Общие характеристики форматов сжатия MPEG

В настоящее время разработаны высокоэффективные алгоритмы сжатия ТВ изображений использующиеся в форматах представления данных MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4.

MPEG-1разработан в1991 году специальной рабочей "группе экспертов по подвижным изображениям" MPEG (Moving Picture Experts Group), созданной Международным союзом телекоммуникаций ITU для разработки алгоритмов кодирования видеосигналов, удалось найти очень удачный и эффективный алгоритм MPEG-1. Первоначально он предназначался только для записи подвижного видеоизображения на компьютерные CD-ROM, но затем область применения стандарта была значительна расширена. К примеру, на основе этого алгоритма фирмой Philips был создан интерактивный носитель CD-i, получивший, в свою очередь, дальнейшее развитие в дисках формата Video-CD. С помощью MPEG-1 цветная картинка с уровнем качества VHS (разрешением 320х240 элементов да еще и со стереозвуковым сопровождением "качества компакт-диска") удавалось ужать до скоростей порядка 1,5 Мбит/с. Однако в ТВ вещании он не находит применения, поскольку не поддерживает через сточную развертку и в настоящее время из-за низкого качества практически не используется.

MPEG-2разработан в 1094 г. и дает возможность более эффективно "упаковывать" высококачественное цветное изображение вещательного стандарта с разрешением 768х576элементов (в цифровой поток со средней скоростью 3 Мбит/с. В принципе, MPEG-2 позволяет передавать телевизионные сигналы как с большими (до 15 Мбит/с), так и с меньшими скоростями (начиная с 1,5 Мбит/с) цифрового потока, при этом качество изображения напрямую связано с величиной скорости передачи данных. Благодаря более совершенному алгоритму обработки видеоизображения даже при самой низкой скорости потока картинка MPEG-2 все равно получается значительно лучшей, чем может обеспечить MPEG-1

В настоящее время декодер MPEG-2 является основным компонентом ("сердцем") любого DVD-проигрывателя или ресивера DVB. -T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial), обеспечивая высокое качество изображений и звука спутникового и наземного цифрового ТВ вещания.

MPEG-4разработан в 1998 г. для передачи видео и аудио данных по сетям Интернет.

Обобщенная структурная схема тракта цифрового ТВ.

Рис.14.2. Обобщенная структурная схема тракта цифрового ТВ

Схема работает следующим образом. Аналоговый сигнал поступает на вход цифровой ТВ системы. Этот сигнал уже подвергнут определенной обработке для упрощения последующих цифровых преобразующих устройств. Например, цветной ТВС разделяется на яркостной и цветоразностные, чтобы цифровые преобразования производились над каждым сигналом отдельно, вводятся необходимые предыскажения и т.п. Далее сигнал поступает на АЦП, в котором он дискретизируется, квантуется и предварительно кодируется (например, ИКМ). Для устранения большой избыточности полученного сигнала в блоке цифровой обработки осуществляется дополнительное, более эффективное кодирование. Потом сигнал поступает в кодер канала, предназначенный для защиты цифрового сигнала от возможных помех путем применения специальных более помехозащищенных кодов. Далее сигнал поступает на модулятор передающего устройства - выходной преобразователь, после которого сигнал подается в канал связи. Под каналом связи понимаются линии связи, устройства консервации и коррекции ТВ сигнала, в которых происходит его обработка.

На приемном конце принятый сигнал демодулируется, подвергается обратному преобразованию в декодере канала и поступает в блок цифровой обработки декодирующего устройства. В нем принятый сигнал приобретает первоначальную форму (возвращается избыточность), затем в ЦАП преобразуется в аналоговый сигнал, который подвергается при необходимости дополнительным обработкам. Эта схема обобщенная. В зависимости от назначения системы, в ней могут отсутствовать некоторые звенья (блоки аналоговой обработки, или кодер и декодер канала, если канал не длинный и не требуется дополнительное кодирование, и т.п.).

ЛИТЕРАТУРА

1.Телевидение. Под ред. Джаконии В.Е. – М.: Горячая линия-Телеком, 2007г.

2.Теоретические основы телевидения. Быков Р.Е. – Изд. “Лань”, 1998 г.

3. Цифровое телевидение. Смирнов А.В., Пескин А.Е., М.: Горячая линия – Телеком, 2008.

4. Основы цифрового телевидения. Смирнов А.В. ,

5. М: Горячая линия – Телеком, 2001.