Карякин В.Л. Цифровое телевидение (2-е издание, 2013) (2) (Карякин В.Л. Цифровое телевидение (2-е издание, 2013)), страница 11

Караяна. — йй СОЛОН-Пресс 47 /Тротила празртгь (ЗР-Бгтр!е Рта!е), пе поддерживающий двунаправленное предсказание и Е-казарм, предназначался первоначально лля массовых применений при обработке компьютерных изображений и в других приложениях, не требующих высоко~о ка |сства изображения, однако стоимость микросхем, разработанных для Ос|зов|гого ззро(6|зля, оказалась так низка, что разработка снецнаньиых изделий для Простого профиля была признана нецелесообразной. Он прнмеияепт лишь в простейших ерсграммныл МРЕСз-га/1/грпк Масиппабпругтие про|/згтгг пока и|ирако нс используются, хотя в некоторых приложениях дяя них просматриваются возмозкные области применения (например, а наземном цифровом вещании). Щсштабпйтаюс//31~ называют способность кодека (кодера и декодера) формировать и обрабатывать упорядоченный набор из нескольких шн8ровых потоков.

Минимально необходимый набор потоков называется (ццодм.зг агл/дгь и' т тю Базой спзй|2 передаст сигнал пониженного качества с более высоким отношением сигнал/шум, ияи сигнал с поншкснным пространственным разрешением, ко|орый может принкматься декодером низкого профиля. Глава 1. Общие принц»пм построения систем ц»фри»ого телевидения Ф» » которую, кодеры более высокого профиля восстанавливают улучшенноед изображение.

Синтаксис МРЕ< 2 полдерживает два слоя масштабирования в кткдом из двух профилей: в профиле с л<асл<табироваииси ио отнои<елию сигг>ал-<иут ' < н в профиле с иростраиетвеиньии матитабироааниеы. При использовании профиля с»истт и ла»ие ио от«ои си икнач~д~и <о<»В — В/биа/-/о — /</оЬе Иафо) в базовом слое передаются грубо квантованиые коэффиииенты ДКП. Онн передаются с низкой скоростью, что несколько повышает шумы квантования, но улучшает помехоустойчивосп. Профиль с» ост а < >л«е«лы и и и>то и а > <Брала/ Зса/аб/а Рго/)/е) введен в стандарт для обеспечения доступа декодерам ста>шартной четкости к про<рва<мам телом<денна высокой четкости /ТВЧ) Привткой к ТВЧ обътняетса довольно болыиая скорость цифрового потока, предусмотренная в этом Профиле.

В базовом слое такой системы передастся после п)юрсживаиия ннформашт, соответствующая стандартному разрешению, а в улучшающем слое — дополнительные отсчеты, сирия>,зровацные в базовом слое. Профиль «Высокий», предусматривающий все инструменты нижних профилей, в настояшео время пока ис использушся по нескольким причинам, в том числе, по-виднмому, из-за отсутствия инте<рв<ьиьт микросхем с достаточными ресурс»ми производительности. Несколько особняком, вне иерархии, стоит профиль «Профеесиоиизьиый 4<2>2». предии шаченпый дяя обеспечения совместимости с цифровым сгуднйным оборудои»пнем видеопроизводства.

В агом формате )забота<от. например, перевозимые комплекты цифровых систем сбора новостей, передавшие сигнал через спутники для послелуюшсй записи и монтажа. Профиль «4>2<2» должен обеспечивать качество <изобрпкенля, сравнимое с цифровой видеозаписью формата 271, и возможность многокрапюто МРРб кодирования-деколнрования сигнала. В! — формаг цифровой видеозаписи компонентного ею»юла «4>2<2» с разрялпостью 3 бит/отсчет. Его основными свойсгввмн являются: - структура лнскретизации «4>2:2» (в Основн<>и профиле «4<2<0»); - увеличенное чис>ю строк — 608, в отличие от 57Е; - аозможи<ють работы с повышенными скоростями до 50 Мбит/с вместо ) 5 Мбит/с, обеспечиваемым Основным профилем.

