Системы передачи видео информации

Киселев Даниил Сергеевич
10-Ози

ВВЕДЕНИЕ

Область электрической связи в настоящее время испытывает революционные преобразования, связанные с глобализацией производственных и экономических процессов в мировом сообществе; этому соответствует зарождение и развитие новых технологий: слияние компьютерных и телекоммуникационных систем, внедрение волоконно-оптической техники, развитие цифровых методов и устройств передачи, хранение и обработка информации.
В настоящее время отрасли телекоммуникаций развиваются стремительными темпами. С модернизацией техники улучшается качество традиционных услуг электрической связи, появляются новые. Среди них важнейшую роль для решения информационных, культурных, пропагандистских и даже военных задач играет телевизионное вещание.
В данной работе речь пойдет об истории появления и развития телевидения, о его основных видах и характеристиках, о современных тенденциях в области телевизионного вещания и о его будущем.

1. ТЕЛЕВИДЕНИЕ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ. ТЕЛЕВИДЕНИЕ СЕГОДНЯ

1.1 ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРЕДПОСЫЛКА ПОЯВЛЕНИЯ ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Телевидение является одним из самых молодых средств массовой информации (моложе только Интернет). Под коммуникацией понимается передача информации от человека к человеку.
Для осуществления передачи и приема телевизионного сигнала необходимо:
а) преобразовать свет в электрические сигналы,
б) передать эти сигналы по какому-либо каналу связи,
в) осуществить обратное преобразование электрических сигналов в свет.
Для обратного преобразования (электричество - свет) использовались газоразрядные источники света - приборы, в которых электрическая энергия при прохождении электрического тока через газ преобразовывалась в оптический сигнал. Впервые такую безынерционную трубку в Германии в 1855 г. Получил Иоганн Генрих Гейслер (1815-1879). К 1873 г. Англичанин У.Смит (1769-1839) открыл внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, когда под воздействием света (фотоны "вырывают" электроны из валентной среды) возрастало число электронов проводимости. Теоретический этап основ телевидения был завершен. Начался период практического осуществления изобретений с их постоянным совершенствованием.
Глаз способен различать мелкие детали рассматриваемого изображения в соответствии со своей разрешающей способностью. Изображение, проецируемое на сетчатку глаза, тоже состоит из минимально различимых элементов. Каждый из этих элементов характеризуется :
а) яркостью,
б) цветностью
в) геометрической точкой.
Первое пригодное для практического использования устройство оптико-механической развертки луча предложил в 1884 г. Немец Пауль Нипков (1860-1940). Изобретатель предложил использовать для развертки телевизионного луча вращающийся непрозрачный диск большого диаметра с отверстиями, располагающимися по спирали Архимеда от внешнего края к центру.
Размер изображения, а следовательно, и экрана определяла ограничительная рамка. Число отверстий на диске равно количеству строк на экране телевизора. При вращении каждое отверстие перемещалось по окружности, разбивая, таким образом, цельное изображение на отдельные строчки. Интересен факт, что Пауль Нипков, сделав свое величайшее изобретение будучи студентом, забыл про него и с удивлением увидел практическое воплощение собственной идеи спустя 40 лет на международной выставке радиоаппаратуры в Берлине в 1928 г.

