При разработке современных стандартов систем ТВЧ в первую очередь учитывались следующие факторы: необходимость обеспечения максимального соответствия параметров ТВ изображения психофизиологическим особенностям зрительного восприятия видеоинформации; совместимость перспективных систем ТВ с эксплуатируемыми системами цветного телевещания NTSC, PAL, SECAM.

К настоящему времени предложено несколько различных стандартов систем ТВЧ, основные параметры которых представлены в таблице.

Таблица 11.1. Основные параметры предложенных стандартов ТВЧ

Каждый из предложенных стандартов обладает своими преимуществами и недостатками.

Стандарт 1125/60/2:1. В основе стандарта лежат результаты двадцатилетних фундаментальных исследований японской вещательной компании NHK. К настоящему времени стандарт 1125/60/2:1 достиг станции промышленного освоения.

В условиях 50 Гц сети ТВ вещания наиболее критичным параметром стандарта 1125/60/2:1 является частота полей 60 Гц, хотя это значение определяет повышенную временную разрешающую способность данной системы ТВЧ. Преобразование стандарта 1125/60/2:1 в стандарт 625/50/2:1 может привести к серьезному ухудшению качества передачи движущихся объектов. Это объясняется отсутствием запаса информации в стандарте 1125/60/2:1, т.е. низкой частотой первичной дискретизации во времени.

В цифровом варианте данного стандарта частота дискретизации яркостного сигнала – 74,25 МГц, которая обусловливает формирование ортогональной структуры отсчетов, удобной для пространственной обработки изображения. Отсчеты цветоразностных сигналов следуют с частотой 37,125 МГц, которая также образует ортогональную структуру. При восьмиразрядном квантовании отсчетов формируется цифровой результирующий поток 1188 Мбит/с.

Стандарт 1250/50/1:1 создан девятью западноевропейскими странами (ФРГ, Франция, Великобритания, Бельгия, Нидерланды, Швейцария, Норвегия, Дания, Италия) в рамках проекта Eureka – 95, цепью которого является разработка новейших технологий и систем в различных сферах человеческой деятельности. Данный стандарт предполагает переход к вещанию программ ТВЧ от обычного стандарта эволюционным путем. Обеспечивается совместимость стандарта 1250/50/1:1 с системами типа МАС. Стандарт 1250/50/1:1 (вариант прогрессивной развертки) предъявляет предельные требования к технологии, недостижимые в настоящее время в серийной аппаратуре. Особенно это характерно для цифрового варианта стандарта 1250/50/1:1, в котором цифровой поток равен 2304 Мбит/с (частота дискретизация яркостного сигнала - 144 МГц, цветоразностных сигналов - 72 МГц). Для яркостного сигнала предлагается использовать ортогональную, а для цветоразностных сигналов - шахматную структуры дискретизации. (Преимущество шахматной структуры дискретизации заключается в меньшей заметности помехи дискретизации, а недостатки - в усложнении процедуры пространственной обработки изображения). Вследствие этого создание полнополосного цифрового видеомагнитофона для стандарта 1250/50/1:1 в ближайшее время весьма проблематично, поскольку требует перехода на новый уровень технологии. Процедура преобразования стандарта 1250/50/1:1 с прогрессивной разверткой в стандарт 625/50/2:1 максимально упрощается в техническом смысле благодаря равенству их кадровых к полевых частот.

Более упрощенным вариантом является стандарт 1250/50/2:1 (с чересстрочной разверткой).

Стандарт 1250/50/1:1(2:1) критикуется за низкую временную разрешающую способность. Мерцание изображения на экранах видеомониторов при очень большой яркости могут быть устранены удвоением кадровой частоты стандарта отображения.

Стандарт 1050/60/2:1 разработан в США. Система ТВЧ, построенная в соответствии с данным стандартом, будет полностью совместимой с системой вещательного ТВ NTSC.

Стандарт 1375/50(48)2:1 является кино ТВ студийным стандартом, позволяющих совместить ТВЧ и 35-мм фильмопроизводство. Использование в кино и ТВ единой частоты кадров 24 Гц и идеального качества изображения открывает путь к интенсивному развитию кино ТВ техники. Кроме того, увеличение числа строк дает другое принципиально более важное преимущество: существенное уменьшение уровня помехи строчной дискретизации, которая проявляется в виде муара на тонких периодических структурах изображения. Использование 1280 активных строк обеспечивает практическую незаметность строчной структуры ТВ изображения на большом экране с малого расстояния, например, в ТВ театрах.

В настоящее время воспроизведение ТВ изображений высокой четности предусмотрено системой цифрового ТВ вещания ATSC, внедряемой в США. Система ATSCботана Комитетом по усовершенствованиям систем телевидения (Advanced Television Systems Committee). В части кодирования и структурирования информации система ATSCосновывается на международном стандарте кодирования с информационным сжатием MPEG-2 (Motion Picture Expert Group –международная экспертная группа по подвижным изображениям). Стандарт MPEG-2обеспечивает высокую степень сжатия как видеоинформации, так и звуков (практически в 10-15 раз).

MPEG-2 – использует следующие основные идеи:

• устранение временной избыточности ТВ изображений, учитывающее тот факт, что в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно смещаются по полю;

• устранение мелких деталей сцены, несущественных для ее визуального восприятия человеком;

• использование более низкого цветного разрешения, так как глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета по сравнению с изменениями яркости;

• повышение информационной плотности результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания.

В итоге в стандартном ТВ канале удается передавать 10 более ТВ сигналов, соответствующих программам обычной четкости, или два или более ТВ сигналов программ высокой четкости.