Что полезно знать по сжатию операторам кабельного ТВ.

12.06.2010 10:27
Эта статья не предназначена для специалистов и ее задача обратить внимание на некоторые моменты которые помогут повысить качество изображения, тем кто это действительно хочет сделать.
Термины MPEG2 и MPEG4/AVC у всех сейчас на слуху?, но как это часто бывает, чем сложнее явление, тем меньше обычные люди о нем задумываются.
Много разговоров о цифровом качестве, как будто этот термин синоним высокого качества. Как всегда маркетологи успешно производят подмену понятий высокая цена -высокое качество. Немецкое качество -сделано в Китае.(Причем я не имею в виду распространенное заблуждение о низком качестве китайских товаров, а более обращаю внимание на странности имеющихся стереотипов).
Люди склонны упрощать понятия и переводить их в какие -то цифры, которые не всегда и не совсем соответствуют действительности. Качество то преподносилось, как количество линии в аналоговом телевидении, то размеры зерна в мониторах, то в мегабитах для сжатых сигналов.
Понятно желание как- то упростить критерии оценки и привести их к каким -то единицам измерений, но зачастую это приводит к противоположным результатам.
По моему мнению, сравнивать звуковые усилители по коэффициенту нелинейных искажений с параметрами меньше 0.1% или по отношению сигнал шум более 70 ДБ конечно можно, но с таким же успехом, как выбирать жену из девушек по размеру талии.
В этой заметке я конечно рекомендации по выбору девушек давать не буду поскольку не специалист, однако хотелось бы дать несколько рекомендаций по сохранению качества телевизионных сигналов- в этой области больше опыта.
Прежде всего отмечу очевидный для многих факт. Что мы оцениваем качество прежде всего глазами хотя строго говоря это только внешний орган, а зрение в целом это более сложный процесс ,до конца не изученный. В нем не менее важны не сами глаза, а говоря современным языком пост обработка биологическим процессором, и как это не странно, на практике этой особенности не придается подобающего значения.
Для меня лично ясно что оценивать качество сигнала по величине среднеарифметического отклонения можно только потому, что ничего кардинально лучшего не придумали и субъективная оценка может сильно отличатся от результатов измерений. Например все имеющиеся улучшители изображения реально действительно улучшают субъективное качество изображения, при этом естественно ухудшают показатели сигнала.
Такое длинное вступление необходимо , чтобы понять что имеющиеся и применяемые алгоритмы сжатия все более учитывают особенности именно человеческого зрения и в результате применения этих алгоритмов могут возникнуть специфические эффекты.
Опытные операторы наверняка замечали что один и тот же кодер работает, заметно по разному, когда на него подается оригинальный сигнал с камеры и очень хороший сигнал, но с большим сжатием со спутника. Во втором случае как правило результат заметно худший.
В принципе это можно объяснить достаточно просто. В системах сжатия применяемых в настоящее время используется свойство зрения не замечать некоторые дефекты изображения на движущихся объектах. Поэтому есть возможность передавать с более высоким качеством опорные кадры ( I кадры) и большее количество кадров передавать с некоторым приближением передавая только разницу между опорными кадрами и текущем(B P кадры).Это позволяет значительно снизить необходимый количество информации для передачи таких кадров. Опорных кадров передается относительно мало в среднем на 12 кадров один опорный ( группа из I, B, P кадров называется GOP последовательностью).
Глаз воспринимает это изображение как качественное.
Если Вы будете снова сжимать это изображение, то за опорные кадры кодер может взять уже B или P кадры на которых в динамике не видно искажений, но они превращаются в статические, поскольку ошибки уже будут присутствовать в течении всей GOP последовательности.
Естественно что при многократном сжатии процесс повторяется и особенно при больших сжатиях приводит к плачевным результатам.
Вывод достаточно простой.
Как и при переходе от компонентного сигнала к композитному значительно снижается качество, так и неоднократное сжатие еще большей мере снижает качество сигнала.
В нашей практике случались случаи когда структурная схема построена была таким образом, что в последовательную цепочку были включено до трех и более переходов композит -аналог и трех сжатий -декодирований. Рекомендации достаточно простые.
Не использовать в структуре студии решений с композитным сигналом- в крайнем случае только вход и выход студии. Сейчас этому способствует значительное снижение стоимости решений работы тракта в SDI. Эти решения могут быть более недорогими, чем с композитными сигналами( себестоимость изготовления уже меньше). Максимально использовать один и тот же формата при записи и транспортировке сигналов в цифровом формате. Как правило это TS поток в формате ASI или IP.
Если оператор не будет задумываться над физикой этого процесса, то результаты могут дискредитировать прекрасную идею цифрового телевидения.