Последнее свойство сая:шно с более короткими группами вндеотшров, используемыми при вилеомонппкс Высоюгй уровень этого профиля позволит расширить область испольювання МРЕС-2 ирн подготовке ТВ<! программ. Цифровое <е»е««денис/ В.Л. Карякин. — Ь<: СОЛОИ-Пресс Глава!. Общие принципы построении систем цифрового телевиления 1.4.4 Алгорнты обработкн ауднодвнньзх Н МРЕС 2 в части кодирования звука так х'е, как и в МРЕС-1 и иоаьзуется трехуровневая система. Разяичзш между стандартами начинаются при переходе от двухканального звука, принятого за основу в а/Р/ Сь-1, к многоканальному звуку, поддерживаемому в МРЕС2 МРЕС-2 полдеркиввет различные режимм передачи многокаиа.ного звука.

в том числе семиканальный формат, применяемый в ыпкьтсатрах с широким экраном. 1)дыой нз разновидностей многоканального звука ятшезся многолзычное и укоаое сопровояоьение. Оно может осушествляться либо передачей ь аи/ьиого цифрового потока для каждого языка, либо добавлением нескольких (до семи) языковых каналов со скоростью 64 кбит/с к чньч оканальному потоку 384 кбит/с. Ллгоритм работы кодера в формате МРЕС-2 следуюпьий. В кодере МРЕС-2 сначала с помощью матрицы формируются ьомбинированный двухканальный сиптл, совместимый со стерсосипнлом МРЕС-1. и набор вспомогазняьных сигналов.

не совместимых с иим и ь и ужашнх для восстановления многоканалыюго сигнала в декодере МРЕС-2. В результате лвухкапальиый стсреосипмл доступен декодеру МРЕС-1, а остальные аудиоканалы предназначены лля работы с дехолсром МРЕС-2. В дополнение к основному режиму с частотами дискретизации 32, 44,1 и 4К кГц в МРЕС-2 ввспен низкоскоростной режим, так называемый 2ЮЯ (2мьь Хииьрйлй Еи/е) с пониженными вдвое частозями дискретизации: 16, 22,05 и 24 ь /'и.

Этот режим применяется для передачи сигналов пониженного качества на очень низких скоростях, например, нри вешании по сети Интернет. Оказывается, что на скоростях порядка 64 кбит/с применение половинных тстот дискретизации повышаег субьекгивиое качество звучания речевого сигнала.

Дело а том, что связанное с этим отбрасывание высоких частот почти ис влияет нв качество речи, а высвобождающиеся ресурсы битов используются хедером для более точнои передачи нижней части звукового спек/ра. Поскольку число частоппах полос в тобом случае сохраняется равным 32, спектральное разреьнсние оказывается более высоким. Например, при частоте дискретизации 24 кГц ширина каждой из /ииюс сьютавляет 375 Гц вместо 750 Гц при 48 кГц. Система улучимиииго кодвриатшя тауни Одной из лучших современных систем сжатия звука признана система Л.ЛС (Аь/липее// Аиа%ю Сииуих — .

оае еис наиеиииая и т чи к и ил ть/ухи), стацяарта МРЕС-2. В отличие от других методов сжатия аулиоданных. принятых в МРЕС-2, система не обладаег свойсгволз обрап/ой совмеспьмости декодеры МРЕС-1 не могут деколировать сипмл ААС. По своей Цифровое телевндение/ ВЛ. Карахан.

— Ей СОЛОН-Пресс Глава 1. Общие припнппн построения систем ппфрового телевидения эффективности ААС вююе превосходит Уровень П и в 1,4 рвча Уровень 1П стандарта МРЕС-1. Высококачественное воспроизведение звука достигается уже прп скорости цифрового потока 96 кбнт/с. В стандарте поддерживается широкий набор параметров и возможностей: частоты дискретизации от 8 до 96 кГп„моно- и стереосигнэлм, трн профиля — Освоено» 6Ма1пй Упрощенный П.С вЂ” Еогь сотргекйу1, Масштабируемый (КУŠ— Ясп1аМе Яатрйал Матей Одновременно может поддерживаться до ! 6 аудиопрограмм. ААС использует все средств цифрового сжатия — полосное кодирование, неравномерное квантование, кодирование кодом Хаффманв, итерационные алгоритмы рвспрсвслеиив бисов, которые улучшаег мнор~ттм Уровня Н1 стандарта МРЕС-1 во многих дешлях. Кроме того, в алгоритме ААС применены новые эффективные средства кодирования для улучшения качества звучания на очень низких скоростях передачи данных.

