C U P R I N S

Prefaţă (With English Summary)

11

Capitolul 1  Fundamentele prelucrării numerice a semnalului video

13

1.1.  Introducere

13

1.1.1.  Principii generale ale tranziţiei de la analog la digital

13

1.1.2.  Imaginea

13

1.1.3.  Digitizarea semnalului video

14

1.1.4.  Aria de pixeli

15

1.1.5.  Domeniul spaţial-temporal

16

1.1.6.  Distanţa şi unghiul de vizualizare

17

1.1.7.  Raportul dimensiunilor imaginii (factorul de aspect)

18

1.1.8.  Frecvenţa de reîmprospătare a imaginii

18

1.1.9.  Explorarea întreţesută

19

1.1.10.  Standardul de explorare

20

1.1.11.  Structura semnalului de sincronizare

21

1.1.12.  Debitul binar al unui sistem video digital

22

1.1.13.  Liniaritatea

22

1.1.14.  Percepţia uniformă

23

1.1.15.  Zgomot, semnal, sensibilitate

23

1.1.16.  Cuantizarea semnalului

24

1.1.17.  Răspunsul în frecvenţă

24

1.1.18.  Rezoluţia

25

1.1.19.  Codarea diferită a culorilor

26

1.1.20.  Obţinerea semnalului video complex

26

1.1.21.  Televiziunea de înaltă definiţie (HDTV)

27

1.2.  Reprezentarea digitală a semnalului video

28

1.2.1.  Statistica unui semnal monocrom

28

1.2.2.  Discretizarea semnalului TV

31

1.2.2.1.  Calităţile semnalului video digital

32

1.2.2.2.  Semnalul video digital în aplicaţii de stocare

35

1.3.  Procesul de digitizare şi reconstrucţie a semnalului video

36

1.4.  Obţinerea semnalului video digital

39

1.4.1.  Digitizarea completă a semnalului video

39

1.4.2.  Digitizarea pe componente a semnalului video

40

1.4.3.  Parametrii codării semnalului video în televiziunea digitală de studio

42

1.4.3.1.  Specificaţii comune

43

1.4.3.2.  Valorile parametrilor pentru substandardul 4 : 2 : 2

43

1.4.3.3.  Valorile parametrilor pentru substandardul 4 : 4 : 4

45

1.4.3.4.  Parametrii de codare

46

1.4.4.  Debitul de informaţie corespunzător digitizării

51

1.5.  Transmisia semnalelor video digitale primare

52

1.5.1.  Modalităţi de transfer a semnalelor

52

1.5.2.  Transmisia paralelă

52

1.5.3.  Transmisia serială. Formatul SDI

54

1.6.  Relaţii între formatele de imagine 4:3 (SDTV) şi 16:9 (HDTV)

59

Capitolul 2  Componente specifice achiziţiei şi conversiei semnalului video

65

2.1.  Convertoare analog-numerice pentru aplicaţii video

65

2.1.1.  Introducere

65

2.1.2.  Convertoare analog-numerice ultrarapide (flash)

66

2.1.2.1.  Arhitectura Flash directă

66

2.1.2.2.  Arhitectura Flash în doi paşi

69

2.1.2.3.  Arhitectura convenţională a arhitecturii A/D „pipeline

70

2.1.3.  Un model pentru convertorul analog-numeric idealizat

71

2.1.4.  Modele pentru convertoarele de tip „flash" reale

73

2.2.  Convertoare numeric-analogice (CAN) pentru aplicaţii video

78

2.2.1.  Introducere

78

2.2.2.  Tipuri constructive principale de DAC video

79

2.2.2.1.  DAC fără translaţia numerică a codului de intrare

79

2.2.2.2.  DAC cu translaţia numerică a codului de intrare

79

2.3.  Memorii video

82

2.3.1.  Memorii video utilizate în sisteme video

82

2.3.2.  Accelerarea transferului de date în memoria video

84

Capitolul 3  Aplicaţii directe ale prelucrării numerice a semnalului video

86

3.1.  Introducere

86

3.2.  Aplicaţii în studiourile digitale

86

3.2.1.  Sincronizarea imaginilor provenind de la surse nesincronizate

88

3.2.2.  Conversia de standarde

89

3.2.2.1.  Modificarea numărului de linii

90

3.2.2.2.  Modificarea frecvenţei cadrelor

91

3.2.2.3.  Scheme de conversie de standarde

93

3.2.3.  Filtrarea digitală a semnalului video

94

3.2.4.  Codarea/decodarea digitală

97

3.2.4.1.  Decodarea digitală

98

3.2.4.2.  Codarea digitală

101

3.2.6.  Efecte speciale în tehnologie digitală

102

3.2.6.1.  Procesoare pentru efecte speciale

103

3.2.6.2.  Efecte speciale simple

104

3.2.7.  Editarea neliniară

107

3.3.  Circuite de achiziţie video pentru plăci multimedia

111

3.3.1.  Familia de circuite Philips SAA713x

111

3.3.1.1.  Prelucrarea analogică a semnalului TV

111

3.3.1.2.  Scalarea, matricierea, axarea

112

3.3.1.3.  Aplicaţii ale circuitului

113

3.3.1.4.  Schema bloc conceptuală

113

3.3.1.5.  Software de suport

114

3.3.1.6.  Structura plăcii de captură analogică

114

3.3.2.  Sistemul ConexantCX2388x

117

3.3.2.1.  Captura video analogică

117

3.3.2.2.  Interfaţa de intrare

118

3.3.2.3.  Maşina RISC

118

3.4.  Aplicaţii de stocare video

118

3.4.1.  Formate digitale de înregistrare - prezentare generală

118

3.4.2.  Echipamente video digitale de amatori

118

3.4.2.1.  Standardul DV

126

3.4.2.2.  Versiuni profesionale ale standardului DV

132

Capitolul 4  Compresia semnalului video şi audio digital

134

4.1.  Introducere

134

4.1.1.  De ce e nevoie de compresie?

134

4.1.2.  Aplicaţiile compresiei

134

4.1.3.  Introducere în compresia video

135

4.1.4.  Bazele fiziologice ale compresiei audio

138

4.1.4.1.  Mecanismul auzului

139

4.1.4.2.  Codarea subbandă

141

4.1.4.3.  Stratul l MPEG

143

4.1.4.4.  Stratul 2 MPEG

143

4.1.4.5.  Codarea cu transformată

144

4.1.4.6.  Stratul 3 MPEG

144

4.1.4.7.  Formatul AC-3

144

4.2.  Introducere în standardul MPEG

145

4.2.1.  Componenta MPEG Video

147

4.2.1.1.  Standardul MPEG-2 video

149

4.2.1.2.  MPEG-2 Video Main Profile şi Main Level

149

4.2.1.3.  La ce rate de biţi este optimal MPEG - 2 video?

149

4.2.1.4.  Algoritmul de bază MPEG

150

4.2.1.5.  Reprezentarea secvenţelor video

152

4.2.1.6.  Predicţia

154

4.2.1.7.  Tipuri de cadre

156

4.2.1.8.  Transformarea DCT

158

4.2.2.  Componenta MPEG Audio

161

4.2.2.1.  Gradul de compresie audio MPEG1

162

4.2.2.2.  Algoritmul de bază

162

4.2.2.3.  Componenta MPEG - 2 Audio

162

4.2.3.  Componenta MPEG - System

163

4.2.4.  Modificări în standardul MPEG - 2 faţă de MPEG -l în termeni de sintaxă / algoritmi

164

4.2.5.  Principalele moduri de scalare în MPEG - 2

165

4.4.  Transmisia semnalului audio/video comprimat

166

4.4.1.  Introducere în standardul IEEE 1394 (FireWire)

166

4.4.1.1.  Scurt istoric

167

4.4.1.2.  Aplicaţii FireWire

168

4.4.1.3.  Arhitectura FireWire

169

4.4.2.  Interfaţa serială de transport de date - SDTI

174

4.4.2.2.  Originea SDTI

175

4.4.2.2.  Nucleul SDTI

175

Capitolul 5  Standardul DVB (Digital Video Broadcasting)

