Телевизионные системы мира

Существует множество вариаций трех главных систем: PAL, NTSC и SECAM. В различных странах приняты полосы телевещания различной ширины, разные частоты цветовой поднесущей и звуковой несущей. Эти вариации обычно обозначаются при помощи суффикса, соседствующего с указанием системы, используемой в данной стране.

В приведенной ниже таблице 4.2 представлены варианты трех главных систем, а на следующих пяти страницах перечислено большинство стран мира и используемые в них стандарты.

Используя новые модели телевизоров и видеомагнитофонов, вы можете не беспокоиться о телевизионном стандарте, так как эти устройства автоматически находят нужный стандарт, но техническим специалистам, конечно, следует знать, какие используются стандарты.

Будем надеяться, что разновидностей новых цифровых стандартов в мире будет намного меньше.

Таблица 4.2

Телевидение высокой четкости (HDTV)

Эпоха телевидения высокой четкости (HDTV – High Definition Television) фактически уже наступила. В этой области проведены многочисленные эксперименты и испытания, и, что еще важнее, данная технология находится на таком этапе развития, когда возможно ее массовое производство. Во многих странах уже началось вещание HDTV, а охват старого аналогового ТВ постепенно сокращается. Предполагается, что окончательный переход к HDTV состоится в США к концу 2006 года, в Австралии – к концу 2008 года.

Будем надеяться, что вскоре такой же переход случится и в сфере видеонаблюдения.

Концепция высокой четкости требует примерно вдвое большего разрешения (горизонтального и вертикального, что дает повышение детализации в четыре раза) и нового формата изображения 16:9 (соотношение сторон кадра), в отличие от существующего формата изображения 4:3. Изменение формата изображения диктуется необходимостью совместимости с большинством киноформатов. Разрешение телевидения высокой четкости обеспечивает качество изображения, близкое к 35‑мм фотопленке, а качество звука приближается к качеству компакт‑диска.

Рис. 4.28. Сравнение HDTV и аналогового SDTV

Разработка HDTV велась уже более двух десятилетий, и первые тестовые передачи проводились в Японии, Европе и США.

В 1993 году была создана группа организаций и компаний, в которую вошли AT&T™, General Instrument Corporation™, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Philips™, David Sarnoff Research Centre™, Thomson™ и Zenith™ и другие. Эта группа получила название Grand Alliance. Основной задачей, которую поставила перед собой группа Grand Alliance, была оценка существующих технологий и выбор ключевых элементов, которые составили бы основу будущей оптимальной системы HDTV.

В 1995 году группа Grand Alliance одобрила использование кодирования видео, звукового и системного мультиплексирования в том виде, как это реализовано в MPEG‑2, то есть тот же формат, что и BDVD.

Были предложены два режима визуального отображения: чересстрочная и прогрессивная (нечересстрочная) развертка.

В настоящее время HDTV является одним из стандартов цифрового телевидения (DTV – Digital Television ), который предлагает самое высокое качество изображения. Всего существует 18 форматов DTV, из которых шесть – это форматы HDTV, из которых пять – это форматы с прогрессивной разверткой, а один – с чересстрочной. Еще восемь форматов – это телевидение стандартной четкости (четыре широкоэкранных формата 16:9, и четыре формата со стандартным соотношением сторон 4:3).

Оставшиеся четыре формата – это компьютерные форматы VGA (VGA – video graphics array ).

Каждая телевизионная станция сама выбирает удобный формат для вещания. В HDTV используются следующие форматы:

– 720i – 1280x720 пикселов (чересстрочная развертка)

– 720р – 1280x720 пикселов (прогрессивная развертка)

– 1080i – 1920x1080 пикселов (чересстрочная развертка)

– 1080р – 1920x1080 пикселов (прогрессивная развертка)

Чересстрочная развертка здесь означает, что используется такой же тип развертки, как в аналоговом телевидении или видеонаблюдении (о чересстрочной развертке мы уже подробно рассказывали).

