Измерение качества изображения в цифровых телевизионных каналах с компрессией

Искажения и дефекты телевизионного изображения после компрессии-декомпрессии. В цифровом телевидении отсутствует ряд неприятных для восприятия дефектов на изображении, свойственных аналоговому телевидению. В то же время специфика обработки видеоданных в кодерах цифрового сжатия приводит к появлению других дефектов (артефактов), отсутствующих в исходном изображении. Например, для стандарта кодирования с информационным сжатием MPEG-2 представляют трудность сюжеты с мелкими статическими деталями и сложным движением в других частях изображения, с участками шума, с вращением и изменением масштаба, наплывами, полупрозрачными объектами. Для оценки влияния на качество телевизионного изображения процессов компрессии-декомпрессии рассмотрим более подробно некоторые, чаще всего возникающие, артефакты.

Заметность шумов квантования. Эти шумы, присутствующие и в системах полноскоростного цифрового телевидения, становятся особенно заметными в системах со сжатием.

Потеря разрешающей способности - обусловлена устранением избыточности в первую очередь в высокочастотной части спектра пространственных частот. Мелкие детали либо размываются, либо полностью пропадают в изображении.

Блочность - структура типа шахматной доски. Если кодирующему устройству недостает битов, становится видимой структура блоков ДКП. Блочность особенно заметна, если глаз телезрителя следит за движущимися объектами.

Эффект мозаики - выглядит подобно блочности, но воспринимается как различие яркости в поле соседних блоков, а не на границе. Возникает при слишком грубом квантовании коэффициентов ДКП, когда постоянные составляющие пространственных частот в соседних блоках заметно отличаются.

Шумы типа «москито» - характерны для всех систем с ДКП и квантованием и проявляются на резких границах (например, надписях). При преобразовании из временной в частотную область влияние перепада отсчетов на границе распространяется на весь макроблок, при этом высокочастотные коэффициенты квантуются более грубо, чем низкочастотные. При обратном преобразовании в отсчеты и далее в аналоговый сигнал вдоль первоначальной границы образуется характерный узор.

Окантовка на границах - проявляется как возникновение окантовок на резких перепадах яркости изображения. При нехватке битов в первую очередь обрезаются высокочастотные коэффициенты,, и это может повлиять на форму сигнала яркости вблизи ступеньки - вызвать колебательный процесс на вершине импульса.

Размытие цветов - имеет такую же причину, что и эффект окантовки на границах, но проявляется на участках изображения с резкими скачками в сигнале цветности.

Артефакты, связанные с движением, такие, как подергивание или неправильное расположение блока пикселей, могут появляться в системе, использующей усложненный алгоритм компенсации движения или просто пропускающей кадры из-за нехватки битов.

Ложные границы - если при компенсации движения в опорном кадре заметна блочная структура, то она может переноситься в новый кадр со смещением относительно границ блока (из-за неточности компенсации), появятся ложные границы.

Эффект «грязного окна» - проявляется как полоски или шумы, которые - остаются неподвижными, в то время как объект движется за ними (как будто рассматриваешь сцену через грязное окно). Обычно является следствием недостатка битов для кодирования межкадровых разностей.

Неправильный цвет макроблока, отличающийся от исходного и от соседних макроблоков. Причиной может быть тот факт, что сопряжение блоков ведется только по сигналу яркости. Опорный блок при высокой корреляции по сигналу яркости может иметь совсем другой цвет, и это отражается на цвете предсказанного блока.

Волнообразные шумы - видны при медленном панорамировании по очень детализированной сцене, например, по изображению группы болельщиков на спортивном мероприятии. Как и москито, это результат грубого квантовайия высокочастотных коэффициентов, но движение вызывает рассеяние, и они появляются периодически как детали, движущиеся по блоку ДКП.

Оценка качества изображения методом субъективных экспертиз. Конечной целью телевизионного вещания является удовлетворение запросов телезрителей, поэтому приоритет в оценке качества отдается субъективной оценке. В цифровом телевидении с компрессией роль субъективных методов возрастает. Естественно, что для адекватной оценки качества телевизионного изображения недостаточно мнения одного человека о просмотренном видеоматериале. Разные люди имеют различное представление о качестве, оно зависит также от сюжета. Причем для телевизионного изображения с цифровой компрессией, в отличие от обычного аналогового, недостаточно понаблюдать короткий отрезок сюжета и сделать вывод о всей программе, необходимо просмотреть сюжет полностью.

Таблица 9.4. Структуры шкал Рекомендации МСЭ-Р ВТ.500 для оценки субъективного качества телевизионного изображения

Субъективные экспертизы качества телевизионного изображения уже много лет проводятся по методикам Рекомендации МСЭ-Р ВТ.500 [18]. В ходе испытаний эталонные изображения оцениваются в баллах группой экспертов, принимающих решение о степени пригодности для данного применения. Методики нормируют виды тестовых изображений, условия тестирования, шкалу оценок и т.п. В группе должно быть не менее 15 экспертов, сеанс показа должен продолжаться не более 30 мин. Если тестирование проводится для оценки качества системы при оптимальных условиях функционирования, используется 5-балльная шкала оценки качества, для оценки ухудшений при неоптимальных условиях работы применяется шкала ухудшений. Структуры обеих шкал приведены в табл. 9.4.

