Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

131

вало разработки системы с улучшенным воспроизведением движения,

восприятием глубины и колориметрией, улучшенными по сравнению

с существующими 525- и 625-строчным стандартами вещательного те-

левидения. Подобная система должна была позволить получать изоб-

ражения на больших экранах с широким форматом кадра, создающим

у зрителя впечатление, что изображение находится «вокруг» него. Кроме

того, данная система должна была найти применение также в электрон-

ном кинопроизводстве, для создания спецэффектов в кино, и в других об-

ластях — полиграфии, компьютерной технике, обучении, медицине, при

организации видеоконференций и в научно-исследовательской работе.

Работа, проведенная в области студийных стандартов, показала,

что задача разработки рекомендаций для студийного производства

ТВЧ и международного обмена программами связана с определенны-

ми трудностями вследствие различных целей, которые ставятся перед

ТВЧ в разных странах. Имелись различия в подходах в отношении тех-

нологии, решаемых задач и совместимости. Стало ясно, что для ряда

администраций главными остаются службы наземного ТВЧ вещания.

Некоторые администрации проявили заинтересованность в использо-

вании ТВЧ для производства кинофильмов и их последующего распре-

деления через спутники. Другие администрации сделали основной ак-

цент на спутниковое вещание, но имели разные мнения относительно

времени внедрения и используемых частотных диапазонов.

Трудности в достижении международного соглашения в отношении

стандарта ТВЧ были вызваны в основном не только различным техничес-

ким уровнем и экономическими возможностями разных стран, а тем, какие

службы ТВЧ предполагается создавать и какие особенности имеют наци-

ональные планы внедрения. Поэтому было принято решение заслушать

на XVI Пленарной Ассамблее МККР (Дубровник, 1986 г.) отчет Председа-

теля 11-й ИК об итогах работ по ТВЧ и предложения о путях разработки

единых мировых стандартов в этой области (Приложение 52, фото 6).

В этом отчете [4.286] были представлены результаты изучения ТВЧ,

достигнутые к 1985 году. Уже в то время 11-я ИК признала необхо-

димость разработки единого мирового стандарта на систему ТВЧ, от-

личающуюся от существующих ТВ систем широким форматом кадра

и примерно вдвое большей разрешающей способностью по горизонта-

ли и вертикали. Было признано также, что в случае использования

цифровых методов значения параметров такой системы должны учи-

тывать параметры цифрового стандарта для студий, приведенного

в Рекомендации 601.

4.1. ПОДХОД К СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВЧ

132

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

В качестве основы единого стандарта Япония, США и Канада пред-

лагали систему с форматом разложения изображения 1125 / 60 / 2:1.

Однако некоторые администрации сомневались в возможности исполь-

зования данного формата в странах, применяющих ТВ системы с час-

тотой полей 50 Гц, и предлагали продолжить исследования с целью

уточнения параметров системы и продвижения к созданию единого

мирового стандарта ТВЧ.

Для рассмотрения предложений по проблеме ТВЧ, поступивших

на XVI Пленарную Ассамблею от 19 администраций и организаций,

и по разработке позиции Ассамблеи по изучению ТВЧ и мероприятий,

способствующих прогрессу в этой области, была создана специальная

группа (ad-hoc) во главе с Председателем 11-й ИК. Основные предложения

группы предусматривали значительное расширение спектра изучений

ТВЧ, в первую очередь, систем передачи и приема ТВЧ с помощью спут-

никовых и наземных средств, международного обмена программами.

Председатель Ассамблеи I. Stojanoviс (Югославия) поддержал и одобрил

предложенный Председателем 11-й ИК глобальный подход к изучению

ТВЧ как многофункциональной системы и необходимость гармониза-

ции с различными областями его применения (Приложение 45-4).

В связи с важностью изучений ТВЧ Ассамблея приняла решение

в виде исключения до XVII Пленарной Ассамблеи МККР провести экс-

траординарное собрание 11-й ИК по проблемам ТВЧ.

Первым шагом к подготовке этого собрания стала разработка стра-

тегии работы 11-й ИК в области ТВЧ и глобального подхода к нему,

учитывающего различные интересы в области вещания, большое чис-

ло возможных видов использования ТВЧ и необходимость гармониза-

ции вещательных и невещательных областей применения [4.8, 4.10].

