: архив : архив журнала "625" : 2001 : #5

Оглавление обзора

• Преобразование
  стандартов. История,
  теория, практика

• Конвертеры видеосигналов
  производства фирмы ДИП
• Канал яркости кодера SECAM
  в транскодере XDR-ES
• Транскодеры и транскодиру-
  ющие синхронизаторы DSC
• Транскодеры "Профитт"
• Телевизионные преобразо-
  ватели стандартов
  фирмы Leitch
• Оборудование Snell & Wilcox

Преобразование стандартов
История, теория, практика
Виктор Штейнберг

Исторический очерк

В начале, как известно, было слово. Не отступая от доброй традиции, мы тоже начнем с терминологии.

Стандарт можно определить как набор правил или характеристик, описывающих определенную систему или изделие. Некоторые стандарты обязательны к применению, однако большинство из них, в том числе ТВ-стандарты, применяются на относительно добровольной основе.

Вo времена черно-белого ТВ международные обмены сигналами были исключительно редки, поэтому, с точки зрения жителей отдельно взятой страны, существовал всего один стандарт, который так просто и назывался - "Телевизионный Стандарт". Однако где-то за океаном был еще другой, совершенно несовместимый "Телевизионный Стандарт", в котором число строк, частота кадров и даже число уравнивающих импульсов были не такими. Тогда это имело очень малое значение, а несовместимость рассматривалась политиками даже как благо. В редчайших случаях, когда надо было показывать "их" программы, на помощь приходили коллеги из кинематографа. У них-то все было в порядке: и ширина пленки во всем мире составляла 35 мм, и шаг перфораций более или менее одинаков.

По мере прогресса техники жизнь обитателей ТВ-мира становилась все менее спокойной. Один за другим возникали новые стандарты, а затем появились три различные системы цветного телевидения. Разработкой ТВ-стандартов занимались многие национальные, региональные и международные организации - SMPTE, ЕСВ, ОИРТ и др. Важно, что в ходе этой планомерной (и многотрудной) работы они старались скорее сотрудничать, нежели соперничать. Здесь главную роль, несомненно, играла 11 Исследовательская Комиссия МККР, председателем которой долгие годы был профессор М. К. Кривошеев.

Развитие спутниковой связи, магнитной, а затем и оптической видеозаписи облегчило трансконтинентальные обмены, и несовместимость стандартов обернулась серьезной проблемой. Сегодня в процесс создания ТВ-программ вовлечено такое количество форматов и стандартов, что, как сказал когда-то один великий человек - "и не сразу в голову возьмешь".

Необходимо отметить, что все попытки тотальной глобальной унификации телевизионного стандарта не удались, и мир распался на множество "миров". Соседи с несовместимыми стандартами оказались не где-то в туманной дали, а совсем рядом. Появились и мосты между "мирами", но до последнего времени они были весьма узкими, и плата за проезд получалась очень высокой.

Самые первые преобразователи стандартов были оптическими. Камеру выходного стандарта направляли на экран кинескопа, работающего в исходном стандарте. Довольно просто, но совсем не качественно. Справедливости ради надо сказать, что немцы с их аккуратностью и превосходной оптикой добивались при этом относительного совершенства.

Большой вклад в теорию преобразования стандартов внесли и отечественные ученые. Здесь следует, прежде всего, упомянуть имена Н. К. Игнатьева, Е. З. Сороки и В. А. Хлебородова.

Тем не менее, во многом из-за чисто организационных причин, лидерство, как в прикладных исследованиях, так и в практической реализации долгие годы принадлежало Исследовательскому центру BBC. Британцы заслуженно гордятся первыми трансатлантическими обменами вещательными сигналами, которые начались еще в эпоху черно-белого ТВ.

Первые электронные преобразователи стандартов занимали целую комнату, стоили сотни тысяч фунтов и существовали в единственном экземпляре. Затем к выпуску коммерческих моделей приступили сразу несколько европейских и японских фирм. Интересно, что американские фирмы в этом соревновании фактически самоустранились, возможно потому, что до эпохи CNN американские организации были больше заинтересованы в экспорте своих программ, нежели в импорте чужих новостей.

С конца 80 гг. признанным лидером в теории и практике преобразования стандартов стала британская фирма Snell & Wilcox Ltd. С одной стороны, благодаря появлению разработанных на фирме весьма качественных и, в то же время, недорогих преобразователей стандартов среднего класса (серия CVR), операция преобразования стала доступной практически любому профессиональному телевещателю. Так, преобразователь CVR45 превзошел по объему выпуска все профессиональные модели всех остальных фирм-изготовителей, вместе взятые. С другой стороны, запатентованный фирмой метод фазовой корреляции, реализованный в изделии Alchemist, позволил сделать преобразование 625-525 совершенно прозрачным.

На этом история, разумеется, не закончилась. Число стандартов все увеличивается, и гонка за лидером продолжается.

Кому необходимо преобразование стандартов?

Ниже приведены основные категории потенциальных потребителей преобразователей стандартов.

Категория Применение
Вещание Международный обмен программами, обмен ТВ-новостями
Компоновка, обработка и тиражирование видеоматериалов Услуги по преобразованию стандартов для широкого круга клиентов, не имеющих собственных преобразователей стандартов, тиражирование видеокассет
Рекламные агентства Преобразование рекламных видеоматериалов
Совместное производство и сбыт видеокомплексов Интеграция оборудования "чужого" стандарта в видеокомплексы, выпускаемые фирмами под их собственными марками
Корпорации Преобразование внутренних видеоматериалов, в частности, учебных, полученных из зарубежных отделений, вещание по внутренним сетям компаний
Правительственные и международные агентства Они все равно не скажут, не стоит и спрашивать
Образование Международный обмен видеоматериалами академического характера, в частности, курсами лекций
Сбор новостей (ВЖ/СВЖ) Преобразование видеоматериалов непосредственно на месте событий или в местном корпункте до передачи их в центр по спутниковым или наземным линиям
Земные станции, Телепорты Преобразование международных программ как для целей вещания, так и для замкнутых сетей
Специфические пользователи Частные случаи систем, требующих многостандартного видеооборудования, например, круизные морские и воздушные суда, видеотренажеры, и т.д.

Правильный выбор типа и модели преобразователя стандартов - залог успеха в его применении. Здесь следует избегать как недооценки, так и переоценки возможностей конкретного аппарата. Например, при преобразовании видеоматериалов формата S-VHS качество и стабильность изображения на выходе сравнительно дешевого аппарата может превзойти качество самого дорогого преобразователя. Дело в том, что входные блоки более дешевых аппаратов специально разработаны для нестабильных сигналов, тогда как модели "люкс" часто предназначены, прежде всего, для крупных вещательных организаций, оперирующих сравнительно стабильными сигналами.

С другой стороны, если в процессе преобразования желательно обеспечить шумоподавление, цветокоррекцию, коррекцию четкости и т.д., то дорогой преобразователь с его широкими возможностями обработки может оказаться намного эффективнее.

Составные части видеостандарта

В мире существуют три основные системы цветного телевидения - это NTSC [National Television Standard Committee], PAL [Phase Alternating Lines] и SECAM [S_quence de Couleur _ M_moire]. В русскоязычной литературе используются также фонетические транскрипции этих названий: НТСЦ, ПАЛ, СЕКАМ.

Однако, если взглянуть на карту ТВ-вещания, то можно увидеть гораздо большее число оттенков. Дело в том, что стандарт ТВ-вещания описывает не только параметры видеосигнала, но и многие другие параметры, такие как полярность модуляции радиочастотной несущей, разнос несущих изображения и звука и т.д.

Принято обозначать стандарт ТВ-вещания путем прибавления латинской буквы к наименованию системы цветного телевидения. Уже использованы почти все буквы алфавита, однако во многих случаях различия между стандартами минимальны, например, они различаются соотношением мощностей несущих звука и изображения.

Структура видеостандарта весьма сложна, поскольку он содержит детальное описание видеосигнала, совместимого с предполагаемым (идеальным) приемником. Строго говоря, любой стандарт ТВ-вещания (ТВ-стандарт) представляет собой техническое описание метода радиочастотной передачи изображения и звукового сопровождения. Однако при производстве и компоновке ТВ-программ радиочастотные параметры обычно не имеют значения, а звуковое сопровождение может формироваться множеством различных методов, поэтому более подходящим термином является видеостандарт.

Видеостандарт можно подразделить на несколько важнейших разделов:

Рис. 1. Примеры стандартов разложения
Стандарт разложения определяет процесс дискретизации изображения в пространстве и во времени, в частности, число строк в кадре, структуру расположения строк и число кадров в секунду. Только преобразование видеосигналов с различными стандартами разложения, например, преобразование сигналов NTSC в PAL или обратное может быть названо преобразованием стандартов. Изменение стандарта разложения - самая сложная и наиболее ответственная функция преобразователя стандартов. Другие функции преобразователя стандартов, такие как композитное декодирование-кодирование или шумоподавление всегда выступают лишь дополнением к этой основной функции.

Телевидение Высокой Четкости (ТВЧ=HDTV) - термин, которым принято обозначать ТВ-системы с числом строк в кадре, существенно превышающим обычное ТВ (ТОЧ=SDTV=Standard Definition TV), например, более 1000. Аппаратура ТВЧ работает преимущественно с чересстрочной разверткой 2:1, хотя имеются предложения относительно прогрессивной развертки. Преобразование между стандартами ТОЧ и ТВЧ с различным числом строк, но одинаковыми частотами кадров и коэффициентами чересстрочности называется повышающим или понижающим преобразованием стандартов (Up-Conversion или Down-Conversion). Если изменяется частота кадров, то говорят о перекрестном преобразовании (Cross-Conversion). Сочетание этих вариантов дает, соответственно, повышающее перекрестное преобразование (Up Cross-Conversion) и понижающее перекрестное преобразование (Down Cross-Conversion).

Для специальных применений иногда используются весьма экзотические стандарты. Например, преимуществом стандарта отображения 937/75/2:1 является существенное снижение таких дефектов ТВ-отображения, как заметность строчной структуры, мерцания больших площадей и межстрочные мерцания в сочетании с экономически оправданной частотой строк - всего 35,15625 кГц. Поэтому данный стандарт очень выгоден для видеопоказа на большом экране. Разумеется, для подобного отображения видеосигнал должен быть предварительно обработан в специальном повышающем преобразователе стандартов - преобразователе отображения (Display Up-Converter). Диапазон качества подобных преобразователей весьма широк - от сложных автономных блоков до примитивных удвоителей частоты кадров, встраиваемых в телевизор. К ним примыкают преобразователи компьютерных видеосигналов в сигналы вещательного ТВ и обратные преобразователи.

На уровне производства ТВ-программ имеются специфические стандарты производства, часто обозначаемые совсем кратко: по числу активных строк (и/или частоте кадров) и типу чересстрочности - например, 1080i или 24P. Все большее распространение получает многостандартное производство. Например, видеосигнал от камер ТВЧ сразу же подвергается понижающему преобразованию, записывается на цифровой видеомагнитофон, после чего обрабатывается и монтируется в пониженном (обычном) стандарте.

Рис. 2. Основные форматы отображения
Рис. 3. Форматы видеосигналов
Формат кадра определяет, каким образом изображение располагается в пределах экрана данной формы.

Геометрически говоря, формат - это отношение ширины объекта к его высоте, выражаемое обычно либо в виде пары чисел (например, 4:3) либо одним числом (например, 1,333). Не следует смешивать формат экрана (screen aspect ratio) и формат изображения (picture aspect ratio). В новых системах формат экрана увеличен по сравнению с обычным ТВ, где он составляет 4:3. В кинематографе он варьируется от 1,333 для старых фильмов до 2,35 в новых фильмах формата CinemaScope и даже 2,77 в широкоэкранном формате Dynavision 3D.

Различные комбинации формата экрана и формата изображения проводят к различным форматам отображения (viewed picture formats).

Изменение формата кадра, по существу, представляет собой частный случай преобразования стандартов. Поэтому многие модели преобразователей стандартов часто выполняют также и функцию преобразования формата кадра (ARC=Aspect Ratio Conversion). В последнее время эта функция стала настолько важной, что выпускается ряд аппаратов, преобразующих только формат кадра без изменения стандарта разложения и формата сигнала. Такие аппараты называются преобразователями формата кадра.

Формат сигнала представляет собой какой-либо общепринятый способ упаковки информации с целью ее передачи или записи. Здесь мы имеем дело с множеством измерений и степеней свободы:

  • цифровой или аналоговый;
  • компонентный или композитный;
  • последовательный или параллельный;
  • со сжатием или без сжатия;
  • диск или лента;
  • и т.д. и т.п.

Последовательный цифровой стык SDI (Serial Digital Interface) описан как формат. При этом через такой стык можно передавать цифровые компонентные сигналы (с форматом кадра как 16:9, так и 4:3), либо оцифрованные сигналы PAL или NTSC. В цифровой области передача сигналов различного рода через один и тот же стык не представляет труда. Через последовательный цифровой стык можно передавать сигналы 4:2:2, 10 бит [D1] со скоростью 270 Mбит/с, цифровые сигналы PAL [D2, D3] со скоростью 177 Mбит/с, цифровые сигналы NTSC [D2, D3] со скоростью 143 Mбит/с или даже цифровые сигналы ТВЧ со скоростью порядка 1,4 Гбит/с. Это, конечно, не означает, что любое оборудование с маркировкой SDI способно поддерживать все упомянутые виды сигналов.

Представление и кодирование цветовой информации - это та часть формата, которая определяет способ передачи информации о цвете. Здесь главная линия раздела проходит между компонентными форматами, применяемыми, прежде всего, при производстве программ, и композитными форматами, традиционно применяемыми для целей вещания. Преобразование из компонентного формата в композитный называется кодированием, а обратное преобразование - декодированием.

Композитные форматы подразделяются, в соответствии с системами цветного телевидения, на NTSC, PAL и SECAM.

Здесь вновь следует подчеркнуть различие между стандартом разложения и системой цветного телевидения. Например, система PAL может применяться как со стандартом 525/59,94 так и со стандартом 625/50. Частный случай преобразования системы цветного телевидения без изменения стандарта разложения принято называть транскодированием. Примерами транскодирования являются преобразования PAL/SECAM или NTSC/PAL-M.

На инженерном жаргоне преобразователи стандартов часто ошибочно именуют транскодерами, а преобразование 525/625 преобразованием NTSC/PAL. Большого греха в этом нет, однако такого рода нестрогости могут привести (и приводят) к большим неприятностям. Например, получив утвердительный ответ на вопрос "А у вашей замечательной машины есть выход PAL?" клиент одновременно уверенно заказывает самый дорогой современный "цифровой" монитор с компонентными входами стандарта SDI 625/50, а "замечательная" (и сравнительно дешевая) машина, оказывается, имеет только аналоговые композитные выходы PAL, т.е. картинку попросту не на чем проверить.

Еще чаще возникает обратная ситуация, когда современный цифровой преобразователь стандартов вообще не имеет аналоговых входов и выходов, а клиент обладает только старомодными аналоговыми источниками и мониторами. В таком случае приходится дополнительно приобретать и устанавливать внешние аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Как работает преобразователь стандартов

Любая ТВ-система разбивает (дискретизирует) передаваемое изображение: в вертикальном направлении на отдельные строки, а во времени - на отдельные поля (или на кадры в случае телекинопроекции). В современных цифровых системах изображение дополнительно дискретизируется по горизонтали - на отдельные отсчеты яркости и цветности, причем отсчеты цветности обычно берутся с частотой вдвое ниже частоты дискретизации яркости.

Задача преобразователя стандартов состоит в вычислении значений отсчетов выходного стандарта, исходя из имеющихся значений отсчетов входного стандарта. В математике процедура вычисления промежуточных значений любой функции называется интерполяцией.

Рис. 4. Искажения частотной характеристики при интерполяции сигналов
Интерполяция видеосигнала в горизонтальном направлении - сравнительно легкая работа, поскольку исходный цифровой видеосигнал всегда подвергается ограничению полосы частот предфильтром с известными (стандартными) характеристиками.

При преобразовании 525/625 число отсчетов яркости в активной (видимой) части ТВ-строки изменяется незначительно (714 в стандарте 525, 702 в стандарте 625), поэтому диапазон пространственных (и электрических) частот также практически не изменяется.

Зная положение новых отсчетов в строке относительно исходной решетки дискретизации, их значения можно вычислить взвешенным суммированием нескольких близлежащих отсчетов сигнала входного стандарта.

С учетом различия пространственных частот отсчетов двух стандартов используемый набор весовых коэффициентов, очевидно, должен изменяться в зависимости от положения текущего отсчета между отсчетами входного стандарта.

Для достижения идеально точной интерполяции необходимо вовлечение бесконечного числа входных отсчетов, причем для каждого положения (выходного отсчета) требуется свой набор весовых коэффициентов. Теоретически, эти коэффициенты должны определяться для каждого входного отсчета по формуле sin(x)/x, где х - удаление от текущего выходного отсчета.

На практике, ограничиваются небольшим (от 4 до 15) фиксированным числом используемых входных отсчетов. Это число обычно называют размером апертуры интерполятора. Кроме того, число различных наборов коэффициентов также ограничивают - используется от 8 до 32 различных фаз интерполяции. Естественно, вследствие отклонения от закона sin(x)/x возникают определенные (небольшие) искажения формы сигналов.

Искажения АЧХ, как правило, не превышают порога субъективной заметности, хотя измерительная аппаратура вполне может их выявить. Поэтому не следует ожидать идеально ровной (+/- 0,01 дБ) частотной характеристики от 0,01 до 5,75 МГц, даже если речь идет о преобразователе высшего класса.

Рис. 5. Вертикально-временная интерполяция
Следует отметить, что класс преобразователя стандартов определяется не безупречностью передачи горизонтальных частот, но, прежде всего, качеством передачи вертикально-временных частот, которое достаточно трудно измерить. Некоторое представление об этих параметрах преобразователя можно получить, наблюдая изображение движущейся зонной пластинки, присутствующей в составе теста SW2 фирмы Snell & Wilcox.

В отличие от горизонтальной интерполяции, интерполяция по вертикали и во времени - весьма сложная задача, поскольку в этих направлениях ни о каких определенных характеристиках предфильтрации и речи быть не может. Характеристики вертикальной предфильтрации меняются в широких пределах при смене типа источника сигнала, а дискретизация входного изображения во времени сплошь и рядом происходит вообще без какой-либо предфильтрации. В результате возникает прерывистость движения и стробоскопические искажения. Классическим примером такого рода безобразий являются колеса быстро движущихся экипажей, медленно вращающиеся на экране в обратном направлении.

Рис. 6. Интерполятор с апертурой 4x 4 (4 поля, 4 строки)
Суммируя сравнительно малое число отсчетов по вертикали, невозможно добиться сохранения контраста верхних вертикальных частот изображения, но можно обеспечить "приемлемые" потери четкости. Расчеты и эксперименты показали, что субъективно воспринимаемая вертикальная четкость изображения заметно возрастает при увеличении вертикального размера апертуры преобразования от 2 до 4 строк поля (8 строк чересстрочного кадра). Апертура высотой 6 строк дает несколько лучшие результаты, но дальнейшее увеличение размера приводит лишь к неоправданному усложнению аппаратуры.

Интерполяция по оси времени не только существенно дороже вертикальной интерполяции, но и вносит большие искажения. Даже при умеренных скоростях движения в исходном изображении преобразование стандартов может привести к появлению заметных искажений. Они особенно заметны при равномерном панорамировании контрастных объектов, в частности, на рекламных щитах по периметру хоккейного поля.

Рис. 7. Многоконтурное изображение движущегося объекта
Например, простой и дешевый линейный преобразователь с апертурой 2x4, обеспечивая неплохую вертикальную четкость, приемлемо передает только относительно медленные движения в изображениях того типа, который на профессиональном жаргоне именуется "говорящая голова". При передаче спортивных программ прерывистость ("дергание") движений на выходе такого преобразователя весьма заметна.

Этот эффект легко объясним. Момент начала поля выходного сигнала скользит относительно соответствующего момента входного сигнала со скоростью, равной разнице частот полей. При совпадении фаз полей входного и выходного сигналов имеет место фильтрация только по вертикали, но не по оси времени. В таком случае движение объектов выходного изображения ничем не отличается от входного. Через короткий промежуток времени, равный 0,5/(60-50)=0,05 с, выходной сигнал двухполевого преобразователя становится полусуммой сигналов двух соседних полей входного сигнала, т.е. движение заметно смазывается. Этот цикл непрерывно повторяется, создавая впечатление дерганого движения.

Четырехполевой преобразователь передает движения существенно равномернее, поскольку все время обеспечивается та или иная степень временной фильтрации. Однако равномерность передачи движения вовсе не является синонимом высокого качества. Дело в том, что, применительно к движущимся объектам, взвешенная сумма значений яркости соседних строк и полей на экране всегда выглядит как смазанное или многоконтурное изображение.

Таким образом, любое линейное суммирование изображений соседних кадров, в принципе, не может привести к синтезу бездефектных изображений движущихся объектов. Возможны лишь различные компромиссы между вертикальной четкостью, прерывистостью движения и сложностью аппаратной реализации. В частности, правильно управляя имеющимся набором 24-точечных апертур (4 поля, 6 строк) линейного преобразователя высшего класса, например, CVR500, можно добиться вполне приемлемого "профессионального" качества как для студийных программ, так и для спортивных трансляций.

Преобразование стандартов с компенсацией движения

Рис. 8. Компенсация движения путем смещения изображения объекта
Принципиально более высокое качество обеспечивают преобразователи с компенсацией движения. Компенсация движения заключается в смещении каждого элемента смежных полей по вертикали и горизонтали в соответствии с измеряемыми (оцениваемыми) векторами движения - двумерными параметрами, имеющими длину и направление. Эта процедура позволяет интерполировать изображения движущихся объектов на правах статических.

На первом этапе обработки тем или иным способом вычисляются векторы движения.

Затем все элементы изображения смещаются в направлении, обратном движению, как показано на рис. 8.

В скомпенсированном изображении дв ижение отсутствует, поэтому с точки зрения вертикально-временного интерполятора автомобиль в правой части рис. 8 является неподвижным.

Полученное таким путем свободное от смазывания изображение одного поля выходного стандарта подвергается еще одной (окончательной) обработке - все его элементы вновь перемещаются на свои места в соответствии с пропорционально отмасштабированными векторами движения.

Фактически, речь здесь идет о поэлементном синтезе нового изображения. Получается изображение потрясающего качества с четкими границами равномерно движущихся объектов. Только специалист, да и то не всегда может отличить преобразованное таким способом изображение от исходного. С другой стороны, соответственно возрастает и цена ошибки, на фоне столь чистого изображения любые погрешности гораздо виднее.

Необходимо подчеркнуть принципиальное различие между векторами движения, используемыми в системах сжатия потоков видеоданных (например, MPEG-2), и векторами, используемыми при преобразовании стандартов.

В системах сжатия векторы вычисляются не для каждого элемента, а для небольшой группы элементов (макроблока).

Ошибка при оценке вектора в системе сжатия не приводит к каким-либо катастрофическим последствиям - она приводит лишь к снижению эффективности сжатия, т.е. к возрастанию потока передаваемых данных.

Напротив, при преобразовании стандартов с компенсацией движения любая ошибка в оценке движения приводит к сильнейшим искажениям - например, рука знаменитого теннисиста отделяется от его тела и начинает двигаться по своему усмотрению.

Распространение получили три основные технологии оценки векторов движения - иерархическое сопряжение блоков (Block Matching), градиентный метод и метод фазовой корреляции (Ph.C=Phase Correlation). Наивысшее качество, - как по точности значений векторов, так и по помехоустойчивости - обеспечивает метод фазовой корреляции.

Метод фазовой корреляции основан на вычислении Двумерного Быстрого Преобразования Фурье сравнительно больших блоков изображения. Для устранения краевых эффектов используется наложение двух смещенных матриц макроблоков, поэтому, если какой-либо элемент изображения оказывается на краю текущего макроблока, то в смещенной матрице он окажется в центре.

После вычитания фаз спектров соседних полей и Обратного Преобразования Фурье возникает так называемая корреляционная поверхность, координаты пиков которой и обозначают векторы движения.

Существенно, что при этом полностью устраняется информация об амплитудах спектральных составляющих, поэтому, в отличие от всех остальных методов, фазовая корреляция практически не подвержена влиянию случайных факторов, типа быстрого изменения средней освещенности объекта, вызываемого вспышками фоторепортеров.

Если в пределах макроблока присутствует несколько объектов, векторы движения которых не совпадают, то на корреляционной поверхности возникает не один пик, а несколько. Ничего страшного при этом не происходит. Блок оценки движения выдает сразу несколько векторов - "кандидатов в победители".

На следующем этапе, который называется присвоением (assignment) векторов, для каждого элемента изображения выбирается наиболее подходящий из двух-трех имеющихся "кандидатов". Критерием согласования выступает минимизация различий соседних полей, т.е., по существу, величина остаточного (нескомпенсированного) движения.

Особенно эффективно этот прием работает на границах заднего, обычно - статического плана с движущимся объектом переднего плана. Элементам статического заднего плана присваиваются близкие к нулю векторы, а элементам движущегося объекта - наиболее подходящие векторы измеренного движения данного макроблока. Впрочем, при слежении камеры за объектом обычно медленно перемещаются объекты не заднего, а переднего плана, в таком случае длинные векторы обозначают интенсивное движение объектов заднего плана.

Ошибки присвоения векторов могут выглядеть довольно забавно: например, регистрационный номер движущегося автомобиля отделяется от него и остается "висеть" на фоне домов заднего плана. К счастью, технологии компенсации движения сейчас уже отработаны настолько хорошо, что подобные "забавные" картинки видят во время своих экспериментов только разработчики аппаратуры, а не миллионы телезрителей.

Что же дальше?

Из вышеизложенного должно быть ясно, что эффективная компенсация движения - удовольствие не из дешевых. Поэтому линейные преобразователи стандартов различного качества вовсе не сошли со сцены. Для новостей и полупрофессиональных применений они еще долго будут оставаться основным средством производства.

Начинается выпуск первых повышающих преобразователей ТВЧ с компенсацией движения. Особенность этого типа преобразователей заключается в том, что любые дефекты - как изначально присутствовавшие в исходном изображении, так и возникшие в процессе преобразования - на экране ТВЧ намного заметнее. Сказывается эффект "увеличительного стекла". Поэтому требования к качеству компенсации движении при таком преобразовании оказываются еще жестче, чем в ТОЧ. Потенциально эта технология может быть применена и для преобразователей отображения высшего класса. Для понижающих преобразователей ТВЧ технология компенсации движения пока неприменима как по техническим, так и по экономическим причинам. Здесь потребуется еще несколько лет для достижения приемлемых стоимостных показателей.

Работы по совершенствованию преобразователей с компенсацией движения для ТВ обычной четкости продолжаются в двух направлениях.

Во-первых, модернизируется аппаратное обеспечение, улучшается система управления, снижаются массогабаритные и стоимостные параметры этих преобразователей.

Во-вторых, в самое последнее время появились преобразователи с упрощенными вариантами компенсации движения по технологии M.Sc (Motion Science). По стоимости они не намного дороже лучших моделей линейных преобразователей, а по качеству лишь немного уступают самым дорогим моделям с полной компенсацией движения. Применительно к горизонтальным панорамам они практически не уступают более ранним моделям с "истинно двумерной компенсацией по технологии Ph.C", а в вертикальном направлении эти преобразователи компенсируют только так называемое глобальное движение - типа скольжения титров. Тем не менее, в подавляющем большинстве случаев они работают весьма эффективно. В тех редких ситуациях, когда их система оценки движения не справляется, они переходят в добрый старый линейный режим. В любом случае зритель видит изображение либо очень хорошего, либо довольно хорошего качества.

[дальше]

 

Замечания и предложения по работе сервера направляйте: web.master at 625-net.ru.

© 1996—2009 «Издательство 625». Все права защищены.

e-mail: magazine at 625-net.ru, тел./факс: (495) 691-7724, 695-9588.

Свидетельство о регистрации средства массовой информации Эл № 77-2794.