Standardy przesyłania wizji i fonii

Transkrypt

1 Standardy przesyłania wizji i fonii Cechą charakterystyczną analogowego obrazu jest to, Ŝe jest on rejestrowany lub odtwarzany w sposób ciągły w funkcji czasu. Inaczej mówiąc, obraz rejestrowany (np. na taśmie magnetycznej) lub odtwarzany musi być przetwarzany nawet wtedy, gdy nie nastąpił w nim Ŝaden ruch. Stosowane obecnie systemy analogowej telewizji wykorzystują metodę precyzyjnej synchronizacji kamery i odbiornika, aby zapewnić wyświetlanie 25-ciu obrazów w ciągu sekundy, które naleŝy wyświetlić na odbiorniku. Nosi to nazwę synchronizacji wybierania tzn. jednoczesność wybierania w kamerze i na monitorze. Wykorzystuje się tu naturalną właściwość oka ludzkiego, poniewaŝ wyświetlanie 25 obrazów na sekundę odbierane jest przez oko ludzkie jako ciągłość ruchu. Do rejestracji obrazu wykorzystuje się tzw. metodę analizy obrazu. Jest to przetworzenie obrazu na sygnał elektryczny; proces przetwarzania zachodzi w kamerze telewizyjnej, którym zasadniczym elementem jest przetwornik optyczno-elektryczny (lampa analizująca [ORTIKON, WIDIKON] lub przetwornik półprzewodnikowy CCD stosowany obecnie w kamerach). Cały obraz jest podzielony na linie poziome i pionowe. Według obowiązującego w Polsce standardu OIRT liczba linii poziomych dla TV uŝytkowej wynosi od 405 do 819 (w Polsce obowiązuje standard 625 linii poziomych) * poniŝej 405 linii to standard obniŝony (uŝywany np. dla potrzeb TV przemysłowej) * powyŝej 819 linii to standard podwyŝszony (dla potrzeb TV profesjonalnej dla której liczba linii moŝe być : 825, ) Elementy które powstają na przecięciu linii noszą nazwę pikseli. Piksel jest to najmniejszy wycinek obrazu o stałej luminancji (tzn. stałej w danej chwili jasności świecenia). Jasność kaŝdego z pojedynczych pikseli moŝe się zmieniać od bieli do czerni. Obraz jest analizowany wzdłuŝ kaŝdej z linii poziomych linia po linii. Dla kaŝdego piksela w linii określony jest poziom sygnału luminancji EY. Dla telewizji kolorowej sygnał luminancji jest wypadkową sygnałów kolorowych (trzech sygnałów podstawowych barw : czerwony [R (red) ], niebieski [ B (blue)] i zielony[ G (green)]. W telewizji kolorowej aby uzyskać wszystkie barwy moŝna to otrzymać poprzez złoŝenie 3 kolorów podstawowych R,G,B dobranych w odpowiednich proporcjach. EY = 0,3ER + 0,59EG + 0,11EB W praktyce do przesyłania informacji w kolorze wykorzystuje się tylko 2 kolory podstawowe, z których otrzymujemy tzw. sygnały chrominancji przesyłane wraz z sygnałem luminancji EY. Sygnały te powstają jako : ER-Y = ER - EY EB-Y = EB - EY Sygnał trzeciego koloru potrzebnego do odwzorowania barw uzyskujemy w układach odbiornika TV jako :