1.2 ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

В 1907г. Патент на проект двухцветного телевидения с одновременной цветовой передачей в Германии разработал выходец из России Ованес Абгарович Адамян (1879-1932). Позднее он переезжает в Россию и в 1925 г. Патентует трехкомпонентную последовательную передачу цветов (RGB). В развертывающем устройстве было три серии отверстий, каждое из которых закрывалось красным, синим и зеленым светофильтрами. Реализовать эту идею в 1928 г. Было суждено знаменитому Дж. Берду. Основная проблема данной схемы заключалась в ее несовместимости с черно-белыми ТВ-приемниками, кроме того, эпоха механического телевидения приближалась к концу.
В США аналогичными разработками занимался Питер Голдмарк (компания CBS), но Федеральная комиссия связи в 1943 г. Утвердила монохромный стандарт. В сущности, внедрение цвета на телевизионном экране было похоже на проникновение цвета в фотографию: технологически это было уже возможно, но читателям или зрителям вполне хватало черно-белой информации на оттиске или экране.
Телевизионная строка формируется движением электронного луча слева направо. Одновременно видимые строки (вследствие инерционности зрения) называются телевизионным растром. Совокупность строк видимого изображения называется телевизионным кадром.
Наше зрение острее реагирует на изменение яркости, чем на изменение цвета, поэтому, как правило, яркостных сигналов передается больше, чем цветных.
Черно-белое изображение можно полностью передать яркостным сигналом (от черного до белого), оттенки RGB-цветов можно передать цветоразностными сигналами. Существующие в данное время телевизионные стандарты несовместимы друг с другом, правда, современные телевизоры способны автоматически перестраиваться с одного стандарта на другой. Европейские и американский стандарты изначально были зависимы от частоты переменного тока: в Европе и России эта величина составляет 50 Гц, в Америке, Канаде, Японии - 60 Гц. Поэтому количество полей в Европе - 50 и 25 кадров в секунду, а в Северной Америке - 60 и 30 кадров в секунду.

1.3 ВЕЩАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

NTSC

Телевизионный стандарт устанавливает основные параметры систем ТВ-вещания, такие, как телевизионная развертка (способ и число строк разложения, формат и частота кадров и т.д.); параметры радиосигналов для передающей телевизионной станции; ширина полосы частот радиоканала; характеристики телевизора; состав и параметры сигнала яркости и цветоразностных сигналов, способ модуляции и т.д.
Разработка собственного государственного стандарта требовала гигантских материальных ресурсов. США менее других стран были обескровлены Второй мировой войной, да и у населения было достаточно средств для приобретения новых телеприемников. Национальным комитетом телевизионных систем (National Television System Committee) в 1953 г. был утвержден совместимый стандарт, и в США началось регулярное вещание в системе NTSC. Первые телевизоры, отвечающие данному стандарту, были настолько сложны, что им требовалась еженедельная настройка специалистом. Американцы не хотели покупать дорогие и капризные телеприемники, компании продавали их ниже себестоимости, тем не менее массовым цветное ТВ в США стало только в середине 60-х гг. К моменту внедрения цветного стандарта у населения было 28 млн. черно-белых телеприемников.
