- •Лекции по курсу
- •4 Видеосигналы 44
- •1 Цифровые фильтры
- •1.1 Сущность явления Гиббса
- •1.2 Весовые функции
- •1.3 Разностное уравнение
- •1.4 Нерекурсивные фильтры
- •1.5 Рекурсивные фильтры
- •1.6 Структурные схемы цифровых фильтров
- •1.7 Импульсная характеристика фильтров
- •1.7.1 Свертка входного сигнала с импульсной характеристикой цифрового фильтра
- •2 Аналого-цифровое преобразование
- •2.1 Цифровая обработка звуковых сигналов
- •2.2 Основные понятия и определения
- •2.3 Структура и алгоритм работы цап
- •2.4 Структура и алгоритм работы ацп
- •2.4.1 Параллельные ацп
- •2.4.2 Ацп с поразрядным уравновешиванием
- •2.4.3 Ацп с плавающей точкой
- •3.1 Методы и стандарты передачи речи по трактам связи, применяемые в современном оборудовании (7 кГц)
- •3.1.1 Импульсно-кодовая модуляция (pcm — Pulse-Code Modulation)
- •3.1.3 Методы эффективного кодирования речи
- •3.1.4 Кодирование речи в стандарте cdma
- •3.1.5 Речевые кодеки для ip-телефонии
- •3.1.6 Оценка качества кодирования речи
- •3.2 Основные понятия цифровой звукозаписи
- •3.2.1 Натуральное цифровое представление данных
- •3.2.2 Кодирование рсм
- •3.3 Формат mp3
- •3.3.1 Сжатие звуковых данных
- •3.3.2 Кратко об истории и характеристиках стандартов mpeg.
- •3.3.3 Каковы отличия режимов cbr, vbr и abr?
- •3.3.4 Какие методы кодирования стерео информации используются в алгоритмах mpeg (и других)?
- •3.3.5 Какие альтернативные mpeg-1 Layer III (mp3) алгоритмы компрессии существуют?
- •3.4 OggVorbis
- •3.6 Flac
- •4 Видеосигналы
- •4.1 Общие положения алгоритмов сжатия изображений
- •4.2 Алгоритмы сжатия
- •4.2.1 Gif (CompuServe Graphics Interchange Format)
- •4.2.3 Jpeg
- •4.2.5 Метод Хаффмана
- •4.2.6 Png (Portable Network Graphics)
- •4.2.7 Tiff (Tagged Image File Format)
- •4.2.8 Pdf (Portable Document Format)
- •4.2.9 Adobe Photoshop Document
- •4.2.10 CorelDraw Document
- •4.2.11 Wmf (Windows Metafile)
- •4.2.12 Bmp (Windows Device Independent Bitmap)
- •4.2.13 Rtf (Microsoft Rich Text Format)
- •4.3 Вейвлет-преобразования
- •4.4 Jpeg2000
- •4.4.1 Общая характеристика стандарта и основные принципы сжатия
- •4.4.2 Информационные потери в jpeg2000 на разных этапах обработки
- •4.5 Видеостандарт mpeg-1
- •4.6 Mpeg-2
- •4.6.1 Стандарт кодирования mpeg-2
- •4.7 Стандарт mpeg-4
- •4.7.1 Особенности стандарта mpeg-4
- •4.7.2 Профайлы в mpeg-4
- •4.8 Стандарт hdtv
- •5 Принципы построения и особенности внедрения систем цифрового тв вещания
- •5.1 Глобальная модель систем цифрового вещания
- •5.2 Определение и классификация систем доставки
- •Приложение п1 Ортогональные разложения функций
- •П2 Дискретизация функций рядами Фурье
- •П4 Частота дискретизации
- •П5 Разрядность
4.6 Mpeg-2
Стандарт MPEG-1 ориентирован на системы записи на компакт-диски (CD ROM) и низкоскоростные каналы передачи ТВ изображений (скорости цифрового потока 1,5 Мбит/с и меньше). При этом в стандарте MPEG-1 используется стандарт развертки с четкостью в четверо меньшей, чем в вещательном телевидении: 288 активных строк и 352 отсчета в активной части ТВ строки, для чего при кодировании сигналов ТВ систем обычной четкости производится децимация (прореживание) в два раза исходных ТВ отсчетов по вертикальным и горизонтальным направлениям ТВ растра.
Стандарт MPEG-2 был специально разработан для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения. Он позволяет получить полную четкость декодированного ТВ изображения, соответствующую Рекомендации 601 МККР. (При скорости передачи видеоданных 9 Мбит/с качество ТВ изображения соответствует студийному).
С принятием стандарта MPEG-2 работы по компрессии видеоданных перешли в область практической реализации. На данный момент можно назвать, по крайней мере, десяток фирм, которые выпускают для продажи кодеры и декодеры по стандарту MPEG-2. Наиболее известны из них Philips, Panasonic, Page Micro Technology, CD Communication, WegenerCommunications, Scientific-Atlanta, NTL, Segem Group и др.
В октябре 1995 г. через спутник Pan Am Sat начато 20-канальное ТВ вешание по стандарту MPEG-2, осуществляемое на территории Скандинавии, Бельгии, Нидерландов, Люксембурга, Ближнего Востока и Африки. В этой сети будет использовано более миллиона декодеров MPEG-2. На стандарт MPEG-2 ориентированы и создаваемая сейчас 100-канальная система непосредственного телевизионного вешания (НТВ) Канады, и 150-кальная система НТВ оператора спутника "Эхо-стар", а также 10-канальная система НТВ Австралии, как и системы НТВ других стран. В Российской Федерации телекомпания ВГТРК ввела в эксплуатацию четырехканальную систему НТВ по стандарту MPEG-2. Другие российские телекомпании также планируют начать НТВ по этому стандарту. Например РАО "Газпром" создает систему цифрового вещания в России по стандарту MPEG-2 с использованием спутников "Горизонт" и "Ямал". Здесь по одному стандартному каналу будет передаваться от трех до восьми ТВ программ. К созданию системы привлечены многие известные зарубежные фирмы. Вот некоторые из них: NEC, Vistek, Fuba, Scientific Atlanta и др.
Пакет стандартов MPEG предусматривает и возможность перехода к телевидению высокой четкости. Первоначально алгоритмы сжатия видеоданных сигналов ТВЧ разрабатывались в виде самостоятельного стандарта MPEG-3, однако на последующих этапах стандарт MPEG-3 был объединен со стандартом MPEG-2, после чего стандарт MPEG-3, как самостоятельный, перестал использоваться. Следующее направление - стандарт MPEG-4. В двух словах - это организация видеоконференций при передаче видеоданных по цифровым телефонным каналам. При этом используется стандарт развертки с четкостью, в четыре раза меньшей, чем в стандарте MPEG-1. Так, кадр ТВ изображения содержит 144 активные строки и 176 отсчетов ТВ сигнала в активной части строки. Этот стандарт может также использоваться в низкоскоростных системах мультимедиа.