2 EG-Y = EY - (ER-Y + EB-Y) KaŜdą analizowaną linię kończy impuls synchronizacji poziomej, który wyznacza moment zakończenia analizowania linii i przejście do nowej analizowanej linii. Czas trwania linii poziomej wynosi 64 mikrosekund, na który składa się czas trwania treści obrazu 52 mikrosekundy i czas trwania impulsu synchronizacji 12 mikrosekund. Istnieją dwie metody analizowania (wybierania) linii obrazu : - kolejno liniowe - obraz jest analizowany od linii 1 następnie 2,3,4,... aŝ do 625 linii - międzyliniowe - obraz jest podzielony na dwa półobrazy: obraz nieparzysty, na który składają się analizowane linie 1,3,5,... do 312,5 linii oraz obraz parzysty linie 2,4,6,... aŝ do 625 linii. Na ekranie pojawiają się na przemian półobraz nieparzysty i parzysty z częstotliwością 25 Hz. Szybkie przemiatanie wyświetlania naprzemian półobrazów daje efekt taki jakby obraz był wyświetlany jako całość, a nie złoŝony z dwóch półobrazów. Po zakończeniu analizowania wszystkich linii obrazu proces powtarza się dla następnego obrazu. KaŜdy obraz składający się z 625 linii (w wybieraniu międzyliniowym półobraz (312,5 linii)) kończy sekwencja impulsów: 5 impulsów wyrównawczych, 6 impulsów synchronizacji pionowej obrazu, następne 5 impulsów wyrównawczych i impulsy dodatkowe wykorzystywane do przesyłania np. sygnału testowego lub teletekstu. Jak juŝ wyŝej było wspomniane częstotliwość półobrazów wynosi 25 Hz, częstotliwość wyświetlania pełnych obrazów 50 Hz. Częstotliwość z jaką wybieramy pojedynczą linię obrazu wynosi Hz. Sygnał wizyjny zajmuje pasmo częstotliwości 6 MHz (zarówno telewizja czarno-biała jak i telewizja kolorowa). Oprócz obrazu w TV przesyłany jest równieŝ i dźwięk, który zajmuje pasmo od 6 do 6,85 MHz; podnośna dźwięku ma wartość 6,5 MHz. Sposób przesyłania sygnału analogowej TV został podzielony na 3 podstawowe systemy. W ramach danego systemu istnieją róŝne jego odmiany. RóŜnice w ramach danego systemu dotyczą: * częstotliwości odchylania pionowego * odstęp nośnej wizji od nośnej fonii * rodzaj modulacji obrazu * rodzaj modulacji dźwięku * proporcje ekranu (4:3 lub 16:9) System SECAM Sequentiel A Memorie - system opracowany we Francji w latach Wykorzystano w nim ideę polegającą na zastosowaniu specjalnej linii opóźniającej jeden z sygnałów chrominancji o 64 mikrosekundy, czyli o jeden okres odchylania poziomego. Stosowany jest między innymi we Francji. Do 1993 r obowiązywał w Polsce i krajach socjalistycznych. System posiada szereg wad dlatego został zastąpiony nowocześniejszymi systemami.

3 System NTSC National Television System Commite - system opracowany w USA na podstawie badań prowadzonych przez firmy telewizyjne HAZELTINE, RCA, CBS i zatwierdzony w grudniu 1953 r do eksploatacji. Stosowany w USA, Kanadzie i Japonii. Niedogodność systemu to błędy w odtwarzaniu kolorów na wskutek zmian przesunięcia fazowego między podnośną i sygnałem synchronizacji.

4 System PAL Phase Alternate Line- opracowany został w 1962 r w byłym RFN w laboratoriach firmy TELEFUNKEN. W systemie tym równieŝ wykorzystuje się linię opóźniającą 64 mikrosekund ; zamiana o 180 stopni polaryzację jednego sygnału chrominancji z drugim z częstotliwością odchylania poziomego. Stosowany obecnie powszechnie w krajach Europy

