Телевидение высокой четкости реферат

Обновлено: 04.07.2024

Телевидение высокой четкости (HDTV: High-Definition Television)

Под телевидением высокой четкости (ТВЧ) понимают передача изображения с числом строк, приблизительно вдвое превышающим показатель у существующих стандартов, и форматом кадра (отношение ширины кадра к его высоте) 16:9. Объем информации содержащийся в каждом кадре ТВЧ изображения, возрастает в пять-шесть раз по сравнению с обычным телевидением. На ТВЧ изображении отсутствуют дефекты, свойственные принятым сегодня стандартам ТВ вещания, - недостаточная разрешающая способность, заметность поднесущей, перекрестные искажения сигналов яркости и цветности, мерцание изображения из-за недостаточно высокой частоты кадров, дрожание строк и т.д. ТВЧ обеспечивает существенное повышение качества ТВ изображения, приближая его восприятие к зрительному восприятию естественных, натуральных сцен и сюжетов. Такое радикальное улучшение качества изображения не может быть достигнуто ни модификацией существующих стандартных систем цветного ТВ, ни ТВ системами повышенного качества.

В США, Японии, европейских странах в последние пять-семь лет ведутся многочисленные разработки новых ТВ стандартов с улучшенным качеством изображения. Разработаны совместимые системы телевидения повышенного качества (ТВПК), в которых устранены наиболее характерные искажения ТВ сигнала, несколько увеличена разрешающая способность, введен формат изображения 16:9 (стандарты МАС, PAL-плюс).

HDTV (High Definition Television - Телевидение Высокой Четкости) - сегодня это самая передовая и высокотехнологичная область цифрового телевидения, сравнимая по своему значению с появлением цветного телевидения в 60-х годах 20 века. В буквальном смысле англоязычных аббревиатур - HDTV (High Definition Television) - это часть DTV (Digital Television).

HDTV поддерживает стандарты 1080i и 720p, обладает широкоэкранным 16:9 изображением, звуком Dolby Digital 5.1., соответственно, является наивысшей точкой развития телевизионных технологий.

Посредством HDTV обеспечивается доставка в каждый дом необыкновенно чистого, яркого и четкого изображения, практически совпадающего по качеству с 35-мм кинопленкой, и с многоканальным звуковым сопровождением.

Высокая четкость (HD) означает, что число линий и число пикселей в каждой линии телевизионной картинки существенно увеличены по сравнению с телевидением стандартной четкости (SD). В то время, как телевизионное SD-изображение передается с разрешением 720х576 пикселей, HD-изображение имеет разрешение 1920х1080 пикселей. Число элементов изображения, передаваемых за одну секунду, увеличено в 5 раз. Это позволяет существенно увеличить чистоту, четкость и детализацию изображения и объясняет тот восторг, который вызывает просмотр HDTV-картинки на высококачественных плоскопанельных дисплеях или на проекторах в домашних кинотеатрах.

Для ТВ-приемников

Число активных строк – 1080;

Полевая частота, Гц. – 60;

Перемежение в развертке - (2:1) интерлейсинг;

Формат кадра - 16:9.

Для мониторов ПК

Число активных строк – 720;

Полевая частота, Гц. – 60;

Перемежение в развертке - (1:1) прогрессивная развертка луча;

Формат кадра - 16:9.

Согласно ATSC-стандарту, каждый ТВ-приемник должен декодировать любой из многочисленных (а всего их 18 разновидностей) ATSC-форматов и выводить его точно в соответствии с возможностями конкретного подключенного приемника.

Внешне цифровой приемник ТВЧ отличается от аналогового более широким экраном: если соотношение сторон обычного телевизора составляет 4:3 (ширина к высоте), то в цифровом варианте - 16:9. Качество телевизионного изображения заметно повышается за счет двукратного увеличения строк разложения и прогрессивной развертки (впрочем, развертка может быть и чересстрочной). При прогрессивной развертке яркость экрана может быть повышена на 40% . Количество воспроизводимых деталей на экране возрастает в несколько раз. В новой системе расширена частота сигнала яркости и цветоразностных сигналов, поэтому оптимизирована цветопередача. Многоканальная система передачи звука позволяет добиться эффекта присутствия, так как аудиоинформация поступает к зрителю с разных сторон.

