Телебачення високої роздільної здатності

ДЗ «Київський коледж зв’язку»

РЕФЕРАТ

на тему: «Телебачення високої роздільної здатності»

студента групи РТТ-83

Батушана Антона

Київ-2010

Телебачення високої роздільної здатності

Телебачення високої роздільної здатності, високої роздільності або високої чіткості (англ. High-definition television, HDTV) — система трансляції цифрового телебачення з роздільною здатністю вищою за аналогові системи телебачання (NTSC, SECAM, PAL). HDTV транслюється в цифровому форматі, оскільки цифрове телебачення потребує канали з меншою пропускною спроможністю за умови застосування відповідного стиснення зображень.

Історія

Термін «висока чіткість» з'явився в 1930-і роки, коли в телебаченні стали застосовуватися повністю електронні системи, що дозволили відмовитися від механічного сканування з роздільною здатністю 15-200 рядків. У 1950-ті роки системи телебачення високої чіткості розроблялися в 1950-і роки найбільшими індустріальними державами (США, Японією та ін) і панєвропейський консорціумом. Паралельно подібні розробки велися і в СРСР - у Московському науково-дослідному інституті телевізійному (МНДІТ) створили дослідну систему військово-штабної зв'язку «Трансформатор», яка дозволяла передавати зображення з роздільною здатністю 1125 рядків. Проте для того, щоб висока чіткість телебачення стала помітна неозброєним оком, необхідний дисплей з великою діагоналлю екрана. Висока вартість таких дисплеїв гальмувала розвиток ТВЧ протягом десятиліть.

У 1980-і роки в СРСР було створено два детально опрацьованих стандарти ТВЧ, що мали розширення 1525 і 1250 рядків (в режимі розгорнення). В епоху перебудови дослідні роботи в цій області велися у взаємодії з європейськими телекомпаніями. Для порівняння систем ТВЧ в 1990 у МНДІТ був створений стенд відображення інформації, який забезпечив відтворення сигналів високої чіткості на відео монітор, телевізорах, середніх (діагоналлю до 2,5 м) і великих (до 9 м) екранах. Перед Олімпійськими іграми 1992 інженери МНДІТ за участю компанії «Thomson» доустатковувати стенд, і на нього приймалися транслювалися з Барселони експериментальні передачі високої чіткості. Це була найбільш віддалена телетрансляція такого типу в Європі. Надалі в зв'язку з економічними проблемами 1990-х років російські розробки в області ТВЧ були згорнуті.

Стрімкий розвиток ТВЧ почалося в середині 2000-x років, одночасно з широким поширенням плазмових і рідкокристалічних дисплеїв. Для перегляду сигналу ТВЧ були розроблені спеціальні приймачі, дисплеї з високою роздільною здатністю, цифрові інтерфейси HDMI і DVI-D, а також носії HD DVD і Blu-Ray. Мовлення фільмів і телепередач у стандарті ТВЧ в США, Європі, Японії ведеться вже кілька років по платних кабельних і супутникових каналах.

Передача на далекі відстані

Надсилання відео ТВЧ на далекі відстані (від мовної станції до приймача кінцевого користувача) здійснюється, як правило, в стислому цифровому вигляді. Стиснення відео на порядок знижує вимоги до ширини каналу передачі (з 1,485 Гбіт / с до 15-25 Мбіт / с), при цьому якість зображення залишається прийнятним. Для кодування відеосигналу в ТВЧ найбільш часто використовуються формати MPEG-2 і MPEG-4/AVC. Для передачі сигналу ТВЧ в основному використовують технології цифрового телемовлення (DVB), у тому числі:

цифрове супутникове телебачення (DVB-S, DVB-S2);

цифрове кабельне телебачення (DVB-C);

цифрове ефірне (наземне) телебачення (DVB-T).

