Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

181

вой рекомендации по обобщенному тракту и управлению аппаратурой

для постобработки содержания программ [4.268], предыдущий вариант

которой [4.254] относился к применениям цифрового кинематографа

(D-cinema). В новой версии проекта приводится цифровой эталонный

тракт системы LSDI с блоками формирования цифровых сигналов

изображения и звука, постпроизводства, окончательной компоновки

программы в целях реализации творческого замысла режиссера, коди-

рования, мультиплексирования, модуляции и распределения сигна-

лов, а также отображения содержания программы на большом экране

(рис. 4.11). Изложены также указания по оптимальному построению

блоков тракта для обеспечения высокого качества изображения и зву-

ка при формировании и отображении программ LSDI.

Собрание ЦГ 6 / 9 в сентябре 2003 года определило направления ис-

следований в области подготовки проекта новой рекомендации по рас-

ширяемой иерархии систем LSDI [4.296], предусматривающие изуче-

ние возможности применения в данных системах форматов разложения

изображения с разрешающей способностью, более высокой, чем регла-

ментируемая существующими рекомендациями МСЭ-Р, например, фор-

матов 3840 х 2160 и 7680 х 4320 пикселей. В рамках этих направлений

были разработаны предложения по параметрам систем для различных

областей применения [4.297], проекты новых рекомендаций по цифро-

вому сжатию сигналов LSDI [4.298, 4.299], по характеристикам средств

для демонстрации программ LSDI в театральных залах [4.300, 4.301],

по отображению программ, сформированных с использованием циф-

ровых форматов изображения в соответствии с Рекомендацией ВТ.601

[4.302, 4.303], и по методам измерений параметров изображения при

демонстрации программ в театральных залах [4.304]. Подготовлен так-

же отчет об LSDI технологиях, используемых в передающих камерах,

проекционных устройствах отображения, при цифровом кодировании

со сжатием, распределении и передаче сигналов [4.305].

В апреле — мае 2004 г. группа ЦГ 6 / 9 подготовила:

проект Рекомендации ВТ.1686 по методам измерения параметров

отображения программ LSDI в театральных залах [4.310];

проект Рекомендации ВТ.1687 по цифровому сжатию сигналов про-

грамм LSDI, предназначенных для демонстрации в театральных за-

лах [4.311];

проект Рекомендации ВТ.1689 по отображению программ, сфор-

мированных в соответствии с Рекомендацией ВТ.601, на экранах

для систем LSDI [4.312];

•

4.5. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ БОЛЬШИХ ЭКРАНОВ

182

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

проект Рекомендации ВТ.1690 по характеристикам аппаратуры

для демонстрации программ LSDI в театральных залах [4.313].

Новые важные результаты исследований систем LSDI были рас-

смотрены на собрании ЦГ 6 / 9 в октябре 2005 г. Администрация Ита-

лии представила вклад [4.366], в котором предлагается дополнить

Рекомендацию МСЭ-Р ВТ.1687 «Сокращение скорости видеоданных

при распределении программ цифровых систем с большими экранами

в реальном масштабе времени для демонстрации в театральных залах»

сведениями о стандарте кодирования MPEG-4 / AVC, обеспечивающем

примерно вдвое большее цифровое сжатие видеоданных по сравнению

со стандартом MPEG-2, и его применении при транспортировке сигналов

программ LSDI. Рекомендуется использовать параметры уровней 4 и 4.2

стандарта MPEG-4 / AVC для передачи сигналов семейства систем ТВЧ

по Рекомендации ВТ.709-5 (Часть 2) с прогрессивным и чересстрочным

форматами разложения изображения 1920 х 1080. Показано, что пере-

дача этих сигналов с качеством каналов подачи возможна со скоростью

9-15 Мбит / с и с качеством каналов распределения — со скоростью 7-12

Мбит / с. Для излучения сигналов предлагается использовать скорости

18-20 Мбит / с (система 1920 х 1080 х 60 / 50р) и 8-10 Мбит / с (система

1920 х 1080 х 24 / 25р). На основе [4.366] ЦГ 6 / 9 разработала предло-

жения по пересмотру Рекомендации ВТ.1687 [4.367].

