Телеэшиттиришдаги орттирилган тажрибалар шуни кўрсатдики, телевидениенинг рақамли эшиттиришга ўтиши янги имкониятлар яратиши билан бирга иқтисодий самарадорликни ҳам таъминлайди

Р ва В-кадрларда қўлланилувчи ҳаракат компенсацияси вақтли ортиқчалик сақланувчи ички кадрли кодлашга нисбатан сиқиш факторини уч баробар яхшилайди.
Р-кадрларда қўлланилувчи ҳаракат компенсацияси икки турдаги ахборотни ҳосил қилади: ҳаракат векторлари (базавий ва кодланган макроблоклар орасидаги фарқ) ва хатолик қиймати (башорат қилинган ва ҳақиқий натижалар орасидаги фарқ).
Қачонки Р-кадрда макроблок ҳаракат компенсацияси ёрдамида ифодалана олинмаса, яъни агар тасвирда баъзи бир нотаниш объект пайдо бўлса, ушбу макро блок I-кадр макроблоки каби кодланади.
В-кадр макроблокларида қўлланиладиган ҳаракат компенсацияси олдинги ва кейинги таянч кадрлардан фойдаланиб амалга оширилади.
MPEG-2 стандартида кодлаш бир ёки иккита таянч макроблокларни эслаб қолишни талаб қилади. Бу макроблоклар ҳаракат компенсациясига эга башоратлашни керакли маълумотлар билан таъминлайди. Компьютер ҳисоблашларининг катта хажмини макроблокларнинг кадрлараро ҳаракатининг йўналиш ва масофасини аниқлаш, яъни вектор ҳаракатининг қидируви ва баҳолаши эгаллайди.
Аниқланадиган вектор ҳаракатлар ҳаракат компенсациясини башоратлашда фойдаланилади. Кодерда башорат хатоликлари саналади, яъни хақиқий тасвир ва харакат вектори блокларидан фойдаланиб башорат қилинган тасвирлар фарқи аниқланади. Бу билан вақтли ортиқчаликни қисқартиришга эришилади. Башорат хатолиги ДКА асосида қайта ишланади, квантланади ва кодерда ўзгарувчан узунликдаги код билан кодланади. Бундай жараён вақтли, фазовий ва психофизик ортиқчаликларни қисқартиради. Вектор ҳаракатлари ҳам ўзгарувчан узунликдаги код билан кодланади. Кодланган башорат хатоликлари вектор харакатлари кодлари билан бирлаштирилади, сўнгра узатилувчи рақамли оқим шаклланади.
Декодерда қайта квантлаш, қайта ДКЎ амалга оширилади ва натижада башорат хатоликлари шаклланади. Башорат хатоликлари декодерланган олдинги кадр тасвири билан бирлаштирилади ва декодерланган жорий кадр тасвирини ҳосил қилади.
Ҳаракат компенсацияга эга башоратлагичлар MPEG-2 стандартининг замонавий видеосиқиш тизимларида бир қатор усуллардан фойдаланиши мумкин. Масалан, макроблок олдинги, кейинги ҳамда олдинги ва кейинги тасвирлар асосида башоратланиши мумкин. Қатор ташлаб ёйиш тизимларида битта кадр майдони турли вектор ҳаракатлари ёрдамида бўлаклаб башоратланиши ёки умумий векторларини қўллаб, биргаликда башоратланиши мумкин. Бундан ташқари нолли башоратлаш (агар мос таянч макроблок топилмаса) имкони ҳам мавжуд. Бундай ҳолатда башорат хатолигининг ўрнига жорий макроблок кодланади, бу эса кадрлараро кодлашдан воз кечиб ички кадрли кодлашга ўтишни билдиради. Ҳар бир жорий макроблок учун кодер мос башоратлаш усулини танлайди. Бу усул маълумот узатиш тезлиги чегарасини ҳисобга олиб, декодерланган тасвир энг юқори сифатини таъминлайди. Башоратлаш усули тўғрисидаги маълумот, тасвирни ишончли қайта тиклаш учун умумий оқимга киритилади ва декодерга узатилади.
Вектор ҳаракатини баҳолаш ва энг маъқул башоратлаш усулини танлаш реал вақтда бажарилиши зарур бўлган мураккаб ҳисоблашларни қўлланилишини талаб қилади. Шунинг учун кодер декодерга нисбатан анча мураккаброқдир, яъни MPEG-2 стандартида ДИКМ асосидаги ҳаракат компенсация тизими асимметрик ҳисобланади.