Впрочем, с появлением современных телевизоров с большим экраном повышенной яркости инерционность человеческого зрения привела еще к одной проблеме, так как глаз стал замечать мерцание.

Прогрессивная развертка выводит все изображение построчно одна линия за другой, что дает 50 или 60 полных кадров в секунду (в зависимости от региона). Это позволяет получить более плавное обновление изображений, но требует большей полосы пропускания. Для HDTV рекомендуемое расстояние между зрителем и экраном равняется четырехкратной высоте экрана, что позволяет достичь оптимального эффекта.

В качестве алгоритма сжатия изображения в HDTV принят стандарт MPEG‑2, а для сжатия звука используется АС‑3. Предложенная техника модуляции передачи – квадратурная амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой. Выбранная звуковая технология – 8‑канальная цифровая система «объемного звука» Dolby с CD‑качеством.

Цифровое наземное телевещание (DTTB – Digital terrestrial transmission broadcast ) разрывает ставшую нам привычной связь одного телевизионного канала с одной частотой. DTTB может передавать либо один канал HDTV, либо шесть сервисов (каналов) телевидения стандартной четкости (SDTV), или даже до 10 сервисов с меньшим разрешением. Также как в случае с компьютерными технологиями, здесь можно выбирать скорость потока данных, ширину канала и качество изображения, которые взаимосвязаны.

По сути, тип изображения определяет емкость канала, нужную для передачи. Канал цифрового наземного вещания может потребовать пропускной способности до 20 Мбит/с. Сервисы HDTV будут использовать большую часть (или даже полностью) этой пропускной способности, но сервисы телевидения стандартной четкости потребуют значительно меньшую часть пропускной способности в зависимости от характера видеопотока. Так трансляция различных спортивных соревнований, где присутствует много быстрых движений, потребует до 10 Мбит/с и, следовательно, одновременно можно предоставлять только два сервиса такого рода. Для сравнения, для передачи изображения диктора потребуется уже только 5 Мбит/с.

Системы DTTB могут обеспечивать 6‑, 7‑ и 8‑МГц‑канальные интервалы при минимальном или почти не заметном с точки зрения стоимости убытке. Австралия использует 7‑МГц канальный интервал для аналоговых услуг, США – 6‑МГц, Европа – 8‑МГц, в некоторых странах используют 7‑МГц.

DTTB можно обеспечить в пределах существующих вещательных диапазонов частот, обычно в УВЧ, но также и в метровых диапазонах, используя свободные каналы, соседствующие с каналами аналоговых сервисов.

Из‑за технических ограничений, свойственных аналоговым системам, эти каналы зачастую нельзя использовать для дополнительных аналоговых услуг, но можно использовать для DTTB, так как ожидается, что такие приемники будут толерантны к высоким уровням внутриканальных помех и помех совмещенных каналов.

HDTV, естественно, смотрится лучше, четкость и разрешение изображений позволяют использовать экраны намного большего размера. Если первоначально такие экраны создавались на технологии ЭЛТ, позволяющей достичь высокого разрешения, то нельзя было ожидать, что размер диагонали экрана превысит 1 метр. Но благодаря новым технологиям, таким как плазменные панели, FED‑ или DMD‑технологии, а также ЖК (все это мы рассмотрим в гл. 6 «Мониторы»), мы, конечно, увидим большие экраны, размеры которых будут ограничены, наверное, только размерами помещения и расстоянием до зрителя.

Для видеонаблюдения размеры не столь важны, вполне достаточно ЭЛТ‑мониторов с высоким разрешением, так как большинство операторов и пользователей, работающих с системами наблюдения, следят за экранами с очень близкого расстояния. Но это не значит, что нельзя избрать иной подход и установить один или два больших монитора – в качестве главных контрольных дисплеев – на значительном расстоянии от зрителя.