5 Zachodniej i od 1993 r takŝe i w Polsce. System jest modyfikacją systemu NTSC eliminuje szkodliwe przesunięcia fazowe pomiędzy sygnałem synchronizacji i podnośnej Sygnał wizyjny moŝe być nadawany przez transmisję : * bezpośrednią - kabel symetryczny lub koncentryczny, zasięg transmisji 200 do 300 metrów; ze wzmacniaczem korekcyjnym 3 do 5 kilometrów, pasmo sygnału 3 do 7 MHz * przewodową z częstotliwością nośną - kabel koncentryczny lub symetryczny, pasmo sygnału kilkadziesiąt MHz, zasięg 10 do 30 km * bezprzewodową - sygnał wizyjny jako zmodulowana fala elektromagnetyczna rozchodząca się w przestrzeni. RozróŜnia się tu TV naziemną z nadajników naziemnych częstotliwość nośna kilkadziesiąt MHz oraz TV satelitarną, w której sygnał dociera do odbiorcy za pomocą przekaźników satelitarnych ; częstotliwość nośna kilka GHz. NICAM - cyfrowy system stereofonii Zastosowanie modulacji częstotliwości FM w analogowym systemie transmisji dźwięku towarzyszącego telewizji programowej nie zapewnia uzyskania jakości Hi-Fi, a tym bardziej prawidłowego dźwięku stereofonicznego ze względu na wymagania dotyczące szerokości przenoszonego pasma. Dzieje się tak z powodu braku moŝliwości umieszczenia w standardowym kanale w.cz. drugiej, niezaleŝnej częstotliwości nośnej fonii bez spowodowania szkodliwych interferencji z sygnałem wizyjnym lub z nośną podstawową fonii, odległą o 6,5 MHz od nośnej wizji. Ponadto system stereofonii analogowej charakteryzuje się dwiema istotnymi wadami, a mianowicie: * interferencjami sygnału pilota (19 khz) oraz jego harmonicznych (38, 57 i 76 khz) z częstotliwością odchylania linii; * niewystarczającą separacją międzykanałową (ok. 40 db), która przy transmisji dwóch niezaleŝnych dźwięków (np. film z dwiema wersjami językowymi) powinna wynosić co najmniej 60 db, które wykluczają osiągnięcie wysokiego standardu transmisji. Wad tych jest pozbawiony cyfrowy system stereofonii, określany mianem NICAM (ang. Near Instantenousely Companded Audio Multiplex), oznaczający tzw. zwielokrotnioną fonię z

6 prawie jednoczesną kompresją-ekspansją, a więc system realizujący transmisję całkowicie niezaleŝnych kanałów dźwiękowych. System NICAM (w pełnym brzmieniu NICAM 728, określający szybkość transmisji danych wynoszącą 728 kbit/s) jest systemem nadawania cyfrowego dźwięku stereofonicznego lub dwóch oddzielnych sygnałów monofonicznych (w trybie pracy dual), w którym do ich odbioru niezbędny jest odbiornik telewizyjny wyposaŝony w demodulator DQPSK (ang. Differential Quadrature Shift Keying ) oraz dekoder sygnału NICAM. System ten zapewnia pasmo sygnału audio 40 Hz 15 khz przy częstotliwości próbkowania 32kHz, separacja międzykanałowa zaś jest ograniczona jedynie przez układy analogowe przed koderem i za koderem, co czyni system niemal idealnym do transmisji typu dual, z zachowaniem w pełni niezaleŝnej transmisji sygnału FM monofonicznego. Dla potrzeb transmisji dźwięku w systemie NICAM przeznaczono w Polsce podnośną umieszczoną w odległości 5,85 MHz od częstotliwości nośnej wizji, przy jednoczesnym ograniczeniu widma nadajnika wizyjnego do 6,25 MHz, co odpowiada ograniczeniu pasma sygnału luminancji do 5 MHz. Systemy kodowania telewizji analogowej Najogólniej programy płatnych telewizji analogowych kodowane były jedną z czterech róŝnych metod: 1. Nagravision (lub po prostu Syster ) - np.: Premiere, Canal+ Horizons 2. Videocrypt tzn: Softcrypt - np.: Chanel 5 lub Videocrypt - np.: SKY Movie, UK Gold 3. Discret - np.: Raiuno 4. D2MAC (Eurocrypt) - np.: TV1000 Syster Syster (tak brzmi jego najczęstsza nazwa) posiada dwie odmiany: jego starsza wersja koduje tylko obraz, nowsza, bardziej skomplikowana dodatkowo dźwięk) System kodowania Syster i opracowała firma NagraVision, stąd Nagravision Syster. Syster jest systemem płatnej telewizji abonenckiej przeznaczonym do pracy w standardach PAL,

