Цифровой сигнал
При цифровом кодировании представляется последовательность чисел, которые изменяются с достаточной частотой, чтобы отразить непрерывный аналоговый сигнал. Такая последовательность целых чисел записывается или передается лучше, чем исходный волновой сигнал. Преимущество использования целых чисел состоит в том, что они не подвержены изменениям, и исходная информация, закодированная в целых числах, лучше противостоит нежелательным преобразованиям. Не только в этом выражаются преимущества цифрового телевидения.
Преобразование цифрового сигнала
Монохроматическое цифровое изображение состоит из прямоугольной матрицы дискретных значений яркости, закодированных в виде чисел. Эти значения носят названия элементов изображения, или сокращенно пикселей. Чем ближе пиксели друг к другу, тем выше разрешение, и тем более непрерывное изображение может быть получено. Однако чем больше пикселей, тем больше данных требуется сохранить, соответственно увеличивается и дороговизна оборудования. Стандартный кадр 625/50 состоит примерно из трети миллиона пикселей. Для цветного изображения требуется три различные величины, содержащие информацию о яркости, цветном тоне и насыщенности цвета для каждого дискретного элемента изображения. Эти три величины могут характеризовать сигналы красного, зеленого и синего цветов или цветоразностные сигналы яркости, “красный минус яркость” и “синий минус яркость”. Для передачи движущегося изображения требуется непрерывное изменение этих трех величин.
При копировании цифровой записи такие же числа появляются и на копии. Это не дубль, это клон. Поскольку копия неотличима от оригинала, она не является вторым поколением. Цифровое телевидение легко совместимо с компьютерными технологиями, что превращает его в разновидность обработки данных.
Непрерывно изменяющееся напряжение аналогового телевизионного сигнала измеряется определенное число раз на протяжении телевизионной строки и преобразуется в последовательность чисел (цифровой сигнал), которые изменяются по величине пропорционально изменениям в исходном сигнале.
Хранение цифрового сигнала
Хранение сигнала в виде двоичных чисел (единиц и нулей) имеет два преимущества. Во-первых, оно позволяет получить качественный и устойчивый к шумам и искажениям сигнал, который может быть при необходимости преобразован к своему исходному виду. Во- вторых, дает возможность применения компьютерной техники, что расширяет возможности обработки изображения и получения такого же изображения при переходе от одного стандарта к другому.
Преимущества цифрового телевидения перед аналоговым
Аналоговая система уходит в прошлое, так как преимущества цифрового телевидения очевидны и легко вытесняют устаревшие недостатки аналогового телевидения. Так как цифровое телевидение имеет дело только с двоичным представлением (0 и 1), не требуется никаких сложных микросхем, которые необходимы для качественной обработки непрерывно изменяющегося напряжения аналогового сигнала. Новые технологии и упрощение цифровых технологий позволили сделать аппаратуру значительно дешевле, а исправлением ошибок можно скомпенсировать искажения цифрового сигнала, которые он претерпевает на протяжении всего тракта передачи.
Недостатки цифрового телевидения
Минусы цифрового ТВ связанны с тем что для передачи и хранения цифрового сигнала приходится иметь дело с большими пакетами данных. Для системы PAL 625, формат 4:3, активная часть изображения содержит: 720 пикселей (Y, яркость) + 360 пикселей (Cr, красный цветоразностный сигнал цветности, ЦРС) + 360 пикселей (Cb, синий ЦРС цветности) = 1440 пикселей на строку.
В результате получается, что 576 активных строк каждого кадра содержат: 1440 пиксель / строка * 576 строк = 829440 пиксель / кадр.
При дискретизации на 8 бит кадр занимает 829440 байт, или 830 Кбайт памяти. 1 секунда материала потребует для хранения 830*25=20750 Кбайт, или примерно 21 Мбайт. Системы, использующие как 625, так и 525 строк, требуют примерно одинаковый объем памяти для хранения материала заданной длительности. Для хранения 1 минуты потребуется уже 1,26 Гбайт, а 1 часа – 76 Гбайт. Емкость стандартной видеоленты при такой плотности записи позволяет записать лишь несколько минут материала.
Недостаток цифрового телевидения связанный с большими объемами данных был решен за счет технологии сжатия и развития разных стандартов сжатия. Поэтому за цифровым телевидением остаются одни плюсы и преимущества над аналоговым.
Основные преимущества цифрового телевидения
- На данный момент в мультиплексах цифрового телевидения только федеральные телеканалы, но закон об организации включения региональных каналов в третий мультиплекс уже вышел, и прошел конкурсный отбор, осталось дождаться финансов. Но даже эта незаконченная идея об усовершенствование региональных СМИ является большим преимуществом цифрового телевидения.
- Благодаря стандартам сжатия и цифровым технологиям сразу 10 каналов входит в один мультиплекс который занимает полосу 1 канала аналогового телевидения, что дает возможность освободить эфирные частоты для развития других коммуникаций и услуг использующих тот же принцип передачи данных – например мобильная связь.
- За счет хорошего сопротивления шумам и отсутствия искажения сигнала во время передачи сигнала, огромным преимуществом цифрового телевидения является максимальное качество картинки и звука.
Преимущества цифрового телевидения - Также в этом качественном и неуязвимом цифровом сигнале достаточно места и возможностей для передачи дополнительных функций и полезной информации, что не возможно осуществить в аналоговом варианте.
- Все телевизионные технологии постепенно растут, о чем свидетельствует замена аналогового вещания цифровым, но также этот прогресс дает возможность осуществления дальнейшего развития до уровня телевидения высокой четкости. Тем более что, переход всех каналов на формат 16:9 уже состоялся.