По результатам испытаний проводится статистическая обработка полученных измерений. Объемы экспертизы, в зависимости от поставленной задачи, могут варьироваться от единичных испытаний, проводимых группой из нескольких человек, до широкомасштабных полевых испытаний, проводимых многими сотнями экспертов в течение многих месяцев.

К преимуществам оценки методом субъективных экспертиз можно отнести следующие факторы: удается получить сравнимые результаты для обычных телевизионных цифровых систем и систем с компрессией; получаемая средняя оценка мнений хорошо соответствует широкому диапазону неподвижных и движущихся изображений. К недостаткам этих методов следует отнести необходимость рассматривать большое количество тестовых изображений, значительные затраты средств и времени на подготовку наблюдений и оборудования, трудоемкость организации проведения тестирования. Субъективные испытания в их нынешнем виде применимы только для целей разработки и едва ли могут быть рекомендованы для текущего мониторинга, т.е. повторяющихся измерений для оценки качества подготавливаемых видеоматериалов.

Оценка качества изображения после декомпрессии методом, объективных измерений. Для аппаратурной оценки, качества изображения на выходе цифрового телевизионного канала с компрессией необходимо оценить качество обработки сигнала на передающей и приемной сторонах (операции фильтрации, аналого-цифрового преобразования, устранения избыточности на передающей стороне и обратные операции на приеме). Канал передачи также может вносить искажения типа импульсной помехи, но чаще цифровой сигнал или передается, или не передается. Поэтому единственным критерием качества его работы можно считать достоверность передачи.

Поиски объективных методов оценки качества сосредоточились на двух направлениях:

- поиск цифровых испытательных сигналов, по результатам прохождения которых через цифровой телевизионный тракт можно было бы достоверно судить о влиянии качественных показателей тракта на любое реальное изображение;

- разработка методов непосредственной оценки качества изображения с учетом природы зрительного восприятия человека. Первое направление развивает группа британских компаний во главе с фирмой Snell&Wilcox в проекте ТСМ (Test Card «М» - испытательная таблица «М»). Разработанная таблица содержит набор специально созданных цифровых потоков изменяющейся сложности со строго определенными параметрами. Каждый поток включает один или несколько подпотоков сжатого видео, звука, дополнительных данных. С их помощью можно протестировать устройства обработки компрессированных сигналов. Основное отличие предлагаемых испытательных сигналов от традиционных, статических - это воспроизведение подвижных изображений, которые содержат плавно движущиеся элементы, не прерывающиеся на границах цикла, что позволяет выявить такие дефекты декодирования, как рассыпание кадра, «замораживание», повтор кадров и т.д. Физическим носителем записи испытательных потоков тест-таблицы «М» является диск CD-ROM.

Второе направление в объективной оценке качества представляет анализатор качества изображения PQA-200 фирмы Tektronix (США). Специалисты данной фирмы считают, что для исключения влияния содержания программы на результат измерений следует не оценивать качество изображения непосредственно, а показать, как ухудшилось изображение воспроизводимой сцены по сравнению с эталоном. В результате проведенных исследований разработано два метода объективного измерения качества телевизионного изображения:

- сравнение фильтрованных эталонного и воспроизводимого изображений;

- извлечение особенностей из обоих изображений и их сравнение.

Первый метод - наиболее точный, он использует матричный алгоритм для обработки каждого телевизионного изображения или последовательности в фильтрованное изображение, похожее на исходное, но с меньшим объемом информации. Фильтрованное изображение эталона и испытуемого кадра или сюжета сравниваются по пикселям, и по специальному алгоритму вычисляется оценка.

Второй метод использует математический расчет для извлечения особенностей одиночного изображения (пространственные характеристики) или последовательности изображений (временные характеристики). Объем получаемой информации не превышает нескольких сотен байтов на изображение. Эту информацию нетрудно передать вместе с компрессированным сигналом к удаленному месту испытаний, где она будет использована для сравнения с аналогичными особенностями изображения на выходе канала.

Исследования показали, что первый метод дает лучшую корреляцию с результатами субъективных испытаний.

Разработанный по первому алгоритму анализатор качества изображения PQA-200 работает в режиме сравнения изображений и предлагается как реальная замена субъективных методов оценки с помощью экспертов. Прибор содержит генератор эталонного тестового материала и анализатор. В процессе измерений двухсекундный отрезок тестовой видеопоследовательности пропускается через испытуемый кодер сжатия, записывается в память и анализируется с помощью быстродействующего процессора путем сравнения с оригиналом. Результат выдается в виде числа, называемого оценкой качества изображения (PQR - Picture Quality Rating). В качестве критерия оценки используется восприятие изображения человеком, основанное на модели человеческого зрения.

Оценки, данные прибором PQA-200, весьма близки к оценкам, полученным для тех же сюжетов в результате субъективных тестовых испытаний. Коэффициент корреляции достигает 0,9 [18].

Контрольные вопросы:

9.1. Какими способами телевизионные программы доводятся до телезрителей?

9.2. В каких частотных диапазонах ведется наземное телевизионное вещание?

9.3. Как обеспечивается совместная работа большого количества телевизионных передающих станций?

9.4. С какой целью осуществляется смещение несущих частот передающих телевизионных радиостанций?

9.5. Перечислите основные принципы спутникового телевизионного вещания.

9.6. Расскажите об особенностях спутниковых систем распределения телевизионных программ.

