Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

471

из направлений деятельности группы, вошедшей в октябре 2005 года

вместе с РГ 6Р в состав новой РГ 6J (см. главу 1), относится к разра-

ботке стандартов на цифровые видеоархивы, ключевыми элементами

которых являются рассмотренные в главе 7 метаданные (структурное

и объектное описание содержания программ) и исследование приме-

нений архивов в ТВ производстве и постпроизводстве. В рамках этого

направления администрация Австралии предложила проект нового

Вопроса изучения метаданных для производства и постпроизводства

программ ТВ вещания, предусматривающего определение функций

метаданных, методов их форматирования, консервации и других ас-

пектов этой проблемы [9.73]. Координация исследований в РГ 6А, РГ

6Р и РГ 6R была начата со сбора сведений о документации Европейско-

го вещательного союза (EBU) по метаданным для производства и архи-

вирования программ вещания, которая может быть использована при

разработке международных стандартов [9.68]. Был предложен проект

нового Вопроса изучения [9.114], предусматривающего исследование

дополнительной информации в виде метаданных, вводимой в цифро-

вые сигналы записываемых и архивируемых программ ТВ и звуково-

го вещания, а также метаданных, используемых при международном

обмене вещательными программами.

Благодаря цифровым методам при производстве и архивировании

программ вещания появилась возможность перехода к «безленточной»

технологии, централизованной файловой архитектуре и новым методам

хранения и обмена информацией. Видеомагнитофоны заменяют серве-

рами и вместо физического перемещения материала от одного участка

производства к другому используют файловую передачу данных, обес-

печивающую практически мгновенный доступ к любым фрагментам

информации [9.117]. Исследования в этой области в 6-й ИК осущест-

вляются в рамках Вопроса изучения 112 / 6.

В последние несколько лет возникла необходимость применять при

производстве программ вещания и международном обмене программа-

ми цифровые форматы видеосигнала с различными числом пикселей

и частотой кадров, в том числе форматы с прогрессивным разложением

изображения. В связи с этим РГ 6Р разработала проект нового Вопроса

изучения, предусматривающего исследование наиболее эффективных

цифровых форматов изображения и возможности включения их специ-

фикаций в семейство рекомендаций МСЭ-Р по цифровому ТВ вещанию

с учетом Рекомендаций ВТ.601 «Студийные параметры кодирования

цифрового телевидения для стандартов форматов 4:3 и широкоэкран-

9.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

472

ГЛАВА 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

ного 16:9», ВТ.709 «Значения параметров стандартов ТВЧ для студий

и международного обмена программами» и ВТ.1358 «Студийные пара-

метры телевизионных систем с прогрессивной разверткой на 625 и 525

строк» [9.77].

Кроме того, по предложению администрации Японии [9.71] РГ

6R подготовила проект новой Рекомендации BR.1575 с указания-

ми по выбору форматов студийной цифровой видеозаписи сигналов

стандартного телевидения в соответствии с требованиями пользова-

теля к ТВ продукции по Рекомендациям МСЭ-Р BR.657, BR.1292,

BR.1356 и BR.1376 [9.87].

Учитывая широкое применение видеозаписи в разнообразных

областях телевидения, РГ 6R сформулировала основные требова-

ния к сжатию видеосигнала при производстве и постпроизводстве

программ стандартного телевидения на основе результатов испыта-

ний цифровых ТВ систем в Европейском вещательном союзе (EBU)

[9.70]. Эти испытания показали, что при коэффициенте сжатия

цифровых сигналов, кодируемых по стандарту MPEG-2, в пределах

от 11 до 15 в случае последующей простой постобработки программы

средняя субъективная оценка качества изображения соответствует

значению 12,5 по непрерывной шкале ухудшений с пределами от 0

до 100, когда лишь 50 % экспертов фиксируют весьма малые иска-

жения рассматриваемого сюжета. Аналогичная оценка получена

и после выполнения нескольких комплексных постобработок циф-

рового видеосигнала с коэффициентом сжатия 5,4. Предполагает-

ся, что приведенные данные могут быть использованы, например,

при нормировании параметров цифровых трактов. Учитывая ука-

занные требования, администрация Австралии разработала проект

пересмотренного варианта Рекомендации МСЭ-Р ВR.1290 «Исполь-

зование вещателями телевизионных записей на диске» с предложе-

ниями, регламентирующими значения коэффициента цифрового

внутрикадрового и межкадрового сжатия видеоданных в системах

видеозаписи на диски, используемых при передаче и архивировании

сигналов ТВ программ [9.74].