Внедрение ТВЧ требует дорогостоящей модернизации аппаратно-студийного комплекса, но практика вещания в США показала, что уже сегодня число программ ТВЧ в общем времени цифрового ТВ постоянно растет.

Для просмотра телевидения высокой четкости потребуется цифровой спутниковый HDTV ресивер или HD-DVD плеер, а также телевизор у которого есть логотип HD TV или HD Ready. Такая техника появилось на российском рынке совсем недавно.

На российском рынке пока немного ТВ устройств, отображающих HDTV картинку полностью, без уменьшения разрешения. Одним из интересных вариантов как в плане цены, так и в плане возможности отображения картинки Full HD является телевизор ACER AT3705-MGW. MGW в названии означает MediaGateway - "ворота в мир медиа". Право так называться ему дает встроенный сетевой плеер.

Справочная информация и термины

Aspect Ratio - отношение ширины к высоте экрана. Соотношение 4:3 означает, что размеры по горизонтали на треть больше размеров по вертикали. Стандартный телевизионный размер 4:3 (или 1.33:1). Широкоформатные (widescreen) DVD и HTDV имеют соотношение 16:9 (или 1.78:1).

Bitrate - количество бит - характеристика скорости потока видео и/или аудио информации. Измеряется в тысячах килобит за секунду. Чем больше bitrate, тем больше места на диске занимает данная информация и, как правило, при этом улучшается качество изображения. Bitrate в 8000 kbit/s соответствует 1 мегабайту в секунду. Например, 60 секунд видео, закодированного с bitrate 8000 kbit/s, займет на диске 60 мегабайт.

Capture - Процесс захвата видео или ТВ сигнала на жесткий диск компьютера. Может выглядеть как захват с DV камеры через порт Firewire.

CBR - Constant Bit Rate. Постоянная скорость при кодировании - термин, применяемый для описания параметров кодирования в ряде вариантов MPEG формата и означает, что при кодировании в MPEG формат скорость получаемого на выходе кодера MPEG потока всегда постоянна и не зависит от вида кодируемой видеоинформации.

Codec – Сокращение от "compression/deccompression" (компрессия/декомпрессия). Кодеком называют алгоритм или специальную компьютерную программу позволяющую обработать (применить компрессию) и уменьшить размеры большого файла. Файл закодированный (компрессия) каким-либо кодеком, требует тот же кодек для декопмпрессии.

Component Video - компонентный видеосигнал. Метод обработки изображения, при котором сигнал цветности и сигнал яркости обрабатываются отдельно, в аналоговой или цифровой форме. Качество такой обработки выше, чем при композитном сигнале. Betacam - это аналоговый компонентный формат, D1 - это цифровой компонентный формат. Видео стандарт США - NTSC - это аналоговый композитный видео сигнал, D2 - это цифровой композитный формат.

Composite Video - композитный видео сигнал. Метод обработки изображения, при котором сигнал цветности и сигнал яркости обрабатываются вместе, в аналоговой или цифровой форме. Качество такой обработки ниже, чем при компонентном сигнале. Форматы S-VHS и VHS - это аналоговые композитные аппараты, D2 - это цифровой компрозитный метод. Формат Betacam - это аналоговый компонентный видео сигнал, D1 - это цифровой компонентный метод.

Compositing - композиция. Этот термин обозначает процесс сборки готовой графики или анимации из различных элементов, путем монтажа с видео магнитофонов, видео дисков или на цифровых композиционных аппаратах.

Compression - Процесс удаления избыточной информации для уменьшения занимаемого файлами места. Компрессия без потери качества позволяет восстановить оригинальные (первоначальные) данные, компрессия с потерей качества удаляет часть полезной информации для наилучшего сжатия размеров файлов и не позволяет восстановить оригинальные данные.

Convert - Преобразование одного формата в другой. Например DivX в MPEG, QuickTime в AVI, и т.д.

CSS - Content Scrambling System. В DVD-Video система шифрования предназначенная для защиты информации от копирования.

Deinterlace - Процесс объединения двух "половинчатых" полей кадра в одно поле. Применяется, например, для убирания артефактов черестрочного видео ("гребенка") при создании неподвижных изображений.

Encoding - Процесс перевода (кодирование) данных из одного формата в другой с помощью специальных кодеков. Данные - обычно файл содержащий аудио, видео или слайды (неподвижные изображения). Чаще всего применяется для достижения совместимости с различным оборудованием, например DVD плеерами, или для уменьшения места занимаемого файлами.