9.7. Как осуществляется непосредственное телевизионное вещание с помощью ИСЗ?

9.8. Перечислите основные преимущества системы спутникового цифрового телевизионного вещания DVB-S.

9.9. В чем заключаются конструктивные особенности приемопередающих устройств системы непосредственного телевизионного вещания?

9.10. Каким способом реализуется условный доступ в спутниковых цифровых приемниках?

9.11. Поясните основные принципы передачи аналоговых телевизионных сигналов по радиорелейным линиям.

9.12. Какие способы построения систем кабельного телевидения Вы знаете?

9.13. Какие схемы построения систем кабельного телевидения на коаксиальном кабеле используются на практике?

9.14. В чем заключаются конструктивные особенности систем кабельного телевидения на основе волоконно-оптического кабеля?

9.15. Расскажите об основных принципах работы источников и приемников оптического излучения.

9.16. Какие способы модуляции находят применение в распределительных сетях систем кабельного телевидения, использующих волоконно-оптический кабель?

9.17. Приведите функциональную схему цифровой мультисервисной сети кабельного телевидения.

9.18. В каких диапазонах частот работают сотовые системы телевидения?

9.19. Дайте общую характеристику сотовым системам телевидения.

9.20. Поясните принципы организации звукового и телевизионного вещания в сети Интернет.

9.21. Каким образом осуществляется оценка качества телевизионных изображений с помощью испытательных таблиц?

9.22. Перечислите основные типы измерительных сигналов системы непрерывного контроля работы телевизионного тракта и дайте их общую характеристику.

9.23. Каким способом производится контроль диаграммы уровней и переходной характеристики телевизионного тракта?

9.24. В чем заключаются преимущества измерения переходной характеристики телевизионного тракта с помощью синусквадратичного импульса?

9.25. Расскажите об особенностях измерения нелинейных характеристик телевизионного тракта.

9.26. Как осуществляется контроль передачи сигналов цветности?

9.27. Какими способами оценивается качество изображений в цифровых телевизионных каналах с компрессией?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с ростом числа радиостанций и повышением требований к качеству передачи информации электроакустические и технические показатели радиопередатчиков постоянно совершенствуются.

В последние годы в мощных передатчиках НЧ и СЧ диапазонов дальнейшее распространение получил бигармонический режим усиления мощности, позволивший повысить КПД передатчиков на 10...15%. Совершенствуются и генераторные лампы. В настоящее время AM передатчики мощностью до 1000 кВт в СЧ диапазоне и 500-киловаттные в ВЧ диапазоне имеют лишь одну лампу в выходном каскаде. Были созданы и выходные колебательные системы, обеспечивающие выполнение современных норм на побочные излучения даже в наиболее мощных передатчиках, шире используется испарительное охлаждение анодов мощных ламп. В модуляционных устройствах мощных передатчиков с AM успешно применяются усилители класса Д. В этих усилителях активные приборы (лампы и транзисторы) работают в ключевом режиме с широтноимпульсной модуляцией и выделением на выходе усиленного модулирующего колебания. В этой связи КПД модуляционного устройства оказывается высоким при любой глубине модуляции.

В телевизионных передатчиках широко стал использоваться автоматический контроль основных параметров выходных сигналов. Для формирования амплитудно-частотной характеристики канала изображения на промежуточной частоте стали применять фильтры на поверхностно-акустических волнах. В последние годы в этих передатчиках начала использоваться система совместного усиления радиосигналов изображения и звукового сопровождения в общем тракте.

Значительного повышения качественных показателей радиопередатчиков, повышения оперативности их работы удается достигнуть с помощью ЭВМ в системе телеуправления и контроля.

Дальнейшее развитие радиоприемных устройств осуществляется по следующим основным направлениям:

- практическое освоение наиболее высокочастотных диапазонов волн, включая миллиметровый, децимиллиметровый и оптический;

- широкое внедрение методов и средств цифровой обработки сигналов, микропроцессорной и вычислительной техники для автоматизации радиоприемных устройств;

- совершенствование методов борьбы с помехами;

- значительное улучшение качественных показателей радиоприемных устройств;

- повышение степени интеграции функциональных узлов и блоков радиоприемных узлов.

На повестке дня стоит задача построения широкополосных сетей интегрального обслуживания, имеющих мультимедийный, мульти-сервисный характер. В данном случае под системами мультимедиа понимаются службы, с помощью которых возможно интегральное использование двух и более средств связи, например, одновременная передача голосовой информации и данных, факсимильных и видеосообщений. Кроме того, системы мультимедиа обладают интерактивностью, т.е. обеспечивают двустороннюю связь, влияющую на состав и характер передаваемой абонентам информации в режиме реального времени.

Интерактивность позволяет получателям сообщений реагировать в реальном или квазиреальном масштабе времени на характер и содержание представляемых услуг путем передачи соответствующих сигналов в пункте расположения информационных служб, а также запрашивать различную информацию. Для реализации интерактивности в системах телекоммуникаций и вещания необходимо, наряду с прямыми (информационными) каналами, предусматривать обратные каналы связи от потребителей к источникам программ вешания и различным информационным службам. Такие каналы постепенно становятся обязательным атрибутом всех национальных и международных телекоммуникационных инфраструктур, поскольку интерактивность приобретает доминирующее значение как в системах телекоммуникаций, так и во многих сферах жизни общества.

