................................................
6
Глава I. Этапы развития цифрового телевидения.............................
1.1.
Цифровой телевизионный сигнал..........................................
1.2.
Общие принципы построения системы цифрового
телевидения...............................................................................
1.3.
Развитие телевидения высокой четкости происходит в
рамках проекта DVB…………………………………………..
1.4.
Оборудование инфраструктуры телевизионного комплекса...
Выводы по главе I……………………………………………….
Глава II. Принцип построения тракта телевизионных сигналов высокой
четкости.........................................................................................................
2.1.
Особенности формата телевидение высокой четкости...........
2.2.
Цифровое телевидение высокой четкости................................
Выводы по главе II………………………………………………
Глава III. Разработка упрощенной методики создания HD видео с
использованием цифровой камеры XD CAM.......................................
3.1.
Технические проблемы и перспективы внедрения цифрового
телерадиовещания в Национальной телерадиокомпании
Узбекистана………………………………………………………
3.2
Технические характеристики цифровой камеры XD cam…….
3.3.
Структура видеокамер.................................................................
3.4.
Устройство и работа преобразователя изображения на ПЗС...
3.5
Методика создания HD видео и параметры телевидение
высокой четкости.........................................................................
3.6.
Структура передачи цифровых ТВ сигналов…………………
Выводы по главе III
Глава IV. Безопасность жизнедеятельности. …………………………….
4.1.
Профессиональные вредности производственной среды и
классификация основных форм трудовой деятельности…….
4.2.
Техника безопасности при эксплуатации
электрооборудования……………………………………………
Заключение...................................................................................................
Список использованной литературы.........................................................
Приложение
7
7
14
20
22
25
26
26
28
38
39
39
43
46
49
61
64
70
71
71
75
84
85
10
ВВЕДЕНИЕ
Доклад Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на
заседании
Кабинета
Министров,
посвященном
итогам
социально-
экономического развития страны в 2012 году и важнейшим приоритетным
направлениям экономической программы на 2013 год.
Уже в этом году следует обеспечить реализацию проектов по развитию
цифрового телевидения путем установки 5 цифровых телевизионных
передатчиков в Джизакской, Ташкентской, Ферганской и Хорезмской областях
и увеличить охват населения республики цифровым телевидением с 42 до 45
процентов.
Предстоит завершить строительство более 2 тысяч километров
волоконно-оптических сетей широкополосного доступа по современной
технологии с предоставлением услуг видеотелефонии, Интернет-телевидения,
высокоскоростного Интернета, просмотра каналов HDTV и других.
HDTV (High Definition TV) - это новое направление развития
телевидения в мире. Его другими словами называют - телевидение высокой
четкости (ТВЧ).
Актуальность данной работы заключается в том, Узбекистан тоже
начал вещание в формате HDTV и изучение методики получения сигналов
высокой четкости очень помогает специалистам в области телевещания.
Целью данной работы является анализ методов и алгоритмов получения
HD-цифровых телевизионных сигналов с помощью цифровых видеокамер.
Данная
выпускная
квалификационная
работа
посвящена
исследованию телевизионных сигналов высокой четкости с использованием
цифровой камеры XD cam.
11
ГЛАВА I.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
1.1. Цифровой телевизионный сигнал
Цифровое телевидение – это отрасль телевизионной техники, в которой
передача, обработка и хранение телевизионного сигнала осуществляются в
цифровой форме.
Применение методов и средств цифрового телевидения – это пень
развития телевизионной техники, обеспечивающая ряд преимуществ по
сравнению с аналоговым телевидением:
-
повышение
помехоустойчивости
трактов
передачи
и
записи
телевизионных сигналов;
- уменьшение мощности передатчиков ТВ-вещания;
-
существенное
увеличение
числа
телевизионных
программ,
передаваемых в
том же частотном диапазоне;
- повышение качества изображения и звука в телевизионных приёмниках
с обычным стандартом разложения;
- создания телевизионных систем с новыми стандартами разложения из
ображения (телевидение высокой чёткости – ТВЧ);
- расширение функциональных возможностей студийной аппаратуры,
используемой при подготовке и проведении телевизионных передач;
-
передача
информации,
в
телевизионном
превращение
сигнале
различной
телевизионного
дополнительной
приёмника
в
многофункциональную информационную систему;
- создание интерактивных телевизионных систем, при пользовании
которыми
зритель
получает
возможность
воздействовать
на
передаваемую программу.
12
Эти преимущества обусловлены как самими принципами, присущими
цифровому телевидению, так и наличием разнообразных алгоритмов,
схемных
решений
и
мощной
технологической
базы
для
создания
соответствующих устройств.
В своём развитии цифровое телевидение прошло ряд этапов. На каждом
этапе
сначала
выполнялись
научно-исследовательские
и
опытно-
конструкторские работы, с оздавались экспериментальные устройства и
системы, а затем принимались стандарты, как правило, международные,
которые должны выполняться всеми организациями, ведущими телевизионное
вещание
и
выпускающими
производителями
видеопрограммы,
аппаратуры.
Принятие
и
всеми
стандартов
–
фирмамиважнейшая
составляющая развития любой технологии.
Международные
стандарты
принимаются
в
первую
очередь
Международной организацией по стандартизации (ISO – International
Organization for Standartization), созданной в 1947 г. Для разработки ст
андартов в какой-либо области техники ISO создаёт рабочие группы. Пример
такой группы – MPEG (Motion Picture Expert Group), занимающаяся
стандартами для цифрового телевидения.
Первый этап развития цифрового телевидения – использование
цифровой техники в отдельных частях телевизионной системы при
сохранении обычного стандарта разложения и аналоговых каналов связи.
Наиболее важным достижением было создание полностью цифрового
студийного оборудования. На современных телестудиях сигналы передающих
камер преобразуются в цифровую форму, и вся дальнейшая их обработка и
хранение в пределах телецентра осуществляются цифровыми средствами. Это
позволяет в значительной степени реализовать указанные выше преимущества
цифрового телевидения. На выходе студийного оборудования телевизионный
сигнал преобразуется в аналоговую форму и передаётся по обычным каналам
связи.
13
Другое направление использования цифровой техники, характерное для
первого этапа развития цифрового телевидения – введение цифровых блоков в
телевизионные приёмники с целью повышения качества изображения или
расширения функциональных возможностей. Примерами таких блоков могут
служить цифровые фильтры для разделения яркостного и цветоразностных
сигналов, для уменьшения влияния шумов на изображение и для подавления
эхо-сигналов, возникающих при отражении радиоволн от поверхности Земли и
различных объектов.
Второй этап развития цифрового телевидения – создание гибридных
аналого-цифровых телевизионных систем с параметрами, отличающимися от
приняты9х в обычных стандартах телевидения.
Можно выделить два основных направления изменений телевизионного
стандарта: переход от одновременной передачи яркостного и цветоразностных
сигналов к последовательной их передачи и увеличение числа строк в кадре и
элементов изображения в строке. Реализация второго направления связана с
необходимостью сжатия спектра телевизионных сигналов для обеспечения
возможности его передачи по каналам связи с приемлемой полосой частот.
Примерами гибридных телевизионных систем могут служить японская
система телевидения высокой чёткости MUSE и западноевропейские система
семейства MAC. В передающей и приёмной частях всех этих систем сигналы
обрабатываются цифровыми средствами, а в канале связи сигналы передаются
в аналоговой форме. Системы ТВЧ MUSE и HD-MAC имеют формат
изображения 16:9, число строк в кадре 1125 и 1250, частоту кадров 30 и 25 Гц,
соответственно. С помощью цифрового кодирования исходная полоса частот
сигналов этих сигналов этих систем, превышающая 20 МГц, сжатием
примерно до 8 МГц. Это позволяет передавать эти сигналы с частотной
модуляцией (ЧМ) по спутниковым каналам связи, имеющим ширину полосы
27 МГц. В то же время, широко развитая сеть наземного телевизионного
вещания, включающая УКВ-передатчики, кабельную сеть и другую технику,
14
не позволяет передавать и принимать сигналы указанных систем телевидения,
так как рассчитана на ширину полосы частот одного канала, равную 6…8
МГц.
Третьим этапом развития цифрового телевидения можно считать
создание полностью цифровых телевизионных систем.
Первые предложения по полностью цифровым системам телевидения
появились в 1990 г. В основе этих проектов лежали достижения в методах и
техники эффективного кодирования и сжатия изображений. Работы в этой
области проводились не только с целью создания цифровых телевизионных
систем, но и для таких применений, как видеотелефон и видеоконференции,
запись видеопрограмм на цифровые лазерные компакт-диски, компьютерная
графика, видеосредства мультимедиа и др.
Для сжатия неподвижных изображений широко используется стандарт
JPEG (Joint Picture Expert Group). Методы сжатия движущихся изображений и
сигналов звукового сопровождения описаны в стандартах MPEG-1 и MPEG-2
(MPEG – Motion Picture Expert Group). Стандарт MPEG-1, ориентированный в
основном на запись кинофильмов и видеопрограмм на компьютерные
лазерные диски с возможностью воспроизведения изображения и звука с
помощью обычного персонального компьютера, был окончательно утверждён
к декабрю 1993 г. Стандарт MPEG-2, предназначенный для систем
телевизионного вещания как с обычным стандартом разложения, так и с
увеличенным числом строк (ТВЧ), был утверждён в ноябре 1994 г.
В настоящие время системы цифрового телевидения, основанные на
сжатии
телевизионных
сигналов
по
стандарту
MPEG-2,
быстро
распространяются во многих странах. При этом в первую очередь решается
задача
значительного
увеличения
количества
передаваемых
программ
телевидения обычного разрешения, так как это даёт быстрый коммерческий
эффект.
15
В Европе уже в 1993 г., как только стало ясно, что за цифровыми
телевизионными системами будущее, был принят проект DVB (Digital Video
Broadcasting – Цифровое Видео Вещание), в работах.
Главными особенностями нового поколения телевизионных систем
являются:
1.
Существенное сужение полосы частот цифрового телевизионного
сигнала, достигаемое с помощью эффективного кодирования, то есть
сокращения избыточности изображений, и позволяющее передавать 4 и более
программ телевидения обычной чёткости или 1-2 программы ТВЧ по
стандартному телевизионному каналу с шириной полосы частот 6…8 МГц.
2.
Единый подход к кодированию и передачи телевизионных сигналов с
различной чёткостью изображения: видеотелефон и другие системы с
уменьшенной чёткостью, телевидение обычной чёткости, ТВЧ.
3.
Интеграция с другими видами информации при передачи по цифровым
сетям связи.
4.
Обеспечение защиты передаваемых телевизионных программ и другой
информации от несанкционированного доступа, что даёт возможность
создавать системы платного ТВ-вещания.
Структурная схема цифровой телевизионной системы показана на рис. 1.1
Кратко рассмотрим назначение основных частей системы.
16
Рис. 1.1. Структурная схема цифровой телевизионной системы
Источник аналоговых телевизионных сигналов формирует яркостный
сигнал Е’Y и цветоразностные сигналы Е’R-Y, E’B-Y
, которые поступают на
АЦП, где преобразуются в цифровую форму. В следующей части системы,
называемой
кодером изображения или кодером видео, осуществляется
эффективное кодирование видеоинформации с целью уменьшения скорости
передачи двоичных символов в канале связи. Как будет показано далее, эта
операция является одной из наиболее важных, так как без эффективного
кодирования
невозможно
обеспечить
передачу
сигналов
цифрового
телевидения по стандартным каналам связи.
Сигналы звукового сопровождения также преобразуется в цифровую
форму. Звуковая информация сжимается в кодере звука. Кодированные
данные изображения и звука, а также различная дополнительная информация
объединяются в мультиплексоре в единый поток данных. В кодере канала
выполняется ещё одно кодирование передаваемых данных, имеющие целью
повышение помехоустойчивости. Полученным в результате цифровым
сигналом модулируют несущую используемого канала связи.
17
В приёмной части системы осуществляется демодуляция принятого
высокочастотного сигнала и декодирование канального кодирования. Затем в
демультиплексоре поток данных разделяется на данные изображения, звука и
дополнительную информацию. После этого выполняется декодирование
данных. В результате на выходе декодера изображения получаются яркостный
и цветоразностные сигналы в цифровой форме, которые преобразуются в
аналоговую форму в ЦАП и подаются на монитор, на экране которого
воспроизводится изображение. На выходе декодера звука получаются сигналы
звукового сопровождения, также преобразуемые в аналоговую форму. Эти
сигналы поступают на усилители звуковой частоты и далее на динамики.
Цифровой
телевизионный
сигнал
получается
из
аналогового
телевизионного сигнала путём преобразования его в цифровую форму. Это
преобразование включает следующие (рис.1.2) три операции:
1. Дискретизация во времени, т.е. замену непрерывного аналогового сигнала
последовательностью его значений в дискретные моменты времени – отсчётов
или выборок.
2. Квантование по уровню, заключающееся в округлении значения каждого
отсчёта до ближайшего уровня квантования.
3. Кодирование (оцифровку), в результате которого значение отсчёта
представляется в виде числа, соответствующего номеру полученного уровня
квантования.
Все три операции выполняются в одном узле – аналого-цифровом
преобразователе (АЦП). В современной аппаратуре АЦП реализуется в виде
одной большая интегральная схема (БИС). На входе АЦП подаются
аналоговый сигнал и тактовые импульсы, синхронизирующие моменты
выборок. Выходные сигналы образуют параллельный n-разрядный двоичный
код,
представляющий
получающееся
в
результате
аналого-цифрового
преобразования число.
18
Рис.1.2. Кодирование ТВ сигнала
1.2. Общие принципы построения системы цифрового телевидения
Системы цифрового телевидения могут быть двух типов. В системах
первого
типа,
полностью
цифровых,
преобразование
передаваемого
изображения в цифровой сигнал и обратное преобразование цифрового
сигнала в изображение на ТВ экране осуществляются непосредственно
преобразователях свет-сигнал и сигнал-свет. Во всех звеньях тракта передачи
изображения информация передаётся в цифровой форме. В цифровых ТВ
системах второго типа аналоговый ТВ сигнал, получаемый с датчиков,
преобразуется в цифровую форму, подвергается всей необходимой обработке,
19
передаче или консервации, а затем снова приобретает аналоговую форму. При
этом используются существующие датчики аналоговых ТВ сигналов и
преобразователи свет-сигнал в ТВ приёмниках. В этих системах на вход тракта
цифрового телевидения поступает аналоговый
ТВ сигнал, затем он
кодируется, т.е. преобразуется в цифровую форму. Это преобразование
представляет собой комплекс операций, наиболее существенными из которых
являются дискретизация, квантование и непосредственно кодирование.
Строго говоря, дискретизированный и квантованный ТВ сигнал уже
является
цифровым.
Однако
цифровой
сигнал
в
такой
форме
по
помехозащищённости мало выигрывает по сравнению с аналоговым, особенно
при
большом
числе
уровней
квантования.
Для
увеличения
помехозащищённости сигнала его лучше всего преобразовать в двоичную
форму, т.е. каждое значение уровня сигнала записать в двоичной системе
счисления. При этом номер (значение уровня квантования) будет преобразован
в кодовую комбинацию символов «0» или «1». В этом и состоит третья,
заключительная операция кодирования. Данный способ преобразования
получил название импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).