Был рассмотрен также предварительный проект Отчета МСЭ-Р по сис-

темам LSDI, разработанный специальным докладчиком по этой тематике

[4.368]. Отчет состоит из двух частей, в первой из которых описываются

технологии, используемые в передающих ТВ камерах систем, при ко-

дировании, записи и распределении сигналов программ LSDI, в аппа-

ратуре многоканального звукового сопровождения, и рассматриваются

основные принципы построения театров для демонстрации программ.

Вторая часть Отчета содержит обзор применений систем LSDI в странах

Америки, Азии и Европы. На основе вклада 6-9 / 107 ЦГ 6 / 9 подготови-

ла проект нового Отчета МСЭ-Р по системам LSDI [4.369].

Администрация Японии предложила дополнить приведенный в [4.370]

предварительный проект новой рекомендации по параметрам иерархи-

ческого семейства систем с большими экранами (форматы разложения

изображения 3840 х 2160 и 7680 х 4320) сведениями о спутниковых РСС

системах диапазона 21 ГГц, рассматриваемых в качестве одного из ва-

риантов средств доставки сигналов LSDI [4.371]. В этих предложениях

указывается, что при использовании цифрового сжатия по стандарту

MPEG-4 передачу сигналов можно осуществлять со скоростью менее

•

183

70 Мбит / с (формат 3840 х 2160) и 200 Мбит / с (формат 7680 х 4320).

Приводится пример спутниковой системы, позволяющей передавать сиг-

налы LSDI в полосе частот 21,4-22,0 ГГц со скоростью 200-268 Мбит / с.

На основе [4.371] был подготовлен проект новой рекомендации, пред-

ставленный на рассмотрение 6 ИК [4.372].

Администрация Японии представила также вклад [4.373], в котором

рассматривается соответствие требований к углу наблюдения, разреша-

ющей способности и другим характеристикам иерархического семейс-

тва систем LSDI для театральных залов рекомендациям МСЭ-Р, раз-

работанным ЦГ 6 / 9. Предлагается продолжить изучение применений

этого семейства и учитывать результаты исследований при разработке

Отчета и рекомендаций на семейство систем LSDI.

Демонстрация 14 сентября 2004 года в Амстердаме на выставке IBC-

2004 цифрового кино с разрешением 4090 х 2160 (4К) в зале на 1700

мест на экране вошла в историю, принеся долгожданное судьбоносное

решение: цифровое кино превзошло кинопленочное [4.374]. Это озна-

чает, что цифровое кино теперь доступно для показа в крупных залах,

что сыграет решающую экономическую роль для кинопроката. Теперь

цифровое кино завоевало право на широкое внедрение.

4.6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Процесс разработки рекомендаций по системам ТВЧ и их применени-

ям отражен во вкладах, отчетах о собраниях групп и других документах

МККР и МСЭ-Р, основные из которых приведены в [4.1-4.11, 4.14-4.16,

4.23-4.187, 4.189-4.274, 4.276-4.279, 4.281-4.284, 4.286-4.289, 4.293-4.313,

4.331-4.373, 4.375, 4.380-4.385, 4.387-4.389]. Вопросы международной

стандартизации в этой области рассматриваются также в [4.19, 4.188,

4.275, 4.280, 4.285, 4.290-4.292, 4.314-4.330, 4.374, 4.376-4.379, 4.386].

В настоящее время существуют следующие основные Рекомендации

МСЭ-Р в данной области:

1. ВО.788 «Скорость кодирования для излучений с виртуально прозрач-

ным студийным качеством ТВЧ в спутниковой службе вещания».