К услугам, обеспечиваемым, например, интерактивными телевизионными системами, относятся:

- подача телевизионных программ по запросу абонентов;

- видео- и аудиоконференции;

- заказ билетов и покупок на дому, что резко повышает привлекательность и эффективность рекламы;

- банковские операции на дому;

- телеигры;

- образование, профессиональная подготовка;

- информация и справки по запросу (содержание газет и журналов, результаты спортивных соревнований, Телетекст и Видео-текс, реклама, информация местного значения для индивидуального пользователя, сводки погоды и т.п.);

- передача (по запросу) каталога программ вещания и сведений об их содержании;

- введение (по заказу) субтитров в телевизионные изображения;

- участие в аукционах;

- участие в опросах и в голосовании;

- выбор источника программы при многоканальной передаче, например, положений передающей телевизионной камеры при наблюдении спортивных состязаний;

- управление дополнительной информацией или данными, относящимися к передаваемой программе;

- передача сообщений по обратным каналам, в том числе вызов скорой помощи, аварийных служб и т.п.;

- определение рейтинга программ, а также их участников;

- учет аудитории вещательных программ и других массовых мероприятий и т.п.

Среди эффективных массовых применений интерактивных систем мультимедиа особое место занимает телемедицина и дистанционное обучение.

В случае создания широкополосных сетей интегрального обслуживания пользователи будут непосредственно взаимодействовать с телепьютерами, представляющими собой универсальные мультимедийные абонентские терминалы, объединяющие основные функции телефонного и факсимильного аппаратов, телевизора, персонального компьютера.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ABWI - аппаратная видеомонтажа

АКМ - абонентский кабельный модем

AM - амплитудная модуляция; амплитудно-модулированный

АМ-ОПБ - амплитудная модуляция с одной подавленной боковой полосой

АМ-ЧПБ - амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой

АПБ - аппаратно-программный блок

АРУ - автоматическая регулировка усиления

АСБ - аппаратно студийный блок

АСК - аппаратно студийный комплекс

АТС - автоматическая телефонная станция

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

БАУК - блок адаптации, управления и контроля

БАФ - блок адаптивной фильтрации

БЗУ - буферное запоминающее устройство

БИС - большая интегральная схема

БПФ - быстрое преобразование Фурье

БС - базовая станция

ВА - вещательная аппаратная

ВАКР - Всемирная административная конференция по радио

ВГД - вибратор горизонтальный диапазонный

ВМ - видеомагнитофон

ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи

ВОСП - волоконно-оптическая система передачи

ВПП - волоконно-полосковый переход

ВПС - восстановление постоянной составляющей

ВЦ - входная цепь

Г - гетеродин, гетеродинный блок

ГВВ - генератор с внешним возбуждением

ГВК - группа видеокадров

ГИ - гасящие импульсы

ГОС ВПО - Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования

ГС - генератор сдвига; головная станция

ГСО - геостационарная орбита

ГУН - генератор, управляемый напряжением

Д - детектор

ДВ - длинные волны

ДИКМ-дифференциальная импульсно-кодовая модуляция

ДКВ - деквантователь

ДКП - дискретно-косинусное преобразование

ДКПДС - декодер кода с переменной длиной кодовых слов

ДМп - демультиплексор

ДН - диаграмма направленности

ДПКД - делитель с переменным коэффициентом деления

ДРС-домовая распределительная сеть

ДУ - дистанционное управление

ЖК - жидкие кристаллы

ЖКЭ - жидкокристаллический экран

ЗУ - запоминающее устройство

ИБ - информационный блок

ИКМ - импульсно-кодовая модуляция

ИМС - интегральная микросхема

ИСЗ - искусственный спутник Земли

КА - космический аппарат

КВ - короткие волны

КГИ - кадровый гасящий импульс

КНД - коэффициент направленного действия

КПД - коэффициент полезного действия

КСИ - кадровый синхронизирующий импульс

ЛД - лазерный диод

ЛЗ - линия задержки

ЛФД - лавинный фотодиод

МККР - Международный консультативный комитет по радио

МКО - Международная комиссия по освещению

МОП - металл - оксид - полупроводник

МПЧ - максимально применимая частота

МСЭ - Международный союз электросвязи

МШУ - малошумящий усилитель

НТВ - непосредственное телевизионное вещание

ОБП - одна боковая полоса частот

ОБПФ - обратное быстрое преобразование Фурье

ОВ - оптическое волокно

ОВЧ ЧМ - звуковое радиовещание с частотной модуляцией в диапазоне очень высоких частот