Field - В черестрочном видео половина полного кадра (Frame) называется полем (field), называемым также Field A или Field B. При работе с черестрочным видео, особенно при кодировании, очень важно знать порядок следования полей, т.е. какое поле идет первым A или B. Если указать неправильный порядок следования полей, то полученное видео будет мерцать. В стандарте NTSC развертка осуществляется с частотой 60 полукадров в секунду, а в формате PAL - с частотой 50 полукадров.

fps - (frames per second) - кадры в секунду.

Frame - кадр. Единица видео изображения. Если видео чересстрочное (Interlace) кадр состоит из двух чересстрочных полей (полукадров), если видео с прогрессивной разверткой, то кадр формируется построчной разверткой. Количество линий в кадре зависит от TV системы - в системе PAL используется 625 строк, а в NTSC 525 строк.

High Definition Television - High Definition Television, телевидение высокой четкости в сочетании со звуком Dolby Digital Surround (AC-3). Для HDTV необходимо новое оборудование как для передачи, так и для приема пользователями. Более высокое разрешение является изюминкой HDTV. Изображение в 720 или 1080 линий не идет ни в какое сравнение с изображением в 525 (NTSC) или 625 (PAL) линий!

Форматы используемые в HDTV:

720p - 1280x720 точек. прогрессивная развертка

1080i - 1920x1080 точек. чересстрочная развертка

1080p - 1920x1080 точек. прогрессивная развертка

Interlace - Черестрочное изображение. Т.е. каждый кадр такого изображения формируется из двух полей. Сначала на экран выводятся нечетные линии изображения, затем четные. Каждый набор нечетных/четных линий называется полем.

Lossless Compression - Технология сжатия позволяющая восстанавливать исходные данные без потерь.

Lossy Compression - Технология сжатия позволяющая получить высокую компрессию за счет полного удаления части информации, сохраняя при этом как можно больше полезной информации. Использует особенности человеческого восприятия, при котором часть информации может быть утрачена без заметного на глаз ухудшения качества.

Noise - Шум. Ошибочная информация в сигнале приводящая к ухудшению изображения. Преимущество цифровых форматов перед аналоговыми заключается в том, что такие помехи можно полностью удалить, между тем появление шума возможно при компрессии.

Progressive Scan - Система развертки которая показывает все линии кадра за один проход.

Quantisation - Процесс удаления избыточной информации из видеопотока и управления компрессией.

Resolution - Размер изображения. Обычно указывается как размер ширины и высоты.

RGB - (Red, Green, Blue) - сокращение, обозначающее цветовую схему видеосигнала. Реально видимый оттенок на экране определяется соотношением трех основных цветов Красного, Зеленого и Синего.

Всего 60 лет назад сама идея передачи изображения и звука на огромные расстояния казалась абсурдной. Но человечество поверило в нее, а затем овладело ею. Мы создали гигантскую индустрию и продолжаем питать ее своими ожиданиями и огромным количеством рекламных долларов. В недавнем исследовании в ответ на вопрос, каково величайшее изобретение ХХ века, около 50% всех опрошенных жителей США назвало телевидение.

7 сентября 1927 года в мастерской на чердаке своего дома на Грин-Стрит в Сан-Франциско молодой изобретатель по имени Фило Тэйлор Фернсуорт (Philo Taylor Farnsworth) продемонстрировал нетерпеливым инвесторам свое изобретение. Ему удалось передать по радио изображение толстой белой линии, нанесенной на стеклянную пластину, в устройство с маленьким круглым экраном. Он поворачивал стекло, и принимаемое изображение линии одновременно меняло свое положение. Эта демонстрация и блестяще организованная подготовка к ней позволили Фернсуорту опередить всех, кто занимался той же проблемой, и положили начало судебной баталии с компанией RCA за право на патент, которую Фернсуорт в конечном счете выиграл.

Первые телепередачи Фернсуорта велись самодеятельными эстрадниками из маленькой студии в Филадельфии и передавались маломощным передатчиком на короткое расстояние для живших в миле от студии первых телевизионных инженеров-владельцев опытных устройств.