7 SECAM i NTSC. Był uŝywany w Europie przez kilka stacji telewizyjnych takich jak: CANAL+ w Francji, CANAL+ w Hiszpanii, CANAL+ w Polsce, PREMIERE w Niemczech, TELECLUB w Szwajcarii. Zasada działania systemu Syster Sygnał telewizyjny (wizja i ewentualnie fonia) przed ostatecznym przesłaniem do nadajnika jest kodowany. W odbiorniku telewizyjnym abonenta po stwierdzeniu przez Syster, Ŝe opłata została wniesiona, następuje dekodowanie sygnałów i odtworzenie czystego sygnału wizyjnego i fonicznego. System gwarantuje duŝy stopień zabezpieczenia przed dostępem niepowołanych osób. Kodowaniu podlega cały obraz nie, jak było w innych systemach, tylko poszczególne jego linie. Do budowy dekodera wykorzystano układy scalone wykonywane na specjalne zamówienie. Szyfrowaniu podlegają wszystkie przesyłane komunikaty. Klucze kontrolne, stosowane do szyfrowania komunikatów są objęte ścisłą tajemnica. Podstawowa metoda kodowania sygnału wizyjnego polega na przestawianiu linii obrazu i przesyłaniu ich w kolejności ustalonej losowo. Steruje tym generator liczb pseudo losowych, generujący nowe liczby co dwie sekundy. Liczby te są przesyłane do dekodera równieŝ w sposób zaszyfrowany, poniewaŝ przetworzeniu ulega całość obrazu, a nie tylko jego wybrane linie, dlatego wszystkie próby nielegalnego dekodowania są bardzo utrudnione, w sumie prawie niemoŝliwe. Alternatywnie moŝe być stosowana metoda przetwarzania linii oraz ich cięcia. Polega ona na dzieleniu linii na dwie części i wzajemnej zamianie ich miejsca. Punkty przecięcia linii są równieŝ wybierane w sposób pseudolosowy, zmieniany co dwie sekundy. W systemie Syster wszystkie dane dotyczące kontroli dostępu są zawarte w "kluczu", uŝywanym we wszystkich operacjach związanych z zarządzaniem dostępem. Warunki dostępu do systemu wymagają, aby klucz zawierał numer identyfikacyjny odbiorcy oraz numer kanału (w tym mieści się identyfikacja rodzaju programów, na jakie opiewa abonament). Komunikaty stacji nadawczej są przesyłane wraz z sygnałem telewizyjnym, uŝywane są do tego celu dwie linie wygaszania pionowego. Linie obrazu (półobrazu) zostają wymieszane według pewnego algorytmu. Dekoder przestawia z powrotem linie i następnie dekoduje kolor. Dekoder dostaje potrzebne informacje co 256 obrazów zakodowane w przerwie pomiędzy obrazami. Istnieje moŝliwości pomieszania linii przy znanym kluczu. Dekodowanie programowe opiera się na załoŝeniu, Ŝe następujące po sobie linie są podobne. Kiedy porówna się wszystkie linie, moŝna je na nowo uporządkować według podobieństwa. Oczywiście trwało by to za długo. Dlatego liczy porównuje się tylko parę linii i punktów na linii, Ŝeby znaleźć najlepiej odpowiadającą sekwencję z tablicy mieszania i na jej podstawie odkodować cały obraz W celu jeszcze większego zwiększenia bezpieczeństwa programów nowy Syster umoŝliwia dodatkowo zakodowanie dźwięku. Dane techniczne systemu Syster SYSTER moŝna łatwo przystosować do konkretnych wymagań stacji telewizyjnej. Charakteryzuje się wysokim stopniem ochrony. Podstawowe dane sytemu: * maksymalna liczba abonentów