4. DVB – T СТАНДАРТИ КОНЦЕПЦИЯСИ

Европа стандарти EN 300 744 (Digital Video Broadcasting (DVB), Framing structure, channel coding and modulation for terrestrial television): рақамли, видео, эшиттириш, ер усти, MPEG, телевидение, овоз, маълумотлар каби калит сўзлар ҳақиқатан ҳам ушбу стандарт қўлланилиш соҳасини билдиради. EN 300 744 ҳужжати рақамли ер усти телевидение учун маълумотлар узатиш тизимини ифодалайди. Узатилаётган маълумотлар видео ва овоз ҳамда ҳар қандай қўшимча маълумотларни ўзида акс эттириши мумкин. Ушбу маълумотларни DVB-T тизимида узатиш шарти - маълумотлар MPEG-2 транспорт оқими пакетлари шаклида кодланиши зарур. Ушбу ҳолатда стандартнинг пакетли маълумотни ер усти эшиттириш телевидение шароитларига мослашган контейнерлар орқали узатишни назарда тутади. DVB-T тизими учун контейнер таркиби ҳам, маълумотларни шакллантирилиш усули ҳам аҳамиятга эга эмас, улар шунчаки MPEG-2 транспорт мультиплексорининг чиқиш маълумотларини қабул қилгичга янада яхшироқ етиб боришига ҳаракат қилган ҳолда ер усти ТВ эшиттириш узатиш канали хусусиятларига мослаштиради. Яъни стандарт ундаги узатилувчи маълумотлар оқими структурасини, каналли кодлаш тизимини ҳамда чегараланган, стандарт ва юқори форматларда ишловчи ер усти телевидениесининг кўп дастурли хизматлари учун модуляция турини аниқлайди.
Қурилмалар ишлаб чиқарувчи Турли корхоналар маҳсулотларининг мослашувчанлигини таъминлаш мақсадида DVB-T стандарти модуляцияланган рақамли радиосигнал параметрларини аниқлайди ва рақамли ер усти эшиттириш ТВ узатиш қисмида маълумотларни қайта ишлаши тамоилларини белгилайди (расм 13). MPEG-2 транспорт пакетларини узатиш учун контейнер сифатида фойдаланиладиган DVB-T тизимининг ўзига хос хусусияти бу - каналли кодлаш тизими ва OFDM модуляция усулининг гармоник мослигидир. Стандарт томонидан қабул қилинувчи сигналларни қайта ишлаш регламентланмайди ва очиқ қолдирилади. Бу эса стандартни яратувчилари DVB-T қабул қилгичлари тузилиш принципларини кўзда тутишмаганини билдирмайди, лекин қабул қилгичларга қўйиладиган қатъий талабларни йўқлиги телевизор ишлаб чиқарувчилари ўртасида рақобатни кучайишига ва юқори сифатли ҳамда арзон қурилмаларни ишлаб чиқарилишига сабаб бўлади. Қабул қилгичнинг биринчи намунавий схемаси 14- расмда берилган.