Основные улучшения можно свести к следующим моментам: 1. Улучшеио разрешение по частоте благодаря использованию 1024 частотных полос по сравнению с 576 в алгоритме Уровня Ш. При этом короткие блоки имеют длину всего 256 отсчете, что обеспечивает эффективную обработку быстрмх изменений звукового сигнала. Переключение произволнтся по результатам анализа поведения входного сигнала во времени.

2. В Огиоелпн профиле применена оптимальная схема прслсказвння навел, обеспечивающая более высокую эффективность отработки изменений основного тона. 3. Применен улучшенный код Хвффмаиа, что лополнительно сокращает расход битов. Новым элементом по сравнению с Уровнем П! можно считать фувкцию управления шумэмн во временной области 1ЛУЮ вЂ” Тетрога1 кегле Юйар1лй7, позволяющую формировать огибающую шума во временной области по нредсказанию в чэстопюй области. Устройство осуществляет фнльтрашпо сигнала с выхода ДКЙ гибором из нескольких переквю*щемых фнвьтров и квантование полученных групп отсчетов. Коэффициенты квантования передаются в общем цифровом потоке декодеру, который перераспрсделаст огибающую шума в реконструнруемом сигнале с учетом спектрального распределения энергии сигнала.

Это полезно прн бмсгрых нзмвненпвх уровня звукового сигнала, когда кодер ие успевает переключить блок фильтров нэ обработку коротких блоков и возникают искажения. Еще одни новый механизм повышения эффективности кодирования звука — адаппшное предсказание текущего кадра по щэсдшсствующсму кадру, широко используемое в кодировании изображения. Оно чаще используется в технике кодирования речи и более эффективно прн низких скоростях потока. Цифровое ттлевилевве/ В.31. Кв1мквн. — Мй С0310Н-Пресс Глава !.

Общие принципы построения снсмм пнфрового теяевидепия В кодере Лййсшгп лрйс)игд отсутствует предсказание, режим ТЧБ ч раничен )2 коэффициентами. Более сложный тоби имй л использует лля анализа 4-полосный квадрвтурно-зеркальный фильтр, за «сгорим слелуст модифицированное ДКП с высокой разрешающей гшкобностью по частоте.

Модуль управления коэффициентом усиления на выходе фильтра позволяет независимо регулировать сигналы в каждой полосе хан иредотвршцення искажений. !.4.5 Ферыиреваиие потоков дпипьгх Стандарт МРЕС-2 предлагает две конструкции миогокомпонентного цифрового потока. П ониий олюк ПП почти совпадает с системным шп оком МРЕ6'-! (нссколько отличается формат) и используется для р:юиространения программного материала с лг)жиеююб гкорогтиыо цифрового шоока в среде без ошибок (запись па магнитные и оптические носители, передача по линиям на расстояние в сдинища метров и тд.).

Структурп про.Раимпсге потока включает пачки (раей) пакетов, г шеръмиие один наи несколько ЛЭЛ вЂ” Ла етп аггггмк хвемеюп пил Вптиккой (РЕЯ вЂ” Расйепйед Е!степ!агу Яггеат) и заголовок со ссылкой «а есй — 4 п~вь )(~. С20~. В потоке может быль до !6 видео и до 32 звуковых потоков, но всс они г ппаются компонентамн одной программы, так как имеют йби(й вй)йщ(ййю ((йаг (единый генератор тактовой частоты). а и тимй и ток Т представляет собой более высокий уровень орпшизации данных.