Дискретизация. Первой операцией процесса цифрового кодирования
аналогового ТВ сигнала является его дискретизация, которая представляет
собой замену непрерывного аналогового сигнала U(t) последовательностью
отдельных во времени отсчётов этого сигнала. Наиболее распространённой
формой дискретизации является равномерная дискретизация с постоянным
периодом, в основе которой лежит теорема Найквиста-Котельникова.
Согласно
этой
теореме
любой
непрерывный
сигнал
U(t),
имеющий
ограниченный спектр частот, может быть представлен значениями этого
сигнала U(tn), взятыми в дискретные моменты времени (отсчёты) tn = nT, где n
= 1,2,3,… - целые числа; Т – период или интервал дискретизации, выбранный
из условия теоремы Найквиста-Котельникова: T≤ 0,5/fгр. Здесь
20
fгр – верхняя граничная частота спектра исходного сигнала U(t). (Для
отечественного вещательного ТВ стандарта верхняя граничная частота
спектра
ТВ сигнала fгр ≈ 6,25 МГц). Величина, обратная периоду
дискретизации fд , выбранная в соответствии с теоремой НайквистаКотельникова, равна: fд = 2fгр.
Аналитическое
утверждающей
выражение
возможность
теоремы
замены
Найквиста-Котельникова,
непрерывного
сигнала
U(t)
последовательностью дискретных значений U(nT) имеет следующий вид:
∞
U(t) = ∑ U(nT) sin2πfгр (t – nT)
(1.1)
n=−∞
Ортогональная структура дискретизации. Если частоту дискретизации выбрать
кратной частоте строк, то на изображении будет образована ортогональная
структура дискретизации, в которой отсчёты располагаются в узлах
прямоугольной решётки. Примем, что fд = 2fгр, тогда при этом условии число
отсчётов в изображении будет равно числу его условных ТВ элементов.
Поэтому сокращение числа отсчётов приведёт к пропорциональному
уменьшению разрешающеё способности ТВ системы, т.е. к ухудшению
качества изображения.
Для оценки возможностей ортогональной структуры отсчётов при
формировании изображений рассмотрим более детально процесс зрительного
восприятия. Установлено, что зрительный анализатор содержит совокупность
рецепторов (рецептивные поля), кодирующие одновременно большие группы
элементов изображения, реагируя при этом не столько на их яркость, сколько
на форму, выделяя из фона изображения наиболее его информативную часть:
контуры, перепады яркости. Такие свойства зрительного аппарата позволяют
ему восстанавливать целостные контуры даже при их распаде на отдельные
элементы вследствие дискретизации или из-за воздействия случайных помех.
21
В изображениях существуют значительные статистические связи, к которым в
результате эволюционного развития приспособился наш зрительный аппарат.
Эти свойства зрительного анализатора позволяют допустить, что в ТВ
системе не обязательно обеспечивать условия для передачи каждого из
элементов изображения. Можно удовлетвориться возможностью передачи ТВ
системой определённого ансамбля конфигураций, при этом с пониженным (по
отношению к стандарту) числом элементов.
Ортогональная структура дискретизации изображения с шагом дискретизации,
удовлетворяющим
условиям
теоремы
Найквиста-Котельникова,
характеризуется заметной избыточностью в разрешающей способности
системы по диагональным направлениям. Устранить эту избыточность путём
уменьшения числа отсчётов (т.е. уменьшая частоту дискретизации).
Шахматная структура дискретизации. В строчно-шахматной структуре
используется строчное чередование точек, образованное в результате сдвига
на половину интервала дискретизации отсчётов соседних строк данного поля.
Строчно-шахматную структуру получают двумя путями: либо дискретизируют
ТВ сигнал с частотой (2n+1)fz/2 (где n – целое число; fz – частота строчной
развёртки), либо частоту дискретизации выбирают равной nfz, но её фаза
меняется в начале каждой чётной строки.
Кадрово-шахматная структура образуется путём сдвига отсчётов соседних
полей на половину интервала дискретизации. Кадрово-шахматная структура
получается дискретизацией ТВ сигнала с частотой, равной либо (nfz+25 Гц),
либо nfz с изменением фазы частоты дискретизации в начале каждого чётного
поля.
В силу отмеченных недостатков шахматная структура дискретизации,
несмотря на свои достоинства, в вещательном телевидении не используется.
Выбор частоты дискретизации ТВ сигнала. В вещании практическое
применение получила фиксированная ортогональная структура, отсчёты
которой расположены на ТВ экране вдоль вертикальных линий периодично по
22
строкам, полям, кадрам. Позволяя суммировать соседние поля чересстрочного
разложения без потери разрешающей способности по горизонтали и
вертикали, ортогональная структура дискретизации идеальна для выполнения
различных
интерполяций
в
преобразователях
стандартов,
аппаратуре
видеоэффектов, устройств сокращения избыточности информации. Это
обстоятельство явилось основным при выборе ортогональной структуры для
базового стандарта цифрового кодирования.
Ортогональная структура отсчётов получается при выборе частоты
дискретизации, кратной частоте строк. При этом следует учитывать, что в ТВ
вещании ещё долго будут использоваться основные стандарты разложения
625/50 и 525/60. В связи с этим параметры цифрового кодирования ТВ сигнала
необходимо согласовывать с двумя стандартами разложения. Последнее
обусловливает следующее требование: fд должна быть кратна частоте строк
систем с разложением на 525 и 625 строк. С другой стороны, эта частота
должна быть по возможности низкой, чтобы не увеличивать скорость передачи
цифрового потока. Наименьшее кратное двум значениям строчной развёртки fz
(625) = 15625 Гц и fz (525) = 15734,266 Гц соответствует значению частоты
2,25 МГц. Поэтому для дискретизации ТВ сигналов подходят частоты 11,25,
13,5 и 15,75 МГц, кратные 2,25 МГц (множители 5, 6 и 7). Из них выбрана
частота 13,5 МГц, поскольку это значение является единственным, которое
обеспечивает перечисленные выше требования. Оно даёт возможность
получить 864 отсчёта в строке с разложением на 625 строк и 858 отсчётов при
разложении на 525 строк.
Квантование
ТВ
сигнала.
За
процессом
дискретизации
при
преобразования аналогового сигнала в цифровую форму следует процесс
квантования. Квантование заключается в округлении полученных после
дискретизации мгновенных значений отсчётов до ближайших из набора
отдельных
фиксированных
уровней.
Квантование
представляет
собой
дискретизацию ТВ сигнала не во времени, а по уровню сигнала U(t).
23
Фиксированные уровни, к которым «привязываются» отсчёты, называют
уровнями квантования. Разбивая динамический диапазон изменения сигнала
U(t) уровнями квантования на отдельные области значений, называемые
шагами квантования, образуют шкалу квантования. Следствием этого
становится появление в сигнале специфических шумов, называемых шумами
квантования. Ошибки квантования или шумы квантования на изображении
могут проявляться по-разному, в зависимости от свойств кодируемого сигнала.
Если собственные шумы аналогового сигнала невелики по сравнению с шагом
квантования, то шумы квантования проявляются на изображении в виде
ложных контуров. В этом случае плавные яркостные переходы превращаются
в ступенчатые, и качество изображения ухудшается. Наиболее заметны
ложные контуры нВ изображениях с крупными планами. Этот эффект
углубляется
на
подвижных
изображениях.
Когда
собственные
шумы
аналогового сигнала превышают шаг квантования, искажения квантования
проявляются уже не как ложные контуры, а как шумы, равномерно,
распределённые по спектру. Флуктуационные помехи исходного сигнала как
бы
подчёркиваются,
изображение
в
целом
начинает
казаться
более
зашумлённым.
Обычно используется линейная шкала квантования, при которой
размеры зон одинаковы.
Число уровней квантования, необходимое для высококачественного
раздельного кодирования составляющих цветового ТВ сигнала, определяется
экспериментально. Очевидно, что с ростом этого числа точность передачи
уровневой информации возрастает, шумы квантования снижаются, но при
этом растёт информационный поток и расширяется необходимая для передачи
полоса частот. С другой стороны, при заниженном числе уровней квантования
ухудшается качество изображения из-за появления на нём ложных контуров.
Кроме того, слишком велики, а потому и заметны шумы квантования.
Недостаточное число уровней квантования особенно неприятно сказывается
24
на цветных изображениях. В этом случае шумы квантования проявляются в
виде цветных узоров, особенно заметных на таких сюжетах, как лицо крупным
планом, на плавных перепадах яркости.
Пороговая чувствительность глаза к перепадам яркости в условиях
наблюдения, оптимальных для просмотра ТВ передач, по экспериментальным
данным около 1%, а это значит, что два соседних фрагмента изображения,
отличающихся по яркости на 1%, воспринимаются как раздельные части
изображения. Таким образом, кодирование сигнала яркости с числом уровней
квантования меньшим или равным 100 ведёт к появлению на изображении
ложных контуров, что заметно ухудшает его качество.
1.3. Развитие телевидения высокой четкости происходит в рамках
проекта DVB
Следующим шагом развития телевидения может быть переход к
стереотелевидению, в котором правый и левый глаз зрителя получают,
соответственно, правое и левое изображение стереопары, и у зрителя
возникает ощущение объёмности наблюдаемого изображения. Стерео-ТВ
требует передачи двух видеосигналов.
Далее возможен и переход к многоракурсному телевидению, в котором
наблюдаемое
зрителем
изображение
зависит
от
положения
зрителя
относительно воспроизводящего устройства. Для реализации такой системы
необходимо передавать информацию о вариантах изображений, наблюдаемых
при разных положениях зрителя.
Современное
развитие
цифрового
телевидения
делают
вполне
возможной передачу сигналов стерео-ТВ и даже многоракурсного ТВ по
обычным каналам ТВ-вещания. Основные проблемы внедрения стерео-ТВ
25
лежат в области создания удобных в эксплуатации и доступных по цене
устройств отображения.
По мере развития техники совершенствуется и технология создания ТВ
передач.
Современные
и
перспективные
технологические
принципы
характеризуются следующими признаками:
- максимальной автоматизацией нетворческих процессов;
- интегрированием различных технологических функции в отдельных
единицах технологического оборудования;
-
применением цифровых методов при записи, обработке и передаче
сигналов;
- широким применением современных вычислительных средств для
реализации технологических процессов;
- обменом материалами между участниками технологического процесса в
сигнальной форме, по возможности, исключая перемещение (переноску,
перевозку) видеофонограмм от одного рабочего места к другому.
Весь технологический процесс производства и выпуска программ может
быть разделен на 3 стадии:
- подготовку к производству ТВ передач;
- производство передач;
- формирование и выпуск программ.
Независимо от используемых технологических принципов стадия
подготовки к производству передач включает в себя 4 технологических
процесса:
- сбор и обработка информации (текстовой, видео-, звуковой);
- подготовка и написание сценария передачи (например, видеофильма);
- подготовка и производство декораций, бутафории, иных материалов;
-осуществление
организационно-административных
мероприятий
(командирование съемочной группы, приглашение исполнителей, заказ
технических средств и т. п.).
26
Если еще несколько лет тому назад для выполнения упомянутой
подготовительной работы использовали шариковую ручку и средства
телефонной связи, то в настоящее время для этих целей применяют
современные средства оргтехники на основе персональных компьютеров,
включенных в вычислительную сеть. Доступ к данным, включая видео и
звукоданные, осуществляется по сети. Готовый отредактированный материал
после «подписания» «электронной подписью» транслируется в сервер или
следующему участнику технологического процесса. Автоматизированное
рабочее место для выполнения подготовительной работы (АРМа) обычно
содержит персональный компьютер и периферийное оборудование различной
конфигурации
в
зависимости
от
требуемого
набора
необходимых
технологических функций на каждом из рабочих мест.
1.4. Оборудование инфраструктуры телевизионного комплекса
Телевидением
называют
комплекс
радиотехнических
средств,
позволяющих наблюдать изображение объектов за пределами видимости в
режиме реального времени.
Телевизионная система – это совокупность
оптических, электрических и радиотехнических устройств для передачи
изображения на расстоянии.
Цифровое телевидение представляет собой область, в которой операции
обработки, записи и передачи телевизионного сигнала связаны с его
преобразованием в цифровую форму. Отметим преимущества перехода к
цифровой форме представления и передачи телевизионных сигналов:
- прежде всего, появляется возможность создания унифицированного
видеооборудования, которое использует единый стандарт цифрового
кодирования и, в перспективе, вытеснит многочисленные, несовместимые
между собой стандартные системы цветного телевидения — SECAM,
PAL, NTSC:
27
- все цифровые сигналы обрабатываются по единой технологии.
Повышается стабильность параметров оборудования, которое работает в
бесподстроечном режиме. Так обеспечивается значительное повышение
качества
телевизионного
изображения,
особенно
при
цифровой
видеозаписи с применением электронного монтажа. Качество цифровой
видеозаписи чрезвычайно важно для создания фондовых и архивных
материалов, а также для длительного их хранения. Внедрение единого
стандарта цифровой видеозаписи значительно облегчает международный
обмен телевизионными программами;
- применение цифровых сигналов значительно расширяет номенклатуру
спецэффектов.
Это
и
селективная
обработка
участков
кадра,
и
электронный монтаж из фрагментов нескольких кадров, замена объектов
в кадре, геометрические преобразования изображений и т.п.
Цифровая техника открывает совершенно новые возможности в
художественном оформлении телевизионных программ. Таким образом,
внедрение
цифровых
телевизионного
методов
вещания,
существенно
делает
ее
высокопроизводительной.
Повышается
телевизионных
по
ослаблению
программ
эффекта
линиям
накопления
обогащает
технологию
исключительно
качество
связи
искажений
передачи
благодаря
и
гибкой
и
сигналов
значительному
применению
кодов,
обнаруживающих и исправляющих ошибки передачи.
1
2
3
4
5
6
7
Рис.1.3. Структурная схема ТВ системы
28
1 – объект; 2 – оптический канал; 3 – приёмник оптического сигнала;
4 – электрический канал связи; 5 – вторичный преобразователь;
6 – оптический канал; 7 – получатель.
На вход тракта цифрового телевидения (см. рисунок 1.4) поступает
аналоговый телевизионный сигнал. В кодирующем устройстве (кодере)
телевизионный сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает на
передающее устройство, которое состоит, в общем случае, из кодера канала и
устройства преобразования сигнала. Пройдя через канал связи, цифровой
сигнал
поступает
в
приемник,
состоящий
из
устройства
обратного
преобразования сигнала и декодирующего устройства (декодера).
Рис.1.4. Обобщенная структурная схема цифрового тракта преобразования ТВ
сигнала
Декодер, осуществляет преобразование цифрового телевизионного сигнала
в аналоговый. Кодер и декодер канала также обеспечивают защиту от ошибок
в канале связи. В устройствах преобразования характеристики цифрового
сигнала согласуются с характеристиками канала связи.
29
Выводы по главе I
На первой главе рассмотрены этапы развития цифрового телевидения,
общие принципы построения системы цифрового телевидения и сделан анализ
перспектив развития цифрового телевидения.
