5.4. Цифровое телевизионное вещание

Цифровая телевизионная передача включает передачу движущегося изо­бражения и стереофонического звука. В системе NIСАМ для того, чтобы уложиться в доступную полосу частот, необходимо сжимать оцифрованные звуковые данные. Точно так же обстоит дело и с цифровыми видеосигнала­ми. Используются достаточно сложные способы, обеспечивающие доступ­ность соответствующих полос. В Европе для цифрового телевизионного ве­щания приняты спецификации сжатия МРЕG-2 (Motion Picture Expert Group – группа экспертов по движущимся изображениям), известные как стандарты МР@МL (Main Profile at Main Level – основной профиль при ос­новном уровне).

По сравнению с традиционной аналоговой системой цифровое телевизи­онное вещание имеет следующие преимущества:

• очень высокое качество изображения;

• большее число программ;

• пониженные требования к мощности передаваемого сигнала;

• пониженные требования к отношению сигнала к шуму;

• отсутствие повторных изображений.

Пониженные требования к мощности передаваемого сигнала означают меньшее взаимное влияние соседних каналов.

5.4.1. Преобразование телевизионного изображения в цифровую форму

Преобразование в цифровую форму содержит как элемент сканирование изображения, или кадра, строка за строкой и выборку значений содержимого строки. Для сохранения качества изображения число выбранных значений в строке должно равняться числу пикселов; каждое выбранное значение (отсчет) представляет один пиксел. Число пикселов в телевизионном изображении определяется числом строк в изображении и форматом изображения. Система британского телевидения ПАЛ применяет 625 строк, 576 из которых являются «активными» в том смысле, что их можно использовать для передачи видеоинформации. Формат изображения выбирается равным 5:4 – это соотношение наиболее приемлемо для операции декодирования видеосигнала, которая включает организацию элементов изображения в блоки и микроблоки.

Разрешающие способности по вертикали и по горизонтали должны быть одинаковыми; число пикселов в строке можно вычислить следующим образом:

576×5/4 = 720.

Таким образом, каждая строка будет представлена 720 отсчетами, причем каждый отсчет будет представлять один пиксел: отсчет 1 – пиксел 1, отсчет 2 – пиксел 2 и т.д. (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Дискретизация изображения

Процесс повторяется для второй, третьей и т.д. строки до конца кадра, а затем снова для следующего кадра и т.д. Чтобы отсчеты осуществлялись точно в одних и тех же точках строки в пределах каждого кадра, частота выборки должна быть синхронна с частотой строк. Поэтому частота выборки должна быть в точности кратна частоте строк.

Если каждый отсчет или группа отсчетов идентифицируется как пиксел или группа пикселов, то отсчеты можно реструктурировать, перегруппировывать или манипулировать ими по своему усмотрению, а потом обрабатывать и вновь собирать в исходном порядке.

5.4.2. Частота выборки

Полный период одной строки полного видеосигнала составляет 64 мкс. Из них 12 мкс используются для импульса синхронизации его передней и задней площадок; для передачи видеоинформации остаются 52 мкс. Для 720 пикселов в строке частота выборки составляет

Однако, поскольку частота выборки должна быть целым кратным часто­ты строк, Международный консультативный комитет по радиосвязи (МККР) рекомендует частоту выборки 13,5 МГц (864-строчная частота).

Для того чтобы избежать наложения спектров и других искажений, частота выборки должна быть не менее чем вдвое больше макси­мальной частоты в спектре аналогового входного сигнала. Для видеосигнала, имеющего в своем спектре максимальную частоту 6 МГц, необходима часто­та выборки не менее 2×6 = 12 МГц. Следовательно, выбранная частота 13,5 МГц достаточна.