В формировании изображения участвуют один сигнал яркости и два цветности. Сигнал цветности присутствует в каждой строке. Использование квадратурной модуляции позволяет одновременно передавать два цветоразностных сигнала. Системе присуща высокая помехоустойчивость и хорошая цветопередача благодаря эффективному разделению сигналов яркости и цветности. Полный кадр формируется двумя полукадрами (полями), в системе принята чересстрочная развертка. Недостатком системы, который может заметить зритель, являются цветоискажения на ярких и темных участках одинаково окрашенного объекта. Как известно, человеческий глаз особенно остро видит искажения белого цвета и оттенков кожи лица. Например, если одна часть лица будет освещена очень ярко, а другая будет в тени, зритель увидит зеленый оттенок в светлых и красный в недостаточно освещенных участках лица.
Основные технические характеристики NTSC:
Разрешение - 525 строк.
Количество кадров в секунду - 30.
Количество полей - 60 (точнее, 59.94).
Развертка луча чересстрочная (интерлейсинг).
Стандарт NTSC принят в 18 странах: США, Канаде, Японии, странах Латинской Америки, Филиппинах, Южной Корее.
Система NTSC - первая система ЦТ, нашедшая практическое применение. Разработана в США и принята для вещания в 1953 году. При создании системы NTSC были разработаны основные принципы передачи цветного изображения, которые в той или иной степени использованы во всех последующих системах.
В системе NTSC ПЦТС содержит в каждой строке составляющую яркости и сигнал цветности, передаваемую с помощью поднесущей, лежащей в полосе частот сигнала яркости. Поднесущая промодулирована в каждой строке двумя сигналами цветности Еr-y и Eb-y. Чтобы сигналы цветности не создавали взаимных помех, в систему NTSC применена квадратурная балансная модуляция.
Существует два основных значения поднесущей цветности системы NTSC: 3.579545 и 4.43361875 МГц. Второе значение является неосновным и используется в основном в видеозаписи для использования общего с системой PAL канала записи-воспроизведения.
Система NTSC имеет ряд достоинств, среди которых: высокая цветовая четкость пpи относительно узкополосном канале передачи; структура спектров сигналов позволяет эффективно разделять информацию с помощью гребенчатых цифровых фильтров. Декодер NTSC относительно прост и не содержит линии задержки.
Вместе с тем системе NTSC присущи и недостатки, главным из которых является ее высокая чувствительность к искажениям сигнала в канале передачи.
Искажения сигнала в виде амплитудной модуляции (AM) называются дифференциальными искажениями. В результате таких искажений цветовая насыщенность ярких и темных участков получается разной. Эти искажения нельзя устранить с помощью цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) сигнала цветности, так как различия в амплитуде цветовой поднесущей проявляются в пределах одной строки.
Искажения в виде фазовой модуляции цветовой поднесущей сигналом яркости называют дифференциально-фазовыми искажениями. Они вызывают изменения цветового тона в зависимости от яркости данного участка изображения. Например, человеческие лица окрашиваются в красноватый цвет в тенях и в зеленоватый - на освещенных участках.
Чтобы уменьшить заметность дифференциально-фазовых искажений, в телевизорах NTSC предусмотрен оперативный регулятор цветового тона, который позволяет делать более естественную окраску деталей с одинаковой яркостью. Однако искажения цветового тона более ярких или более темных участков при этом возрастают.
Высокие требования к параметрам канала передачи приводят к усложнению и удорожанию аппаратуры NTSC или, если эти требования не выполняются, к снижению качества изображения. Основной целью при разработке системы PAL и SECAM было устранение недостатков системы NTSC.

PAL

PAL (Phase Alternation Line) - чередование фазы по строкам. Стандарт, предложенный немецким ученым фирмы "Телефункен" доктором Вальтером Брухом, представлял собой усовершенствованную систему NTSC с некоторыми элементами SECAM. Начало разработки нового стандарта относится к 1961 г., введение в действие - 1967 г. Вальтер Брух устранил недостатки, свойственные NTSC, в результате чего улучшилась цветопередача. Сигналы цветности, как и в NTSC, передавались одновременно, но, как в SECAM, применялись цветоразностные сигналы.
К достоинствам системы PAL следует отнести меньшую полосу частот, чем в стандарте SECAM, воспроизведение оптимальных цветов в светах и тенях телевизионного изображения, хорошую помехоустойчивость к фазовым искажениям сигнала цветности, стабильность информации о цветовых оттенках, прекрасную совместимость с черно-белыми телевизорами.
Стоимость телеприемника была ниже, чем для стандарта SECAM, но выше, чем для NTSC.
Технические характеристики системы PAL:
Разрешение - 625 строк.
Количество кадров в секунду - 25.
Количество полей - 50.
Развертка луча чересстрочная (интерлейсинг).
Система оказалась настолько успешной, что стала применяться в большинстве европейских стран, Австралии, Китае, Индии (в 62 странах).
Внедрение цветного телевидения повсеместно проходило чрезвычайно тяжело. Главная причина заключалась в том, что население не спешило покупать цветные телевизоры. Как писал один из отцов советского телевидения Павел Васильевич Шмаков, "черно-белое телевидение удовлетворяет нас по тем же причинам, как и простая фотография или кинокартина. Но этим мы обязаны только длительному насилию над своей психикой, заставляя себя ограничиваться изображениями без наличия цветов, чем так богата окружающая нас природа".
Американцы, первыми разработав стандарт NTSC в 1953 г., не подозревали, что потребуется полтора десятка лет для того, чтобы цветное телевидение стало массовым. Телекомпаниям было невыгодно производить вещание в цвете, зная, что население смотрит в черно-белые экраны. В свою очередь телезрители не спешили выкладывать средства, понимая, что количество цветных передач недостаточно. Почти все расходы легли на компанию RCA. Первые цветные телевизоры стоили около 500 долларов, а черно-белые в пять раз дешевле. RCA пообещала со временем выплачивать компенсацию тем, кто приобретет цветной телеприемник, и сдержала обещание. К середине 60-х гг. количество цветных приемников подошло к цифре в 10 млн. штук. Только после этого к цветному вещанию приступили телекомпании ABS и CBS.
В Советском Союзе еще до принятия стандарта SECAM с 1953 г. осуществлялись опытные цветные передачи посредством оптико-механической развертки луча: в передающей камере и телевизионном приемнике синхронно вращались диски с цветными светофильтрами. Промышленность начала выпуск цветных телевизоров "Радуга" с экраном в диаметре 18 см.
Первыми цветными телевизорами с электронной разверткой стали новая "Радуга" и "Темп-22", хотя их выпустили немного. Перейдя на SECAM, СССР оказался без собственного телевизора, поэтому в первое время в страну завозили французские телеприемники KFT. Вскоре наши специалисты изготовили оборудование для аппаратно-студийных и аппаратно-программных блоков. Далее картина напоминала американскую: население не желало покупать дорогие цветные телевизоры, хотя государство продавало их ниже себестоимости, объем цветного вещания был недостаточен. И только к 1987 г. почти все местные телецентры в конце концов получили комплекты для цветного телевещания.
Введение в действие различных телевизионных стандартов поделило "сферы влияния" в телевизионном мире. Советско-французский стандарт оказался самым неудачным с технической точки зрения, но зато успешно выполнял роль "берлинской стены". К 1985 г. все европейские телеприемники стали выпускаться с совместимым стандартом PAL/SECAM, а позднее телевизоры "научились" самонастраиваться на любую телевизионную систему. При этом к концу XX века стало очевидным, что существующие стандарты безнадежно устарели. Ученые всех развитых стран включились в разработку телевидения высокой четкости.
Система PAL разработана фирмой "Telefunken" в 1963 году. Целью ее создания было устранить главный недостаток NTSC - чувствительность к дифференциально-фазовым искажениям. В дальнейшем выяснилось, что система PAL имеет ряд преимуществ, которые первоначально не казались очевидными.
В системе PAL, как и в NTSC применяется квадратурная модуляция цветовой поднесущей сигналами цветности. Но если в системе NTSC угол между суммарным вектором и осью вектора B-Y, определяющий цветовой тон при передаче цветового поля постоянен, то в системе PAL его знак меняется каждую строку. Отсюда и название системы - Phase Alternation Line.
Уменьшение чувствительности к дифференциально-фазовым искажениям достигается за счет усреднения сигналов цветности в двух соседних строках, что приводит к уменьшению вертикальной цветовой четкости в два раза по сравнению с NTSC. Эта особенность является недостатком системы PAL.
Достоинства: малая чувствительность к дифференциально-фазовым искажениям и ассиметрии полосы пропускания канала цветности. Последнее свойство особо ценно для стран, где принят стандарт G с разносом несущих изображения и звука 5.5МГц, что всегда вызывает ограничение верхней боковой полосы сигнала цветности. Система PAL также имеет выигрыш в отношении сигнал/шум на 3dB относительно NTSC.
'PAL60 - система воспроизведения видеозаписи NTSC. При этом сигнал NTSC несложным путем транскодируется в PAL, но число полей остается прежним, то есть 60. Телевизор обязательно должен поддерживать это значение кадровой частоты.