Телевидением
называют
комплекс
радиотехнических
средств,
позволяющих наблюдать изображение объектов за пределами видимости в
режиме реального времени.
Телевизионная система – это совокупность
оптических, электрических и радиотехнических устройств для передачи
изображения на расстоянии.
На
вход
тракта
цифрового
телевидения
поступает
аналоговый
телевизионный сигнал. В кодирующем устройстве (кодере) телевизионный
сигнал преобразуется в цифровую форму и поступает на передающее
устройство, которое состоит, в общем случае, из кодера канала и устройства
преобразования сигнала. Пройдя через канал связи, цифровой сигнал
поступает в приемник, состоящий из устройства обратного преобразования
сигнала и декодирующего устройства (декодера).
30
ГЛАВА II. ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ТРАКТА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ
СИГНАЛОВ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ
2.1. Особенности формата телевидение высокой четкости
Формат телевидение HDTV (High Definition TV) - это новое направление
развития телевидения в мире. Его другими словами называют - телевидение
высокой четкости (ТВЧ).
Если обычное ТВ (PAL или SEСAM) предполагает разрешение
изображения 720 на 576 точек, то HDTV позволяет смотреть телепрограммы,
фильмы с разрешением 1920 на 1080 точек. Таким образом, размер
изображения в ТВЧ в 5 раз больше чем в обычном телевидении, или можно
сказать, что ТВЧ в пять раз четче обычного ТВ.
Идея телевидения с более высоким количеством строк по экрану
родилась уже очень давно. С середины 60-х годов теперь уже прошлого, ХХ
столетия. Разработка нового телевизионного стандарта высокой четкости
велась больше по законам войны, в основе которой лежали и технологические,
и политические, и экономические причины. В войне участвовали все
технологические сверхдержавы - США, СССР, Япония и европейцы,
выступавшие тогда консорциумом.
В создании HDTV-форматов участвовали все сверхдержавы мира.
Неясно, кто же первым начал разрабатывать стандарт высокой четкости,
однако с начала 60-х годов этой проблемой все вышеперечисленные страны
начали заниматься практически одновременно.
Сделавший очень многое для развития телевидения как нового вида
электронного СМИ и создавший в свое время телевизионный стандарт в 625
строк (что для тех лет было само по себе ТВЧ, так как в США вещали всего в
343 строки), Советский Союз разработал два стандарта четкого ТВ чересстрочные 1525 и 1250. Руководство страны, по всей видимости, считало,
31
что если стандарт 625i, разработанный в СССР, Европа когда-то приняла для
себя, то примет и технологически родственный ему стандарт ТВЧ 1250i. Для
этого было немало предпосылок, и, собственно, почти так и произошло.
Целиком и полностью подготовленный с научной и технологической точки
зрения формат был готов к запуску, но сломалась экономика, и тут было не до
ТВЧ, а так и не вышедший из стен лабораторий советский стандарт дал толчок
развитию первой волны HDTV в Европе. В России же вопрос о ТВЧ вернулся
тогда, когда о «родном» стандарте никто уже речь не заводил, а потому, если у
нас и появится в ближайшее время ТВЧ, то это будет американский стандарт
1080i.
Европа с ТВЧ-вещанием стартовала просто поразительно. Европейцы,
взяв за основу стандарт 1250i, предложили за технологическую основу
стандарт уже работавшего на тот момент спутникового телевидения МАС и
построили на его основе систему HD-MAC. Проект назвали «Эврика-95», а
ядром разработчиков системы выступили Philips, Thomson и Bosh. Кроме них,
в проекте участвовали Nokia, Grundig и целый ряд научно-исследовательских и
учебных институтов - всего 12 исследовательских групп. Проект обошелся в
приличную сумму, за 5 лет работы было потрачено более 350 миллионов
долларов.
Европа
впервые применила
телевидение
высокой
четкости
для
демонстрации матчей своего Чемпионата по футболу в 1988 году, и с тех пор
спорт считается одним из главных зрелищ достойных HD-разрешения.
Впрочем, эффектный технологический старт не дал коммерческого успеха
европейскому HDTV.
Японская вещательная компания NHK в 1964 году начала разработку
подобного стандарта и устройств под него. А к началу 80-х NHK предложила
миру готовый стандарт HDTV. За 12 лет интенсивных разработок была
создана полная линейка HDTV-аппаратуры: телекамера, видеомагнитофон и
цветной монитор с диагональю экрана 80 см. Формат имел 1125 строк, 60
32
чересстрочных кадров в секунду и формат изображения 16:9. В проекте
приняли участие Sony, Toshiba и NEC. Тогда же ими была разработана и
вещательная
спутниковая
система
MUSE
с
сигналом
в
диапазоне
11,7 - 12,5 ГГц. Трансляции NHK начались в 1985 году и, несмотря на просто
гигантскую стоимость HDTV-телевизора тех лет. Действие той системы
закончилось лишь в самом конце 90-х годов, когда на смену MUSE пришел
более дешевый в эксплуатации американский формат HDTV 1080p.
В Соединенных Штатах за 18 лет поисков пришли к тому стандарту
HDTV, который Федеральная комиссия по связи (FCC) определила как ATSC.
Стандарт совместим с 18 форматами ТВ, причем только 6 из них относятся к
HDTV. Все форматы, входящие в ATSC, изначально совместимы с
аналоговыми телеприемниками, предотвращая, таким образом, потерю
аудитории, смотрящей TV по старинке.
Домашний HD-кинотеатр с источником высокочеткого сигнала в виде
BD или HD DVD-плеера это близкое будущее домашнего кино.
Конец 90-х годов ознаменовался концом всех промежуточных форматов
высокочеткого
вещания,
все
технологические,
финансовые
и
интеллектуальные ресурсы были сосредоточены на более перспективной
технологии MPEG-2, что в свою очередь подтолкнуло разработчиков к
созданию систем HDTV-вещания второго поколения.
2.2. Цифровое телевидение высокой четкости
В современном кабельном и спутниковом ТВ используются те же
стандарты PAL и SECAM, но в оцифрованном виде и с применением сжатия
по алгоритму MPEG-2. В большинстве случаев цифровое телевидение
значительно
лучше
эфирного,
поскольку
на
качество
изображения
практически не влияют помехи. Но надо отметить, что настолько сжимают
33
передаваемые сигналы, что качество спутникового или кабельного канала
становится хуже, чем канала, принятого на эфирную антенну.
Рис. 2.1.Сравнение экранов HDTV и стандартного экрана
Во всех форматах эфирного телевидения (кроме западноевропейского
PAL Plus) соотношения сторон картинки - 4 к 3. А в телевидении высокой
четкости соотношение сторон 16 к 9. Поэтому обычная картинка на HDTV
телевизоре будет либо растягиваться на весь экран с искажением пропорций,
либо обрабатываться специальным алгоритмом, чтобы минимизировать это
искажение, либо на телевизоре будут отображаться пустые черные полосы по
краям.
Абоненты цифрового телевидения могут самостоятельно выбирать
способ отображения стандартной картинки 4:3 на HD телевизоре, т.е. могут
либо обрезать изображение сверху и снизу, либо показывать все изображение,
но с пустыми полосами слева и справа (рис 2.1).
Просматривать фотографии, снятые с высоким разрешением на
фотоаппаратах, (матрицы которых имеют большое количество мегапикселей),
можно на телевизорах высокой четкости с большим разрешением экрана.
Сигнал аналогового телевещания передается точно так же, как и
радиосигнал, поэтому подвержен воздействию помех, таких как появление
ореола и снега. Цифровой же сигнал телевещания передается как поток единиц
и нулей и менее подвержен воздействию помех. Он также поддерживает новые
34
разработки, такие как реальное широкоформатное изображение, звуковое
окружение и высокую четкость изображения.
Изделие может иметь логотип готовности к телевидению высокой
четкости,
-
когда
минимальное
оно
удовлетворяет
собственное
разрешение
следующим
дисплея
требованиям:
составляет
720
физических строк в широкоформатном режиме.
- дисплей позволяет осуществлять вход сигнала высокой четкости через:
аналоговый вход Y Pb Pr (Компонентный) и вход DVI или HDMI.
- входы, способные принимать сигнал высокой четкости, могут
принимать видео высокой четкости следующих форматов:
1280x720 при 50 и 60 Гц с последовательной разверткой (“720p”) и
1920x1080 при 50 и 60 Гц с чересстрочной разверткой (“1080i”).
- вход DVI или HDMI должен поддерживать Протокол защиты
широкополосных цифровых данных (HDCP).
Два
различных
способа
отображения
видеосигналов.
Наиболее
передовой является последовательная развертка, где обновление экрана
дисплея происходит путем перезаписи содержимого экрана за один кадр. При
чересстрочной развертке перезапись экрана обычно происходит в два этапа:
Сначала переписываются четные строки, а затем – нечетные. Это может
приводить к возникновению изображения с зазубренными краями, когда в
изображении имеется множество движущихся объектов.
HDCP – это сокращение от High-bandwidth Digital Content Protocol
(Протокол защиты широкополосных цифровых данных). Этот способ
шифрования
используется
передаваемых
между
для
устройством
защиты
выхода
цифровых
видеосигналов,
(DVD-плейер,
абонентская
приставка кабельного телевидения) и дисплеем.
Композитное видео – это обычно желтый разъем, который используется
для передачи видеосигнала стандартной четкости. Эти видеосигналы обычно
35
объединяют резкость цветности и резкость яркости в один сигнал. Резкость
цветности (Y) и резкость яркости (C) остаются разделенными в формате
S-Video (Y/C), что улучшает качество изображения.
В компонентном видео компонентные видеосигналы Красный/ Зеленый/
Синий остаются разделенными, что обеспечивает наилучшее качество
изображения аналоговых сигналов и в отличие от композитного или S-Video
компонентное видео способно передавать сигналы высокой четкости.
HDMI – это сокращение от High Defi nition Multimedia Interface
(Мультимедийный интерфейс высокой четкости). Этот интерфейс объединяет
в одном кабеле несжатый цифровой видеосигнал И цифровой аудиосигнал.
Видеочасть совместима с HDCP. HDMI - это цифровой эквивалент кабеля
SCART и, вероятнее всего, он де- факто станет стандартом подключения
оборудования высокой четкости.
Практически все цифровые фотокамеры могут создавать изображения
высокой четкости, так как обычно их разрешение превышает 2 миллиона
пикселей. В настоящее время имеются передающие камеры высокой четкости,
которые снимают непосредственно в формате 1080i (HDV и XDCAM). Выпуск
видеокамер Sony HDV Handycam привел к появлению на рынке домашних
видеокамер устройств высокой четкости, не забывая, естественно, о
телевизорах высокой четкости. Ноутбуки Sony VAIO, игровые приставки Sony
Playstation 3 и плейеры дисков Blu-ray также входят в основную линейку
устройств высокой четкости.
Наиболее распространенной категорией устройств, способных подавать
на выход видеосигналы высокой четкости, скорей всего являются плееры
Blu-ray. Они позволяют смотреть фильмы в реальном формате высокой
четкости 1080p. Также несколько вещательных станций в Европе в настоящее
время имеют каналы, передаваемые в формате высокой четкости.
Так как видеоматериалы высокой четкости требуют значительно больше
места для записи, чем имеется в настоящее время на DVD-дисках, требуется
36
новая технология для записи фильмов высокой четкости. В настоящее время
имеется 2 технологии – диск Blu-ray и диск HD-DVD.
Преимущество диска Blu-ray заключается в том, что на него можно
записать больше данных (возможность двухслойной записи уже позволяет
получить 50 Гб, а в будущем планируется использование большего числа
слоев).
Рынок бытовой электроники, в отличие от компьютерной индустрии,
традиционно медленно сбрасывает с себя устаревшую технику. Но выход DVD
следующего поколения это правило, похоже, нарушит. Ещё до того, как DVD
вышли на рынок в 1997 году, производители бытовой электроники уже
работали над стандартом следующего поколения.
Информация о новых технологиях начала просачиваться в начале 2002
года, после чего в январе 2003 года на Consumer Electronics Show (CES)
дебютировали демонстрационные накопители.
Создавалось ощущение, что формат Sony Blu-ray обладал преимуществами во
всех отношениях, однако Forum выбрал AOD, который затем был
переименован в HD-DVD.
В начале 2002 года компании Sony и Phillips, которых связывают долгие
партнёрские отношения в сфере технологий оптических дисков, анонсировали
новую технологию на основе голубого лазера, названную Blu-ray. (Ошибка в
написании слова "Blue" была сделана специально, чтобы зарегистрировать
торговую марку.) Формат Blu-ray более революционен, чем HD-DVD. Вместо
того чтобы добиваться обратной совместимости с технологией DVD,
Sony и Phillips внесли достаточно большие изменения, которые, в
конце концов, привели к более ёмкому диску.
37
Рис.2.2. Эволюция форматов оптических дисков.
Blu-ray предлагает три возможных ёмкости: 23,3 Гбайт, 25 Гбайт и 27
Гбайт - из-за трёх различных длин Питов (рис.2.2). Кроме того, длину пита
можно ещё больше сократить, увеличив ёмкость одного слоя по мере
совершенствования технологии. В отличие от Blu-ray, стандарт HD-DVD
использует фиксированную длину пита, предлагая только одну ёмкость
15 Гбайт на слой.
Самые большие изменения Blu-ray коснулись толщины прозрачного
пластикового слоя, который защищает подложку. У DVD и HD-DVD она
составляет 0,6 мм, в то время как у Blu-ray - всего 0,1 мм. В результате
подложка оказывается намного ближе к поверхности, и у лазера возникает
меньше рассеивания. Кроме того, лазеру нужно проходить меньший слой
материала, что даёт более высокую численную апертуру. То есть можно
использовать, меньший зазор между дорожками и меньшую длину пита. Если
говорить
простыми
словами,
подобная
толщина
прозрачного
слоя
обеспечивает более плотную упаковку данных на диске Blu-ray, чем на DVD
или HD-DVD.
Однако при этом повышается вероятность ошибки. Согласитесь, даже
0,5 мм - это слишком тонкая защита от царапин. Данные Blu-ray лежат
практически на поверхности, поэтому такой диск следует беречь, как зеницу
38
ока, защищать от царапин и других дефектов. Что ещё хуже, считывающая
головка оказывается ещё ближе к диску, поэтому плеер хуже реагирует на
толчки и удары.
Производителям устройств Blu-ray следует быть максимально точными
во время создания привода, не говоря уже об обязательном механизме защиты
от ударов. Но технологии защиты, по крайней мере, уже разрабатываются.
TDK объявила новую форму защиты дисков под названием Armor Plating,
которая обещает обеспечить более чем в 100 раз надёжную защиту по
сравнению с обычными дисками. Blu-ray также обладает более высокой
числовой апертурой по сравнению с дисками DVD и HD-DVD. Числовая
апертура отвечает за способность линз воспринимать мелкие детали объекта.
Чем больше апертура, тем больше света собирает линза, и тем более высокое
разрешение возможно. Высокая апертура в паре с меньшей длиной волны
означает, что для считывания данных требуется луч лазера меньшего сечения.
Дорожка данных оптического диска закручена по спирали, от центра к
периферии. Так как Blu-ray обладает меньшим расстоянием между дорожками
(0,32 микрона) против HD-DVD (0,40 микрон) и DVD (0,74 микрон), данные
упаковываются на диске более тесно.
2.3. Сравнение сечения лазерных лучей для разных форматов
39
Ещё одно отличие Blu-ray кроется в системе защиты. Blu-ray использует
128-битное шифрование Advanced Encryption Standard (AES), причём ключ
меняется через каждые 6 кбайт данных. Во время демонстрации на
конференции Blu-ray в 2004 году Sony показала, как можно использовать один
ключ для расшифровки DVD, но во время одной минуты воспроизведения Bluray один ключ менялся несколько сотен раз.
Подобная особенность очень важна, так как DeCSS и другие программы по
копированию DVD способны снять шифрование CSS именно по причине того,
что весь фильм используется один и тот же ключ. Если ключ от диска Blu-ray
станет известным, можно будет считать всего 6 кбайт данных.
BD-ROM будет поддерживать уровень Java, так что программное
обеспечение BD-ROM сможет автоматически модернизироваться. Кроме того,
Java обеспечит большие возможности по анимации меню продукции BD-ROM,
динамику и интерактивность, которую мы ещё не встречали на DVD.
Различные компании могут передавать на компьютер новую информацию, а
пользователи BD-ROM смогут обновлять эту информацию.
К примеру, одним постоянным источником проблем является локализация. С
BD-ROM проблема решается проще - выпускается один продукт, а затем
пользователь может скачать локализованную информацию. Скажем, новую
звуковую дорожку для фильма. Кроме того, в будущем планируется
реализовать функцию Blu-Door, которая обеспечит контроль содержания. Её
можно использовать, к примеру, для блокировки содержания до тех пор, пока
пользователь не заплатит за него.
Если
стандарт
Blu-ray
разработан
практически
с
"нуля",
то
спецификация NEC/Toshiba Advanced Optical Disc (AOD), известная сегодня
как HD-DVD, является модификацией существующего формата DVD. Данные
располагаются на том же уровне, что и на DVD, но используется уже голубой
лазер, обладающий меньшей длиной волны и позволяющий более плотно
40
упаковать данные. В результате обеспечивается ёмкость 15 Гбайт на слой, в
отличие от 4,7 Гбайт у существующих DVD.
Основное преимущество HD-DVD заключается в том, что у него много общего
с DVD, и производителям будет легче перестроиться на HD-DVD. А Blu-ray
требует от производителей оптических дисков установить полностью новое
оборудование.
HD-DVD использует структуры данных (кадры, секторы, блоки ECC),
алгоритмы коррекции ошибок и схемы модуляции от стандарта DVD.
Единственное отличие от DVD заключается в том, что один ECC-блок HDDVD соответствует двум объединённым ECC-блокам DVD, что позволяет
выполнять больший объём пакетной коррекции ошибок.
У Blu-ray и HD-DVD есть единая общая основа - кодеки. Оба формата
поддерживают MPEG-2 (для обратной совместимости с DVD), MPEG-4 AVC
(также известный как H.264) и (возможно) Microsoft VC-1. MPEG-2 может
использоваться для кодировки видео 1080, но при этом требуется пропускная
способность от 20 до 25 Мбит/с. В принципе, и с этим проблем нет, так как
HD-DVD поддерживает пропускную способность 36 Мбит/с, а Blu-ray - 54
Мбит/с.
Но формат MPEG-2 постепенно теряет свои преимущества. По мере
того, как экран становится больше, становятся более заметны артефакты
сжатия и ошибки, ведь и блоки оказываются больше. Кроме того, уменьшать
поток данных больше не получается. К чему приводит чрезмерное сжатие,
легко
можно
увидеть
на
DVD
типа
"2
в
1",
"3
в
1"
и
т.д.
MPEG-4 AVC может снизить поток в два-четыре раза по сравнению с MPEG2. Поэтому поток AVC HD потребует скорости передачи около 8-9 Мбит/с
вместо 18 Мбит/с (и больше) для MPEG-2.
Уже, примерно, два года компании, поддерживающие формат DVD,
осуждают разделение формата DVD следующего поколения, требуя единый
стандарт. В апреле, наконец-то, обе стороны прислушались. Между ними
41
начались переговоры по поводу объединения формата. В апреле казалось,
что
единый
формат
может
появиться,
но
в
мае
обе
стороны
вновь продолжили войну форматов.
Сегодня обычный DVD не слишком хорошо справляется со сменой слоя.
Можете ли вы представить себе задержки для четырёхслойного диска?
Кроме того, добавление слоёв не даёт 100% увеличения ёмкости, что наглядно
демонстрирует
формат
DualDisc,
гибридный
вариант
CD/DVD,
не
предоставляющий полной ёмкости.
На таблице 2.1. представлен сравнение цифровых форматов
Таблица 2.1. Сравнительная таблица цифровых форматов
Параметр
CD
DVD
Blu-ray
HD-DVD
Число сторон
1
1 или 2
1 или 2
1 или 2
Число слоёв
1
1 или 2
1 или 2 *
1 или 2 **
Ёмкость (Гбайт)
0,68
4,7/9,4
25/50
15/30
Толщина защитного слоя (мм)
1,20
0,60
0,10
0,60
Расстояние между дорожками (мкм)
1,60
0,74
0,32
0,40
Минимальная длина пита (мкм)
0,83
0,41
0,149
0,204
Длина волны лазера (нм)
780
650
405
405
Числовая апертура
0,45
0,60
0,85
0,60
Линейная скорость (м/с)
1,30
3,49
7,36
5,60
Модуляция
EFM От 8 до 16
17PP
ETM
Скорость передачи, Мбит/с
Н/Д
54
36
11,1
42
Выводы по главе II
Во второй главе рассмотрены особенности формата телевидения высокой
четкости и подробно рассмотрены и приведены основные параметры
цифрового телевизионного сигнала высокой четкости.
Формат телевидение HDTV (High Definition TV) - это новое направление
развития телевидения в мире. Его другими словами называют - телевидение
высокой четкости (ТВЧ).
Если обычное ТВ (PAL или SEСAM) предполагает разрешение
изображения 720 на 576 точек, то HDTV позволяет смотреть телепрограммы,
фильмы с разрешением 1920 на 1080 точек. Таким образом, разрешение
изображения в ТВЧ в 5 раз больше чем в обычном телевидении, или можно
сказать, что ТВЧ в пять раз четче обычного ТВ.
Так как видеоматериалы высокой четкости требуют значительно больше
места для записи, чем имеется в настоящее время на DVD-дисках, требуется
новая технология для записи сигналов высокой четкости. В настоящее время
имеется 2 технологии – диск Blu-ray и диск HD-DVD.
43
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННОЙ МЕТОДИКИ СОЗДАНИЯ
HD ВИДЕО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВОЙ КАМЕРЫ XD CAM
3.1. Технические проблемы и перспективы внедрения цифрового
телерадиовещания в Национальной телерадиокомпании Узбекистана
Переход
к
цифровому
телерадиовещанию,
и
в
частности,
к
многопрограммному цифровому телевидению (ЦТВ), приобрел особое
значение в связи с присоединением Узбекистана к общемировой системе DVB.
Практически во всех странах Европы определены сроки полного перехода на
цифровое вещание.
Одной из важнейших отличительных особенностей внедрения цифровых
систем является использование канала связи в качестве "контейнера данных",
обеспечивающего
передачу
различных
сигналов
(информационных
сообщений, одной или более ТВ-программ, данных) по запросу пользователя.
При рациональном мультиплексировании такая система позволяет оператору
потока данных в несколько раз увеличить число программ и дополнительных
услуг,
предлагаемых
различным
потребителям,
без
использования
дополнительного частотного ресурса .
В связи с этим цифровая сеть телерадиовещания Узбекистана должна
обеспечить при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах
реализацию мультимедийных систем различного назначения, таких, как:
- высококачественные системы интерактивного цифрового теле- и
радиовещания при удовлетворении постоянно возрастающих запросов
на частотные присвоения систем связи без пересмотра частотных
планов;
- принципиально новые системы мобильного видео- и аудиовещания;
- новые интерактивные системы опроса общественного мнения;
- системы, осуществляющие деятельность органов государственной
власти;
44
- системы, ответственные за сбор и распространение информации
различного экономического и политического характера, популяризация
проводимых властями программ, акций, мероприятий и др.
Внедрение цифровых систем телерадиовещания в НТРК Узбекистана
связано с решением следующих пяти наиболее важных проблем:
- эффективное использование мирового опыта по созданию и
применению систем цифровой обработки и передачи информации;
- разработка стандартов Узбекистана по системам формирования и
передачи по каналам связи различных видов цифровой информации;
- разработка и внедрение собственных систем и соответствующей
аппаратуры;
- обучение студентов и специалистов для обеспечения разработки,
внедрения и эффективной эксплуатации таких систем;
- создание средств метрологии.
Необходимость и эффективность внедрения цифровых систем в
Узбекистан связаны со следующими требованиями:
-достижение
на
современном
аудиоинформационных
систем
этапе
нового
развития
уровня
видеопо
и
качеству
воспроизведения изображения и звука;
- удовлетворение постоянно возрастающего спроса на частотные
присвоения для систем связи без пересмотра частотных планов;
- развитие цифровых систем передачи видео- и звуковых данных при
существенном
увеличении
объема
передаваемой
сопутствующей
информации;
- постепенная замена существующего линейного, передающего,
коммутационного
и
проч.
оборудования,
систем
технической
видеозаписи и хранения информации на более прогрессивное цифровое
оборудование;
45
-
создание
высоконадежных
систем
передачи
информации
с
эффективной системой защиты от несанкционированного доступа;
-
интегрирование
Узбекистана
в
общемировую
систему
телекоммуникаций с учетом тенденций перехода к мультимедийным
системам многопрограммного телевидения, телевидения высокой
четкости и радиовещания в глобальном масштабе.
Решение
этих
проблем,
по
сути,
может
устранить
отставание
Узбекистана в развитии информационных технологий.
Что означает эффективное использование мирового опыта по созданию и
применению систем цифровой обработки и передачи информации?
Проводимые
во
всех
технически
развитых
странах
разработки
алгоритмов и аппаратуры сокращения объема и рационального пакетирования
видео, аудио и сопутствующей информации являются основой создания
систем эффективного использования каналов связи, сохранения действующих
частотных
планов,
высвобождения
значительной
части
частотного
пространства для передачи потребителям дополнительных видов услуг видеотелефона,
мобильной
многопрограммного
и
стационарной
интерактивного
телевидения,
телеконференц
телевидения
-связи,
высокой
четкости, многопрограммного звукового вещания, цифрового кино. Разработка
алгоритмов и соответствующей аппаратуры цифрового сжатия различных
видов информации для их передачи по каналам связи как альтернативы
аналоговым системам проводится уже более 20 лет практически во всех
развитых странах мира. Был получен ряд важных результатов как в плане
разработки алгоритмов сжатия (включая стандарты JPEG (JPEG-2000), MPEG1, MPEG-2, MPEG-4 (видео), Н.261, Н.263, H.264/AVC и др. для статических и
динамических изображений различного разрешения,MPEG-1/2 Layer-2, Layer3, AC-3, MPEG-4 (аудио)/НЕ-ААС, G.729, G.728, G.723-1 и др. для звуковой
информации и речи), так и в плане создания действующих комплексов.
46
В качестве поставщиков цифровых кодеров/декодеров ТВ-информации,
реализующих стандарты MPEG, можно назвать известные фирмы, такие, как
Array Microsystems, Compression Labs Inc., COMSAT Lab, Hewlett Pac-card,
IBM, JVC Professional Products Co., Matsushita Elec. Industrial Co., NEC, NTL,
Toshiba Corp., Sony Corp., TV/COM International, BNI, Satellite Transmission
Systems Inc., Elecard и др.
Большое
количество
фирм
занимается
проблемами
реализации
видеоконференц-связи как на уровне создания соответствующих аппаратных
средств, так и на уровне ее программного обеспечения. К ним можно отнести
компании Datapoint, Intel, Picture Tel, Polycom, Sony Electronics, VCOM,
VideoServer, VistaCom, White Pine, Zydacron и др.
Из этого обширного, хотя и неполного, перечня фирм, занимающихся
перспективными разработками цифровых систем передачи видеоинформации,
видно, насколько дружно весь мир движется к реализации таких систем.
Можно
привести
еще
больший
список
фирм,
освоивших
массовое
производство устройств декодирования цифровой информации.
Проблема создания высококачественной системы цифровой передачи
видеоинформации - это главным образом проблема быстрого и эффективного
ее сжатия - наиболее ресурсопотребляющей части всей системы. Ее
эффективность
существенно
влияет
на
качество
воспроизводимой
информации.
Кодирующее устройство решает сложные задачи в реальном времени и
производит большое количество операций обработки, определяющих качество
цифрового преобразования сигналов изображения и звукового сопровождения.
Декодер, как правило, менее сложен и должен получать и восстанавливать
данные.
На
основании
международных
изучения
стандартов
и
последних
результатов
соответствующей
разработок
аппаратуры
можно
47
предложить варианты использования цифровых и звуковых форматов в
отечественных системах ЦТВ
Система DVB, к целесообразности внедрения которой присоединилась
Узбекистану, охватывает спутниковые (DVB-S, DVB-S2), кабельные (DVB-C),
наземные (DVB-T) средства передачи. В стандарте реализован принцип
использования MPEG-кодирования сигналов при различных способах их
мультиплексирования
и
передачи,
что
обеспечивает
максимальную
совместимость разных систем. Международными стандартами охвачены также
такие системы распределения телевизионных программ, как MMDS, LMDS,
MVDS. Стандарт DVB-H нормирует параметры передачи данных на
наладонные (handheld) устройства.
3.2. Технические характеристики цифровой камеры XD cam
XD cam камкордер обеспечивает полное ТВЧ-разрешение 1920 x 1080 и
обработку сигнала высокой четкости, имеющий три 1/2-дюймовых CMOSдатчика изображения, функцию записи через интервалы и функцию записи с
переменной частотой кадров для создания творческих эффектов ускоренного и
замедленного движения, а также возможность непрерывной записи с заменой
карт памяти, компактный ТВЧ-камкордер PMW-EX1 – идеальный выбор для
различных пользователей – от вещателей до независимых видеооператоров, а
также его можно использовать в фильмопроизводстве, когда требуется
высокое качество ТВЧ. На таблице 3.1. приведена Характеристики Sony
XDCAM EX PMW-EX1.
48
Таблица 3.1. Характеристики Sony XDCAM EX PMW-EX1
Тип Видеокамера формата 1080p
Длина
178 мм
Высота
312 мм
Ширина
176 мм
Вес
2400 г
Широкоэкранная видеосъемка
Носители информации
Карта памяти
Тип оптического
3 Exmor CMOS
сенсора
Размер оптического
1/2"
сенсора
Форматы видео
Минимальная
освещенность
MPEG-4
0.14 люкс
Максимальная скорость
затвора
1/2000 сек
Минимальная скорость
затвора
1/33 сек
Поддерживаемые
разрешения
Горизонтальная
развертка
1080i, 720p, 1080p
1000 линий
Профессиональные возможности видеокамеры
Настройки
Чуствительность
Разрешение
Соотношение картинки
+12 dB, +18 dB, +3 dB, +6 dB, 0 dB, -3 dB, + 9 dB,
+15 dB
F10
252,000 пикселей
16:9
49
Особенности этой камеры следующие:
- обеспечивает полное ТВЧ-разрешение 1920 x 1080 и обработку
сигнала высокой четкости;
- имеет три 1/2-дюймовых CMOS-датчика изображения;
- есть функция записи через интервалы и функцию записи с
переменной частотой кадров для создания творческих эффектов
ускоренного
и
замедленного
движения,
а
также
возможность
непрерывной записи с заменой карт памяти.
Запись видео может вестись только в ТВЧ форматах 1080/50i или 720/50p
со сжатием MPEG-4 и потоком 36 или 25 Мбит/с на твердотельные карты
памяти SxS (формат Express Card - со скоростью записи до 800 Мбит/с).
Камкордер будет оснащен 2 слотами для таких карт, что при емкости
одной карты 16 Гбайт эквивалентно примерно двум часам записи в формате
HD. Камкордер оснащен не только HD-SDI выходом, но и SD-SDI (однако
запись на карты будет только в HD).
Отсутствие “ленточной составляющей” позволило сделать камкордер
достаточно легким (всего 2,2 кг) и ограничить энергопотребление на уровне 10
Вт. Для работы с картами SxS (Express Card) можно будет использовать любой
современный ноутбук, оснащенный слотом Express Card, или специальный
привод, который будет доступен в качестве опции.
50
Рис.3.2. Внешный вид видеокамеры XD cam
3.3. Структура видеокамер
На рис.3.3. представлена укрупненная схема видеокамеры, которая
состоит из объектива, камерной головки, видеомагнитофона и устройства
управления. Остановимся на характеристиках основных узлов аппарата.
Рис. 3.3. Структурная схема видеокамеры
51
Рис. 3.4. Камерная головка
К
объективу
цифровой
видеокамеры
предъявляются
требования
повышенной разрешающей способности из-за малого размера элемента
разложения прибора с зарядовой связью (ПЗС). Кроме того, объектив должен
быть легким, надежным и формировать изображение с наименьшими
искажениями. Наилучшими считаются объективы фирм Canon и Fujinon.
Объективы имеют регулируемые диафрагму, трансфокатор и фокусировку.
Они снабжаются дополнительными сменными светофильтрами. Основной
блок видеокамеры - камерная головка (рис.3.4), которая состоит из узла
преобразования "свет-сигнал" и цифрового процессора обработки сигнала
изображения (рис.3.4). Узел преобразования "свет-сигнал" и объектив
составляют оптическую часть видеокамеры и представлены на рис. 3.8. Сразу
за объективом расположен фильтр нижних пространственных частот и
светоделительная призма с цветными фильтрами, которая разделяет световой
поток на три спектральные составляющие - красную (R), зеленую (G) и синюю
(B)
-
по
числу
преобразователей
изображения
на
ПЗС.
Так
как
преобразователи на ПЗС имеют максимальную чувствительность в ИКобласти спектра, а необходимо иметь кривую спектральной чувствительности
камеры, близкую к кривой чувствительности глаза, то в оптическую часть
камеры входит фильтр ИК-отсечки.
52
Рис. 3.5. Цифровой процессор сигнала
Рис.3.6.Оптическая часть видеокамеры
Рис.3.7. ПЗС со строчно-кадровым переносом, FIT CCD
53
3.4. Устройство и работа преобразователя изображения на ПЗС
Преобразователь изображения на ПЗС - это прибор, осуществляющий
пространственную
дискретизацию
изображения.
Для
исключения
интермодуляционных искажений или элайзинга (наложения спектров при
дискретизации),
в
соответствии
с
теоремой
Котельникова,
спектр
передаваемых пространственных частот перед дискретизацией должен быть
ограничен на частоте, равной половине частоты дискретизации. Этой цели
служит фильтр нижних пространственных частот (ФНПЧ), установленный
перед светоделительной призмой. В видеокамерах, применяемых в ТВвещании, обычно используют самые высококачественные и дорогостоящие
ПЗС со строчным (IT CCD) или строчно-кадровым переносом (FIT CCD). На
рис. 3.8. представлен ПЗС со строчно-кадровым переносом. IT CCD
отличается от него только отсутствием секции хранения. Из рисунка видно,
что часть светочувствительной поверхности секции накопления покрыта
непрозрачными
для
света
вертикальными
регистрами
переноса,
что
существенно снижает световую чувствительность таких ПЗС по сравнению с
ПЗС с переносом кадра. Преодолеть этот недостаток позволило применение
микролинз, которые располагаются перед каждым фотодиодом и поэтому
практически весь свет собирается на них, минуя закрытые от света участки
секции накопления. Следует отметить существование в преобразователях двух
режимов накопления: режим накопления поля (это стандартный режим
работы), и режим накопления кадра. Рассмотрим работу преобразователя в
этих режимах на примере работы строчно-кадрового ПЗС (IT CCD), фрагмент
которого представлен на рис. 3.8. В этих приборах регистр вертикального
переноса, который закрыт от света, является четырехфазным (фазы
фV1...фV4), а горизонтальный выходной регистр - двухфазным (фазы фH1,
фH2). В режиме накопления поля (рис. 3.8) все фотодиоды преобразователя
опрашиваются одновременно - один раз в течение поля. Поэтому время
54
накопления информации в таком режиме составляет одно ТВ-поле. Причем,
два соседних по вертикали фотодиода объединяются в одну ТВ-строку.
Чересстрочность обеспечивается следующим образом: в нечетном поле
первой телевизионной строке принадлежат первый и второй фотодиоды,
второй - третий и четвертый фотодиоды, третьей - пятый и шестой фотодиоды,
и так далее. В четном же поле фотодиоды объединяются в пары со сдвигом на
один фотодиод: первая строка - первый фотодиод, вторая строка - второй и
третий фотодиод, третья - четвертый и пятый фотодиод и так далее. Такой
режим
обеспечивает
минимальную
временную
инерционность,
но
разрешающая способность по вертикали при этом понижена, так как высота
элемента накопления равна высоте двух фотодиодов. Повысить разрешающую
способность позволяет режим накопления кадра, когда в нечетном поле
опрашиваются нечетные фотодиоды (1, 2, 3 и так далее), а в четном - четные
(2, 4, 6 и т. д). Тем самым, размер элемента разложения по вертикали
уменьшается вдвое, но также вдвое увеличивается временная инерционность
ПЗС, так как фотодиоды накапливают информацию в течение двух
телевизионных полей. Некоторые фирмы-производители для повышения
разрешающей
способности
по
вертикали
применяют
этот
режим
в
выпускаемых ими видеокамерах, но применять его следует весьма осторожно,
учитывая повышенную временную инерционность.
55
Рис. 3.8. Режим накопления поля
Сигнал, снимаемый с ПЗС, содержит характерные искажения и шумы,
связанные с работой его выходного устройства. Чтобы найти пути,
позволяющие избавиться от этих последствий, рассмотрим особенности
формирования этого выходного сигнала. Как показано на рис.3.11. выходной
сигнал ПЗС имеет три уровня:
- уровень, определяемый импульсами сброса, проникающими в
выходной
сигнал
через
паразитные
емкости
(Reset
Level);
- уровень фиксации, определяемый постоянным напряжением на стоке
транзистора сброса с шумовой добавкой (Feed-Through Level);
- уровень сигнала с той же шумовой добавкой, вызванной цепями узла
детектирования выходного устройства ПЗС (Signals).
Эти шумы включают в себя:
- шумы сброса;
- низкочастотные 1/f-шумы повторителя на МОП-транзисторе;
- тепловые шумы.
56
Рис. 3.9. Сигналы ПЗС и схемы ДКВ
Рис. 3.10. Схема ДКВ
Устранить эту шумовую добавку Uш можно, так как ее величина в
момент импульса фиксации tф (когда информационный заряд еще не поступил
в выходное устройство) и в момент импульса выборки tвыб (когда
информационный зарядный пакет уже слился с этой шумовой добавкой)
остается неизменной. Именно операцию устранения шумовой добавки
осуществляет схема двойной коррелированной выборки (ДКВ) или, в
английской интерпретации, CDS (Correlated double sampling) (рис. 3.12). Схема
ДКВ работает следующим образом. В момент времени фиксации tф, когда на
57
выходе ПЗС еще нет полезного сигнала, но есть шумовая составляющая Uш,
схема выборки осуществляет выборку и запоминание этой составляющей,
которая передается на неинвертирующий вход операционного усилителя (ОУ).
Схема выборки 1 осуществляет выборку и запоминание сигнала в момент
времени tвыб, когда сигнал на выходе ПЗС уже содержит полезную
составляющую Uс и ту же самую, что и в момент времени tф, шумовую
составляющую Uш. Схема выборки 3 производит выборку шумовой
составляющей Uш в момент времени tвыб, переписывая значение шума с
выхода схемы выборки 2 на инвертирующий вход ОУ. В результате, с момента
выборки tвыб до следующей выборки на неинвертирующем входе ОУ будет
присутствовать полезный сигнал с шумом Uс + Uш, а на инвертирующем Uш. На выходе схемы ДКВ получим значение сигнала без шума Uс.
После схемы ДКВ сигнал поступает на регулируемый усилитель,
который обеспечивает заданный размах сигнала перед подачей его на аналогоцифровой преобразователь (АЦП), а также стабилизацию уровня черного и
shading-коррекцию (коррекция проработки деталей изображения в местах со
слабой
освещенностью).
Регулировка
осуществляется
путем
задания
необходимого уровня смещения, которое поступает на видеоусилитель с ЦАП,
преобразующего
сигнал
обратной
связи,
формируемый
цифровым
процессором сигналов. Глубина регулировки усиления обычно составляет от 6 до 30 дБ. В усилителе осуществляется также регулировка, обеспечивающая
постоянство уровня черного и уровня белого во всех трех каналах.
Рис. 3.11. Сжатие светового диапазона
58
Оценим разрядность АЦП, применяемого в цифровых видеокамерах.
Стандартный видеосигнал на выходе видеокамеры, в соответствии с
рекомендацией CCIR - 601, должен быть восьмиразрядным. В то же время, к
современным
видеокамерам
предъявляется
требование
передачи
динамического диапазона по освещенности, как минимум в шесть раз
превышающей номинальную. С учетом этого динамический диапазон АЦП
должен быть как минимум на 2,5 разряда (log 6/1) больше. С учетом
нелинейности
гамма-характеристики,
требующей
дополнительного
четырехкратного усиления в черном, потребуется дополнительно еще 2
разряда(log 4/1). Таким образом, общая разрядность АЦП должна была бы
составлять13 разрядов (8 + 2,5 + 2). Создание такого АЦП, работающего на
частоте преобразования видеосигнала, является в настоящее время достаточно
сложной задачей. Поэтому разработчики видеокамер идут по пути сжатия
динамического диапазона за счет регулировки режимов ПЗС, используя метод
регулировки
перегиба
световой
характеристики
(knee
correction),
и
обеспечения запаса по усилению в предварительном видеоусилителе (рис. 3.9).
Этими
методами
ограничиться
удается
сузить
10...12-разрядным
динамический
АЦП.
Учитывая,
диапазон
что
в
сигнала
и
большинстве
видеокамер используется три ПЗС - по одному на каждый из основных цветов
- общее число АЦП в видеокамере равно трем.
Назначение и работу ЦПС рассмотрим на примере ЦПС первой
полностью цифровой видеокамеры фирмы SONY. Задачей цифровой
обработки является такая обработка сигналов трех основных цветов,
поступающих с АЦП, при которой обеспечиваются высокая разрешающая
способность, широкий динамический диапазон, верность цветопередачи и
высокая надежность работы видеокамеры. Высокая разрешающая способность
формируемого видеокамерой изображения обеспечивается использованием
ПЗС с большим числом элементов разложения, не менее 980(H)~х~576 (V), и
сложным алгоритмом цифровой апертурной коррекции. Она заключается в
59
интерполяции сигналов, полученных с двух ПЗС синего и красного каналов,
сдвинутых относительно ПЗС зеленого канала в горизонтальном направлении
на половину элемента разложения. При таком количестве элементов
разложения ПЗС в горизонтальном направлении (980) и временем прямого
хода по строке (52 мкс) нетрудно оценить частоту считывания информации с
ПЗС, приближающуюся к 20 МГц. С учетом тактовой частоты цифрового
сигнала, равной 13,5 МГц, и соответствующей рекомендации CCIR-601,
выбирается частота считывания информации из ПЗС, равная 18 МГц=4/3 х
13,5 МГц. Для исключения эффекта элайзинга тактовая частота, на которой
работает ЦПС, выбирается в два раза больше частоты считывания информации
с ПЗС - 36 МГц. Для исключения циклических ошибок при масштабировании
сигнала в цепях цифрового процессора сигналов осуществляется как минимум
14-разрядная, а в последних моделях 22-разрядная, цифровая обработка и с
каждым годом, благодаря совершенствованию технологических процессов
производства больших интегральных схем, разрядность цифровой обработки
повышается. Особенно важна высокая разрядность сетки при нелинейной
обработке сигналов, например, при гамма-коррекции.
Рис. 3.12. Гамма-коррекция
60
Задачей гамма-коррекции является создание такой " характеристики
свет-сигнал" цифровой видеокамеры (обычно значение меньше единицы),
чтобы она компенсировала модуляционную характеристику кинескопа,
(которая больше единицы) и обеспечивала значение сквозной характеристики
всего ТВ-тракта "от света до света" (то есть, по цепи "снимаемый объект экран монитора"), близкое к единице. Одним из способов получения кривой,
соответствующей
требуемой
гамма-характеристике,
является
кусочно-
линейная аппроксимация, представленная на рис.3.12, из которой видно, что в
области малых освещенностей (где Х мало) коэффициент усиления тракта
существенно больше, чем в области средних и, тем более, больших сигналов.
Пропорционально увеличению коэффициента усиления расширяется и
разрядная
сетка
цифрового
процессора.
Реализация
заданной
кривой
осуществляется путем запоминания в устройстве памяти (RAM) необходимых
коэффициентов an и bn, а выходной сигнал Y вычисляется по формуле: y=an x
+ bn. Реализация этого алгоритма представлена на рис. 3.15. Альтернативным
методом
формирования
заданной
выходной
характеристики
является
табличный, когда в отдельных ячейках таблицы по адресам, определяемым
входным сигналом Х, хранятся выходные сигналы Y. Недостатком такого
метода является большой объем памяти, обусловленный необходимостью
плавной регулировки гамма-коэффициента.
Рис. 3. 13. Структурная схема гамма-корректора
61
Как уже упоминалось, ПЗС красного и синего каналов смещены
относительно ПЗС зеленого канала на половину элемента разложения. В
цифровом процессоре производится интерполяция сигналов, позволяющая
вдвое поднять частоту дискретизации сигнала Y. В результате, практически
полностью исключается эффект элайзинга в горизонтальном направлении, а
также
влияние
способность
эффектов
ПЗС
на
дискретизации,
предельных
снижающих
разрешающую
пространственных
частотах,
приближающихся к половине частоты дискретизации, то есть на частоте 900
ТВ линий в горизонтальном направлении для 980-элементного ПЗС. Следует
отметить, что этот же метод может быть применен для повышения
разрешающей способности в вертикальном направлении. Для исключения
влияния на разрешающую способность перегиба световой характеристики
(knee correction) и гамма-регулировки, сигнал апертурной коррекции вводится
и до, и после гамма-коррекции.