В связи со значительным увеличением числа программ вещания

благодаря прогрессу цифровых методов и быстрым ростом числа веща-

тельных организаций все больше и больше повышается роль контента

и, в первую очередь, технологий его хранения, доступа к нему и спосо-

бов доставки. При подготовке и формировании программ вещания су-

щественно возросло использование архивов — хранилищ культурных,

473

научных, художественных и других материалов, как исторического

значения, так и актуальной и оперативной информации. Обсуждается

идея создания мировой системы электронного архивирования с инфор-

мационно-поисковыми средствами.

В связи с этим был предложен глобальный подход к междуна-

родной стандартизации архивирования телерадиопрограмм с до-

ступом к ним и передачей архивных материалов по каналам связи

([9.96], Приложение 36). Он учитывает, что необходимость отбора

и сохранения архивных материалов, обеспечения возможности до-

ступа пользователей к ним в любом месте Земли и в любое время,

обмена этими материалами требует исследования проблемы архи-

вов от начала до конца (end-to-end), включая решение правовых,

технических и других важных задач, а также разработку междуна-

родных стандартов. Уже созданы международные и национальные

ассоциации аудиовизуальных архивов. Активно работают в данном

направлении EBU, ABU, NABA и другие вещательные сообщества.

Многие направления исследований в области архивов в значитель-

ной мере входят в мандат 6-й ИК МСЭ-Р с учетом задач, возлагае-

мых на МСЭ.

В [9.96] отмечена целесообразность концепции мировой системы

архивирования материалов для телерадиовещания, базирующейся

на создании по возможности унифицированных локальных архивов

ограниченного объема в зависимости от интереса их создателя. При

этом доступ к другим архивам и хранилищам, дислоцированным

по всему миру, предлагается обеспечивать с помощью каналов свя-

зи, используемых вещанием, Internet и другими информационны-

ми службами. Каналы должны быть оснащены соответствующими

многофункциональными интерфейсами с учетом обмена архивными

материалами различной информационной емкости.

Основные технические и технологические задачи, связанные с меж-

дународной стандартизацией в этой области, могут быть кратко охарак-

теризованы следующим перечнем:

Технология хранения архивных материалов и методы свободного

и ограниченного доступа к ним, включая доставку информации

по запросу пользователя, протоколы доставки.

Методы хранения метаданных и другой дополнительной информа-

ции, содержащейся в архивных материалах.

Методы оценки качества архивных материалов и его деградации

в процессе хранения (компрессированная и некомпрессированная

9.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

474

ГЛАВА 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

цифровая информация, субъективное качество изображения и зву-

ка, объективное измерение качества).

Иерархия архивных материалов (фондовые записи, оперативная

и актуальная информация, материалы краткосрочного и долгосроч-

ного хранения и др.).

Рекомендуемые методы кодирования материалов, подлежащих хра-

нению в архивах.

Способы оценки потерь информации при ее хранении в архивах.

Требования к вещательным и телекоммуникационным каналам при

доступе к архивам как в реальном, так и не в реальном масштабах

времени.

Методы множественного доступа к архивным материалам.

Методы повышения эффективности использования сетей вещания

и телекоммуникаций (обмен скорости передачи на ее время, достав-

ка материалов в часы наименьшей загрузки и др.).

Методы построения сети архивов и управления ею.

В рамках решения этих задач Италия разработала проект новой

рекомендации по архивированию ТВ программ, имеющих важное ис-

торическое и культурное значение [9.115]. Цифровые сигналы таких

программ предлагалось формировать и сохранять с использованием

форматов ТВЧ по Рекомендации ВТ.709. Рекомендовалось дополнять

эти сигналы метаданными, необходимыми для управления архивиро-

ванными программами, в том числе, информацией о правах собственнос-

ти на них. При архивировании программ, записанных на кинопленку,

предлагалось предварительное преобразование их в цифровые сигналы

ТВЧ. Кинопленки с оригиналами программ рекомендовалось хранить

при низкой температуре в соответствии с Рекомендацией BR.1219

«Обращение и хранение записи на кинопленке» в целях замедления

процесса старения носителей. На основе [9.115] был разработан пред-

варительный проект рекомендации по архивированию ТВ программ,

включенный в приложения к отчету Председателя РГ 6R о собрании

группы в апреле 2005 года [9.116].