Так як мовлення ТВЧ в даний час здійснюється в цифровому вигляді, то для передачі контенту годиться практично будь-який цифровий канал з достатнім рівнем якості (QoS), то є достатньої ширини (15-25 Мбіт / с для MPEG-2 або 8-12 Мбіт / с для MPEG-4 - в залежності від ступеня стиснення) і гарантує певний прийнятний рівень затримки сигналу (1-10 с, в залежності від розміру буфера приймального пристрою і вимог до затримки сигналу).

Передача на короткі відстані

Передача сигналу ТВЧ на короткі відстані (від приймача користувача до дисплея) здійснюється в стислому вигляді через цифрові інтерфейси (кабелі) HDMI і DVI-D. Використання цифрових інтерфейсів дозволяє повністю позбавитися від цифро-аналогових перетворень на всьому шляху проходження сигналу. Однак допускається підключення і по компонентним аналоговим інтерфейсів (RGBHV і YPbPr).

Носії

Для розповсюдження матеріалів високої чіткості на носіях були створені два нових формату - HD DVD і Blu-Ray. Їх місткість (до 100 Гбайт) дозволяє зберігати фільми у форматі ТВЧ. Наприкінці лютого 2008 «Toshiba» припинила підтримку і розвиток технології HD DVD, що означає перемогу Blu-Ray.

Захист вмісту

Захист зображення і звуку від копіювання та зміни здійснюється за допомогою технологій AACS і HDCP.

Формати

Найбільш популярні формати стандартів високої чіткості:

720p: 1280 × 720 пікселів, прогресивна розгортка, відношення сторін 16:9, частота - 24, 25, 30, 50 або 60 кадрів в секунду (цей формат ТВЧ рекомендований як стандартний для країн-членів ЄВС);

1080i: 1920 × 1080 пікселів, черезстрокова розгортка, відношення сторін 16:9, частота - 50 або 60 полів в секунду;

1080p: 1920 × 1080 пікселів, прогресивна розгортка, відношення сторін 16:9, частота - 24, 25 або 30 кадрів в секунду.

Позначення

Системи HDTV трансляції визначаються трьома показниками:

Кількість ліній у вертикальній роздільній здатності пристрою відображення (дисплея).

Система розгортки: прогресивна розгортка (p) або черезрядкова розгортка (i).

Кількість кадрів на секунду або полів на секунду.

Таким чином, формат 720p60 відповідає роздільній здатності 1280 x 720 піксель і прогресивній розгортці з 60 полями на секунду (60 Гц). Формат 1080i50 відповідає роздільній здатності 1920 x 1080 піксель (тобто, 2 мегапікселям) черезрядковій розгортці з 50 полями на секунду. Інколи черезрядкові поля називають напівкадрами, але, вони не є ними, оскільки два поля одного кадру мають часовий зсув.

Для позначення продукту в комерційних цілях, кількість кадрів або полей на секунду часто опускається, наприклад бірка «телевізор 1080i» позначає лише роздільну здатність відображення. Часто, кількість кадрів на секунду можна визначити виходячи із контекста, часто, можна припускати значення або 50 або 60 Гц, за виключенням 1080p, що може позначати 1080p24, 1080p25, та 1080p30, але і включати 1080p50 та 1080p60 в майбутньому.

Кількість кадрів або полів на секунду може вказуватись без роздільної здатності. Наприклад, 24p означає 24 кадри в прогресивній розгортці на секунду, а 50i означає 25 черезрядкових кадри на секунду, що складаються із 50 черезрядкових полів на секунду. Більшість HDTV систем підтримують деяку стандартну роздільну здатність та частоту кадрів або полів. Найпоширеніші перелічені в наступних розділах.

Якщо розглядати роздільну здатність, то слід брати до уваги і роздільну здатність трансльованого сигналу та оптимальну роздільну здатність телевізора (або іншого пристрою відображення). Більшість HDTV пристроїв містять пристрій маштабування відео зображення, і оптимізують трансльований сигнал.

Інколи, варіанти з прогресивною розгорткою називають EDTV (або Телебачення покращенної чіткості, від англ. Enhanced Definition Television).