Настоящая история стандартов HDTV - их нет: модное слово

  • 2019

При включении В трансляции высокой четкости вы предполагаете, что ваш телевизор оживет с самой четкой и четкой картинкой, которую только можно вообразить. Но факт в том, что hi-def не всегда означает высокое качество.

Стандарты того, что квалифицируется как HD - те, которые вступают в силу с большой сменой цифрового телевидения в феврале - были установлены Комитетом по усовершенствованным телевизионным системам (ATSC) еще в 1990-х годах, и в действительности включали только одну основную квалификацию: наличие целого много пикселей. На самом деле, никакого реального регулирования качества изображения высокой четкости нет вообще - «ни за что», - сказал мне один отраслевой консультант. И это одна из причин того, почему разные HD-станции часто имеют совершенно разные уровни качества изображения, которые меняются от одного момента к другому. За кулисами производители контента, вещатели и кабельные и спутниковые провайдеры ведут постоянную борьбу за пропускную способность и качество видео, без каких-либо жестких метрик, позволяющих даже определить, что выглядит приемлемым. Даже чиновники на ГБО, где Поколение Убить выглядит довольно фантастически на моем телевизоре, оплакивая отсутствие серебряной пули ... пока.

Чтобы считаться hi-def, сигнал должен иметь либо 720 горизонтальных линий пикселов с прогрессивной разверткой (720p), 1080 строк чересстрочных пикселей (1080i) или 1080 строк пикселов с прогрессивной разверткой (1080p, которые еще никто не транслирует). Но качество цифрового телевидения намного больше, чем количество пикселей. В конце концов, 1080 строк пикселей низкого качества технически могут быть «высокой четкости», но это не значит, что выглядит очень хорошо.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих качество изображения, является скорость передачи в битах или то, сколько видео и аудио данных отправляется по конвейеру для каждой программы. Технология цифрового телевидения в значительной степени опирается на цифровое сжатие, и ATSC указывает, что цифровое телевидение использует стандарт сжатия MPEG-2, который также используется на DVD, хотя некоторые спутниковые вещатели используют более эффективное усовершенствованное кодирование видео MPEG-4 (AVC). стандарт. Эти технологии сжатия необходимы для доставки большого количества каналов потребителям. Без этих кодеков несжатый видеопоток HD может потребовать до 1 гигабита в секунду емкости данных - это в 52 раза больше емкости среднего широковещательного канала. При сжатии один и тот же поток можно сжать почти бесконечно. Но сжатие часто используется слишком усердно, и в результате качество изображения ухудшается.

Многие люди уже знакомы с этим компромиссом размера / точности данных из своего опыта работы с цифровой музыкой: файлы MP3 с высоким уровнем сжатия могут занимать меньше места на жестком диске, но они звучат приглушенно и неудовлетворительно. То же самое относится и к видео. Когда сигнал HD чрезмерно сжат, у него может быть то же самое количество общих пикселей, гарантируя, что он все еще технически HD, но изображение часто испорчено блочным, пиксельным шумом и артефактами изображения.

Удивительно, но мало регуляторный контроль за сжатием. По словам президента ATSC Марка Ричера, стандарт ATSC не требует минимальной скорости передачи данных для радиовещательных радиовещательных компаний, а FCC требует только, чтобы вещательные компании предоставляли хотя бы одну услугу, эквивалентную аналоговому телевидению. Каждый беспроводной канал имеет полосу пропускания 6 мегагерц, которая может обрабатывать максимальную пропускную способность в битах в секунду (также известную как «полезная нагрузка») 19,3 Мбит / с. Но поскольку каждому вещателю нужно только предоставить цифровой сигнал 480i, который обычно требует от 4 до 6 Мбит / с, это оставляет много места для других подканалов в полосе пропускания того же канала. Даже каналы высокой четкости (которые занимают где-то от 12 Мбит / с для вещания хорошего качества 720p до как минимум 15 Мбит / с для 1080i) должны иметь достаточно свободного пространства для передачи данных для качественного подканала стандартной четкости.

Математика, кажется, работает, но цифровое телевидение обычно не транслируется с установленной скоростью. Вместо этого большинство вещателей используют технологию, известную как «статистическое мультиплексирование», для динамического выделения полосы пропускания различным программам в зависимости от потребностей каждой программы, обеспечивая наиболее эффективное использование доступной полосы пропускания.