В целях обеспечения виртуально прозрачного качества изобра-

жения ТВЧ, аналогичного обеспечиваемому в студии, рекоменду-

ется использовать при спутниковой передаче сигналов цифровое

сжатие видеосигнала, позволяющее получить поток видеоданных

около 110 Мбит / с. Отмечается, что для передачи звука, синхросиг-

налов и различной дополнительной информации требуется цифро-

4.6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

184

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

вой поток 10-30 Мбит / с. Рассматриваются рекомендуемые методы

цифрового сжатия сигнала изображения ТВЧ, искажения изобра-

жения, обусловленные цифровым сжатием сигнала, и методология

субъективной оценки качества изображения при различной степени

сжатия сигнала.

2. ВR.1220 «Требования к производству, записи и представлению программ

ТВЧ, предназначенных для применения в «цифровом кинематографе».

Приводятся общие сведения об отображении программ цифрового

кинематографа. Излагаются требования к освещенности экрана и де-

монстрации изображений ТВЧ в кинотеатре.

3. ВR.1375 «Запись телевидения высокой четкости (ТВЧ)».

Указывается, что при формировании и производстве программ

ТВЧ, а также при консервации программ для международного обмена

ими предпочтительно использовать цифровую видеозапись сигналов.

Рекомендуется применять общий формат изображения 1080 х 1920

по Рекомендации МСЭ-Р ВТ.709 (Часть 2) при видеозаписи программ

и использовать форматы, приведенные в Части 1 Рекомендации, при

их архивировании. Отмечается, что программы ТВЧ, предназначенные

для сложной постобработки, следует записывать в цифровом формате

без компрессии сигналов, а программы для ограниченной постобработки

или без ее применения — в формате с небольшой компрессией.

4. ВR.1442 «Требования пользователя к кассетным ТВЧ магнитофонам».

Указывается, что при международном обмене программами ТВ ве-

щания необходимо применять унифицированный формат видеозаписи

сигналов ТВЧ и цифровые магнитофоны с возможностью переключе-

ния частоты кадров записываемого видеосигнала в соответствии с ТВ

стандартами, используемыми в различных странах. Регламентируются

требования к кодированию сигналов ТВЧ при студийной видеозаписи,

предусматривающие возможность взаимодействия с другими примене-

ниями производства и передачи программ с минимальным снижением

качества изображения и звука. Рекомендуется обеспечивать возмож-

ность минимизации снижения качества при редактировании (монтаже)

записанных сигналов.

5. ВТ.709 «Значения параметров стандартов ТВЧ для производства

и международного обмена программами».

185

В части I Рекомендации регламентируются характеристики опто-

электронного преобразования сигнала изображения ТВЧ формата 16:9

в системах стандартов 1125 / 60 / 2:1 и 1250 / 50 / 2:1, параметры разло-

жения и колориметрические характеристики изображения, аналоговое

и цифровое представление видеосигнала. Часть II посвящена параметрам

цифровых систем ТВЧ с использованием общего формата изображения

и пикселей квадратной формы.

6. ВТ.710 «Методы субъективной оценки качества изображения в теле-

видении высокой четкости».

Рекомендуется осуществлять общую субъективную оценку изоб-

ражений в системах ТВЧ в соответствии с методологией по Рекомен-

дации МСЭ-Р ВТ.500 с использованием метода с двумя стимулами

и непрерывной шкалой качества и эталонного изображения студий-

ного качества. При этом характеристики искажений изображений

следует оценивать с применением метода с двумя стимулами и шка-

лой ухудшений и эталонного неискаженного изображения. В слу-

чаях передачи сигналов изображения стандартного телевидения

с помощью систем ТВЧ рекомендуется субъективно оценивать изоб-

ражения с использованием методов, изложенных в Рекомендациях

МСЭ-Р ВТ.1128 и ВТ.1129.

7. ВТ.1120 «Цифровые интерфейсы для студийных сигналов ТВЧ».