Глобальный подход к ТВЧ впервые позволил рассмотреть эту проблему

в целом — от производства программ на телецентрах, передачу через

спутники и по наземным сетям до приема широкой публикой. Этот

подход также включал проблему многоцелевого использования ТВЧ.

Разработка глобального подхода к проблеме явилась радикальным и ос-

новным отличием от подхода, использованного в 1966 году, который

привел к неудаче в создании единой системы цветного телевидения.

Он не учитывал весь комплекс проблем, связанных с перспективами

внедрения цветного телевидения, и в первую очередь такие важные

проблемы, как видеозапись, международный обмен ТВ программа-

ми, спутниковое ТВ вещание, кабельное телевидение и многое другое.

В итоге не было найдено сбалансированного в международном масшта-

133

бе решения, что привело не только к нескольким стандартам цветного

телевидения, но и к несопряженности многих их параметров.

Председатель 11-й ИК отметил, что разрабатываемая система ТВЧ

обеспечит большой скачок в области качества вещательного телевиде-

ния и что она будет радикально отличаться от существовавшей на самых

первых этапах своего развития и далее: «Особое значение ТВЧ заключа-

ется в том, что впервые в истории телевидения зритель получит возмож-

ность наблюдать в домашней обстановке большие изображения почти

фотографического качества. ТВЧ окажет также существенное влияние

на телевидение и кино путем использования электронных технологий

формирования подвижных изображений, и оно найдет ряд применений

в полиграфии, медицине и многих других областях. Поэтому ТВЧ следует

рассматривать как многофункциональную систему, имеющую большой

потенциал» [4.7, 4.8].

Итак, телевидение высокой четкости с большим экраном стало це-

лью следующего этапа в развитии телевидения. Оно должно было лучше

выполнять функции, возложенные на используемые в настоящее время

системы цветного ТВ, а также его можно было бы широко использовать

и в других областях.

С целью консолидации международных усилий по созданию единого

стандарта ТВЧ с учетом его многофункциональности был подготовлен про-

ект нового отчета «Глобальный подход к ТВЧ» [4.251, Приложение 25].

К этому времени были предложены два варианта системы ТВЧ. Первое

предложение с проектом рекомендации по студийному стандарту ТВЧ

(1125 строк, 60 полей) поступило в МККР в 1985 году [4.279]. Основные

предложенные характеристики видеосигнала приведены в табл. 4.1.

ТАБЛИЦА 4.1. Основные характеристики видеосигналов,

базирующиеся на системе 1125 / 60.

№ Характеристика Значение

1 Число строк в кадре 1125

2 Число активных строк в кадре 1035

3 Коэффициент чересстрочности 2:1

4 Формат кадра 16:9

5 Частота полей, поле / с 60,00

6 Частота строк, Гц 33750

4.1. ПОДХОД К СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВЧ

134

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

Это предложение поддерживали Япония, США и Канада. Бельгия,

Франция, ФРГ, Италия, Нидерланды и Великобритания предложили про-

ект рекомендации по студийному стандарту ТВЧ (1250 строк, 50 полей)

с характеристиками видеосигнала, приведенными в табл. 4.2 [4.278].

ТАБЛИЦА 4.2. Основные характеристики видеосигналов,

базирующиеся на системе 1250 / 50.

№ Характеристика Значение

1 Число строк в кадре 1250

2 Число активных строк в кадре 1152

3 Коэффициент чересстрочности 1:1 (прогрессивная развертка)

4 Формат кадра 16:9

5 Частота полей, поле / с 50,00

6 Частота строк, Гц 62500

Как видно из этих таблиц, представленные проекты заметно

отличались.

Была разработана модель системы (рис. 4.1), базирующаяся на гло-

бальном подходе к ТВЧ, одобренном на XVI Пленарной Ассамблее МККР

(Дубровник, 1986 г.) (Приложение 25, [4.8, 4.208]). В этой модели цен-

тральным элементом является телевизионный центр ТВЧ, служащий

источником программ как для домашнего пользования, так и для меж-

дународного обмена. Так как большинство программ будет создаваться

в формате ТВЧ, было сделано предположение о возможности импорта

программного материала, подготовленного в других форматах, цифро-

вых и аналоговых.

Одной из основных целей производственного формата ТВЧ было

достижение качества, близкого к качеству изображений на 35-мм ки-

нопленке. Поэтому формат ТВЧ рассматривался как общий формат

для процесса преобразования видеоизображений высокого качества

в изображения на кинопленке и процесса преобразования киноизоб-

ражений в ТВ изображения при телекино.

Модель предусматривала передачу содержания программ пользо-

вателям, начиная с сигналов ТВЧ, формируемых на телевизионном

центре и поступающих затем в вещательную распределительную

1. Это цель стандарта. Начальное внедрение может основываться на системах, снижающих

требуемую полосу частот.

135

сеть. Учитывалось, что доставка программ потребителю может осу-

ществляться с использованием разных средств, таких как наземное

вещание в диапазонах ОВЧ и УВЧ, спутниковое вещание, службы ка-

бельного телевидения, запись и распределение программ на носителях

Рис. 4.1. Глобальная модель ТВЧ

4.1. ПОДХОД К СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВЧ

136

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

(видеолентах, видеодисках и др.). При этом выбор средства доставки

программ может отражаться на уровне их качества. В модели предус-

матривалась доставка сигнала ТВЧ в широкой полосе частот, узкопо-

лосного сигнала ТВЧ для передачи по существующим наземным и спут-

никовым каналам, сигнала ТВЧ, преобразованного в сигналы систем

с разложением на 525 и 625 строк.

Глобальная модель ТВЧ характеризовалась рядом особенностей:

телевизионные центры должны создавать не только ТВ програм-

мы, но и организовывать производство кинофильмов с доступным

качеством;

такие технологии, как спутниковое вещание, видеозапись, ка-

бельное телевидение, широкополосные оптоволоконные линии

и др. могут использоваться для подачи сигналов ТВЧ на различ-

ные виды дисплеев разным потребителям. Поэтому появилась ре-

альная необходимость гармонизации этих отличающихся систем

подачи программ ТВЧ;

вещательные интерфейсы являлись, по существу, новыми ключевы-

ми элементами на пути к возможному созданию унифицированно-

го стандарта для производства программ и международного обмена

программами.

Так как исследования по сжатию сигналов ТВЧ еще находились в на-

чальной фазе, необходимо было определить условия, обеспечивающие

удовлетворение требований высококачественного приема сигнала ТВЧ

в домашних условиях.

При моделировании предполагалось, что бытовой приемник ТВЧ

должен позволять воспроизводить информацию любой из служб с соот-

ветствующим уровнем качества. В модель были заложены такие функ-

ции обработки, как преобразование стандартов, удаление повторов,

фильтрация шума и др.

Также учитывалась возможность обеспечения преобразования ТВЧ

для существующих 525- и 625-строчных приемников.

Изучение этих вопросов базировалось на исходном японском

предложении [4.1] о необходимости соглашения по следующим ос-

новным принципам и определениям в целях полной реализации

службы ТВЧ:

пространственная разрешающая способность в вертикальном и го-

ризонтальном направлениях должна быть примерно в 2 раза выше,

чем в обычных телевизионных системах (в соответствии с Рекомен-

дацией 601 МККР);

•

137

должны учитываться возможные улучшения временной разрешаю-

щей способности, достигнутые в обычных телевизионных системах

(в соответствии с Рекомендацией 601 МККР);

должна обеспечиваться лучшая цветопередача по сравнению с обыч-

ными ТВ системами;

кадр должен быть больше вытянут по ширине (формат 16:9) по срав-

нению с обычными ТВ системами с форматом 4:3;

звуковое сопровождение должно быть многоканальным, с высоким

качеством воспроизведения.

Ведущиеся работы охватывали все аспекты ТВЧ — аналоговые

и цифровые системы: производство программ, передачу и излу-

чение сигналов наземной и спутниковой службами, транскодиро-

вание в обычные ТВ системы, а также обеспечение технического

взаимодействия с другими существующими и появляющимися

средствами. Учитывая важность служб передачи данных, было

предложено начать разработку систем, подобных телетексту,

для использования в ТВЧ [4.9]. Цель всех изучений — стандар-

тизация систем передачи дополнительной информации в интере-

сах населения, администраций связи, вещательных организаций

и промышленности.