8 * 16 milionów grup po 256 abonentów * maksymalna szybkość adresowania abonentów na sekundę * moŝliwość uŝywania jednego klucza przez 5 stacji * zmiana klucza kodowania co 2 sekundy - moŝliwość tematycznego podziału programu, kaŝda stacja ma moŝliwość oferowania do 50 niezaleŝnych programów Działanie systemu Syster jest niezaleŝne od standardu telewizyjnego, np. sygnał PAL po zakodowaniu pozostaje sygnałem PAL. Do przesyłania komunikatów kontroli dostępu do programu wykorzystuje jedynie dwie linie wygaszania pionowego. Jest to moŝliwe dzięki duŝej szybkości transmisji danych cyfrowych, która wynosi 4,4 miliony bitów na sekundę Układ odbiorczy jest wyposaŝony w filtry dopasowujące oraz układy wykrywania i korekcji błędów transmisji Powoduje to, ze odbiór komunikatów jest moŝliwy nawet w warunkach silnych zakłóceń Działanie systemu jest niezaleŝne od rodzaju transmisji. Rys. 3.6 Kodowanie systemem Syster [4] Videocrypt Videocrypt podobnie jak Syster (na tym kończą się podobieństwa) posiada dwie odmiany (przypuszczalnie teŝ róŝnią się one datą powstania): Softcrypt to popularna nazwa odmiany która wykorzystuje niezmienny, przydzielony na stałe algorytm - klucz - według którego wymieszany jest obraz. Częściej spotykany jest jednak system, którego klucz jest zmienny w czasie. Powoduje to, Ŝe jego zdekodowanie zajmuje 2 razy więcej czasu niŝ w Softcrypt. Był to system duŝo bardziej skomplikowany niŝ Syster, obraz w tym systemie był niewidoczny w porównaniu do Syster, w którym były widoczne zarysy. Dźwięk w systemie Videocrypt nie był kodowany.

9 Rys Kodowanie systemem Videocrypt [4] Discret Discret był to system uŝywany przez stacje Włoskie. Kodowanie tym systemem moŝna uznać za słabe, poniewaŝ przy odrobinie zaparcie moŝliwe było oglądanie programów w nim zakodowanych. Discret przesuwał parzyste linie trochę w prawo, a nieparzyste trochę w lewo, nie mieszając kolorów. Rys Kodowanie systemem Discret [4] D2MAC - Eurocrypt D2MAC w przeciwieństwie do wyŝej wymienionych nie jest to do końca system kodowania. Jest to system nadawania tak samo jak PAL czy SECAM, jednak z racji, Ŝe odbiorniki

10 telewizyjne ani satelitarne nie mogły go odbierać bez specjalnego translatora zamieniającego go na sygnał PAL moŝna go równieŝ uznać za swego rodzaju system kodowania. Sygnał PAL otrzymany na wyjściu translatora był dodatkowo zakodowany Eurocryptem, czyli bratem Videocryptu. Rys Kodowanie Eurocrypt [4] Kompresja wizji MPEG2 Metoda kompresji stosowana w standardzie MPEG-2 wykorzystuje: * korelację przestrzenną (wewnątrzobrazową) - w większości obrazów występują jednolite lub nieznacznie tylko róŝniące się fragmenty, dzięki zastosowaniu dyskretnej transformaty kosinusowej DCT obszary takie mogą być efektywnie zakodowane; * korelację czasową - kolejne obrazy w sekwencji składającej się na obraz telewizyjny z reguły niewiele od siebie się róŝnią, na podstawie bieŝącego obrazu moŝna z dobrym przybliŝeniem wyznaczyć następny obraz w sekwencji jeśli zostaną wykryte przesuwające się obiekty i prawidłowo zostanie opisany ich ruch, metoda ta nazywana jest takŝe metodą kompensacji ruchu; * właściwości oka ludzkiego - oko ludzkie-nie jest idealnym przetwornikiem, nie jest w stanie dostrzec wszystkich detali w transmitowanych obrazach, a więc z obrazów tych moŝna usunąć część informacji nie powodując przy tym pogorszenia subiektywnej oceny jakości obrazu. Właściwości oka ludzkiego wykorzystywano takŝe w analogowych standardach telewizyjnych - mniejsza rozdzielczość oka dla obrazów kolorowych niŝ monochromatycznych pozwala na ponad dwukrotne ograniczenie pasma sygnału chrominancji w stosunku do pasma sygnału luminancji; * właściwości statystyczne sygnału - w transmitowanym sygnale pewne symbole pojawiają się częściej, a inne rzadziej, zastosowanie do ich kodowania słów o róŝnej długości krótszych słów dla symboli częściej się pojawiających, dłuŝszych dla pozostałych pozwala na zmniejszenie przepływności binarnej sygnału.