Регламентируются электрические и механические параметры сту-

дийного интерфейса для сигнала ТВЧ в цифровом представлении по Ре-

комендации ВТ.709 (Часть I). Приводится структура цифрового видео-

сигнала в последовательном и параллельном интерфейсах.

8. ВТ.1121 «Требования пользователя к передаче цифровых сигналов

ТВЧ по сетям подачи и первичного распределения».

Излагаются функциональные требования пользователя к видеокодекам

для сетей подачи и первичного распределения цифровых сигналов ТВЧ.

9. ВТ.1122 «Требования пользователя к системам излучения и вторич-

ного распределения сигналов стандартного телевидения, ТВЧ и к ие-

рархическим схемам кодирования».

Излагаются функциональные требования пользователя к системам

излучения и вторичного распределения сигналов систем стандартного

телевидения, ТВЧ и других систем иерархического ТВ семейства.

4.6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

186

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

10. ВТ.1199 «Применение цифрового сжатия в условиях студии ТВЧ».

При кодировании видеосигнала с цифровым сжатием в студии

ТВЧ рекомендуется использовать небольшие значения коэффициента

сжатия (по мнению некоторых экспертов порядка 2-3), обеспечива-

ющие виртуально прозрачное, т. е. воспринимаемое без искажений

субъективное качество неподвижных и подвижных изображений.

Рекомендуется сохранять это качество и в случае многократного пов-

торения цифрового сжатия, в частности, при студийной видеозаписи

сигналов ТВЧ.

11. ВТ.1201 «Изображения со сверхвысокой четкостью».

Указывается, что пространственная и временная разрешающая спо-

собность изображений со сверхвысокой четкостью и их формат должны

варьироваться в зависимости от области применения. Приводятся зна-

чения числа строк и количества пикселей в строке для четырех иерар-

хических уровней систем данного типа, нижний из которых соответс-

твует системам ТВЧ. Отмечается необходимость применения единых

колориметрических характеристик изображения при использовании

различных его форматов.

12. ВТ.1203 «Требования пользователя к обобщенному кодированию

со сжатием цифровых ТВ сигналов (стандартное телевидение, теле-

видение повышенного качества и ТВЧ) для телевизионной системы

от «начала до конца»».

Изложены функциональные и эксплуатационные требования к ко-

декам цифровых сигналов стандартного телевидения, телевидения

повышенного качества и ТВЧ, к форматам разложения изображения

и форматам цифровых видеосигналов, рекомендуемым для применения

при кодировании этих сигналов с цифровым сжатием.

13. ВТ.1205 «Требования пользователя к качеству сигналов стандарт-

ного телевидения и ТВЧ в основной полосе частот, передаваемых средс-

твами цифровой спутниковой видеожурналистики».

Указывается необходимость коммутации вида сигналов стандар-

тного телевидения и ТВЧ, передаваемых с использованием средств

цифровой спутниковой видеожурналистики, при многократных

прерываниях передачи. Отмечается возможность снижения ка-

чества изображения при коммутации вида сигнала. Приводятся

требования пользователя к качеству изображения и звукового

187

сопровождения, времени восстановления работоспособности сис-

темы после прерывания передачи и к допустимой задержке звука

относительно изображения. Излагаются эксплуатационные тре-

бования к форматам входных цифровых сигналов и приемлемым

искажениям качества изображения при последовательном вклю-

чении двух кодеков.

14. ВТ.1360 «Характеристики формирования кадров изображений вы-

сокой четкости».

Рекомендуется использовать при формировании кадров изображе-

ния ТВЧ формат 16: 9, 1920 пикселей в активной части строки и 1080

строк в активной части кадра. Приводятся сведения о колориметричес-

ких характеристиках изображения.

15. ВТ.1543 «Формат 1280 х 720, 16 х 9 с прогрессивной разверткой

изображения для производства и международного обмена программа-

ми при частоте 60 Гц».