1.4 КАБЕЛЬНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Передача видеосигнала по кабельным сетям является наиболее перспективным способом распространения информации. В качестве основной магистрали применяются оптоволоконные кабели, а для доставки информации до конечного потребителя ("последняя миля") используется витая медная пара или коаксиальный кабель.
Первая в мире экспериментальная кабельная сеть была внедрена в Москве в 1939 г., она обслуживала два дома на Петровском бульваре по 30 абонентов в каждом. У конечного пользователя в квартире располагался четырехламповый телевизор упрощенной конструкции Александровского радиозавода. В дальнейшем с расширением каналов вещания данную разработку сочли неперспективной.
Первую примитивную кабельную сеть в США в 1948 г. соорудил владелец магазина бытовой техники Джон Уолсон в небольшом городке Маханой-сити (шт. Пенсильвания), расположенном в гористой местности. Качество приема видеосигнала на антенны телевизионных приемников из-за перепада высот было недостаточным. Тогда Дж. Уолсон укрепил высокую мачту на ближайшей горке и поставил на ней антенну, электрический кабель от которой подключил на вход телевизора. Изображение заметно улучшилось. После этого он присоединил кабелем к наружной антенне собственный дом и дом соседа. Через год, объединив свои усилия с компанией Jerrold Electronics Corp., расположенной на другом конце города, за абонентскую плату три доллара в месяц они стали протаскивать кабель всем желающим.
В начале 50-х гг. проблемы с получением ТВ-лицензии на эфирное вещание привели к быстрому росту небольших кабельных сетей по всей Америке. К 70-м гг. пропускная способность кабеля значительно возросла, и компании, разместив комплексы антенн на высотных зданиях, стали ретранслировать эфирные каналы, а к середине 70-х гг. еще и спутниковые. Собственные программы кабельных каналов поначалу были примитивными. Однако 1 июня 1980 г. начала вещание глобальная кабельная сеть CNN, основанная американским бизнесменом Робертом Эдвардом Тернером (род в 1938 г.), с высококачественными программами собственного производства. В течение пяти лет канал стал настолько популярным, что стал транслироваться через спутники по всему миру.
В Западной Европе большинство жителей получают телевизионный сигнал по кабелю, телецентры доставляют по нему эфирные, спутниковые и местные каналы собственного производства.
В СССР передача видеосигнала по кабелям в основном применялась для обеспечения условий нормального приема программ в зонах "радиотеней", существующих в городах вследствие их застройки близко стоящими домами разной высоты. Впервые магистрали оптоволоконной связи в России были проложены в 90-х гг. XXв. между Ленинградом и Минском, Ленинградом и Волховстроем: они предназначались для передачи больших массивов данных, так как цифровой сигнал в виде модулированных световых импульсов в них практически не затухает. По оптоволокну возможна многоканальная передача теле - и радиосигнала, телефонных разговоров, Интернета и т.д., но основное назначение - предоставление абонентам за плату большого количества телевизионных каналов. Поскольку стоимость оптико-волоконного кабеля высока, распределение программ по конечным потребителям производится по дешевому коаксиальному кабелю. Новые дома в больших городах строятся с учетом закладки кабеля в каждую квартиру. Особую перспективу могут представлять обратные каналы связи и видео по запросу.
Упрощенная структура кабельной сети:
1. комплект профессиональных эфирных и спутниковых антенн большого диаметра;
2. головная станция или аппаратная преобразования сигналов;
3. усилители сигналов;
4. сумматоры (для объединения эфирных, спутниковых и иных видеосигналов).
На один оптический приемник могут быть подключены несколько тысяч абонентов, которые смогут смотреть как аналоговые, так и цифровые каналы. Для компенсации затухания сигнала в коаксиальном кабеле применяются магистральные и домовые усилители. Для конечной разводки кабеля по потребителям используют различные модификации разветвителей. В настоящее время в России возникло большое количество кабельных линий, поэтому стоит задача укрупнения разрозненных мелких сетей с одновременным увеличением числа телевизионных каналов. Основная проблема на этом пути - обеспечить техническую совместимость сетей без глобальной реконструкции, создать единую систему на основе разрозненных модулей. Современное кабельное ТВ сочетает в себе возможности через спутниковые антенны и систему наземных ретрансляторов доставлять телезрителям через распределительную сеть высококачественный видеосигнал с большим количеством тематических каналов. Таким образом, происходит гармонизация существующих технологий.
В условиях большого государства обеспечить качественное телевещание как в густонаселенных центральных, так и в малонаселенных дальних районах возможно при условии оптимального сочетания различных каналов связи. Среди современных тенденций развития ТВ-вещания можно выделить:
рост коллективных и индивидуальных систем спутникового ТВ;
развитие кабельных оптико-коаксиальных сетей;
внедрение в условиях городской застройки мобильного телевидения.

1.5 ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

DTV (Цифровое телевидение) - это новый тип технологии вещания, который обновит ваши ощущения при просмотре. Технология DTV позволяет передавать программы с кинематографическим качеством изображения и CD - качеством звука, а также, с рядом других усовершенствований. Технология DTV может быть также использована для передачи домой больших объёмов данных, доступ к которым возможен с помощью компьютера или телевизора. Существуют три уровня качества цифрового телевизионного вещания.
TV стандартного разрешения (SDTV) - SDTV - это базовый уровень с разрешением аналогового телевидения. Передачи SDTV могут идти в обычном (4: 3) или широком (16: 9) формате.
TV повышенного разрешения (EDTV) - EDTV - это шаг вперёд по сравнению с аналоговым телевидением. Вещание EDTV ведётся в широком формате 480p (16: 9) или обычном (4: 3) и обеспечивает лучшее качество изображения, чем SDTV, но не столь высокое, как HDTV. TV высокого разрешения (HDTV) - HDTV широкого формата (16: 9) обеспечивает наивысшее из всех форматов телевизионного вещания разрешение и качество изображения. В сочетании с цифровой технологией повышения качества звучания, HDTV устанавливает для телевидения новые стандарты качества изображения и звука. (HDTV и цифровое TV - не одно и то же: HDTV - это один из форматов цифрового TV.)
Существуют три разновидности стандартов вещания DTV: ATSC (Комитет Усовершенствованных Телевизионных Систем), DVB (Цифровое Телевизионное Вещание), ISDB (Встроенные Сервисы Телевизионного Вещания).
ATSC (Комитет Усовершенствованных Телевизионных Систем)
Основные страны: США, Канада, Корея.
ATSC - это международная некоммерческая организация, стандартизирующая цифровую телевизионную технологию. Она была создана в 1982 организациями из состава Объединённого Комитета Межобщественной Координации (JCIC).
В настоящее время вещание представляется 140 её членами. Стандарты цифрового телевидения ATSC включают в себя телевидение высокого разрешения (HDTV), телевидение стандартного разрешения (SDTV), вещательную передачу данных, многоканальный пространственный звук и интерактивное телевидение.
DVB (Цифровое телевизионное вещание)
Основные страны: Европа, Новая Зеландия, Австралия, Тайвань.
Проект "Цифровое телевизионное вещание", - это международная организация, сотрудничающая с ETSI/CENELEC/EBU для развития цифровых телевизионных стандартов наземного спутникового и кабельного вещания. Начиная с момента своего создания в 1993г, проект DVB доказал свою жизнеспособность в свободном от конкуренции сотрудничестве, направленном на развитие открытых цифровых телевизионных стандартов.
DVB - это промышленный консорциум из более 270-ти вещателей, производителей, сетевых операторов, разработчиков программного обеспечения, органов управления в более, чем 35 странах, нацеленный на разработку глобальных стандартов предоставления всемирного цифрового тлевидения и доступа к данным.
Основные стандарты предачи DVB - это DVB-S для спутникового, DVB-C для кабельного и DVB-T для наземного вещания, доминирующих в мире и составляющих основу большинства альтернативных стандартов. DVB диктует требование использовать пакеты MPEG-2 в качестве "транспортных контейнеров для данных" и критичной служебной информащии DVB, которая окружает и идентифицирует эти пакеты.
ISDB (Цифровое Вещание со Встроенными Сервисами)
Основные страны: Япония.
ISDB - это формат цифрового телевидения (DTV) и цифрового радиовещания (DAB), который был создан в Японии, чтобы позволить радио и телевизионным станциям перейти на цифровое вещание. Он развивается силами ARIB. ARIB (Ассоция радиовещательной Индустрии и Бизнеса) - это организация, разрабатывающая стандарты в Японии. В 90-x годах ARIB разработала стандарт для передачи наземного цифрового телевизионного вещания.
Основными стандартами ISDB являются стандарты ISDB-S (спутниковое телевидение), ISDB-T (наземное), ISDB-C (кабельное) и наземное мобильное вещание диапазона 2.6ГГц, полностью основанное на видео и аудио кодировании MPEG-2, использующее его же структуру транспортного потока и допускающее передачу телевидения высокого разрешения (HDTV). ISDB-T и ISDB-Tsb предназначены для мобильного приема TV диапазонов.