Цифровой процессор сигналов открывает широкие возможности для
цветовой обработки и коррекции изображения. Линейное матрицирование
позволяет корректировать цветовой тон в соответствии с творческими
задачами оператора или режиссера, а также в зависимости от предпочтений
ТВ-аудитории. Особенно это касается цветового тона лиц диктора и артистов,
участвующих в передаче. Цифровой процессор позволяет корректировать
только эту область изображения, не затрагивая других цветовых деталей.
После гамма-коррекции и коррекции перегиба световой характеристики
расположена матрица цветности, которая из сигналов трех основных цветов R, G и B - формирует цифровой сигнал яркости Y и два цветоразностных
сигнала R-Y и B-Y, которые разделяются на два цифровых потока. Из одного с
помощью цифрового кодера получают аналоговые композитные сигналы PAL
или NTSC, а из другого, имеющего тактовую частоту 36 МГц, с помощью
цифрового
конвертера,
использующего
цифровые
интерполяционные
фильтры, - цифровой поток стандарта CCIR-601 с тактовой частотой 13,5 МГц.
62
Для управления цифровым процессором сигналов и выполнения
огромного числа служебных функций и регулировок в современной цифровой
видеокамере используется специальный контроллер. В число функций,
выполняемых этим устройством, входят:
- автоматическая предустановка режимов;
- автоматический контроль за уровнем пересвеченных областей;
- управление интерфейсами связи с другими цифровыми аппаратами;
- связь с блоком дистанционного управления и др.
Преимуществом цифровых технологий является то, что они обеспечивают
практически
абсолютную
согласованность
установочных
параметров
многокамерного комплекса, обеспечивая полную идентичность формируемого
изображения.
Видеокамеры можно условно разделить на моноблочные камеры, когда
камерная
головка
и
видеомагнитофон
представляют
собой
единую
конструкцию, и камерные головки с пристыковываемым видеомагнитофоном.
В камерных головках с пристыковываемым видеомагнитофоном необходимо
преобразование сигналов в аналоговую форму. В моноблочных камерах, где
видеомагнитофон и камерная головка объединены в один узел, такой
необходимости нет, и вся обработка сигнала происходит в цифровой форме.
Для стыковки видеокамер со студийным видеооборудованием используются
как аналоговые, так и цифровые интерфейсы.
SDI - последовательный цифровой интерфейс, разработанный фирмой
Sony и предназначенный для передачи изображения в формате 4:2:2 со
скоростью 270 Мбит/с на расстояние до 300 м.
Интерфейс IEEE-1394 Fire Wire ("огненный провод"), разработанный
фирмой Texas Instruments для периферийных устройств в компьютерной
технике, нашел широкое применение как в бытовой технике, так и в
видеотехнике форматов DV и DVCAM. По инициативе VESA он стал
стандартом
для
домашней
сети.
IEEE-1394
представляет
собой
63
последовательный двунаправленный интерфейс со скоростью передачи 100,
200 и 400 Мбит/с, позволяющий передавать одновременно два цифровых
потока изображения со скоростью 25 Мбит/с. Стандарт предусматривает связь
устройств с помощью шестипроводного кабеля, помещенного в общий экран.
Две витые пары используются для передачи сигналов (одна для приемника,
вторая для передатчика). Два провода используются для питания устройств
(напряжение 8...40В, ток до 1,5А). Некоторые видеокамеры, например, DSR200, имеют один 4-контактный разъем меньшего размера, у которого имеются
только сигнальные цепи. Длина линии связи определяется стандартом и
составляет) около 4,5м (17 футов. Интерфейс позволяет также осуществлять
управление подключенным устройством.
Аналоговые выходы используются для стыковки с оборудованием,
работающим с аналоговыми сигналами. Использование цифровой камеры
совместно с аналоговым оборудованием позволяет улучшить качество
изображения и осуществить постепенный переход на цифровые технологии
при производстве программ.
При использовании видеокамер в составе ПТС иногда возникают
трудности с обеспечением проводной связи с камерой. В этом случае
используются специальные системы беспроводной передачи видеосигнала,
использующие частотную модуляцию с индексом модуляции "2", и
работающие на частоте 2...2,5 ГГц. Например, фирма CamLink предлагает
несколько комплексов - S100, S150, S200 - с радиусом действия от 800 м до 6,5
км. Однако, в сложных условиях приема, при наличии индустриальных помех
и многолучевом приеме возникают искажения принимаемого сигнала, поэтому
в системе CamLink используются три антенны, и приемник выбирает сигнал с
той антенны, где он наиболее сильный и качественный. В последние годы
фирмы-изготовители проявляют интерес к цифровой системе модуляции
COFDM
-
многочастотной
ортогональной
модуляции,
использующей
компрессированный цифровой сигнал MPEG-2 со скоростью цифрового
64
потока до 32 Мбит/с. Такой способ модуляции способен передать изображение
в условиях многолучевого приема и с движущихся объектов.
Видеокамеры
с
пристыковываемым
видеомагнитофоном
часто
используются в качестве студийных. При этом применяются специальные
камерные адаптеры, которые подразделяются по способу передачи сигналов
по камерному кабелю. При съемке в павильоне или студии используются
многожильные
камерные
кабели,
передача
сигналов
по
которым
осуществляется в аналоговом виде. Максимальная длина кабеля при таком
виде передаче составляет 100 м. При необходимости передачи сигналов на
большие расстояния используются триаксиальные адаптеры, где передача
сигналов осуществляется по специальному триаксиальному кабелю. Такие
системы могут передавать сигнал на расстояние от нескольких сотен метров
до
нескольких
километров.
Использование
триаксиальных
адаптеров
позволяет не только осуществить передачу сигналов изображения, но и
обеспечить питание камеры, подачу сигналов синхронизации и тайм-кода,
обеспечить
двустороннюю
служебную
связь
"оператор-режиссер",
осуществить дистанционное управление диафрагмой объектива, параметрами
сигнального процессора и синхрогенератора камеры, подачу сигнала
программы на камеру. Эти два интерфейса требуют наличия базовой станции.
В последние годы появились полностью цифровые триаксиальные
адаптеры, разработанные для цифровых камер. Таким образом, появилась
возможность иметь полностью цифровую систему передачи сигналов
изображения при многокамерной съемке.
65
3.5. Методика создания HD видео и параметры телевидения высокой
четкости
Системы для съемки в формате ТВЧ можно условно разделить на две
категории: видеокамеры и телекамеры. Видеокамеры еще очень любят
называть камкордерами. Образовался термин camcorder из двух слов: camera
и recorder. То есть это симбиоз камерной головки и устройства записи.
Но начать лучше именно с телекамеры, поскольку она представляет
собой в общем случае не что иное, как камерную головку с объективом,
блоком управления и интерфейсами передачи сигнала. Камерная головка,
ранее строившаяся на базе исключительно ПЗС (CCD), теперь может
содержать и сенсор типа CMOS, что реализовано, например, в нескольких
камерах Ikegami, новой камере Sony формата HDV, а также в наделавшей
достаточно шума Arriflex D-20. Сенсоры CMOS уступают матрицам ПЗС
по некоторым параметрам, но, во-первых, это отставание быстро сокращается,
а во-вторых, применение одного сенсора CMOS вместо трех ПЗС значительно
упрощает оптическую систему камерной головки и в ряде случаев позволяет
применять объективы, созданные для кинокамер, что и имеет место в случае
с Arriflex D-20.
Параллельное существование оборудования стандартной и высокой
четкости в рамках одного телевизионного комплекса порождает и другую
проблему, заключающуюся в формате кадра. В телевидении стандартной
четкости используется в основном формат кадра 4:3, тогда как ТВЧ оперирует
с изображением формата 16:9. И до тех пор, пока ТВЧ-материал будет
использоваться для производства программ стандартной четкости, эта
проблема останется. Решается она разными способами, в том числе и при
помощи понижающего преобразования в самой камерной головке или
посредством дополнительного конвертера. Но факт остается фактом —
большинство ТВЧ-камер может работать и в стандартном разрешении.
66
Особенно
это
касается
последних
моделей.
Интересна
технология,
примененная в камерах Thomson Grass Valley. Она заключается в том, что
элементы изображения сенсора группируются таким образом, что, отбрасывая
определенное количество групп по горизонтали и вертикали, можно получить
на выходе матрицы тот или иной стандартный вариант разрешения начиная
от 1080p
и ниже.
То есть
никаких
понижающих
или
повышающих
преобразований не требуется..Схемы цифровой обработки сигнала также
более совершенны в камерах ТВЧ. Стандартный вариант здесь — 12разрядные сигнальные процессоры, хотя есть и модели с более высокой
разрядностью.
Что
касается
интерфейсов,
то в зависимости
от представления
цифрового сигнала (4:2:2 или 4:4:4) используются HD-SDI или HD-SDI Dual
Link
соответственно.
стандартного
Многие
разрешения
камеры
SDI,
и даже
комплектуются
и интерфейсами
аналоговыми:
компонентными
и композитными. Последние нужны скорее для мониторинга, чем для
передачи основного сигнала.
Видеокамеры, как уже упоминалось, отличаются от телекамер наличием
устройства записи. Хотя до сих пор существуют модели, которые могут
работать как без такого устройства, так и с ним. Это модульные системы,
конструкция
которых
позволяет
пристыковать
к камерной
головке
и накамерный видеомагнитофон, и блок камерного адаптера для работы
в режиме телекамеры. До недавнего времени в качестве устройства записи для
видеокамер использовались видеомагнитофоны, осуществляющие запись
материала на магнитную ленту. Но вот уже несколько лет, как эта монополия
разрушена: запись выполняется и на кассету, и на жесткий диск, и на лазерный
диск, и на карту твердотельной памяти.
В последнее время появилось и другое отличие при записи материала.
Если раньше это была наклонно-строчная запись именно видеосигнала,
то теперь такая форма осталась только при работе с кассетой. На остальные же
67
носители материал записывается в виде файлов, поэтому роль устройств
воспроизведения фактически сводится к считыванию файлов.
И все же
лента
пока
остается
хоть
и не единственным,
но доминирующим носителем. Причин тому несколько: она привычна, стоит
недорого, обеспечивает отличное качество записи и воспроизведения, может
достаточно долго храниться, да и парк оборудования для работы с лентой
просто огромен. Да, у нее есть и недостатки, основной и очень неприятный
из которых — линейная природа кассеты, что не позволяет реализовать
произвольный доступ к материалу, записанному на ней. Но пока ни один
из альтернативных носителей не способен обеспечить, к примеру, запись
видео высокого разрешения максимального качества, сравнимого по объему
и цене с видеокассетой. Поэтому до сих пор запись видео высокого
разрешения в аппаратах высокого класса осуществляется на кассеты формата
HDCAM SR (Sony) и D-5 (Panasonic).
Тем не менее, альтернативные носители все больше теснят магнитную
ленту. Особенно это касается жестких дисков. Они сегодня стали настолько
компактными, надежными и универсальными, что успешно заменяют ленту.
Достаточно упомянуть такие видеокамеры, как Ikegami Editcam HD и Grass
Valley Infinity. Компания Focus Enhancements также выпустила дисковый
рекордер
FireStore
4 (FS-4)
и версию
Pro
этого
аппарата.
Он может
использоваться с камерами практически всех производителей: Canon, JVC,
Panasonic, Sony.
Новым, очень бурно развивающимся сектором HD, ориентированным
на малобюджетные проекты, является оборудование формата HDV. Первую
камеру этого формата несколько лет назад представила компания JVC, и всего
за пару лет техника HDV привлекла к себе не только острый интерес,
но и получает все большее распространение. Запись компрессированного ТВЧсигнала выполняется на кассету miniDV. Уже появилась камера HDV
со сменной оптикой (JVC).
68
Разумеется, альтернативой ленте является не только жесткий диск.
Серьезным конкурентом стал лазерный Professional Disk, разработанный
и успешно внедряемый компанией Sony. Уже Sony представил камеру XD
CAM
HD с записью
ТВЧ-материала
на лазерный
диски
и
многие
телерадиокомпании работают с этими камерами.
Первой же компанией, реализовавшей заманчивую идею исключения
из камерной головки различных электромеханических приводов, являющихся
постоянно зоной риска и, пожалуй, самым слабым местом видеокамеры, стала
компания Panasonic, представившая семейство устройств P2. В аппаратах
этого семейства запись выполняется на карту твердотельной памяти P2.
В отношении
этой
техники
язык
не поворачивается
сказать
«воспроизведение», поскольку на самом деле происходит чтение файлов
с карты и их визуализация уже программными методами. Впрочем, то же
самое имеет место в случае с магнитными и лазерными дисками. Стараясь
снизить ценовое бремя (карты памяти пока весьма дороги) и не уйти в то же
время от концепции P2, Panasonic недавно представила камеру, в которой
мирно соседствуют лентопротяжный механизм и два слота для карт P2. Так
что компания, купившая эти камеры, в перспективе может разбогатеть
и перейти на полностью безленточное производство, не прибегая к замене
съемочной техники.
3.6. Структура передачи цифровых ТВ сигналов
Полный телевизионный сигнал обладает определенной избыточностью.
Так, например, если бы существовала техническая возможность исключить все
пустые промежутки в спектре видеосигнала, то удалось бы получить реальный
спектр с полосой всего 400 КГц вместо 5 МГц, но такая возможность в
настоящее время неизвестна. Простое аналого-цифровое преобразование
видеосигнала приводит к увеличению занимаемой полосы частот в десятки раз
69
и поэтому несовместимо с существующими линиями связи с полосой
пропускания 8...40 МГц.
Рис.3.16. Структура передачи цифровых ТВ сигналов
Решить задачу передачи цифрового контента по каналам связи смогла
группа экспертов по движущимся изображениям (Moving Pictures Expert
Group). Компания Tandberg Television принимала активное участие в работе
этой группы, начавшейся в 1992 г. В 1994 г. был разработан международный
стандарт MPEG-2. Для телевидения высокой четкости (ТВЧ) предназначался
стандарт MPEG-4, впоследствии объединенный с MPEG-2 и прекративший
свое самостоятельное существование. В настоящее время свыше 300
компаний-производителей поддерживают стандарт MPEG-2 и принципы DVB,
что означает совместимость оборудования разных фирм и обеспечивает
заполнение, предусмотренных стандартом MPEG-2, а также введение в MPEGпоток
всех инструкций, по которым приемник должен
этот поток
"распаковывать". Существовавшие на момент создания стандарта MPEG-2
каналы связи отличались как полосой пропускания, так и степенью
помехозащищенности. Для спутникового канала связи при аналоговой
передаче сигнала (ЧМ) типичной была полоса пропускания 27...36 МГц, а
70
пороговое отношение сигнал/шум (C/Ш) на входе приемника 10,5 дБ, поэтому
для цифровой спутниковой передачи была предложена модуляция QPSK. Ее
использование позволило обеспечить устойчивую связь при отношении C/Ш
на входе приемника до 6 дБ. Для кабельных сетей типичной была полоса
пропускания 8 МГц (в Европе, Азии, Африке и Австралии), а отношение C/Ш
на входе аналогового приемника 46 дБ (при амплитудной модуляции), поэтому
для цифровой передачи по кабельным сетям используется модуляция QAM64,
позволяющая при отношении C/Ш на входе цифрового приемника 24 дБ
обеспечивать
устойчивую
связь.