Приводятся параметры прогрессивного разложения изображения,

содержащего в кадре 1280 пикселей по горизонтали и 720 пикселей

по вертикали, с форматом кадра 16:9 и частотой кадров 60 Гц, реко-

мендуемого для применения при производстве программ ТВ вещания.

Изложены сведения об оптоэлектронном преобразовании, характерис-

тиках и параметрах изображения, формате, аналоговом и цифровом

представлении видеосигнала.

16. ВТ.1620 «Структура потока звуковых данных, данных и компрес-

сированных видеоданных на основе стандарта DV для скорости пере-

дачи 100 Мбит / с».

Рекомендуется использовать в профессиональном производстве

и постпроизводстве программ цифрового ТВ вещания структуру данных

в соответствии со стандартом SMPTE 370M-2002 «Структура потока

звуковых данных, данных и компрессированных видеоданных на ос-

нове стандарта DV при скорости передачи 100 Мбит / с для систем с че-

ресстрочным разложением на 1080 строк / 60 полей, на 1080 строк / 50

полей и с прогрессивным разложением на 720 строк / 60 кадров». Стан-

дарт относится к цифровым ТВ системам с чересстрочным разложением

изображения на 1080 строк / 59, 94 полей, на 1080 строк / 50 полей (фор-

мат разложения 1920 х 1080) и с прогрессивным разложением на 720

строк / 59, 94 кадров (формат разложения 1280 х 720).

4.6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

188

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

17. ВТ.1662 «Обобщенный эталонный тракт и управление аппаратурой

для постобработки содержания программы в применениях цифровых

систем для больших экранов».

Рассматривается структура эталонного тракта для постобработ-

ки сигналов цифровых систем для больших экранов. Приводятся

указания по минимизации искажений сигналов и качества изоб-

ражения и звука в различных элементах тракта в процессе пос-

тобработки.

18. ВТ.1664 «Представление изображений с различными форматами

в применениях для цифровых больших экранов с использованием

растра 16:9».

Указывается, что при демонстрации на большом экране с форматом

16:9 изображений меньшего формата необходимо сохранять геометрию

растра исходного изображения в целях обеспечения возможности даль-

нейшего использования этого изображения. Неиспользуемые участки

экрана могут быть затемнены и представляются в виде черных полос

вдоль вертикальных границ этого экрана.

19. ВТ.1665 «Указания по цветовому кодированию и пространственному

разрешению дисплеев цифровых систем для больших экранов».

При разработке и оценке методов цветового кодирования и пространс-

твенного разрешения для цифровых дисплеев изображений высокого

качества в театрах рекомендуется учитывать чувствительность зрения

к искажениям изображения, способы маскирования этих искажений

и существующую технологию дисплеев.

20. ВТ.1666 «Требования пользователя к применениям цифровых сис-

тем для больших экранов, предназначенным для отображения в усло-

виях театра».

Регламентируются требования пользователя к цифровым сис-

темам для демонстрации изображений стандартного телевидения

и ТВЧ на больших экранах в условиях театра. Указывается необ-

ходимость обеспечения различных уровней субъективного качес-

тва изображения и звука в зависимости от вида демонстрируемой

программы (спорт, театральный спектакль и др.). Отмечается,

что параметры систем, методы доставки, опознавания и шифро-

вания сигналов должны основываться на открытых технических

стандартах.

189

21. ВТ.1680 «Видеоформат в основной полосе частот для распределения

приложений цифровых систем с большими экранами, предназначенных

для применения в театральных залах».

Рекомендуется считать членами иерархического семейства форматов

изображений программ систем LSDI, предназначенных для демонстрации

в театральных залах, видеоформаты по Рекомендациям МСЭ-Р ВТ.709

и ВТ.1543. Указывается, что разрешающая способность и параметры

разложения изображения в этих форматах, предполагаемых для раз-

личных применений LSDI, должны иметь иерархическое соотношение

с характеристиками форматов, регламентированных существующими

Рекомендациями.