DVB-T тизими рақамли эшиттиришлар учун мўлжалланган, лекин у мавжуд аналог муҳитга ўрнатилиши лозим, шунинг учун тизим PAL/SECAM узатгичлари ҳосил қилувчи ён ва қўшни каналлар интерференциясидан ҳимояланиши зарур. Гап ер усти эшиттириши ҳақида кетар экан, бир ва кўп частотали тармоқларда якка узатгичларнинг оптимал мослашуви натижасида ҳосил қилинувчи тизимда частота диапозонидан максимал оқилона фойдаланиш зарур. DVB-T тизими ер усти телевидениеси учун одатий ҳол бўлган акс сигналлар билан курашиши ва радиотўлқинларнинг кўп нурли тарқалиш шароитида ишончли қабул қилиш талаблари қондириши зарур. Харакат пайтида ҳамда хона антенналари ёрдамида ТВ сигналларни қабул қилиш имкониятларини яратиш ҳам мақсадга мувофиқ. Ушбу барча талаблар DVB-T тизимида янги турдаги модуляция тизими OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex – ортогонал ташувчили частота зичлаштириш) қўлланилиши билан қондирилган.
Ер усти телевидение шароитлари учун одатий бўлган турли статик хусусиятларли хатоликларни пайдо бўлишига олиб келадиган шовқинлар, халақитлар ва бузилишлар мавжуд муҳитда у ёки бу турдаги кодлаш тизимининг қўлланилиши кутилган натижани бермайди. Бундай шароитларда хатоликларни тузатувчи янада мураккаб алгоритм талаб қилинади. DVB-T тизимида турли структуралар, частота ва статик хоссалари хатоликларига қарши курашишга мўлжалланган кодлашнинг икки усулидан (ички ва ташқи) фойдаланилади. Улардан биргаликда фойдаланилганда деярли бехато ишлаш таъминланади. Кодлаш жараёни маълумотлар оқимиги баъзи бир ортиқчаликни киритиш ва мос равишда фойдали маълумотлар узатиш тезлигини пасайтириш билан боғлиқ. Шунинг учун текширувчи маълумотлар хажмини кўпайтириш ҳисобига кодлаш қувватини ошириш доим ҳам талаб қилинаётган амалий натижа бермайди.
4.1. Ҳимоя интервали
OFDM тизимида маълумотлар ташувчи тебранишларнинг бир нечта сонидан фойдаланиш орқали узатилади. Агар ушбу ташувчилар сони кўп бўлса, битта ташувчида ташилаётган маълумотлар тезлиги унчалик юқори бўлмайди, яъни ҳар бир ташувчининг модуляция частотаси унчалик юқори эмас. Бироқ символлараро бузилишлар модуляцияланган символлар кетма-кетлиги паст тезликда бўлган вақтда пайдо бўлади. Символлараро бузилишларни олдини олиш учун ҳар бир символ олдидан ҳимоя интервали киритилади. Лекин шуни ҳам инобатга олиш керакки, ҳимоя интервали бу - шунчаки фойдали символлар орасига киритилувчи бир символ билан кейингиси орасига киритилувчи пауза эмас. Ҳимоя интервалида фойдали сигнал фрагменти узатилади, бу эса қабул қилинган сигнал ташувчиларининг ортогоналлиги сақланишини кафолатлайди (фақатгина агар, кўп нурли узатишда акс сигнал ҳимоя интервали узунлигига нисбатан камроқ вақт ушлаб қолинса).
Ҳимоя интервали концепцияси принципиал янги ҳисобланмайди, лекин рақамли телевидениеда ҳимоя интервалидан талаб қилинаётган даражада фойдаланиш фақатгина кўп сонли ташувчили частотали зичлаштириш қўллагандагина имкони мавжуд.