ОДКП - обратное дискретно-косинусное преобразование

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство

ОРС - оконечная радиорелейная станция

ОУ - оконечное устройство

ПАВ - поверхностные акустические волны

ПД - приемник-декодер

ПЗС - приборы с зарядовой связью

ПЗС КП - приборы с зарядовой связью с кадровым переносом зарядов

ПЗС КСП - приборы с зарядовой связью с кадрово-строчным переносом зарядов

ПЗС СП - приборы с зарядовой связью со строчным переносом зарядов

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство

ПК - персональный компьютер

ПОМ - передающий оптоэлектронный модуль

ППЗУ - перепрограммируемое запоминающее устройство

ПРОМ - приемный оптоэлектронный модуль

ПРС - промежуточная радиорелейная станция

ПСП - псевдослучайная последовательность

ПСФ - плата сетевого фильтра

ПТВС - передвижная телевизионная видеозаписывающая станция

ПТС - передвижная телевизионная станция, полный телевизионный сигнал

ПТШ - полевой транзистор с барьером Шотки

ПУПЧ - предварительный усилитель промежуточной частоты

пцтв - полный цветовой телевизионный видеосигнал

ПФ - полосовой фильтр

РГД - обозначение двойной горизонтальной ромбической антенны

РРЛ - радиорелейная линия

РСС - радиовещательная спутниковая служба

РТПС - радиотелевизионная передающая станция

СБИС - сверхбольшая интегральная схема

СВ - средние волны

СВЧ - сверхвысокие частоты

СГИ - строчный гасящий импульс

СИ - синхронизирующие импульсы

СИД - светоизлучающий диод

СКМ - станционный кабельный модем

СКТВ - система кабельного телевидения

СНЧ - сдвиг несущих частот

См - смеситель

ССИ - строчный синхронизирующий импульс

СТВ - спутниковое телевизионное вещание

ТВЧ - телевидение высокой четкости

ТД - туннельный диод

тжк - телевизионный журналистский комплект

ТСОП - телефонная сеть общего пользования

УГ - управляемый генератор

УКВ - ультракороткие волны

УП - устройство питания

УПБ - усилительно-преобразовательный блок

УПЧ - усилитель промежуточной частоты

УРЧ - усилитель радиочастоты

УЧМ - усилитель частоты модуляции

УЭИТ - универсальная электронная испытательная таблица

ФАПЧ - фазовая автоматическая Подстройка частоты

ФВЧ - фильтр верхних частот

ФД - фазовый детектор

ФК - функциональная клавиатура

ФМ - фазовая манипуляция; фазовая модуляция, фазомодулированный

ФНЧ - фильтр нижних частот

ФСС - фиксированная спутниковая служба

ФСУ - формирователь сигналов управления

ФЧХ - фазочастотная характеристика

ЦА - центральная аппаратная

ЦАП - цифроаналоговый преобразователь

ЦПС - цифровой процессор сигнала

ЧАПЧ - частотная автоматическая подстройка частоты

ЧИМ - частотно-импульсная модуляция

ЧМ - частотная модуляция; частотно-модулированный

ЧМГ - частотно-модулированный генератор

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

ЭДС - электродвижущая сила

ЭИИМ - эквивалентная изотропно-излучаемая мощность

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка

ЭМС - электромагнитная совместимость

ATM (Asynchronous Transfer Mode) - способ асинхронной передачи

ATSC (Advanced Television Systems Committee) - комитет по системам перспективного телевидения

BST (Band Segmented Transmission) - сегментированный канал передачи CD-ROM (Compact Disk-Remember Optical Memory) - компакт-диск в качестве источника компьютерной информации

CDTV (Common Definition Television) - аналоговое телевидение обычной четкости

CIF (Common Image Format) - единый формат обмена (формат изображения с разрешающей способностью 352x288 отсчетов и частотой кадров 30 Гц, используемый в видеоконференцсвязи)

COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - частотное уплотнение ортогональных несущих с кодированием (метод многочастотной модуляции, позволяющий существенно повысить устойчивость сигнала и многолучевости)

DBSK (Differential Binary Phase Shift Keying) - дифференциальная двоичная фазовая манипуляция Dolby АС-3 - стандарт цифрового кодирования многоканального звука, разработанный компанией Dolby

DSNG (Digital Satellite News Gathering) - цифровая спутниковая видеожурналистика

DV (Digital Video) - стандарт внутрикадрового сжатия с коэффициентом компрессии 5:1 на основе ДКП, предназначенный специально для видеоаппаратуры DVB (Digital Video Broadcasting) - цифровое телевизионное вещание

DVB-C (DVB Cable) - стандарт передачи цифровых сигналов по сетям кабельного телевидения

DVB-S (DVB Satellite) - стандарт передачи цифровых сигналов по сетям спутникового вещания

DVB-T (DVB Terrestrial) - стандарт передачи цифровых сигналов по сетям эфирного телевидения (наземное телевизионное вещание)

ES (Elementary Stream) - элементарный поток

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) - Европейский институт стандартов электросвязи

FEC (Forward Error Correction) - опережающая коррекция ошибок

FIT (Frame Interline Transfer) - кадрово-строчный перенос

FSS (Fixed Satellite Service) - фиксированная спутниковая служба

FT (Frame Transfer) - кадровый перенос

НЕМТ (High Electron Mobility Transistor) - транзистор, обладающий высокой подвижностью электронов

IEC (International Electrotechnical Commission) - Международная электротехническая комиссия

IP/TV (Internet Protocol Television) - телевизионное вещание с использованием межсетевого протокола пакетной передачи

ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) - цифровое вещание с интеграцией служб

ISO (International Standardization Organization) - Международная организация по стандартизации IT (Interline Transfer) - строчный перенос

LNB (Low Noise Blockconverter) - конструкция малошумящего абонентского конвертера

LMDS (Local Multipoint Distribution System) - локальная многоточечная система распределения МСРС (Multiple Channels per Carrier) - несколько каналов на несущей (способ передачи многоканального сообщения, при котором сигналы отдельных каналов передаются на одной несущей методом разделения)

MMDC (Microwave Multipoint Distribution System) - многоточечная СВЧ распределительная система