Несмотря
на
разнообразие
средств
распространения сигнала, центральным и неизменным звеном системы
являются устройства компрессии и, конечно, кодеры. Mitsubishi Electric
разработала
инновационную
технологию,
позволяющую
увеличить
разрешение видеоизображения высокой четкости комбинированием картинок
от нескольких телекамер в один поток. В западной прессе эту разработку
называют "супер-HD"... Компания Mitsubishi тестирует эту технологию в
своём научно-исследовательском центре в Токио - для создания одного
высококачественного
изображения
используются
пять
телекамер.
Эти
телекамеры подключены к компьютерам с чипами для обработки трёхмерной
графики, которые обеспечивают исходные данные. Различия в изображениях
анализируются, и на их основе создаётся новая единая картинка, значительно
превосходящая источник по разрешению. При помощи пяти телекамер
получается создавать видео с разрешением в четыре раза большим, чем в
стандарте HDTV - качество выходного изображения соответствует цифровому
кинотеатру. Оценено, что при использовании тестируемой конфигурации
задержка на цифровую обработку сигнала и его воспроизведение составляет
всего лиш 0,15 с. Новый «помощник» Intel TV Wizard поможет легко
подключить ваш ноутбук на базе процессорной технологии Intel Centrino к
системам телевидения высокой четкости.
71
Рис.3.17. Структура системы телевидения высокой четкости
В ходе разработки проекта был проведен анализ существующих систем
стереотелевидения 3D и выбран формат передачи данных 2D+Depth.
Компрессия 3D видеосигнала при помощи стандартных алгоритмов сжатия
(MPEG-2 и MPEG-4 AVC/H264) и использование транспортного потока
MPEG-2 TS для его передачи позволит использовать для трансляций 3D
стандартное телекоммуникационное оборудование и каналы передачи данных.
Группа по Цифровому кинематографу Общества инженеров кино и
телевидения (The Society of Motion Picture and Television Engineers Digital
Cinema Study Group — SMPTE DCSG) дала такое определение цифровому
кинематографу: «Цифровой кинематограф — совокупность процессов, которая
приводит к публичному показу контента электронными средствами, в
частности при этом особое значение придается проекторам, для которых
источником изображения являются цифровые данные».В последнее время
много спорят о том, какое разрешение необходимо для полноценной передачи
72
деталей кинопленки. В результате появляются форматы 2К, 4К и даже 7К, что
означает количество пикселов по большей стороне, хотя уже при разрешении
4К проявляется зернистость пленки. Какая технология лучшая на сегодняшний
день (традиционная с кинопленкой, цифровая или гибридная, когда на разных
этапах используются обе технологии) и какие у них перспективы? Какие
параметры принимать во внимание при оценке той или иной технологии
кинопроизводства (качество изображения, стоимость производства)? На
сегодняшний день большинство специалистов сходятся в том, что качество
изображения на кинопленке лучше, нежели качество материала, снятого HDкамерой. Конечно, цифровой формат, такой, как 24Р, имеет разрешение
1920х1080 пикселов — это фиксированное количество. Кинопленку же можно
отсканировать
с
разрешением
4К,
7К.
Но
согласно
исследованиям
специалистов, проведенным в американских кинотеатрах, установлено, что
реальное разрешение изображения на киноэкране составляет не более 750 твл.
А современными цифровыми кинопроекторами с источником изображения
24Р обеспечивается разрешение 1000 твл.
За последнее время видеопроизводство высокой четкости (HD - High
Definition)
телевидение
домашнее
получило
широкое
высокой
кино,
развитие
четкости,
в
различных
электронный
архивирование
областях
–
кинематограф,
киноматериалов.
Существует два основных стандарта HD, которые различаются в основном
количеством горизонтальных линий и условно называются "1080" и "720". В
свою очередь каждый из стандартов в зависимости от скорости делится на
подразделы.
Стандарт "1080" предполагает полное разрешение – 1920x1080 точек.
Развертка каждого кадра может быть как прогрессивной, так и чересстрочной.
В зависимости от частоты кадров этот стандарт подразделяется на три
категории:
73
- 1080/24p (24 кадр/с) – идеальный формат для электронного
кинематографа, так как соответствует традиционной частоте кадров,
принятом в кино. Кроме того, этот формат удобен для универсализации
процесса видео- и кинопроизводства. Так, отсняв и обработав материал
в этом формате, можно сделать HD мастер-кассету, которую, затем,
легко можно перевести в стандарты PAL и NTSC.
- 1080/25p (25 кадр/с) – удобен для видеопостпроизводства и создания
мастер-продукции в формате PAL.
- 1080/30i – основной формат для создания телевизионных программ
высокой четкости и вещания в NTSC.
Стандарт "720" предполагает полное разрешение – 1280x720 точек.
Развертка каждого кадра - только прогрессивная. Теоретически это стандарт
может иметь любую частоту кадров. Однако в настоящее время практически
поддерживается только 60/59.94 кадров/с. Этот стандарт хорошо подходит для
создания
передач
новостийного
или
спортивного
характера.
На сегодняшний день практическая реализация этих стандартов в студийном
оборудовании сводится к пяти форматам, которые приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.3. Технические характеристики форматов высокой четкости
Глубина цветности Степень
Скоростной
(бит)
сжатия
(Мбит/с)
4:2:2 10
без сжатия
–
D5 HD
4:2:2 10
5:1
235
D5 HD
4:2:2 8
4:1
235
Sony HDCAM
3:1:1 8
4:1
140
DVCPRO HD
4:2:2 8
6.7:1
100
Среди
этих
HD формат
YUV
Philips D6
форматов
наибольшее
поток
распространение
получили два – Sony HDCAM и DVCPRO HD.
74
До недавнего времени видеопроизводство в HD формате требовало
дорогостоящего оборудования, которое было доступно не многим студиям.
Однако с появлением недавно двух систем на базе настольных компьютеров
коренным образом изменило ситуацию и позволило существенно удешевить
процесс
видеопостпроизводства
материалов
HD
формата.
Выводы по главе III
В этой главе рассмотрены методы получения цифровых ТВ сигналов HD формата, исследованы технические характеристики цифровой камеры XD
CAM.
XD cam камкордер обеспечивает полное ТВЧ-разрешение 1920 x 1080 и
обработку сигнала высокой четкости, имеющий три 1/2-дюймовых CMOSдатчика изображения, функцию записи через интервалы и функцию записи с
переменной частотой кадров для создания творческих эффектов ускоренного и
замедленного движения, а также возможность непрерывной записи с заменой
карт памяти, компактный ТВЧ-камкордер PMW-EX1 – идеальный выбор для
различных пользователей – от вещателей до независимых видеооператоров, а
также его можно использовать в фильмопроизводстве, когда требуется
высокое качество ТВЧ.
По анализам создания HD видео с использованием цифровой камеры
XD cam предоставляется диск с записями сигналов высокой четкости в
форматах DV 576i ,DVCPro HD1080i, IMX 576i.
75
4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1. Профессиональные вредности производственной среды и
классификация основных форм трудовой деятельности
Большую
человека
часть
занимает
времени
активной
целенаправленная
жизнедеятельности
профессиональная
работа,
осуществляемая в условиях конкретной производственной среды, которая при
несоблюдении принятых нормативных требований может неблагоприятно
повлиять на его работоспособность и здоровье.
Производственная среда — это часть окружающей человека среды,
включающая природно-климатические факторы и факторы, связанные с
профессиональной деятельностью (шум, вибрация, токсичные пары, газы,
пыль, ионизирующие излучения и др.), называемые вредными и опасными
факторами.
Опасными называются факторы, способные при определенных условиях
вызывать острое нарушение здоровья и гибель организма; вредными —
факторы, отрицательно влияющие на работоспособность или вызывающие
профессиональные заболевания и другие неблагоприятные последствия.
Условия труда зависят также от производственной обстановки и
характера труда.
Характер
и
организация
труда,
взаимоотношения
в
трудовых
коллективах могут неблагоприятно влиять на работоспособность или здоровье
человека. Они носят название "производственные (профессиональные)
вредности", под которыми понимаются все факторы, способные вызывать
снижение работоспособности, появление острых и хронических отравлений и
заболеваний,
влиять
на
рост
заболеваемости
с
временной
утратой
трудоспособности или другие отрицательные последствия.
Опасные и вредные факторы подразделяются:
76
•
на
химические,
возникающие
от
токсичных
веществ,
неблагоприятно воздействующих на организм;
•
на
физические,
причиной
которых
могут
быть
шум,
вибрация и другие виды колебательных воздействий, неионизирующие и
ионизирующие излучения, климатические параметры (температура, влажность
и подвижность воздуха), атмосферное давление, уровень освещенности, а
также фиброгенные пыли;
• на биологические, вызванные патогенными микроорганизмами,
микробными
препаратами,
спорообразующей
биологическими
микрофлорой
микроорганизмами,
(в
являющимися
пестицидами,
сапрофитной
животноводческих
продуцентами
помещениях),
микробиологических
препаратов.
К вредным (или неблагоприятным) факторам также относятся:
• физические (статические и динамические) перегрузки-подъем и
перенос тяжестей, неудобное положение тела, длительное давление на кожу,
суставы, мышцы и кости;
•
физиологические
—
недостаточная
двигательная
активность
(гипокинезия);
• нервно-психические перегрузки — умственное перенапряжение,
эмоциональные перегрузки, перенапряжение анализаторов.
Трудовая
деятельность
человека
и
производственная
среда
постоянно меняются в результате использования достижений и продукции
научно-технического
прогресса
и
осуществления
широких
социально-
экономических преобразований. Вместе с тем труд остается первым, основным
и
непременным
социального
и
условием
существования
духовного
развития
человека,
экономического,
общества,
всестороннего
совершенствования личности.
В соответствии с принятой физиологической классификацией трудовой
деятельности в настоящее время различают следующие формы труда.
77
Формы
труда,
требующие
значительной
мышечной
энергии. Этот вид трудовых операций применяется при отсутствии
механизированных средств и требует повышенных энергетических затрат от
17 до 2л МДж (4000—6000 ккал) и выше в сутки.
Развивая
мышечную
систему
и
стимулируя
обменные
процессы, напряженный физический труд имеет и ряд недостатков. Это
прежде всего его неэффективность, связанная с низкой производительностью
и необходимостью перерывов на восстановление физических сил, доходящих
до 50% рабочего времени.
Механизированные
формы
труда.
При
этих
формах
труда энергетические затраты рабочих колеблются в пределах 12,5-17 МДж
(3000-4000 ккал) в сутки.
Механизированные
мышечных
нагрузок
и
формы
усложняют
труда
программы
изменяют
характер
действий.
Профессии
механизированного труда нередко требуют специальных знаний и навыков.
В условиях механизированного производства наблюдается уменьшение
объема мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы
дистальных отделов конечностей, которые должны обеспечить большую
скорость и точность движений, необходимые при управлении механизмами.
Монотонность простых и большей частью локальных действий, однообразие и
малый объем воспринимаемой в труде информации приводят к монотонности
труда.
Формы, связанные с частично автоматизированным производством.
Полуавтоматическое
производство
исключает
человека
из
процесса
непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняют
механизмы.
Задача
автоматизированных
человека
линий
и
ограничивается
управлением
обслуживанием
электронной
техникой.
Характерные черты этого вида работ — монотонность, повышенный темп и
ритм работы, нервная напряженность.
78
Физиологическая
труда
—
это
быстрота
Такое
особенность
постоянная
реакции
по
по
степени
работе,
срочности
готовность
работника
устранению
функциональное
различно
автоматизированных
состояние
утомляемости
к
действию
и
возникающих
неполадок.
"оперативного
ожидания"
и
зависит
необходимого
форм
от
отношения
действия,
к
ответственности
предстоящей работы и т. д.
Групповые
формы
труда
—
конвейер.
Особенность
этой
формы заключается в разделении общего процесса на конкретные операции,
строгой последовательности их выполнения, автоматической подаче деталей к
каждому рабочему месту с помощью движущейся ленты конвейера.
Конвейерная
участников
в
этом
меньше
чем
форма
соответствии
времени
труда
с
требует
заданным
тратит
синхронной
ритмом
работник
на
и
работы
темпом.
При
операцию,
тем
монотоннее работа и проще ее содержание.
Монотония — одно из отрицательных последствий конвейерного труда,
которое выражается в преждевременной усталости и нервном истощении. В
основе этого явления лежит преобладание процесса торможения в корковой
деятельности,
развивающееся
при
действии
однообразных
повторных
раздражителей, что снижает возбудимость анализаторов, рассеивает внимание,
уменьшает скорость реакции, и, как следствие, быстро наступает утомление.
Формы
труда,
связанные
с
дистанционным
управлением
производственными процессами и механизмами.
Человек включен в систему управления как необходимое оперативное
звено — чем менее автоматизирован процесс управления, тем больше участие
человека. С физиологической точки зрения различаются две основные формы
управления
производственным
управления
требуют
частых
процессом:
активных
в
одних
действий
случаях
человека,
пульты
а
в
других - редких. В первом случае непрерывное внимание работника получает
79
разрядку в многочисленных движениях или речедвигательных актах, во
втором — работник находится главным образом в состоянии готовности к
действию, его реакции малочисленны.
Формы интеллектуального (умственного) труда. Этот труд представлен
как профессиями, относящимися к сфере материального производства,
например конструкторы, инженеры, техники, диспетчеры, операторы и др., так
и вне его — ученые, врачи, учителя, писатели, артисты, художники и др.
Интеллектуальный труд заключается в переработке и анализе большого
объема разнообразной информации, следствием чего является мобилизация
памяти и внимания, частота стрессовых ситуаций. Однако мышечные
нагрузки, как правило, незначительны, суточные энергозатраты составляют
10-11,7 МДж (2000-2400 ккал) в сутки.
Для интеллектуального труда характерна гипокинезия, т.е. значительное
снижение
двигательной
приводящее
к
эмоционального
активности
человека,
ухудшению
реактивности
организма
напряжения.
Гипокинезия
является
производственным
фактором,
одной
из
причин
и
повышению
неблагоприятным
сердечно-сосудистой
патологии у лиц умственного труда.
В
условиях
научно-технического
прогресса
возрастает
роль
творческого элемента во всех сферах профессиональной деятельности. В
наступивший компьютерный век во многих профессиях, преимущественно
физического труда, увеличивается доля умственного компонента, когда даже
функции управления и контроля возлагаются на электронную технику.
4.2. Техника безопасности при эксплуатации
электрооборудования
Поражение
на
организм
электрическим
человека.