Исследования в области гармонизации цифровых видео- и ау-

диосистем в 11-й ИК начались в 1986 году еще на этапе подготов-

ки к XVI Пленарной Ассамблее МККР в Дубровнике и основыва-

лись на изучении требований к различным службам и областей

электросвязи, в которых могут применяться цифровые методы,

и необходимости гармонизации вещательных и невещательных

применений. Невещательные применения включают производс-

тво кинофильмов, полиграфию, медицину, видеоконференции

и компьютерные изображения высокой четкости и др. После этой

Ассамблеи, учитывая необходимость сопряжения дополнитель-

ных применений ТВЧ, в исследовательский период 1986-1990 го-

дов была создана Временная рабочая группа ВРГ 11 / 9 по гармо-

низации стандартов ТВЧ с учетом требований IEC, ISO, МККТТ

и СМТТ под председательством R. Bedford (Великобритания)

[4.178]. Гармонизации придавалось важное значение в связи

с более быстрым развитием невещательных применений изобра-

жений высокой четкости по сравнению с вещательными приме-

нениями. Первое собрание группы состоялось в Токио в октябре

1990 года [4.290].

•

4.1. ПОДХОД К СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВЧ

138

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

Было решено координировать исследования с представителями про-

мышленности, науки и медицины, компьютерщиками, специалистами

в областях телекоммуникаций, полиграфии и другими невещательны-

ми пользователями ТВЧ.

Имея горький опыт многосистемности в цветном телевидении, на подго-

товительном собрании ВРГ 11 / 6 к экстраординарному собранию 11-й ИК,

состоявшемся в январе 1989 года, вновь были предприняты попытки про-

двинуться в создании единого международного стандарта ТВЧ. Несмотря

на отмеченные выше противоречия в подходах к этой проблеме, был сделан

важный шаг к международному единству — разработан первый проект

рекомендации, в котором удалось согласовать ряд важных параметров бу-

дущего единого стандарта (рис. 4.2). В частности был согласован формат

кадра 16:9 (это примерно 5,33:3) вместо 4:3 у нынешних систем, т. е. кадр

стал слегка растянутым, широкоэкранным, число элементов в активной

части строк — 1920, уровень сигналов первичных цветов и др.

В то же время не удалось согласовать число строк развертки — пред-

лагалось 1050, 1125, 1250, 1375.

Экстраординарное собрание 11-й ИК по ТВЧ (Женева, май 1989 г.)

в соответствии с глобальной моделью ТВЧ (рис. 4.1) охватило все ас-

пекты аналогового и цифрового ТВЧ — от формирования изображений

до их воспроизведения на дисплее, в том числе, производство программ,

передачу и излучение сигналов наземной и спутниковой службами,

транскодирование в сигналы обычных ТВ систем, а также обеспечение

технического взаимодействия с другими существующими и появляю-

щимися средствами. На заключительной фазе экстраординарного соб-

рания Председатель Рабочей группы Ех11А G. Waters (EBU) представил

отчет о работе группы, включая проект рекомендации с согласованны-

ми базовыми параметрами системы ТВЧ [4.389]. Основные результаты

экстраординарного собрания изложены в [4.289].

Собрание обсудило около 80 вкладов, включая вклад нашей стра-

ны с предложениями по системе ТВЧ с использованием рефлексной

модуляции [4.288], и наметило направления дальнейшей деятельнос-

ти в данной области с ориентацией на разработку единого мирового

стандарта. Впервые были разработаны и одобрены проекты Рекомен-

даций, посвященных базовым параметрам единого мирового студий-

ного стандарта системы ТВЧ, международному обмену программами

и оценке качества изображений ТВЧ. Эти проекты были подготовле-

ны для рассмотрения на XVII Пленарной Ассамблеи МККР (Дюссель-

дорф, май 1990 г.).

139

Рис. 4.2. Первая страница проекта первой Рекомендации по стандарту ТВЧ

4.1. ПОДХОД К СТАНДАРТИЗАЦИИ ТВЧ

140

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

Рис. 4.3. Изобретатель электронного телевидения В.К. Зворыкин