Фернсуорт и его помощники изготовили несколько прототипов и первые коммерческие приемники, но настоящим производством и распространением телевизоров занялись компании типа RCA и Philco. Эти первые устройства в деревянных корпусах выглядели как маленькие гардеробы с оконцем в волшебный мир. Постепенное совершенствование технологии этих черно-белых телевизоров привело к более крупным и четким изображениям, а где-то в 50-х появились средства передачи цветных сигналов — это было первое и единственное принципиальное изменение технологии и конструкции телевизора. Но сигнал продолжал передаваться с тем же разрешением (около 400 строк на кадр), тем же слабым звуком и тем же прямоугольным форматом изображения.

Автор работы
студент группы АТ-161
_______________ /Наруков Д.Д./
_______________ 2013 г.

Реферат защищен
с оценкой:
_____________________
_______________ 2013 г.

Аннотация
Наруков Д.Д., Стандарты HDTV, АТ-161, 15 с., 4 ил., библиогр. список- 9 наим.
Объектом исследования являются характеристики телевидения формата HDTV.
Цель реферата – изучить, обобщить, проанализироватьинтерфейс HDTV для мультимедиа во всех аспектах (планирование, организация, проведение, оформление, преимущества, недостатки и т.д.) и сделать выводы по наиболее оптимальному варианту.
Рассмотрены характеристики, проблемы, преимущества, формата, стандарты цифровой передачи HDTV. Сделано заключение об эффективности формата в современном мире.

Оглавление
Введение 4
1 Поисковые системы Internet 5
1.1 Google5
1.2 Yandex 5
1.3 Webalta 6
2 Hdtv-телевидение высокой чёткости 7
2.1 История создания телевидения 7
2.2 Создание технологии HDTV 8
3 Стандарты HDTV 9
3.1 Передача на дальние расстояния 9
3.2 Передача на короткие расстояния 9
3.3 Носители 9
3.4 Стандарты разложения 10
3.5 Защита содержимого 11
4 Перспективы развития HDTV 12
4.1 Преимущества HDTV 12
4.2 Недостатки HDTV 13
Заключение 14Библиографический список 15

Введение
В информационной сети масса информации о цифровых стандартах трансляции и кодирования аудио и видео потоков и разного рода интерфейсах, но уделить более пристальное внимание набирающему популярность на сегодняшний день интерфейсу было бы нелишне. Речь пойдет об интерфейсе, который сегодня начинает вытеснять стандартный формат телевидения. HDTV (High-Definition Technology, сокрHDTV, HD), телевидение высокой чёткости – это разновидность телевизионных вещательных стандартов, основанных на стандартах разложения изображения, превышающих по разрешающей способности как телевидение стандартной чёткости, так и телевидение повышенной чёткости.
Сегодня телевидение высокой чёткости набирает огромную популярность во всём мире и вытесняет из наших видеоприёмников старый форматтелевидения.

Телеви́дение высо́кой чёткости, сокр. ТВЧ (англ. High-Definition Television , сокр. HDTV, HD), телевидение в высо́ком разреше́нии — разновидность телевизионных вещательных стандартов, основанных на стандартах разложения изображения, превышающих по разрешающей способности как телевидение стандартной чёткости, так и телевидение повышенной чёткости. Действующие системы ТВЧ также основаны на цифровых технологиях передачи изображения и многоканального звука, использующих компрессию передаваемых данных.

Содержание

Развитие технологии

Памятная доска о запуске радиовещательной компанией BBC системы электронного телевидения на 405 строк, считавшейся в 1936 году телевидением высокой чёткости

Стандарты

Передача на дальние расстояния

Передача видеосигнала ТВЧ на дальние расстояния (от вещательной станции до приёмника конечного пользователя) осуществляется, как правило, в сжатом цифровом виде. Сжатие видео на порядки снижает требования к ширине канала передачи (с 1,485 Гбит/с до 8—25 Мбит/с), при этом качество изображения остаётся приемлемым.

Для кодирования видеосигнала в ТВЧ наиболее часто используются форматы MPEG-2 и MPEG-4/AVC.

Для передачи сигнала ТВЧ в основном используются технологии цифрового телевещания (DVB), в том числе:

цифровое спутниковое телевидение (DVB-S, DVB-S2);
цифровое кабельное телевидение (DVB-C, DVB-C2);
цифровое эфирное телевидение (DVB-T, DVB-T2).