Нарушение
током
правил
и
его
воздействие
электробезопасности
при
80
использовании
технологического
оборудования,
электроустановок
и
непосредственное соприкосновение с токоведущими частями установок,
находящихся под напряжением, создает опасность поражения электрическим
током.
Прохождение электрического тока через организм человека оказывает
термическое, электролитическое и биологическое действия. Термическое
действие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве крови,
кровеносных
сосудов;
биологическое
что
может
—
электролитическое
—
раздражении
живых
в
привести
к
прекращению
в
разложении
тканей
крови;
организма,
деятельности
органов
кровообращения и дыхания.
Исход действия электрического тока на организм человека зависит от
величины и напряжения тока, частоты, продолжительности воздействия, пути
тока и общего состояния человека. Исследованиями установлено, что ток
силой около 1 мА является ощутимым (пороговым). При увеличении тока
человек
а
при
начинает
токе
мышечной
12—15
системой
ощущать
мА
и
болезненные
уже
не
в
не
может
сокращения
состоянии
мышц,
управлять
самостоятельно
своей
оторваться
от источника тока. Такие токи называют не отпускающими токами. При
дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное
сокращение) сердца. Ток 100 мА считают смертельным.
Многообразие действий электрического тока может привести к двум
видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам.
Электрические травмы — это местные повреждения тканей организма,
которые бывают следующих видов:
— электрический ожог (контактный) токовый — получается в
результате соприкосновения (контакта) человека с токоведущей частью и
является следствием преобразования электрической энергии в тепловую.
81
Различают четыре степени ожогов: I — покраснение кожи; II —
образование пузырей; III — омертвение всей толщи кожи; IV — обугливание
тканей организма. Тяжесть поражения обусловливается не столько степенью
ожога, сколько площадью обожженной поверхности тела. Токовые ожоги
возникают
при
напряжении
не
выше
1000
В
и
являются
чаще
всего ожогами I—II степени;
— дуговой (бесконтактный) ожог — возникает при напряжении более
2000 В. В этом случае между телом человека и токоведущей частью
оборудования возникает электрический разряд (дута), температура которого
превышает 3000 °С. Дуговые ожоги, как правило, тяжелые (III—IV степени).
Электрические знаки — это пятна серого и бледно-желтого цвета,
царапины, ушибы на поверхности кожи человека, подвергшейся действию
тока. Форма знака может соответствовать форме токоведущей части, которой
коснулся пострадавший. Лечение электрических знаков в большинстве
случаев завершается благополучно, пораженное место восстанавливает
чувствительность и эластичность.
Металлизация
кожи
представляет
собой
проникновение
в верхние слои кожи мельчайших частиц металла, расплавившегося под
действием
электрической
дуга
или
растворенного
в
электролитах
электролизных ванн. В пораженном месте кожа становится шероховатой,
жесткой и приобретает соответствующую окраску (например, зеленую — от
соприкосновения
возникновения
с
медью).
электрической
Работы,
дуги,
при
которых
следует
есть
выполнять
вероятность
в
очках,
а одежда работающего должна быть застегнута на все пуговицы.
Электроофтальмия
—
это
поражение
конъюнктивы
и
кожи век в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей
при электрической дуге.
Механические
непроизвольных
повреждения
судорожных
могут
сокращений
возникнуть
мышц
в
результате
под
действием
82
электрического
тока.
Механические
повреждения
(разрывы
кожи,
кровеносных сосудов, переломы костей) относят к травмам, требующим
продолжительного лечения.
Электрический удар — возбуждение живых тканей и внутренних
органов
человека,
сопровождающееся
непроизвольными
судорожными
сокращениями мышц. Электроудары бывают четырех степеней:
I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
II — судороги мышц, потеря сознания при сохранении дыхания и работе
сердца;
III — потеря сознания, остановка сердца или дыхания;
IV — клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.
Воздействие тока может быть и рефлекторным (не прямым), когда
происходит поражение центральной нервной системы. Это также может
нарушить кровообращение и дыхание.
Электрический шок — разновидность электроудара, когда происходит
тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма на сильное раздражение
электрическим
током.
Сопровождается
глубокими
расстройствами
кровообращения, дыхания, обмена веществ. Шоковое состояние длится от
нескольких минут до суток. Может закончиться летальным исходом
при отсутствии своевременной врачебной помощи.
Степень опасности при поражении электрическим током зависит также и
от схемы включения человека в электросеть.
Если человек замыкает телом два фазных провода, то он попадает под
полное линейное напряжение сети. При расчетном сопротивлении тела
человека 1000 Ом и напряжении 380 В сила тока поражения может достигнуть
значения 380 мА, что является опасным для жизни человека.
Кроме того, поражающее действие тока может быть различным даже при
одном и том же значении его величины. Это зависит от того, через какие
органы проходит ток ("петли тока") (рис. 4.1, 4.2).
83
Рис. 4.1. Характерные пути тока в человеке ("петли тока"):
1 — рука-рука; 2 — правая рука-ноги; 3 — левая рука-ноги; 4 —правая
рука-правая нога; 5 - правая рука-левая нога; 0 — левая рука-левая нога; 7 —
левая рука-правая нога; 8 — обе руки-обе ноги; 9 — нога-нога; 10 — головаруки; 11 — голова-ноги; 12 — голова-правая рука; 13 -— голова-левая рука; 14
— голова-правая нога; 15 — голона-левая нога
Рис. 4.2. Зависимость сопротивления тела человека и силы тока,
проходящего через него, от приложенного напряжения:
1-2 — переменный ток, 3-4 — постоянный ток
84
Однофазное включение — это соприкосновение тела человека с одним
токоведущим проводом и землей. В этом случае степень опасности поражения
человека зависит от наличия заземления нейтрали. При прикосновении к
системе
с
изолированной
нейтралью
в
электрическую
цепь,
кроме
сопротивления самого человека, его обуви и пола, включается сопротивление
изоляции проводов других фаз.
Под напряжением также может оказаться корпус оборудования или
машин в результате накопления статического электричества. Под статическим
электричеством понимается потенциальный запас электрической энергии,
образующийся
на
корпусе
оборудования
в
результате
трения
или
индукционного влияния сильных электрических разрядов. Статические
разряды могут образовываться в помещениях с большим количеством пыли
органического происхождения, а также накапливаться на людях при
пользовании бельем и одеждой из шелка, шерсти и искусственных волокон
при движении по токонепроводящему синтетическому покрытию пола
(линолеум, ковролин и т. п.).
Искровой заряд статического электричества, часто достигающий
нескольких десятков тысяч вольт, может быть причиной взрыва и пожара. Для
предотвращения
накапливания
статического
электричества
необходимо
устраивать мокрую уборку в помещениях, пользоваться спецодеждой из
естественных тканей и
спецобувью, а также обеспечивать качество
вентиляции в соответствии с санитарными нормами.
При падении на землю случайно оборванного электрического провода,
при пробое изоляции на землю в электрической установке, а также в местах
расположения заземления или грозозащитного устройства поверхность земли
может
оказаться
под
электрическим
напряжением.
Образуется
зона растекания токов замыкания в радиусе до 20 м от заземлителя. Между
двумя точками поверхности земли в этой зоне, отстоящими друг от друга в
85
радиальном направлении на расстояние шага (0,8 м), образуется шаговое
напряжение, под которым могут оказаться ноги человека.
Шаговое
поверхности
напряжение
земли,
зависит
длины
шага,
от
распределения
положения
потенциала
человека
на
относительно
заземлителя и направления по отношению к месту замыкания. Шаговое
напряжение считается безопасным, если оно не превышает 40 В. Чем ближе
будет находиться человек к месту соприкосновения провода с землей, тем под
большим шаговым напряжением он окажется.
Движение человека по спирали от места замыкания безопасно, так как
разность потенциалов на ногах человека будет близка нулю. На величину
шагового напряжения влияет и ширина шага человека. Чем шире шаг, тем
большее напряжение испытывает человек.
При попадании под опасное шаговое напряжение необходимо выходить
из зоны растекания токов замыкания шагами (в пределах 25—30 см) или
прыжками на одной ноге.
Защита от опасности поражения электрическим током. Для защиты от
поражения электрическим током при работе с электрооборудованием,
находящимся
под
напряжением,
необходимо
использовать
общие
и
индивидуальные электрозащитные средства. К общим средствам защиты
относятся: защитные ограждения; заземление, зануление и отключение
корпусов электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением;
применение малого безопасного напряжения 12-36 В; предупредительные
плакаты, вывешиваемые у опасных мест; автоматические воздушные
выключатели.
Ограждению подлежат все токоведущие
электрических
устройств
(провода,
шины,
неизолированные части
контакты
рубильников
и
предохранителей и т. п.).
Защитное
предназначены
заземление,
для
зануление
снижения
и
напряжения
автоматическое
или
полного
отключение
отключения
86
электроустановок,
металлические
корпуса
которых
оказались
под
напряжением. Обычно применяют искусственные заземлите ли: специально
забиваемые в землю металлические стержни, трубы диаметром 25—50 мм и
длиной 2-3 м, металлические полосы размером 40х4 мм, горизонтально
прокладываемые в земле.
В
качестве
использовать
заземляющих
металлические
проводников
конструкции
целесообразно
зданий,
металлические
трубопроводы водопровода, имеющие соединение с землей. Широкое
использование
естественных
заземлителей
сокращает
расходы
и
продолжительность работ по устройству заземлений.
В
электроустановках
напряжением
до
1000
В
сопротивление
заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом. В случае
возникновения напряжения на корпусе электроустановки с защитным
заземлением большая часть электрического тока пройдет по параллельной
цепи, а не через тело человека. Ток, проходящий через тело человека, не
представит большой опасности, так как сопротивление тела человека
значительно больше (1000 Ом), чем сопротивление заземления (4 Ом). На
практике защитное заземление считается обеспечивающим безопасность, если
напряжение прикосновения не будет превышать 40 В.
Для защиты от поражения электротоком в четырехпроводных сетях,
питаемых трансформатором с глухозаземленной нейтралью, применяют
защитное зануление. Этот вид защиты представляет собой соединение
металлических частей установки, не находящихся под напряжением, с
заземленным
в
трансформаторном
пункте
нулевым
проводом.
В случае появления напряжения на корпусе установки происходит короткое
замыкание в сети и сгорают предохранители, что приводит к отключению
напряжения от электроустановки.
Защитное отключение служит средством защиты от электротравматизма
при
однофазном
замыкании
на
землю.
Оно
87
обычно применяется в случаях, когда электробезопасность не может быть
обеспечена путем устройства заземления, в условиях скалистого грунта или
подвижного характера работ. Защитное отключение осуществляется с
помощью
аппарата,
встроенного
в
распределительное
или
пусковое
устройство.
К общим средствам защиты также относят предупредительные плакаты,
которые в зависимости от назначения подразделяются на предостерегающие,
запрещающие и напоминающие.
Индивидуальные защитные средства подразделяются на основные и
дополнительные. Основными защитными изолирующими средствами в
установках до 1000 В являются штанги изолирующие, клещи изолирующие и
электроизмерительные указатели напряжения, диэлектрические перчатки,
слесарно-монтажный
инструмент
с
изолирующими
рукоятками.
Изоляция перечисленных средств длительно выдерживает рабочее напряжение
электроустановок, и они позволяют при касаться к токоведущим частям,
находящимся
под
напряжением.
Дополнительными
изолирующими
защитными средствами называются средства, которые сами по себе не могут
при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током. Они
дополняют основные средства защиты, а также могут служить для защиты от
напряжения прикосновения и шагового напряжения. Дополнительными
защитными средствами в установках до 1000 В служат диэлектрические
галоши, диэлектрические коврики, изолирующие подставки.
88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе рассмотрены технические проблемы и перспективы
внедрения цифрового телерадиовещания в Национальной телерадиокомпании
Узбекистана.
Кодирование сигналов телевидения обычной четкости выполняется в
соответствии с основным уровнем, т.е. с форматом разложения на 576
активных строк в кадре, которые кодируются с использованием 720 отсчетов
на строку.
Высокий-1440 и высокий-1920 предусматриваются для кодирования
сигналов телевидения высокой четкости (ТВЧ). В обоих "высоких" уровнях
кадр ТВ изображения содержит 1152 активные строки (вдвое больше, чем в
телевидении
обычной
четкости).
Эти
строки
дискретизируются
соответственно на 1440 или 1920 отсчетов.
В стандарте используются 5 профилей, которым соответствует 5 наборов
функциональных
операций
по
обработке
(компрессии)
видеоданных.
Некоторые из теоретически возможных наборов функциональных операций по
компрессии видеоданных на этапе создания стандарта не были включены в
таблицу. Они могут быть введены и стандартизованы в дальнейшем, если
будет доказана их необходимость или полезность.
В работе рассмотрены вопросы организации цифрового ТВ сигнала
высокой
четкости.
Подробно
изложена
этапы
развития
цифрового
телевидение, принцип построения тракта телевизионных сигналов высокой
четкости,
разработка
упрощенной
методики
создания
HD
видео
с
использованием цифровой камеры XD CAM.
Также рассмотрены вопросы по БЖД, Организация рабочего места
оператора и пожарная профилактика.
89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Доклад Президента Республики Узбекистан Ислама Каримова на заседании
Кабинета Министров, посвященном основным итогам 2012 года и
приоритетным направлениям социально-экономического развития
Узбекистана на 2013 год.
2. В. Саввов «Телевидение высокой четкости» М.: Радио и связь, 2006.
3.Сети телевизионного и ОВЧ ЧМ вещания: Справочник / М.Г. Локшин,
А.А. Шур, А.В. Кокорев, Р.А. Краснощеков. – М.: Радио и связь, 1988.
4.ETS 300744 / Digital Broadcasting Systems for Television, Sound and date
Service. Framing, structure, channel and modulation for digital terrestrial television,
1996.
5.Севальнев Л.А. Эфирное вещание цифровых телевизионных программ со
сжатием данных // Теле-Спутник. – 1998. - № 10.
6. Дин Мермелл «Секреты HDTV».
7. Кантор Л.Я., Соколов А.В., Кривошеев М.И. и др. Принимаем
непосредственно из космоса / Под общ. ред. А.В. Гороховского и А.В.
Соколова. – М.: ЗАО Журнал «Радио», 1998.
8. Вячеслав Саввов «Телевидение высокой четкости»// «625». – 1999. - №
9. Мамаев Н.С. Внедрение цифрового наземного вещания в России и ряде
стран Европы// «625». – 2002. - № 4.
10. Розенблат М. О результатах испытаний мультимедийной транспортной
сети в режиме DVB-T // Broadcasting. – 1003. № 1.
11. Мамаев Н.С., Мамаев Ю.Н., Теряев Б.Г. Цифровое телевидение. – М.:
Телеком, 2001.
12. Широков В.Л., Ярошенко В.А. MMDS: практика внедрения беспроводного
доступа в Интернет // Информ-Курьер-Связь. – 2001. - № 12. Оборудование
спутникового, наземного и кабельного телевидения // Каталог фирмы «Терра»,
2003.
90
13. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для
студентов ВУЗов / ред. Л. А. Муравий, 2002.
14. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности М.: Высшая школа. 2003.
91
ПРИЛОЖЕНИЕ
92