1.6 ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ

High Definition Television (HDTV) - Телевидение Высокой Четкости - сегодня это самая передовая и высокотехнологичная область цифрового телевидения, сравнимая по своему значению с появлением цветного телевидения в 60-х годах 20 века. В буквальном смысле англоязычных аббревиатур - HDTV (High Definition Television) - это часть DTV (Digital Television).
HDTV поддерживает стандарты 1080i и 720p, обладает широкоэкранным 16: 9 изображением, звуком Dolby Digital 5.1., 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 720х576 пикселей, HD-изображение имеет разрешение 1920х1080 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.
Преимущества цифрового кодирования в телевидении очевидны: даже при приеме "цифры" на обычный телевизор качество изображения повышается из-за отсутствия искажений на различных этапах телевизионного тракта. При этом развертка луча остается чересстрочной и разрешающая способность экрана не возрастает. Для существенного повышения качества телеизображения необходимо ввести новые стандарты для формирования и приема видеосигнала, такой системой является телевидение высокой четкости. Американский стандарт (ATSC) рассчитан на просмотр передачи как на телеэкране, так и на мониторе компьютера. При этом высокое качество картинки можно получить лишь на экране специального широкоформатного телевизора с 1080 активными строками, чересстрочной разверткой.
Для ТВ-приемников
Число активных строк - 1080
Полевая частота, Гц. - 60
Перемежение в развертке - (2:
1) интерлейсинг
Формат кадра - 16: 9
Для мониторов ПК
Число активных строк - 720
Полевая частота, Гц. - 60
Перемежение в развертке - (1:
1) прогрессивная развертка луча
Формат кадра - 16: 9
Согласно ATSC-стандарту, каждый ТВ-приемник должен декодировать любой из многочисленных (а всего их 18 разновидностей) ATSC-форматов и выводить его точно в соответствии с возможностями конкретного подключенного приемника.
Внешне цифровой приемник HDTV отличается от аналогового более широким экраном: если соотношение сторон обычного телевизора составляет 4: 3 (ширина к высоте), то в цифровом варианте - 16: 9. Качество телевизионного изображения заметно повышается за счет двукратного увеличения строк разложения и прогрессивной развертки (впрочем, развертка может быть и чересстрочной). При прогрессивной развертке яркость экрана может быть повышена на 40%. Количество воспроизводимых деталей на экране возрастает в несколько раз. В новой системе расширена частота сигнала яркости и цветоразностных сигналов, поэтому оптимизирована цветопередача. Многоканальная система передачи звука позволяет добиться эффекта присутствия, так как аудиоинформация поступает к зрителю с разных сторон.
Внедрение HDTV требует дорогостоящей модернизации аппаратно-студийного комплекса, но практика вещания в США показала, что уже сегодня число программ HDTV в общем времени цифрового ТВ постоянно растет.