Накопленный опыт по использованию разработанной методологии

международной стандартизации систем цифрового вещания, ТВЧ, ин-

терактивности и др. (см. главу 2) подтвердил эффективность глобаль-

ного подхода, предусматривающего анализ всего комплекса проблем,

связанных с решением поставленной задачи. На базе такого анализа

формируются наиболее важные направления исследований и путем

их гармонизации и международной координации значительно сокра-

10.

475

щаются сроки и расходы, необходимые для разработки новых стандар-

тов телерадиовещания.

Собрание Управляющего комитета 6-й ИК в сентябре 2003 года одоб-

рило предложенный глобальный подход [9.97] и приняло решение со-

здать группу специальных докладчиков для изучения этой проблемы

под председательством P. Zaccarian (Италия) [9.98]. В состав группы

вошли представители РГ 6R (запись для архивирования), которая пер-

вой начала исследования в данной области и уже имеет результаты,

РГ 6Р (ТВ и аудиосистемы для архивирования), РГ 6Q (субъективная

и объективная оценка качества изображений и звука фондовых и опе-

ративных архивных материалов, их деградации при хранении), РГ 6М

(интерактивный доступ к архивным материалам), РГ 6Е и РГ 6S (осо-

бенности передачи сигналов для технологий архивирования в наземном

и спутниковом вещании), 9-й ИК МСЭ-Т, которая наряду с собственны-

ми исследованиями смогла бы представлять результаты деятельности

других ИК Сектора стандартизации МСЭ-Т по изучению применения

телекоммуникаций в архивировании. Участвовать в работе группы

докладчиков были приглашены также SMPTE (архивные материалы

и фонды для систем с большими экранами), Всемирный вещательный

союз (WBU), региональные вещательные союзы, IEC, ISO, IEEE и дру-

гие заинтересованные организации. Приглашены также представители

разных стран, включая Россию.

На собрании 6-й ИК в мае 2004 года группа докладчиков предста-

вила отчет, посвященный новому подходу к архивированию программ

вещания на основе цифровой технологии, позволяющей существенно

повысить эффективность консервации и хранения архивных материа-

лов [9.105]. В целях обеспечения доступа к этим материалам предложе-

но дополнять файлы сведениями о коде идентификации, имени файла

программы, субтитра и эпизода, организации-источника записи, дате

и длительности видеозаписи, описанием содержания, о ключевых сло-

вах для поиска материалов в архивах и о ключевых изображениях ТВ

программы и др.

Исследование цифровых систем видеозаписи осуществляется в рам-

ках следующих основных Вопросов изучения:

1. Вопрос 77 / 6 «Малоформатная запись телевизионных программ

на магнитную ленту для международного обмена».

Разрабатываются спецификации малоформатной цифровой видеозапи-

си на магнитную ленту, которые могут быть рекомендованы для обмена

9.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

476

ГЛАВА 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

программами ТВ вещания и / или электронного сбора новостей. Изучают-

ся эксплуатационные аспекты международного обмена программами.

2. Вопрос 78 / 6 «Цифровая запись программ телевидения высокой чет-

кости для международного обмена»

Изучаются эксплуатационные требования к системам цифровой ви-

деозаписи ТВЧ при производстве, постпроизводстве и международном

обмене программами, форматы цифровой видеозаписи и технические

требования к обмену программами.

3. Вопрос 90 / 6 «Формат телевизионной записи для долгосрочного ар-

хивирования программ».

Изучаются технические требования к форматам цифровой видео-

записи для долговременного архивирования программ ТВ вещания

и единый формат, который может быть рекомендован для применения

в этих архивах.

4. Вопрос 91 / 6 «Запись телевизионных программ для международно-

го обмена».

Изучаются средства и цифровые форматы видеозаписи, а также эксплуа-

тационные аспекты международного обмена программами ТВ вещания.

5. Вопрос 96 / 6 «Требования пользователя к управлению файлами и протоко-

лам передачи для телевизионной записи при производстве программ».

Определяются требования пользователя к форматам файлов со-

держания программ ТВ вещания, передаваемых в виде непрерывного

или дискретного потока данных между различными ЗУ при производс-

тве вещательных программ, и к протоколам передачи. Исследуются

требования пользователя к методам управления указанными цифро-

выми потоками.

