HDTV поддерживает стандарты 1080i и 720p,
обладает широкоэкранным 16:9 изображением, звуком Dolby Digital 5.1. и,
соответственно, является наивысшей точкой развития телевизионных
технологий.
Посредством HDTV
обеспечивается доставка в каждый дом необыкновенно чистого, яркого и
четкого изображения, практически совпадающего по качеству с 35-мм
кинопленкой, и с многоканальным звуковым сопровождением.
Высокая четкость (HD)
означает, что число линий и число пикселей в каждой линии телевизионной
картинки существенно увеличены по сравнению с телевидением стандартной
четкости (SD). В то время как телевизионное SD-изображение передается с разрешением 720x576 пикселей, HD-изображение
имеет разрешение 1920x1080 пикселей. Число элементов изображения,
передаваемых за одну секунду, увеличено в 5 раз. Это позволяет
существенно увеличить чистоту, четкость и детализацию изображения и
объясняет тот восторг, который вызывает просмотр HDTV-картинки на высококачественных плоскопанельных дисплеях или на проекторах в домашних кинотеатрах.
Cтандарты HDTV
Сегодня в мире распространены в основном два стандарта, которые используются для HDTV-вещания. 720p (p - прогрессивная развертка) и 1080i (i - чересстрочная развертка). Стандарт 1080i определен в Рекомендациях ITU-R BT.709-5.
Изображение
состоит из 1080 активных линий по 1920 отсчетов в каждой, соотношение
сторон - 16:9, использованы квадратные пиксели. Стандарт 720р определен
SMPTE как телевизионный стандарт 296M-2001. Этот стандарт обеспечивает
720 линий в кадре и 1280 отсчетов в линии. Соотношение сторон - 16:9,
использованы квадратные пиксели.
Традиционное
телевидение использует так называемое "чересстрочное" сканирование, при
котором каждый кадр отображается на экране в два захода. В первом
заходе выводятся нечетные линии за 1/50 секунды, во втором за такое же
время - четные линии. Вывод полного кадра происходит 25 раз в секунду.
В системах прогрессивного сканирования полный кадр изображения
выводится каждую 1/50 секунду.
Достоинства и недостатки стандартов HDTV:
- Прогрессивный стандарт является более простым для компрессии и приводит к более низкой скорости передачи данных.
- Вывод
движущегося изображения лучше осуществлять в формате 720р/50,
чересстрочное сканирование приводит к возникновению артефактов при
быстром движении изображения в случае, если показ идет на дисплеях с
системой прогрессивного сканирования.
- 720р/50 обеспечивает изображение с меньшим общим количеством артефактов, чем 1080i.
- Производство в 1080i в настоящее время является более простым благодаря более доступному оборудованию.
В таблице перечислены стандарты, которые должны поддерживать европейские HD-дисплеи, чтобы называться HDTV-совместимыми.
| Стандарт | Пиксели в линии x линии в кадре | Режим развертки | Частота кадров | Соотношение сторон кадра |
| 720p/50 | 1280x720 | Прогрессивная | 50 кадр/с | 16:9 |
| 720p/60 | 1280x720 | Прогрессивна | 59.94/60 кадр/с | 16:9 |
| 1080i/25 | 1920x1080 | Чересстрочная | 50 полей/сек | 16:9 |
| 1080i/30 | 1920x1080 | Чересстрочная | 59.94/60 полей/сек | 16:9 |
Кодирование видео
До настоящего времени все существующие в мире HDTV стандарты (ATSC, DVB, ISDB) были основаны на схеме видеокомпрессии MPEG-2 и использовали в качестве основы транспортный поток (MPEG-2 Systems Transport Layer). В настоящее время стандарт DVB
дорабатывается для включения в него более современных инструментов
аудио/видеокомпрессии, например, таких как H.264 (MPEG-4 AVC) и, может
быть, позднее, SMPTE VC-1.
Согласно маркетинговым исследованиям в 2008 году развитие HD-рынка будет ускоряться следующими факторами:
- Растущая доступность "HD ready" телевизоров.
- Достижение ведущими провайдерами платного телевидения критических уровней развития на всех основных рынках.
- Увеличение числа телевизионных HD-каналов и HD DVD.
- Олимпийские Игры 2008 года и Кубок Мира по футболу 2010 года.