2. ОБЪЕДИНЕНИЕ ИНТЕРНЕТА И ТЕЛЕВИДЕНИЯ - СВЯЗЬ 4G

Скорость передачи данных в GSM - самом распространенном в мире стандарте беспроводной связи - никогда не позволяла претендовать на роль альтернативы традиционному проводному интернету. С этой точки зрения следующая ступень развития мобильной связи - стандарт 3G - являлся большим шагом вперед, обеспечивая скорость передачи данных до 7 Мбит/сек, что вполне сопоставимо со скоростями широкополосного проводного интернета, который предлагают в стандартных пакетах крупнейшие операторы.
В мире получили распространение два стандарта третьего поколения. В Азии и США распространен CDMA2000, в Европе - UMTS. В мире на данный момент насчитывается более полумиллиарда пользователей сетей третьего поколения. Помимо обычной голосовой связи многие из них уже привыкли использовать видеозвонки и просмотр на своих телефонах потокового видео (т.е. не закачанного заранее, а транслируемого в момент просмотра).
А тем временем в мире уже начинается эксплуатация сетей четвертого поколения! Первые такие сети находятся в тестовой эксплуатации в Китае, Японии, Корее, США и даже в России.
4G - набор технологий, которые позволят передавать на расстоянии данные со скоростью 100 Мбит/сек и выше. Наибольшее развитие на данный момент имеет поддерживаемая корпорацией Intel технология WiMax, теоретический предел скорости в которой составляет 1 Гбит/сек. Высокими скоростными характеристиками обладает и конкурирующий стандарт четвертого поколения LTE, за развитие которого выступают Nokia, Motorola и LG.
Этой весной возможности сетей LTE продемонстрировала на выставке CTIA Wireless 2009 в Лас-Вегасе американская компания Motorola. В ходе презентации инженеры транслировали по LTE видеофайлы на мониторы, установленные в движущемся автомобиле. Скорость передачи данных составила в среднем 10-15 Мб/сек. Сегодня такая скорость не всегда достижима даже для украинских кабельных операторов. В серийное производство оборудование для сетей LTE от Motorola пойдет уже в конце нынешнего года.
Такие скорости, по мнению большинства экспертов, позволят уже в ближайшее время отказаться от использования проводного телевидения, перейти к цифровому телевидению высокого разрешения и полностью интегрировать его в интернет. О проводах можно будет забыть.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении хотелось бы отметить, что несмотря на то, что аналоговое эфирное телевидение со временем уходит в историю, технологии не стоят не месте, ему на смену приходит "цифра".
Сейчас курс развития телевидения направлен на увеличение качества изображения, объемность, связи с интернетом и мобильность.
Так каким же будет телевидение будущего? Прежде всего, телевидение переродится в унифицированную с технологической точки зрения, но максимально персонализированную для пользователя услугу - "развлечься". Человек будет получать по запросу тот контент, который актуален для него в данный момент. Не нужно опасаться, что зрителю нужно будет постоянно метаться среди миллионов видеоэпизодов, чтобы выбрать интересный, - это за него сделает система, которая будет знать, что в пятницу вечером вы обычно любите энергичную и агрессивную музыку, а в понедельник утром на работу предпочтете проснуться под фильм о жизни китов.
Если это реализуемо на обычном персональном компьютере уже сегодня, то почему же нельзя реализовать это и на телевизионном экране?

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сайт: http://www.twirpx.com
2 .Сайт: http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_television
3 .Сайт: http://ongar.ru/russiantv/
4. Сайт: http://mirant.kiev.ua/publ/sputnikovoe_i_ehfirnoe_tv/chto_takoe_analogovoe_ehfirnoe_televidenie/1-1-0-336.ru
5. Мамаев Н. С. Системы цифрового телевидения и радиовещания.
6 Мамчев Г. В. Основы радиосвязи и телевидения: учебное пособие для вузов.2007г.