11 Kompresja fonii MPEG2 W standardzie MPEG-2 przewidziano trzy warianty kodowania sygnału fonii, nazywane warstwami (Layer l, 2, 3). Warstwy są hierarchicznie zorganizowane, róŝnią się jakością transmitowanego sygnału fonii. Metody kompresji dla wszystkich warstw wykorzystują podział sygnału akustycznego na 32 podpasma za pomocą odpowiedniego banku filtrów. Sygnał w kaŝdym z podpasm jest analizowany, na podstawie właściwości ucha ludzkiego wybiera się te składowe, które są maskowane przez inne składowe - jeśli dwa dźwięki mają zbliŝone częstotliwości i jeden z nich ma znacznie większą energię od drugiego to ucho nie jest w stanie wykryć obecności słabszego dźwięku. ZaleŜnie od róŝnicy częstotliwości i energii takich dźwięków słabszy z nich moŝe być albo całkowicie usunięty lub zakodowany bardzo niedokładnie, a subiektywna ocena całego sygnału akustycznego nie zmieni się. W kolejnym etapie przetwarzania poszczególnym podpasmom przydziela się odpowiednią ilość bitów, tak aby z jednej strony wszystkie istotne składowe zostały przesłane, a z drugiej wypadkowy strumień danych nie przekroczył załoŝonego limitu. W standardzie MPEG-2 moŝna przesyłać maksymalnie 5 kanałów sygnału akustycznego z pełnym pasmem częstotliwości i jeden kanał niskoczęstotliwościowy (subwoofer), co często jest zapisywane jako 5.1 kanałów fonicznych. W podstawowych kanałach sygnał akustyczny jest próbkowany z częstotliwością 32; 44,1 lub 48 khz. Zachowana jest pełna kompatybilność pomiędzy dekoderami dla poszczególnych warstw standardu MPEG-2 jak równieŝ ze standardem kodowania fonii we wcześniejszym standardzie MPEG-1. Oznacza to, Ŝe dekoder fonii standardu MPEG-2 odczyta sygnał zakodowany przez koder MPEG-1 oraz, Ŝe dekoder MPEG-1 będzie mógł pracować z sygnałem wytworzonym przez koder MPEG-2. Oczywiście dekoder MPEG-1, w którym przewidywano transmisję tylko dwóch kanałów fonicznych nie będzie wytwarzał dźwięku dookólnego ale z 5.1 kanałów przesyłanych w standardzie MPEG- 2 wybierze informacje niezbędne do odtworzenia sygnału stereofonicznego. Metoda kompresji fonii określona w standardzie MPEG-2 nie będzie jedyną stosowaną w cyfrowych urządzeniach telewizyjnych. PowaŜnym konkurentem dla niej jest standard AC-3 opracowany przez Dolby. W obu przypadkach stosowane są podobne algorytmy kompresji sygnału akustycznego, ale standardy AC-3 i MPEG-2 Audio są całkowicie niekompatybilne pomiędzy sobą. Standard opracowany przez Dolby będzie stosowany do przesyłania fonii w amerykańskim standardzie telewizji wysokiej rozdzielczości Grand Alliance oraz w cyfrowych dyskach wizyjnych DVD produkowanych na rynek amerykański. Standard HDTV Telewizja o wielkiej rozdzielczości HDTV (nazywana równieŝ Telewizją Wysokiej Jakości, Telewizją DuŜej Wierności) ma w przyszłości zastąpić dotychczasowe systemy telewizyjne NTSC, PAL i SECAM. Oparto się na następujących ustalonych międzynarodowo (CCIR 801, EBU 3271-E, 1993 r.) zaleceniach: * stosuje się kineskopy o ekranach w formacie: szerokości w do wysokości h jak 16:9, o przekątnej do ok mm ( 50 cali) * liczba linii w obrazie 1250 w tym 1152 czynnych. Czas kreślenia jednej linii 32ms,