Так как вещание ТВЧ в настоящее время осуществляется в цифровом виде, то для передачи контента годится практически любой цифровой канал с достаточным уровнем качества (QoS), то есть достаточной ширины (15—25 Мбит/с для MPEG-2 или 8—12 Мбит/с для MPEG-4 — в зависимости от степени сжатия) и гарантирующий определённый приемлемый уровень задержки сигнала (1—10 с, в зависимости от размера буфера приёмного устройства и требований к задержке сигнала).

Передача на короткие расстояния

Передача сигнала ТВЧ на короткие расстояния (от приёмника пользователя к дисплею) осуществляется в несжатом виде через цифровые интерфейсы (кабели) HDMI и DVI-D. Использование цифровых интерфейсов позволяет полностью избавиться от цифро-аналоговых преобразований на всём пути прохождения сигнала. Однако допускается подключение и по компонентным аналоговым интерфейсам (RGBHV и YPbPr).

Носители

Стандарты разложения

В настоящее время наиболее широкое распространение получили два международных стандарта разложения высокой чёткости, один из которых содержит 1125, а другой — 750 активных строк. Первый поддерживает размер изображения 1920×1080 пикселей с различной кадровой частотой, а второй — 1280×720. Обе системы рассчитаны на соотношение сторон кадра 16:9 при квадратном пикселе.

1080i: чересстрочный стандарт с кадровой частотой 25, 29,97 или 30 кадров в секунду;
1080p: стандарт с прогрессивной развёрткой допускающий использование кадровых частот 24, 25, 30, 50 или 60 кадров в секунду и их дробные значения, кратные 1,001 [Примечание 1] . В июле 2008 года американский комитет ATSC, а вслед за ним, в сентябре 2009 года, и европейский ETSI включили в стандарты телевещания форматы 1080p50 и 1080p60 (с частотой смены кадров 50 и 60 в секунду, соответственно). Эти форматы могут использоваться приёмным и передающим оборудованием, поддерживающим кодирование H.264 на уровне 4.1 и выше.
720p: стандарт с прогрессивной (построчной) развёрткой, допускающий использование кадровых частот 50 или 60 кадров в секунду. Этот формат ТВЧ рекомендован как стандартный для стран-членов ЕВС, в России он классифицируется как телевидение повышенной чёткости по ГОСТ Р 53536-2009.

Единого мнения о наилучшем стандарте не существует, и споры о превосходстве чересстрочной системы с 1125 строками над прогрессивной с 750 не утихают даже среди специалистов до сегодняшнего дня [11] . Наивысшее качество изображения обеспечивают стандарты 1080p, но они требуют слишком высокой скорости передачи данных и в большей степени пригодны для хранения, а не передачи изображения. Европейский вещательный союз предпочитает обозначать вещательный формат, указывая разрешение и частоту кадров (но не полукадров).

Защита содержимого

Развитие ТВЧ в СССР и СНГ

Россия

В 2009 году утверждён ГОСТ Р 53533-2009, который определяет параметры цифровых систем телевидения высокой чёткости. Согласно ГОСТу, возможно воспроизведение широкоэкранного изображения с форматом кадра 16:9 и разрешением 1920×1080. Также предусмотрено отображение изображения с форматом кадра 15:9 и разрешением 1920×1152, с дополнительным полем (1920×72) для текстовой информации, или форматом кадра 4:3 и разрешением 1536×1152. [12] .

Состоянием на ноябрь 2012, в России существуют такие HD каналы собственного производства: Государственные каналы: (работающие)

Государственные каналы: (запланированные)

"Первый канал HD". - C 30 декабря 2012 года! [13]
"Россия HD" - канал от холдинга "ВГТРК.

Так же в России в HD вещают следующие, частные HD каналы собственного производства (с долей зарубежного контента):

"Еда HD"
"Дождь HD"
"Эксперт-ТВ HD"
"HD Спорт"
"HD Кино"
"HD Кино 2"
"HD Life"
"Футбол HD"

Украина

Состоянием на ноябрь 2012, на Украине в HD вещает 2 канала:
1. Социальный канал "Tonis" (Amos 4.0W, не кодируется). [15]
2. Спортивный канал "Футбол+" ("Viasat" и "Воля кабель", платно). [16]

Узбекистан

Читайте также: