Цифровое телевидение и компьютерные технологии

Переход к цифровому представлению видеосигналов и сиг­налов звукового сопровождения и появление методов многократ­ного сжатия данных, рост производительности и объемов ЗУ пер­сональных компьютеров и рабочих станций при одновременном снижении их стоимости, стремительное развитие Интернет других сетевых технологий создают предпосылки для широкого применения вычислительной техники в различных частях телеви­зионных систем. ВИДЕОСЕРВЕРЫ

Видеосерверы - новый класс устройств, появившийся с на­чалом перехода к цифровому телевидению. Видеосервер - это компьютер, существенно превосходящий по производительности обычные компьютеры и содержащий дисковую память большого объема и блоки ввода/вывода аналоговых и цифровых ТВ -сигналов и звуковых сигналов. На современных телестудиях ви­деосерверы заменяют видеомагнитофоны и становятся основным средством воспроизведения заранее записанных видеопрограмм.

На рисунок 3.81 показаны структура видеосервера и его связи с остальным студийным оборудованием. Видеосервер содержит блок памяти на жестких магнитных дисках большого объема (ДЗУ), центральный процессор ЦП, ОЗУ, блоки вывода потоков данных (БВПД), блоки связи с видеомагнитофонами (БСВМ), блок вывода на монитор (БВМ). Выходы БВПД подключаются ко вхо­дам трактов передачи ТВ -программ (ТПП). К видеосерверу под­ключаются также цифровые или аналоговые видеомагнитофоны (ВМ), монитор, локальная вычислительная сеть (ЛВС) и другие устройства, не показанные на рисунке. Помимо аппаратной части, видеосервер содержит также специализированное программное обеспечение.

На телестудии записанные на видеокассеты (в цифровой или аналоговой форме) видеопрограммы хранятся в Архиве видеокас­сет, который может быть автоматизирован и роботизирован. Ви­деопрограммы, которые предполагается передавать в ближайшее время, с помощью видеомагнитофонов переписываются с видео­кассет в ДЗУ. При этом выполняется сжатие видео и аудиоинфор­мации. Степень сжатия задается в соответствии с требуемым каче­ством изображения и звука. В процессе передачи видеопрограммы ее данные считываются из ДЗУ и через БВВП поступают в тракт передачи ТВ-программ, в котором выполняются формирование транспортного потока, скремблирование и помехоустойчивое ко­дирование, после чего поток данных направляется на передатчик.

Каждый БВПД может независимо считывать данные из ДЗУ и направлять их

на соединенный с щїм тракт передачи ТВ -программ. Это позволяет одновременно воспроизводить несколь­ких записанных в ДЗУ видеопрограмм. Для каждой из этих видео­программ обеспечиваются такие возможности, как стоп-кадр,

ус­коренное или замедленное воспроизведение, перемотка вперед или назад. Таким образом, один видеосервер выполняет (эмулирует) функции сразу нескольких независимых видеомагнитофонов (вир­туальных видеомагнитофонов). Возможна параллельная передача нескольких копий одной и той же видеопрограммы со сдвигом во времени. При этом в ДЗУ записывается только один экземпляр этой видеопрограммы, и воспроизведение нескольких ее копий осуществляется путем одновременного формирования нескольких потоков данных, считываемых разными БВПД и з разных мест ДЗУ.

Видеосервер может использоваться также для записи посту­пающих по ЛВС или по другим линиям связи цифровых ТВ сигна­лов от различных источников (видеокамеры, кабельные и спутни­ковые каналы ТВ-вещания и т.д.) с последующей перезаписью на видеокассеты, для выполнения нелинейного видеомонтажа с запи­сью смонтированной программы на видеокассеты и для других операций. Вывод данных может производиться и через ЛВС.

'Видеосерверы должны удовлетворять следующим требова­ниям:

- высокая надежность, достигаемая резервированием основ­ных узлов, в первую очередь жестких магнитных диск

- модульный принцип построения, позволяющий постепенно
наращивать объем ДЗУ, число одновременно передаваемых

ви­деопрограмм, функциональные возможности;

- совместимость с существующим студийным оборудованием

Рисунок 3. 81 - Структурная схема видеосервера

Использование видеосерверов позволяет автоматизировать ТВ-вещание и существенно увеличить количество одновременно передаваемых телевизионных каналов, что является одной из ос­новных целей перехода на цифровое ТВ-вешание. При этом со­кращаются (в расчете на один передаваемый канал) занимаемые
студийным оборудованием площади, количество обслуживающего персонала,

расход электроэнергии. Применение видеосервера ста­новится экономически выгодным, если его стоимость в расчете на один канал меньше стоимости обычного студийного видеомагни­тофона.

Видеосерверы выпускаются многими фирмами, и на рынке есть системы разных уровней сложности и стоимости. В качестве примера можно назвать систему MAV-1000 фирмы Sony, которая обеспечивает хранение видеопрограмм длительностью 11 или 23 часа (в зависимости от конфигурации), одновременную передачу до восьми каналов ТВ-вещания. Другая известная компания IBM производит мощный видеосервер MediaStreamer, содержащий дис­ковую

подсистему MediaStreamer Archive емкостью до 6 Тбайт данных (что соответствует примерно 1000 двухчасовых видео­фильмов). Стоимость этого видеосервера от 129 тыс. долл.

ТЕЛЕВИДЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ

Интернет (как синоним часто используется термин Сеть) объединяет бесчисленное множество локальных вычислительных сетей и индивидуальных пользователей по всей Земле. Основой Интернет являются протоколы передачи данных FTP и TCP/IP, в соответствии с которыми данные передаются пакетами, каждый из которых снабжается адресом получателя. Пакеты с данными передаются по Сети от одного узла к другому, пока не доходят до заданного адреса.

Возможны два основных варианте передачи видео- и аудио­информации через Интернет.

Первый вариант заключается в получении ("скачивании") из Сети файлов, содержащих в сжатом виде видеопрограммы со зву­ковым сопровождением, и последующее воспроизведении этих

файлов на компьютере. Скачивание файла может занимать суще­ственно большее время, чем длительность воспроизведения. Раз­меры получаемых таким образом файлов обычно ограничены сво­бодным объемом жесткого диска компьютера, реальной скоростью передачи данных и другими факторами. Такой вид сервиса нельзя назвать передачей ТВ-программ через Интернет.

Второй вариант предполагает получение через Сеть сжатых видео- и аудиоданных со скоростью, позволяющей в реальном вре­мени воспроизводить движущиеся изображения и звук. Качество изображения определяется реальной пропускной способностью Се­ти на всем протяжении пути от видеосервера, который является от­правителем данных, до компьютера получателя видеопрограммы.

Встречаются утверждения, что для получения изображения достаточно хорошего качества достаточно иметь пропускную спо­собность не менее 28,8 кбит/с. Однако такая скорость передачи двоичных символов может обеспечить лишь изображение формата SQCIF с сильно пониженной частотой передачи кадров. Для полу­чения действительно приемлемого качества изображения даже при использовании мощных методов сжатия из стандарта MPEG-4 не­обходимо, чтобы реальная пропускная способность была не менее 128 кбит/с, что требует подключения абонента по крайней мере к сети N-ISDN.

Обеспечение более-менее полноценного ТВ -вещания через Интернет требует решения следующих задач:

1. Увеличение пропускной способности каналов связи, дос­тупных массовому пользователю. Один из путей решения этой за­дачи - использование для подключения к Интернет сети кабельно­го ТВ. Для этого у абонентов устанавливаются кабельные модемы, обеспечивающие скорость передачи по прямому каналу до 30 Мбит/с и создание обратного канала с пропускной способно­стью от 64 кбит/с до 1,5 Мбит/с.

2. Обеспечение передачи данных по всему пути от источни­ка до получателя с гарантированным качеством обслуживания.

3. Обеспечение возможности многоадресной передачи дан­ных, когда данные от одного источника (видеосервера) одновре­менно направляются многим адресатам.

Решение последних двух задач связано с введением новых про­токолов передачи информации через Интернет, таких как RTP - Real­time Transport Protocol (Транспортный протокол реального времени).

Литература

1 Джакония В.Е. и др. Телевидение: Учебник для вузов; под ред. В.Е.

Джаконии 4-ое изд. Стереотип. – М.: Горячая линия- Телеком, 2007. -616

с. 325...327.

2 Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие.- М.:

«Горячая линия - Телеком», 2001.-224с.: с.173…176, 190…197.

Дата добавления: 2015-05-09