Например, трансляция HD на NBC в следующем месяце соревнований по легкой атлетике во время Олимпиады будет иметь быстрое движение, требующее много дополнительных битов - в общем, чем больше движения на экране, тем больше пикселей нужно обновление в каждом кадре, поэтому менее эффективным становится сжатие видеопотока. Но для передачи новостей по подканалу NBC, в основном со статическими говорящими головами, требуется более низкая скорость передачи для того же воспринимаемого качества. Таким образом, статистический мультиплексор сместит большую часть битов, идущих по каналу вещания, на спортивное событие, такое как Олимпиада. «Скорость передачи видео невероятно гибкая, - говорит консультант телевизионной индустрии Марк Шубин. «Диапазон огромен - есть вещатели, которые сделали HD всего за 6 Мбит / с и до 18 Мбит / с».

И это только в сфере вещания, где на каждом канале потенциально работает только несколько программ. Кабельные и спутниковые службы передают сотни каналов одновременно, и есть буквально нет
регуляторный надзор вообще, когда речь идет о сжатии HD-контента в этих сервисах. Единственным применимым языком в правилах FCC является правило «необходимо нести», которое указывает, что кабельная компания не может преобразовывать локально транслируемый сигнал HD в сигнал SD. Например, если филиал ABC KTKA в Топике, штат Канзас, рассылает Отчаянные домохозяйки в 720p служба кабельного телевидения Cox не может изменить его на 480i для экономии полосы пропускания. Чтобы не допустить чрезмерного сжатия своих программ кабельными и спутниковыми компаниями, многие кабельные каналы и крупные сети заключают отдельные договоры о минимальном качестве обслуживания с каждым поставщиком. Но даже это несколько туманно.

Я спросил Роберта Циттера, главного технического директора HBO, каковы требования его компании. «Мы заключаем договорные отношения со всеми нашими дистрибьюторами, и один из пунктов, которые здесь рассматриваются, это то, что они могут и не могут сделать с нашим сигналом», - говорит он. «Но многое из этого не может быть определено количественно. Нет такого устройства, которое могло бы смотреть на изображение и говорить« прошло »или« провалилось ». Мы все хотим, чтобы оно у нас было - это сделало бы переговоры намного проще. субъективно, чем количественно. "

HBO поставляет свои программы с предварительным сжатием, объясняет Zitter, и предъявляет требования о том, с какими другими программами контент компании мультиплексируется на тот же канал (без спортивных каналов, анимированного контента или другого контента с высокой скоростью передачи данных). Но HBO - провайдер контента с большим количеством переговорного влияния, которое уделяет большое внимание качеству видео. Для многих кабельных каналов второго уровня сжатие их программ часто остается на усмотрение кабельных или спутниковых компаний. А поскольку все больше и больше HD-каналов предъявляют все более высокие требования к скорости передачи в битах, а растущее использование Интернета увеличивает нагрузку на общую пропускную способность кабеля, скачки между вещателями по битам в секунду могут легко стать безобразными.

На самом деле, согласно Хью Брайдджесу, из Общества инженеров кабельной электросвязи, существует скрытая квази-демократия пропускной способности во многих кабельных сетях, где основные каналы получают гарантии качества, в то время как определенные каналы с низкой аудиторией на самом деле это не каналы в классическом смысле. Используя технологию, называемую «коммутируемое цифровое видео», эти каналы предоставляются зрителям по запросу, например, видео по запросу. Когда никто не смотрит, каналы вообще не занимают места.

В будущем у кабельной и спутниковой промышленности есть несколько хитростей, чтобы высвободить дополнительную пропускную способность для большего количества HD-программирования. Спутниковые компании уже переходят на более эффективный стандарт MPEG-4 AVC, который позволяет использовать большее количество HD-каналов. Кабельная индустрия медленнее переходит к новым стандартам сжатия, а также надеется отказаться от большого количества аналоговых каналов, которые в настоящее время забивают большую часть своей полосы пропускания. Интересно, что это ставит их в ситуацию, аналогичную той, с которой сейчас сталкиваются многие вещатели из-за преобразования цифрового телевидения: многим пользователям старых телевизоров, не поддерживающих HDTV, потребуются новые телевизионные приставки для просмотра контента. Увы, единственный другой вариант - продолжать сжимать этот сигнал.

ВИДЕО.

Следующая статья