6. Вопрос 106 / 6 «Форматы записи для оценки программ ТВЧ при меж-

дународном обмене».

Исследуются требования пользователя к видеозаписям, предназна-

ченным для оценки программ вещания ТВЧ, включая ее стоимость,

качество изображения и звука, эксплуатационные аспекты и т. п. при

международном обмене программами. Изучаются форматы видеозапи-

си, соответствующие этим требованиям, и эксплуатационные аспекты

обмена программами.

477

7. Вопрос 112 / 6 «Руководство по функционированию аппаратуры, ос-

нованной на использовании цифровых серверов, при записи, архиви-

ровании и отображении программ вещания».

Разрабатывается руководство, позволяющее вещателям при выборе

аппаратуры для записи, архивирования и воспроизведения ТВ программ

на основе цифровых серверов учитывать следующие характеристики

этой аппаратуры:

типы и форматы файлов;

уровни качества изображения и звука (наивысшее качество, качес-

тво, достаточное для просмотра программ и т. п.);

метаданные;

емкость ЗУ данных, например, для краткосрочного и долговремен-

ного архивирования;

многоканальный доступ и пропускная способность;

задержка между запросом и получением данных, например, время,

спустя которое можно считывать отдельные фрагменты ТВ програм-

мы после ее записи;

возможность иерархического наращивания аппаратуры и взаимо-

действия с другим оборудованием;

коэффициенты надежности, готовности и ремонтопригодности;

возможность загрузки, индексации, просмотра и выборки данных;

автоматическое управление данными;

способ передачи данных (передача цифрового потока через последо-

вательный цифровой интерфейс, файловая передача и др.);

интерфейсы;

гибкость, например, способность одновременного обслуживания

нескольких пользователей и работы с различными платформами

форматов видеоданных.

8. Вопрос 117 / 6 «Требования пользователя к метаданным, относящим-

ся к цифровой записи и архивированию звуковых и телевизионных

программ».

Изучается содержание метаданных, сопровождающих цифровые

записи ТВ и звуковых программ, и метаданных, используемых при

цифровом архивировании программ.

9.2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

С результатами начальных этапов изучения записи сигналов моно-

хромного ТВ и звукового вещания на базе аналоговых методов можно

•

9.2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

478

ГЛАВА 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

ознакомиться в документах XI Пленарной Ассамблеи МККР (Осло,

1966 г.) — том V («Звуковое вещание — телевидение). К тому времени

были приняты:

Рекомендация 261 «Стандарты по звуковой записи для междуна-

родного обмена программами. Запись на одной дорожке магнитной

ленты».

Рекомендация 264 «Международный обмен программами монохром-

ного телевидения на кинопленке».

Рекомендация 265 «Стандарты записи для международного обмена

программами. Запись на кинопленку».

Рекомендация 407 «Звуковая запись для международного обмена

программами».

Рекомендация 408 «Стандарты стереофонической записи на двух-

дорожечной 6, 25-мм (1 / 2") ленте для международного обмена про-

граммами вещания».

Рекомендация 409 «Измерение волнообразных искажений и дрожа-

ния изображения в аппаратуре записи и воспроизведения звука».

В последующие годы были разработаны стандарты, учитывающие

внедрение цветного телевидения и цифровые технологии ТВ вещания.

Приняты следующие рекомендации МСЭ-Р по видеозаписи на базе

цифровых методов:

1. Рекомендация BR.657 «Цифровая запись телевидения на ленте.

Стандарты для международного обмена телевизионными программами

на магнитной ленте».

Излагаются общие требования к стандарту цифровой видеозаписи

на магнитной ленте для международного обмена программами ТВ ве-

щания. Регламентируются требования пользователя к цифровым виде-

омагнитофонам, параметры формата записи, механические характерис-

тики ленточных кассет, параметры кодирования цифровых сигналов

изображения и звука, а также методы обработки сигналов в цифровом

видеомагнитофоне и параметры сигналов, записываемых на продоль-

ных дорожках магнитной ленты.

2. Рекомендация BR.779 «Эксплуатационные правила для цифровой

записи телевидения».

