Рабочая программа науки утверждена постановлением Совета Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий от 30 августа 2022 года №1

Лекция-12. Кодирование и передача сигналов объемного телевидения

ПЛАН:
12.1. Независимая передача сигналов стереопары;
12.2. Передача стереоскопических изображений с учетом корреляции между кадрами стереопары;
12.3. Передача сигналов стереопары с формированием карты глубины Формат 2D+Z
Для получения объемного (стереоскопического) изображения необходимо передавать два сигнала: один сигнал левого кадра стереопары, а другой – правого. Одной из основных задач в стереоскопическом телевидении является выбор способа кодирования и передачи объемных изображений, позволяющего удовлетворить двум противоречивым требованиям: компактность передаваемых данных и сохранение высокого качества синтезируемых на приемной стороне изображений. В настоящее время в России и за рубежом ведутся интенсивные работы по созданию систем объемного телевидения. Существующие методы кодирования и передачи сигналов объемного телевидения можно разделить на те, которые используют независимую передачу сигналов стереопары, и те, которые опираются на свойство "похожести" двух кадров стереопары.
12.1. Независимая передача сигналов стереопары
Сформированные камерой два кадра стереопары кодируются и передаются независимо, например, используя современный стандарт сжатия H.264/AVC (рис.12.1). Транспортные потоки с выхода каждого кодера поступают на мультиплексор, который создает групповой транспортный поток одной стереоскопической программы.

Рис.12.1. Блок схема независимой передачи сигналов стереопары.

Задача мультиплексора состоит не только в объединении потоков, но и в формировании системной информации (таблицы PAT, PMT и др.), обеспечивающей принадлежность двух потоков одной программе. Немаловажным обстоятельством для системы объемного телевидения является ее совместимость с "плоским" телевидением, т.е. владельцы обычных телевизионных приемников должны без искажений принимать объемную программу в "плоском" виде. В данной системе совместимость обеспечивается за счет декодирования на приемной стороне любого из двух потоков, а для их передачи может быть использован принцип иерархической модуляции, заложенный в стандарте DVB-T. Единственное отличие будет заключаться в том, что приоритетность потоков станет означать не различные условия использования помехоустойчивого кодирования, а принадлежность левому или правому ракурсам. Качество объемного изображения в данной системе при оптимальном выборе параметров сжатия и помехоустойчивого кодирования считается хорошим, поскольку информация об объеме не выделена в виде отдельного сигнала и, соответственно, воздействие на него со стороны системы кодирования отсутствует. Недостатком этого варианта является избыточность в передаче информации, поскольку два потока, по сути, незначительно отличаются друг от друга (бинокулярная избыточность). Используя корреляцию между левым и правым изображениями, с помощью расчетов можно получить информацию об удаленности различных объектов сцены. Суть расчетов сводится к нахождению величины параллакса соответствующих точек, по которому потом вычисляется дальность. Данный подход находит применение в машинном зрении, фотограмметрии и в других областях. Используя этот прикладной опыт при построении системы объемного телевидения, можно, с целью сокращения количества передаваемых данных, вычислить величины параллаксов соответствующих точек изображения и на приемную сторону передать один из кадров стереопары (для обеспечения совместимости с "плоским" телевидением) и информацию об объеме. Для вещательных целей, в силу ограниченной пропускной способности каналов связи и необходимости рационального использования существующих диапазонов частот, интерес представляет именно этот подход, связанный с использованием корреляции между кадрами стереопары