MPEG (Motion Pictures Expert Group) - Группа экспертов по движущимся изображениям, сформированная в 1988 г. как подкомитет двух международных организаций - ISO и IEC для выработки стандарта цифрового сжатия движущихся изображений и звуковых сигналов

MUSICAM (Masking Pattern Adapted Universal Sub - Band Integrated Coding and Multiplexing) - универсальное полосное кодирование и мультиплексирование с адаптацией к шаблону маскирования (система цифрового сжатия звукоданных);

MVDS (Multichannel Video Distribution System) - многоканальная система распределения видеопрограмм

NTSC (National Television Standard Committee) - совместимая система цветного телевидения, разработанная в США Национальным комитетом телевизионных стандартов

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - частотное уплотнение ортогональных несущих

PAL (Phase Alternating Lines - чередование фазы по строкам) - совместимая система цветного телевидения, разработанная в Германии

PES (Packetized Elementary Stream) - пакетированный элементарный поток

PID (Packet Identifier) - идентификатор пакета

PQR (Picture Quality Rating) - оценка качества изображения

PRBS (Pseudorandom Binary Sequence) - двоичная псевдослучайная последовательность

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) - квадратурная амплитудная модуляция

QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) - квадратурная фазовая манипуляция (четырехпозиционная фазовая манипуляция)

R, G, В (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий) - сокращенное обозначение совокупности основных цветов

SCPC (Single Channel Per Carrier - один канал на несущей) - способ передачи многоканального сообщения, при котором сигналы отдельных - каналов передаются на отдельных несущих

SDI (Serial Digital Interface) - цифровой последовательный интерфейс

SECAM (Sequence de Conleur a Memoire - поочередность цветов с памятью) - французско-российская совместимая система цветного телевидения

SFN (Single Frequency Network) - одночастотная сеть

SMATV (Satellite Master Antenna Television) - система спутникового тепеви-дения коллективного пользования

STB (Set Top Box) - приставка к телевизионному приемнику, позволяющая принимать сигналы спутникового вещания

STN (Super Twisted Nematic) - супертвист - нематические жидкие кристаллы

TFT (Thin Film Transistor) - тонкопленочный транзистор

VSAT (Very Small Aperture Terminal) - терминал для приема спутниковых сигналов с антенной очень малого размера

VSB (Vestigial Side Band) - амплитудная модуляция с частично подавленной несущей и боковой полосой частот

WWW (World Wide Web) - «всемирная паутина», т.е. подсистема сети Интернет

X, Y, Z - условное обозначение совокупности теоретических (реально не воспроизводимых) цветов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чернышев В.П., Шейнман Д.И. Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1989. - 240 с.

2. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3 томах. Том 2 -Радиосвязь, радиовещание, телевидения /Катунин ПП., Мамчев Г.В., Полантоно-пуло В.Н., Шувалов В.П.; Под ред. проф. В.П. Шувалова. - 2-е изд., испр. и доп. -М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 672 с.

3. Радиоприемные устройства: Учебник для вузов / Н.Н. фомин, Н.Н. Буга,

О.В. Головин и др.; Под ред. Н.Н. Фомина. - М.: Радио и связь, 2003. - 520 с.

4. Телевидение: Учебник для вузов / В.Е. Джакония, А.А. Гоголь, Я.В. Друзин и др.; Под ред. В.Е. Джаконии. ~ М.: Радио и связь, 1997. - 640 с.

5. Варбанский А.М. Телевидение: Учебное пособие для вузов связи. - М.: Связь, 1973. - 464 с.

6. Безруков В.Н., Королев А.В., Ляпунов В.Н., Новаковская О.С. Выбор параметров системы телевидения высокой визуальной четкости и качества // Техника кино и телевидения. - 1985. - № 10. - С. 3-9.

7. Мамчев Г.В. Перспективные системы телевидения: Учебное пособие. - Новосибирск: НЭИС, 1994. - 49 с.

8. Петропавловский В.А., Постникова Л.Н., Хесин А.Я., Штейберг АЛ. Телевизионные передающие камеры. - М.: Радио и связь, 1988. - 304 с.

9. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры / Под ред. С.В. Новаковского. - М.: Радио и связь, 1994. - 360 с.

10. Зубарев Ю.Б., Глориозов Г.Л. Передача изображений: Учебник для вузов. -М.: Радио и связь, 1989. -336 с.

11. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника. - М.: Радио и связь, 1990. -528 с.

12. Мамчев Г,В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие. - Новосибирск, СибГУТИ, 2003.-248 с.

13. Быховский М.А., Дотолев В.Г., Зубарев Ю.Б. Проблемы выделения полос частот для наземного цифрового телевизионного вещания в России // Электросвязь. -1999.-№10. -С. 36-40.

14. Гласман К. Цифровое представление телевизионного сигнала // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 1997. - № 4. - С. 38-44.

15. Севальнев Л. Международный стандарт кодирования с информационным сжатием MPEG-2 // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. -1997. -№ 1.-6. 58-62.

16. Биркмайер С. Основные положения кодирования видеосигнала по стандарту MPEG-2 // Техника кино и телевидения. - 1996. - № 12. - С. 20-21.

17. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений / Под ред. Ю.Б. Зубарева и В.П. Дворковича. - М.: Международный центр научной и технической информации, 1997.-212 с.