Расм 13. DVB-T тизими узатгичида сигналлар ва маълумотларни қайта ишлаш схемаси.

Частота кучайтиргичи ва қайта ишловчиси

АРЎ

OFDM демодулятори

Тескари ички оралатиш қурилмаси

Ички декодрлаш қурилмаси

Синхронлаш, сигналларни тахрирлаш, канал хусусиятларини баҳолаш ва маълумот узатиш ишончлигини текшириш қурилмаси

Тескари ташқи оралатиш қурилмаси

Ташқи декодерлаш қурилмаси

Дерондомиза ция қурилмаси

Демультиплек
тор

Видео декодер

Овоз декодери

Маълумотлар декодери

Расм 14. DVB-T тизими қабул қилгичида сигналлар ва маълумотларни қайта ишлаш қурилмаси
4.2. Иерархияли узатиш тамойили
DVB-T тизимининг ажралиб турадиган жиҳати – маълумотларни иерархияли узатиш ва қабул қилиш имкони мавжудлигидадир. Мультиплексор транспорт оқими чиқишидаги маълумотлар икки мустақил MPEG-2 транспорт оқимларига бўлинади (расм 13) ва уларга турли муҳимлилик даражалари берилади. Юқори муҳимлик даражасидаги оқим халақитбардошлиликни таъминлаш мақсадида кодланади ва паст муҳимлик даражасидага оқим, (13 расмда пунктир чизиқлари билан келтирилган) узатилаётган маълумотлар юқори тезлигини таъминлаш мақсадида кодланади. Кейин иккала кодланган оқимлар бирлаштирилади ва биргаликда узатилади. Шундай қилиб, битта каналдан иккита турли дастурларни ёки битта ТВ дастурни икки хил кўринишда узатиш имкони пайдо бўлади. Биринчи кўриниш юқори халақитбардошликли аммо чегараланган аниқликни ифодаласа, иккинчи кўриниш юқори аниқликли лекин чегараланган халақитбардошликни ифодалайди.
Бу жараён янги имкониятларни тақдим этади. Мисол учун юқори сифатли қабул қилгич ёрдамида стационар антеннада юқори аниқликдаги сигнал қабул қилиниши мумкин. Лекин айнан шу дастур оддий ва арзон қабул қилгич орқали ҳам қабул қилиниши мумкин. Ҳалақитбардошликка эга дастурлар қийин қабул қилиш шароитларида, жумладан, ҳаракатда ҳамда хона антенналари ёрдамида ҳам қабул қилиниши мумкин. Қабул қилиш шароитларининг ўзгарувчан ҳолатларида қабул қилгич бир турдан иккинчи турга алмаштирилиши мумкин.
DVB-T тизими нафақат ер усти рақамли телевидениеси учун, балки рақамли телевидениега ўтаётган турли давлатлар томонидан қўйилаётган баъзи талабларни қондириш учун ҳам яратилган. Бу эса тизимнинг турли режимларда ишлай олиш қобилятини қайта кўриб чиқишни талаб қилади. Лекин қабул қилгичлар мураккаблик даражасини йўл қўйилган даражада ушлаб туриш ва турли режимлар мослашувчанлигини максимал таъминлаш ҳам зарур масала бўлиб қолиш лозим.
Якка узатгичлар ва тармоқлар ишлаши учун турли сонли ташувчили иш режимлардан фойдаланиш мумкин.
DVB-T тизими мослашувчанликка эришиши учун маълумот узатиш тезлиги ва ҳалақитбардошликлари орасида маълумотлар алмашишига рухсат берилиши лозим. Маълумотлар оқими таркибига ҳимоя интервалининг киритилиши кўп нурли қабул жараёни таъсирида пайдо бўладиган кутилмаган ҳодисаларни олдини олишга имкон беради. Лекин кўп сонли ҳимоя интервалларини маълумотлар оқими таркибига киритиш, фойдали маълумотларни узатиш тезлигини пасайтириш ҳисобига эришилади. Бир частотали катта тизимлар талаб қилинмайдиган ёки кўп нурли тарқалишлар содир бўлмайдиган ҳолатларда маълумот узатишнинг юқори тезлигини сақлаб қолиш учун ҳимоя интервалининг бир қатор қийматларини (фойдали интервалнинг 1/4, 1/8, 1/16 ва 1/32 қисмлари) танлаш имкони кўзда тутилган.
Хатоликларни аниқловчи ва тузатувчи ички код узунлиги қуйидаги қийматлардан бирини қабул қилиши мумкин: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. Шунингдек, DVB-T тизимида модуляцияловчи сигнал позициясини 4 дан 64 гача ўзгартириш имкони ҳам мавжуд.
Модуляция усули ва ташувчи тебранишлар сони, ички кодлаш тезлиги ва ҳимоя интервали катталиги каби параметрларнинг турли комбинацияларини танлаш орқали, турли узатиш ва қабул қилиш шароитларида ишловчи ва белгиланган қамров зонасини эгалловчи ер усти эшиттириш тизимларини яратиш мумкин.
DVB-T ер усти эшиттириш тизимининг муҳим факторидан бири бу - унинг бошқа турдаги рақамли телевидение тизимлари бўлмиш кабелли телевидение (DVB-C) ва сунъий йўлдошли телевидение (DVB-S) тизимлари билан умумийлигини таъминлашидир.

4.3. Рандомизация