177

5.1.  Digital Video Broadcasting - prezentare generală

177

5.2.  Transmisia DVB

178

5.3.  Sistemul de compresie MPEG-2 utilizat în DVB

179

5.3.1.  Introducere

179

5.3.2.  Compresia video MPEG-2

180

5.3.3.  Transmisia MPEG-2

182

5.3.4.  Multiplexarea MPEG-2

185

5.3.5.  Fluxurile de transport MPEG

186

5.3.6.  Transmisia MPEG-TS

187

5.3.7.  Tabelele de semnalizare

188

5.3.8.  Formatul unui pachet de transport

190

5.3.9.  Evoluţia pachetelor de transport

192

5.4.  Televiziunea digitală terestră (DVB-T)

192

5.4.1.  Introducere în DVB-T

192

5.4.2.  Sistemul DVB terestru de bază

193

5.4.3.  Interfeţele DVB-T

195

5.4.4.  Codarea de canal

195

5.4.4.1.  Adaptarea multiplexorului de transport

195

5.4.4.2.  Codarea Reed-Solomon, întreţeserea şi pachetizarea

196

5.4.4.3.  Codarea internă

198

5.4.4.4.  Întreţeserea

199

5.4.4.5.  Codul de întreţesere al simbolurilor

201

5.4.4.6.  Modulaţia OFDM

203

5.4.4.7.  Structura cadrului OFDM

205

5.4.4.8.  Semnalele de referinţă

206

5.4.4.8.1.  Funcţiile semnalului de referinţă

207

5.4.4.8.1.  Definirea semnalului de referinţă

207

5.4.4.9.  Semnalizarea parametrilor de transmisie (TPS)

208

5.4.4.9.1.  Formatul TPS

208

5.4.4.9.2.  Formatul transmisiei TPS

211

5.4.4.9.3.  Protecţia la erori a TPS

211

5.4.4.9.4.  Numărul pachetelor RS pentru supercadru OFDM

211

5.5.  Receptorul DVB-T

211

5.6.  Sistemul de transport în RF(microunde)

212

5.7.  Translaţia de frecvenţă

213

5.8.  Caracteristicile spectrale

214

5.9.  Specificaţiile DVB

215

5.9.1.  Specificaţii pentru stratul sistem

215

5.9.2.  Specificaţiile sistemului video

217

5.9.2.1.  Profilul şi nivelul

217

5.9.2.2.  Rata cadrelor video

218

5.9.2.3.  Factorul de aspect

218

5.9.2.4.  Rezoluţia semnalului de luminanţă

219

5.9.2.5.  Parametri cromatici

219

5.9.2.6.  Crominanţa

219

5.9.3.  Specificaţiile sistemului audio

220

5.9.3.1.  Modul audio

220

5.9.3.2.  Stratul de compresie

220

5.9.3.3.  Frecvenţele de eşantionare

220

5.9.3.4.  Codul de detectare a erorilor

220

5.10.  Interfaţa comună pentru acces condiţionat în DVB

221

5.10.1.  Introducere - Scopul interfeţei

221

5.10.2.  Definiţii

222

5.10.3.  Referinţe normative

223

5.10.4.  Concepte de implementare

223

5.10.4.1.  Straturile

223

5.10.4.2.  Implementarea fizică

224

5.10.4.3.  Client-server

224

5.10.4.4.  Codarea datelor

224

5.10.4.5.  Extensibilitatea

224

5.10.4.6.  Încorporarea standardelor existente

224

5.10.5.  Descrierea şi arhitectura interfeţei CI

225

5.10.5.1.  Privire de ansamblu

225

5.10.5.2.  Interfaţa fluxului de transport

225

5.10.5.3.  Interfaţa de comandă

225

5.10.6.  Exemplu de implementare

226

5.11.  Protecţia informaţiei în televiziunea digitală

227

5.11.1.  Introducere

227

5.11.2.  Sisteme Pay TV

227

5.11.3.  Particularităţi ale protecţiei informaţiei în DVB

230

5.11.4.  Algoritmul de criptare al DVB

231

Capitolul 6  Testarea în televiziunea digitală

233

6.1.  Introducere

233

6.2.  Testarea fluxurilor MPEG2

233

6.2.1.  ES (elementary stream)

234

6.2.2.  PES (Package elementary stream)

235

6.2.3.  TS (transport stream)

236

6.3.  Reţele de transmitere şi distribuţie MPEG2

241

6.3.1.  Reţeaua de transport

241

6.3.2.  SDV (switched digital video)

242

6.3.3.  XDSL (digital subscriber line)

242

6.3.4.  Legături radio

243

6.3.5.  Difuzarea terestră

243

6.4.  Teste şi măsurători în reţea

243

6.4.1.  Testarea reţelei de transport ATM

243

6.4.2.  Testarea reţelei de acces

243

Anexe

247

Anexa A - O listă a celor mai întâlnite prescurtări utilizate în DVB

248

Anexa B - Analiza fluxurilor de transport în DVB

250

Bibliografie

286