Ievads
Digitālās TV (DTV) klasiskās virszemes apraides sagatavošanas ķēdi, sākot ar atbilstošo signālu avotiem un beidzot ar antenas torni, var iedalīt trīs galvenos blokos. Tie ir: avota kodēšana, kanāla kodēšana un t. s. COFDM modulēšana (sk. SP 1998/4,17. lpp.). Šai apskatā aplūkota signālu apstrāde tikai pirmajā – avota kodēšanas - blokā, kurā notiek arī nepieciešamā signāla kompresija. Avota kodēšana visā pasaulē akceptētā MPEG2 standartā nemainītā veidā tiek izmantota arī citos DTV izplatīšanas veidos – satelītu un kabeļtelevīzijā.
Kompresijas nepieciešamība
Signālu kompresija ir mūsdienu elektronikas attīstības stāvokļa nepieciešamība. Nekompresētu DTV signālu var pārraidīt ar 270 Mbps (10 biti uz nolasi) vai 216 Mbps (8 biti uz nolasi) bitu plūsmu. Šādas vienas DTV programmas pārraidei būtu nepieciešams ap desmit analogo TV (ATV) frekvenču joslu, kas radioviļņu spektra deficīta apstākļos nav pieļaujami. Tāpat jāņem vērā, ka izplatītie SDH, STM-1 (Eiropā) vai STS-3, OC-3 (ASV) digitālie telekomunikāciju tīkli darbojas ar 155 Mbps bitu plūsmām. Pa šādu tīklu nevarētu pārraidīt pat vienu nekompresētu DTV 4:2:2 formāta programmu! Vienīgā izeja – signālu kompresija. Izmantojot MPEG2 standartu, to var veikt tik efektīvi, ka, attēla kvalitāti praktiski nepasliktinot, vienā ATV frekvenču kanālā var izvietot 4-5 PAL kvalitātes DTV programmas.
Jauna tehnoloģija!?
Kļūdās tie, kas domā, ka kompresija ir jauna tehnoloģija. Taču, ideju gan sevišķi nereklamējot, kompresiju izmanto arī ATV. Šajā sistēmā attēls sākotnēji tiek veidots no trīs pamatkrāsu signāliem RGB (komponentsignāla). Ja to pārraidītu kā lineāras gaismas progresīvi izvērstu attēlu, būtu nepieciešama apmēram desmit reižu plašāka frekvenču josla. Signālu kompresiju iegūst ar:
•komponentsignāla (RGB) pārveidi spilgtuma (Y) un krāsu starpības signālos (CB, CR), t. i., kompozītsignālā (kompresija 3:2);
•krāsu starpības signālu uzsēdināšanu uz subnesēja (kompresija 2:1);
•gamma efekta (spilgtuma - sprieguma nelinearitāte) izmantošanu (kompresija 1,7:1);
•pārlecošās jeb rindpārleces izvēršanas lietošanu (kompresija 2:1).
Iepriekšminētā otrā analogo signālu apstrādes procesā TV kompozītsignāls tiek pilnībā noformēts, izmantojot amplitūdas - fāzes (QAM) modulētu subnesēju (PAL un NTSC, bet ne SECAM!). Pirmajā procesā, kurā kompozītsignālu sāk formēt, kopā ar otro tātad kompresija sasniedz 6:2 (t. i., 3:1). Kompresija visuzskatāmāk izpaužas ceturtajā, t. i., pārlecošās attēla izvēršanas metodē. Tā kadru rekonstruē no diviem noraidītiem puskadriem (laukiem), nospiežot kadru frekvenci no 50 uz 25 Hz. Bet līdz ar to ATV videosignālu aizņemtā frekvenču josla samazinās uz pusi (no apm. 10-12 MHz uz 5-6 MHz). Summārā signālu kompresija visos četros apstrādes procesos ir apm. 10:1. Bez signālu kompresijas arī ATV rastos problēmas pārmērīgi lielās nepieciešamās frekvenču joslas dēļ.
…