12 kreślenie międzyliniowe 2:1, częstotliwość poziomego odchylania (linii) 31,25 khz * liczba obrazów na sekundę 25. Częstotliwość pionowego odchylania 50 Hz częstotliwość obrazów 25 Hz, półobrazów 50 Hz * optymalna odległość oglądania równa trzy- do czterokrotnej wysokości (3-4 h) Analogowe sygnały wizyjne * sygnał luminancji: Y= 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B * sygnał róŝnicowy koloru: CR = 0,173 (R- Y) * sygnał róŝnicowy koloru: CB = 0,564 (B-Y) * pasmo sygnałów wizyjnych ma szerokość do 30 MHz; Cyfrowe sygnały wizyjne * całkowita liczba próbek w linii luminancji 2304, sygnałów róŝnicowych koloru 2 x 1152 * liczba próbek w czynnej linii luminancji 1920, linii sygnałów róŝnicowych koloru 2 x 960 * kwantowanie liniowe ze słowami 8- lub 10-bitowymi * częstotliwość próbkowania sygnału luminancji 72 MHz (32 x 2,25 MHz), sygnałów róŝnicowych koloru 36 MHz (16 x 2,25 MHz) * szybkość bitowa strumienia cyfrowego luminancji 576 Mbit/s, sygnałów róŝnicowych koloru 2 x 288 Mbit/s i całkowitego strumienia cyfrowego wizji 1152 Mbit/s. Szerokość pasma częstotliwości zajmowanego przez sygnały wizyjne telewizji HDTV stwarza trudności ich przesyłania i rejestracji. Telewizja HDTV musi posługiwać się nadajnikami pracującymi w zakresie częstotliwości SHF. Rozdzielczości HDTV 720p pikseli 1080i / 1080p pikseli Oznaczenia: i (interlaced) - obraz z przeplotem (na zmianę wyświetlane są linie parzyste i nieparzyste), po symbolu i czasami podawana jest ilość pól (ang. fields, półobrazów) na sekundę, np. 1080i60. Niektórzy zamiast tego podają ilość pełnych wyświetlanych w ciągu sekundy obrazów, która jest o połowę niższa (powyższy przykład byłby opisany 1080i30). p (progressive scan) - obraz bez przeplotu. Po symbolu p podawana jest czasami ilość klatek (ang. frames, pełnych obrazów) na sekundę, np. 720p60. W metodzie p (progressive) bez przeplotu wyświetlane są kolejne pełne klatki obrazu zawierające wszystkie linie. W metodzie i (interlaced) z przeplotem naprzemiennie wyświetlane są pola zawierające wyłącznie parzyste i wyłącznie nieparzyste linie obrazu. Ten mniej intuicyjny system jest stosowany, poniewaŝ pozwala na podniesienie rozdzielczości lub zwiększenie płynności ruchu przy tym samym zuŝytym paśmie/tej samej ilości przesyłanych danych. Odbywa się to jednak pewnym kosztem:

