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
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.