22. ВТ.1686 «Методы измерения параметров отображения изображения

при демонстрации программ цифровых систем для больших экранов

в театральных залах».

При измерении параметров LSDI проекторов для театральных залов

рекомендуется использовать методы, регламентированные стандарта-

ми IEC и рекомендациями МСЭ-Р. Приводятся спецификация типового

проектора и методика его настройки.

23. ВТ.1687 «Сокращение скорости битов при распределении программ

цифровых систем с большими экранами в реальном масштабе времени

для демонстрации в театральных залах».

При демонстрации программ LSDI в театральных залах рекоменду-

ется использовать цифровой видеосигнал, сформированный в соответс-

твии с Рекомендацией ВТ.1680 МСЭ-Р. Отмечается необходимость циф-

рового сжатия сигнала на основе межкадрового кодирования данных

при распределении программ в реальном масштабе времени и на базе

внутрикадрового кодирования при монтаже программы или вставке

местных программ.

24. ВТ.1689 «Руководство по представлению программ цифровых сис-

тем с большими экранами, сформированных в видеоформатах в соот-

ветствии с Рекомендацией ВТ.601 МСЭ-Р».

Для представления программ LSDI рекомендуется использовать

в случае необходимости цифровые форматы видеосигнала, приведен-

ные в части А Рекомендации ВТ.601. При этом аппаратура должна быть

адаптивна как к стандартным форматам LSDI, так и к форматам по Ре-

комендации ВТ.601. Приведены требования, выполнение которых при

4.6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

190

ГЛАВА 4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ТВЧ И ИХ ПРИМЕНЕНИЙ

производстве, постпроизводстве, доставке и демонстрации программ

позволяет устранить искажения LSDI изображений.

25. ВТ.1690 «Характеристики аппаратуры, предназначенной для де-

монстрации программ цифровых систем с большими экранами в теат-

ральных залах».

Приведены характеристики проекционной аппаратуры для демонс-

трации программ LSDI в театральных залах. Отмечается, что эти ха-

рактеристики могут варьироваться в зависимости от местных условий,

требований зрителей и других факторов.

26. ВТ.1727 «Наземная и спутниковая доставка программного матери-

ала в пункты расположения систем LSDI».

При доставке программ в пункты расположения систем LSDI реко-

мендуется применять кодирование источников сигналов изображения

согласно Рекомендации ВТ.1687, системы наземного цифрового веща-

ния, стандартизованные в Рекомендации ВТ.1306-1, и системы спут-

никового цифрового вещания по Рекомендации ВО.1516.

Вопросы внедрения ТВЧ в нашей стране рассматривались в [4.314,

4.291, 4.292, 4.327 и др. ]. Сейчас ставить вопрос о широком повсемест-

ном внедрении ТВЧ в России, по-видимому, преждевременно из-за боль-

ших расходов, связанных с созданием программ, и высокой стоимости

телевизоров. Однако благоприятные условия настанут и к ним следует

готовиться заранее, тем более, что уже одна программа цифрового ТВЧ

может передаваться в одном стандартном радиоканале. Целесообраз-

но создавать ряд опытных участков и зон ТВЧ [4.314]. При разработке

концепции внедрения цифрового вещания следует учитывать наши спе-

цифические особенности и стимулы, которые позволяют предложить

ряд направлений, ускоряющих принятие в России мирового стандарта

ТВЧ. К этим направлениям можно отнести [4.314]:

международный спрос (США, Япония, Канада, Австралия) на про-

граммы ТВЧ для вещания и киносетей. Выдающийся культурный

и информационный потенциал России, который может быть моби-

лизован на эти цели, указывает на целесообразность создания у нас

в короткие сроки сначала небольшого объема комплексов техничес-

ких средств для создания и записи программ в формате ТВЧ, в том

числе, и на выгодный экспорт;

создание передвижных станций ТВЧ для работы на ходу в междуна-

родной сети спутникового сбора новостей (SNG) и других актуаль-

•