18. Локшин Б.А. Цифровое вещание: от студии к телезрителю. - М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 2001. - 446 с.

19. Мамчев Г.В., Щеглов Е.В. Техническое оборудование современных телецентров: Учебное пособие. - Новосибирск, СибГУТИ, 2003. - 183 с.

20. Правила эксплуатации технических средств телевидения и радиовещания. Ч. 1. Телевидение. - М.: МПТР, 2001. - 118 с.

21. Мамчев Г.В. Передающие телевизионные камеры: Учебное пособие. - Новосибирск, СибГУТИ, 1997. - 91 с.

22. Хлебородов В.А. Выставка IBC 2001: телекамеры, видеокамеры, телекинодатчики для телевидения стандартной и высокой четкости // Техника кино и телевидения. - 2001. - № 12. - С. 3.

23. Преобразователи изображения на приборах с зарядовой связью / Р.Е. Быков, А.А. Манцветов, Н.Н. Степанов, Г.А. Эйссенгардт. - М.: Радио и связь, 1992. - 184 с.

24. Чирков J1. Телекамеры 97 // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 1997. - № 10. - С. 5*12.

25. Уорд П. Работа с цифровой видеокамерой: уроки операторского мастерства: Пер. с англ. - М.: Мир, 2001. - 301 с.

26. Михайлов В., Шурбелев П. Видеокамеры. От телевизионной камеры к видеока-. мере // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 2000. - № 9. - С. 5-14.

27. Смирнов Е.В. Новая камера для ТВЧ на ПЗС-матрицах // Техника кино и телевидения. - 1997. - № 6. - С. 11 -14.

28. Техника цветного телевидения / Под ред. С.В. Новаковского. - М.: Связь, 1976. -496 с.

29. Васин В.А. Видеомагнитофоны и видеокамеры: Справочное пособие. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 325 с.

30. Мамчев Г.В. Устройства воспроизведения телевизионных и компьютерных изображений. - Новосибирск: СибГУТИ, 2004. - 258 с.

31. Максимов В.И., Гопко А. И. Цветные управляемые транспаранты на жидких кристаллах // Зарубежная радиоэлектроника. - 1980. - № 11. - С. 43-63.

32. Смирнов А.Г., Высоцкий В.А., Грабко B.C., Осина В.А., Усенок А.В. Высокоинформативные жидкокристаллические экраны с активной матричной адресацией // Зарубежная электронная техника. - 1989. - № 4. - С. 3-43.

33. Чирков Л., Ивин Л. Устройства отображения для телевизионного производства // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 2002. - № 9. -С. 5-15.

34. Ануфриев И.К. Работы МНИТИ для информатизации и России // Электросвязь. -1997. - № 10. - С. 6-8.

35. Гласман К. Методы передачи данных в цифровом телевидении. Ч. 1 // 625, Телевизионный информационно-технический журнал. - 1999. - № 9. - С. 22-24.

36. Гласман К. Цифровое наземное телевизионное вещание // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 1999. - № 4. - С. 66-70.

37. Гласман К. Методы передачи данных в цифровом телевидении. Система цифрового наземного телевизионного вещания ISBD-T // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 2000. - № 2. - С. 78-89; № 3. - С. 78-84.

38. Гласман К. Методы передачи данных в цифровом телевидении. Ч. 3. Стандарт цифрового наземного телевидения DVB-Т // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 1999. - № 9. - С. 72-85.

39. Ельяшкевич С.А., Пескин А.Е. Телевизоры нового поколения: Справочник. -М.: МП «Символ-Р», 1996. - 216 с.

40. Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания / М.Г. Локшин, А.А. Шур, А.В. Кокорев, Р.А. Краснощеков. - М.: Радио и связь, 1988. - 144 с.

41. Мамчев Г.В. Спутниковое непосредственное телевизионное вещание: Учебное пособие. - Новосибирск, СибГУТИ, 2002. - 117 с.

42. Кантор Л.Я., Локшин Б.А., Якович Е.Р. Система непосредственного вещания «НТВ-Плюс»: итоги, планы развития, перспективы цифрового вещания // Электросвязь. - 1998. - № 4. - С. 12-13.

43. Локшин Г.А. Состояние и тенденции развития спутникового телевизионного вещания // Зарубежная радиоэлектроника. - 1985. - № 4. - С. 3-40.

44. Левченко В.Н. Спутниковое телевидение. - СПб: Издательство «BHV», 1998.'-288 с.

45. Сманцер А.Н., Шендерович Н.М., Стрижевский Н.З. Передача сигналов телевидения по радиорелейным линиям. - М.: Радио и связь, 1983. - 216 с.

46. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивные системы телевизионного вещания // Электросвязь. - 1995. - № 3. - С. 14-17,

47. Мамчев Г.В. Современные системы кабельного телевидения; Учебное пособие. - Новосибирск, СибГУТИ, 1999. - 102 с.

48. Системы интерактивного кабельного телевидения диапазона частот до 600 МГц / Под ред. Ф.Л. Айзина и О.И. Шелухина. - М.: Гос. академия сферы быта и услуг, 1994.-104 с.

49. Герасименко В.И., Гомзин В.Н., Жорняк Б.Н. и др. Цифровая ВОСП со скоростью 486 Мбит/с для кабельного телевидения // Электросвязь. - 1994. - № 1. -С. 17-18.