По прогнозам, в 2010 году в Европе будет насчитываться от 60 до 80 спутниковых HD-телеканалов, от 21 до 27 кабельных и от 4 до 14 эфирных HD-каналов. Спорт можно рассматривать в качестве наиболее востребованного контента. Он является главной темой для HD-каналов
после кино, а главные спортивные события, такие как Олимпиады, Кубки
мира и Чемпионаты по футболу, транслируемые на этих каналах, напрямую
влияют на уровень продаж HD-оборудования.
Словарь терминов
ATSC (Advanced Television Systems Committee)
- организация, разрабатывающая и утверждающая стандарты для передовых
телевизионных систем, в том числе и HDTV. Наиболее широко стандарты
ATSC распространены в США и Канаде.
DVB (Digtal Video Broadcasting Project)
- организация, которая разрабатывает технологии для цифрового
телевидения. В Европе наиболее широко используются следующие протоколы
передачи, разработанные DVB: DVB-C (для кабельных сетей), DVB-S (для спутникового вещания), DVB-T (для наземного эфирного вещания). DVB
разрабатывает не только протоколы передачи, но и стандарты для
интерактивных приложений, таких как приставки цифрового телевидения
(set-top boxes) и т.п. Другие DVB протоколы включают MHP (multimedia home platform, сокращенно DVB-MHP), DVB-M (стандарт измерений сигналов DVB-S/T/C), DVB-H ("обновление" стандарта DVB-T, которое позволяет доставлять цифровой поток в мобильные устройства по наземным эфирным сетям).
DVI (Digital Video Interface)
- спецификация интерфейса, внедренная организацией Digital Display
Working Group (DDWG). По этой спецификации выполнен разъем, который
может передавать как цифровые, так и аналоговые видеосигналы. Различают
три подтипа таких интерфейсов: DVI-D - для цифровых сигналов, DVI-A -
для аналоговых, DVI-I - для цифровых и аналоговых сигналов.
DVI-выходами сейчас оснащаются компьютерные графические адаптеры и
HDTV-приемники. DVI-входы есть у большинства современных
HDTV-совместимых устройств.
HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection)
- метод шифрования, разработанный компанией Intel, который защищает
цифровые медиаданные при передаче их по интерфейсу DVI. Передача
информации между источником видеосигнала (компьютером, DVD-плейером,
приставкой set-top box и т.п.) и цифровым дисплеем (LCD, плазменной
панелью, проектором, и т.п.) происходит в зашифрованном виде.
HDMI (High Definition Multimedia Interface)
- интерфейс с 19-контактным разъемом, обеспечивающий скорость передачи
данных до 5 Гбит/с для поддержки передачи видеопотока и многоканального
звука по единому кабелю. В HDMI также применяется технология Intel HDCP для защиты данных и гарантированного защищенного доступа к аудио- и видеоконтенту. HDTV
использует менее половины ширины канала, который обеспечивает стандарт
HDMI (5 Гбит/с), так что данный разъем можно закладывать в новые
разработки с дальнейшей перспективой на какие-либо новые технологии и
потенциалы. Готовые кабели HDMI существуют как в вариантах HDMI-HDMI
для обычного цифрового соединения, так и в версии HDMI-DVI для
обеспечения плавного перехода с оборудования, в котором применяется
интерфейс DVI. Стандарт HDMI является полностью обратно-совместимым со стандартом DVI.
ISDB
(Integrated Services Digital Broadcasting) - стандарт цифрового
телевидения, разработанный в Японии. Он интегрирует в себя различные
виды цифрового контента. Это может быть HDTV, STDV, звук, графика, текст и т.д.
Dolby Digital (AC-3)
- алгоритм кодирования звукового сигнала компании Dolby третьего
поколения. Это алгоритм кодирования, основанный на особенностях
частотной избирательности человеческого слуха, разработанный для
применения низких скоростей передачи данных с максимально возможным
качеством звука.
MPEG-2 -
видеостандарт, разработанный группой MPEG, для применения на
высокихскоростях передачи данных. Транспортный поток MPEG-2 лежит в
основе всех существующих стандартов цифрового телевидения - DVB, ATSC, ISDB.
ASI (Asynchronous Serial Interface) - асинхронный последовательный интерфейс. Предназначен для передачи транспортных пакетов MPEG-2 по коаксиальным и многомодовым волоконно-оптическим линиям связи.
QAM256
(Quadrature Amplitude Modulation) - квадратурная амплитудная модуляция:
cпособ многопозиционной модуляции несущей, предусматривающий изменение
ее амплитуды и фазы. Одним состоянием несущей передается 16 бит
информации. На этом типе модуляции основан стандарт DVB-C, применяемый
в цифровых кабельных сетях.