13 Trudniej zmienić ilość linii w obrazie z przeplotem Trudniej prowadzić obróbkę obrazu z przeplotem Przed wyświetleniem na urządzeniu pracującym bez przeplotu przeplot musi zostać usunięty, co nie jest prostym procesem i często generuje artefakty (zniekształcenia obrazu). Obiekty poruszające się pionowo oddawane są z średnio o 30%, a w najgorszym przypadku o 50% mniejszą ilością szczegółów w pionie. Wynika to z tego, że (w najgorszym przypadku), gdy obiekt porusza się z nieparzystą ilością linii na pole, parzyste i nieparzyste linie kolejnych pól wyświetlają tę samą połowę linii składających się na obiekt. Stopklatka ma dwukrotnie mniejszą rozdzielczość pionową, lub do jej wyświetlenia konieczne jest usunięcie przeplotu. Telewizję standardowej rozdzielczości (SDTV) w systemie PAL określa się jako system 576i50 (576 linii wyświetlanych, metoda wyświetlania i, częstotliwość 50 Hz). Tak więc w ciągu 1/50s wyświetlone są linie nieparzyste, a w następnej 1/50s linie parzyste. W efekcie w ciągu sekundy wyświetla się 25 pełnych obrazów. Podobnie jak w przypadku 1080i60 (patrz niŝej) sygnał 576i50 jest często w rzeczywistości sygnałem bez przeplotu poddanym bezstratnej konwersji. W standardzie HDTV uŝywa się w praktyce jednej z dwóch rozdzielczości: 720p i 1080i, dostępna jest jednak równieŝ rozdzielczość przyszłościowa 1080p. Sygnał przesyłany w rozdzielczości 1080i60 często (w przypadku filmów niemal zawsze) jest w istocie sygnałem 1080p24 poddanym bezstratnej konwersji. MoŜna więc przeprowadzić na nim odwrotną bezstratną konwersję, by uzyskać sygnał 1080p24 (w odbiornikach tego wymagających często robione jest to automatycznie). Taki sygnał nie wykazuje obniŝonej rozdzielczości podczas pionowego ruchu obiektów, nie wykazuje równieŝ zwiększonej płynności, zaś przesyłany jest w standardzie 1080i60 głównie dla zachowania kompatybilności. Jeszcze prościej, po przyśpieszeniu z 24 do 25 klatek na sekundę, moŝna przekonwertować bezstratnie dowolny sygnał p25 do formatu i50, rozdzielając kaŝdą klatkę na dwa pola. Obecnie panuje tendencja do odchodzenia od sygnału z przeplotem. Znaczna część sygnałów przesyłanych z przeplotem jest tak naprawdę sygnałem bez przeplotu po bezstratnej, odwracalnej konwersji. Porównując standardy 1080i50/60 i 720p50/60, 1080i50/60 wykazuje dokładniejsze odwzorowanie szczegółów przedmiotów nieporuszających się w pionie i wyŝszą rozdzielczość poziomą. 720p50/60 oferuje z kolei większą płynność ruchów. W związku z tym by zmaksymalizować jakość w zastosowaniach ogólnych stosuje się zazwyczaj 1080i50/60, natomiast kanały sportowe przesyła się w 720p50/60. W przypadku gdy źródłowy sygnał nagrany był w 1080p24, jak większość filmów, lepszą jakość obrazu zapewni bezwzględnie 1080i50/60 po bezstratnej konwersji, niŝ 720p50/60 po konwersji stratnej. Jakość obrazu uzyskiwana w poszczególnych formatach zaleŝy równieŝ od rozdzielczości matrycy konkretnego odbiornika. Jeśli jest ona inna niŝ rozdzielczość nadawanego obrazu telewizyjnego, to obraz jest przeskalowywany przez odbiornik do jego własnej rozdzielczości ekranu.

14