При международном обмене сигналами программ ТВ вещания в фор-

матах цифровой видеозаписи D1, D2, D3, D5 и Betacam рекомендует-

ся записывать сигналы программы длительностью, соответствующей

479

максимальному времени воспроизведения видеокассеты, на одной кас-

сете, а сигналы отдельных программ — на индивидуальных кассетах.

На кассете должна быть таблица с указанием наименования организа-

ции, осуществившей видеозапись, название программы, подзаголовок

и номер эпизода, библиотечный номер программы или кассеты, общее

число кассет и порядковый номер данной кассеты, время воспроизве-

дения программы, код начала программы, стандарт разложения изоб-

ражения, сведения о звуковом сопровождении программы и т. п.

3. Рекомендация BR.1216 «Запись телевизионных или звуковых про-

грамм на магнитной ленте, если несколько программ предназначены

для вещания в одном и том же цифровом мультиплексе».

При мультиплексировании в радиоканале нескольких цифровых сиг-

налов программ ТВ или звукового вещания рекомендуется записывать

сигналы каждой программы на индивидуальной магнитной ленте / кас-

сете при осуществлении этой записи в условиях производственной либо

монтажной студии. Предусматривается раздельная запись вещатель-

ных сигналов и сигналов, не относящихся к содержанию программ,

например, информации ограниченного доступа.

4. Рекомендация BR.1218 «Запись дополнительных данных на цифро-

вых бытовых магнитофонах».

Рекомендуется предусматривать в существующих форматах циф-

ровой видеозаписи возможность доступа пользователя к телетексту,

субтитрам, метаданным и другой дополнительной информации, пере-

даваемой в специальных пакетах данных в составе цифровых сигналов

программ ТВ вещания.

5. Рекомендация BR.1220 «Требования к производству, записи и пред-

ставлению программ телевидения высокой четкости, предназначенных

для применения в «электронном кинематографе».

Приводятся общие сведения об отображении программ цифрового

кинематографа. Излагаются требования к освещенности экрана и де-

монстрации изображений ТВЧ в кинотеатре.

6. Рекомендация BR.1290 «Использование вещателями телевизионных

записей на диске».

Приводятся рекомендуемые значения коэффициента цифрового

сжатия студийных ТВ сигналов для применений с различными уровня-

9.2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

480

ГЛАВА 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОЗАПИСИ

ми качества изображения при записи сжатых сигналов на видеодиски

с использованием внутрикадрового кодирования. Для применений,

например, с максимальным качеством изображения необходимо ис-

пользовать формат кодирования сигналов 4:2:2. В применениях с ме-

нее строгими требованиями к качеству коэффициент сжатия должен

быть не более 3 и не превышать 5 при электронном сборе новостей.

В случае использования цифрового сжатия на основе групп из двух

кадров по стандарту MPEG-2 рекомендуемый коэффициент сжатия

не превышает 10.

7. Рекомендация BR.1292 «Руководство по видеозаписи в трактах про-

изводства и постпроизводства программ стандартного телевидения».

При производстве и постпроизводстве цифровых сигналов программ

ТВ вещания рекомендуется избегать применения смешанной аппара-

туры компонентной и композитной видеозаписи и использовать виде-

омагнитофоны и интерфейсы, предназначенные для компонентной за-

писи сигналов. Рекомендуется также не применять аппаратуру в виде

последовательно включенных аналоговых и цифровых видеомагнито-

фонов и ориентироваться на использование цифровых видеомагнито-

фонов и интерфейсов при смешанном аналоговом / цифровом постпро-

изводстве программ.

8. Рекомендация BR.1356

«Требования пользователя к применению

компрессии при производстве и архивировании программ стандартно-

го телевидения».

Рекомендуется минимизировать число методов компрессии (циф-

рового сжатия) сигналов программ ТВ вещания и параметров сжатия,

используемых в каждом применении ТВ программ в целях обеспече-

ния совместимости и сопряжения систем. Указывается необходимость

разработки согласованных методов испытаний ТВ систем со сжатием

и единого метода компрессии сигналов с различными параметрами

для применения в отдельных звеньях тракта. Рекомендуется разработать

универсальный декодер, позволяющий декодировать сигналы, комп-

рессированные с использованием различных семейств методов сжатия.

Приводятся общие требования к цифровым устройствам для видеоза-

писи программ ТВ вещания.

9. Рекомендация BR.1357 «Применение программного материала и мета-

данных в телевизионном производстве».