50. Барабаш П. и др. Сети цифрового интерактивного кабельного телевидения Санкт-Петербурга // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. - 2002. - № 2. -С. 44-48.

51. Концепция развития информационно-телекоммуникационной инфраструктуры интерактивных многофункциональных сетей в России // Электросвязь. - 2000. -№7.-С. 11-13.

52. Зайцев Е. Pinnacle Systems в Интернет-вещании // 625. Телевизионный информационно-технический журнал. - 2001. - № 6. - С. 24-26.

53. Полунин А. Телевидение по сети // Журнал сетевых решений / LAN. - 2001. -Октябрь. - С. 98-102.

54. Иткис Г.Е., Зубко В.Г. Internet - современная среда вещания // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. - 2000. - № 4. - С. 68-71.

55. Василевский Ю.А. Виртуальное вещание по Интернету // Техника кино и телевидение. - 2001 .-№ 5. - С. 8-12.

56. Антонов А.В. Компьютер, видео и телевидение: некоторые аспекты взаимоотношений // Техника кино и телевидения. - 1999. - № 8. - С. 65-67.

57. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. - М.: Радио и связь, 1989. -608 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 3

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. ПРИНЦИПЫ РАДИОСВЯЗИ.. 9

1.1. Общие схемы организации радиосвязи. 9

1.2. Распространение радиоволн в земных условиях. 12

1.3. Антенно-фидерные устройства. 25

2. РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА.. 43

2.1. Основные функциональные узлы радиопередатчика. 43

2.2. Технические показатели радиопередатчика. 45

2.3. Особенности усилителей мощности радиопередающих устройств. 47

2.4. Генерирование высокочастотных колебаний. 51

2.5. Принципы стабилизации частоты.. 56

3. РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА.. 61

3.1. Назначение и виды радиоприемных устройств. 61

3.2. Основные показатели радиоприемных устройств. 63

3.3. Структурные схемы радиоприемников. 67

4. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ.. 72

4.1. Основные характеристики зрительного анализатора. 72

4.2. Особенности восприятия цвета. 77

4.3. Параметры воспроизводимых телевизионных изображений. 82

5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ 86

5.1. Особенности телевизионной развертки. 86

5.2. Обобщенная структурная схема телевизионной системы.. 89

6. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА.. 91

6.1. Общие сведения о телевизионном сигнале. 91

6.2. Способы обработки телевизионного сигнала. 98

6.3. Цифровое кодирование телевизионного сигнала. 110

6.4. Практическое использование видеокомпрессии в телевидении. 119

7. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ АППАРАТУРЫ... 142

7.1. Обобщенные структурные схемы телецентров. 142

7.2. Устройства преобразования изображений в электрические сигналы.. 147

7.3. Телевизионные передающие камеры.. 159

7.4. Телевизионные преобразователи электрических сигналов в оптическое изображение 164

8. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ... 178

8.1. Принципы передачи сигналов вещательного телевидения по радиоканалу. 178

8.2. Вещательные системы цветного телевидения. 181

8.3. Способы модуляции, используемые в цифровом телевидении. 188

8.4. Стандарты цифрового наземного телевизионного вещания. 198

8.5. Конструктивные особенности современных телевизионных приемников. 221

9. СЕТИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ.. 231

9.1. Структура передающей сети телевизионного вещания. 231

9.2. Планирование передающей телевизионной сети. 233

9.3. Передача телевизионных сигналов по спутниковым линиям связи. 238

9.4. Особенности передачи аналоговых телевизионных . сигналов по радиорелейным линиям 254

9.5. Системы кабельного телевидения. 258

9.6.Сотовые системы телевидения. 271

9.7. Принципы организации звукового и телевизионного вещания в сети Интернет. 275

9.8. Контроль и измерения в телевизионных системах передачи. 280

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 296

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.. 298

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 303

Вышли в свет и имеются в продаже:

Быков Р. Е. Основы телевидения и видеотехники: Учебник для вузов. -М: Горячая линия-Телеком, 2006. - 399 с: ил., ISBN 5-93517-262-3.

Изложены теоретические основы телевидения и видеотехники, рассмотрены физические процессы формирования оптических изображений и преобразования их в сигналы, основы телевизионной передачи и воспроизведения изображений, магнитной и оптической видеозаписи, методы цифровой обработки, кодирования и анализа изображений. Особое внимание уделено проблемам сжатия цифровых сигналов изображения, дискретным фотоэлектрическим преобразователям и устройствам воспроизведения изображений матричного типа.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Радиотехника)» направления подготовки дипломированных специалистов «Радиотехника», будет полезен аспирантам, научным работникам и инженерам, работающим в области телевидения, видеотехники и цифровой обработки изображений.

Пескин А. Е., Труфанов В. Ф. Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы: Справочник. - М.: Горячая линия-Телеком, 2004. -308 с.: ил., ISBN 5-93517-179-1.

Приведены подробные сведения о мировом вещательном телевидении: цифровом, аналоговом черно-белого и цветного изображений, спутниковом (аналоговом и цифровом) и кабельном (аналоговом и цифровом).

Показаны этапы развития мирового вещательного телевидения и концепция построения многостандартных телевизионных приемников.

Пособие рассчитано на технический персонал, занятый внедрением и эксплуатацией, телевизионных систем, студентов соответствующих специальностей вузов и средних специальных учебных заведений, а также квалифицированных радиолюбителей.