24/02/2016

Οι διαχρονικές εξελίξεις στην ψηφιακή τηλεόραση

Γράφτηκε από: Παντελής Χρ. Βαφειάδης
Την τρέχουσα περίοδο υπάρχει ενδιαφέρον μεγάλης έκτασης σε παγκόσμια κλίμακα για την αξιοποίηση των τεχνολογικών επιτευγμάτων στον τομέα της «ψηφιακής εικόνας» που οδηγεί στη σύγκλιση των τεχνολογιών τηλεόρασης – υπολογιστών και επικοινωνιών. Στο άρθρο αυτό θα παρουσιάσουμε...

Την τρέχουσα περίοδο υπάρχει ενδιαφέρον μεγάλης έκτασης σε παγκόσμια κλίμακα για την αξιοποίηση των τεχνολογικών επιτευγμάτων στον τομέα της «ψηφιακής εικόνας» που οδηγεί στη σύγκλιση των τεχνολογιών τηλεόρασης – υπολογιστών και επικοινωνιών. Στο άρθρο αυτό θα παρουσιάσουμε περιληπτικά τις διαχρονικές σημαντικές εξελίξεις και βελτιώσεις που εισήχθησαν από τη χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας στην τηλεόραση, με έμφαση στα ευρωπαϊκά συστήματα, από την εφαρμογή της μέχρι των ημερών μας και τις διαγραφόμενες εξελίξεις για το μέλλον. Αρκετές από τις τεχνικές που θα αναφέρουμε αναπτύχτηκαν διαχρονικά στο βιβλίο του συγγραφέα [1] με σχετική έκταση και ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης παραπέμπεται στο βιβλίο αυτό για περισσότερες λεπτομέρειες.

Η αναλογική τηλεόραση εφαρμόσθηκε πριν από 50 χρόνια και το βασικό της μειονέκτημα είναι ότι είναι ενεργοβόρα και φασματοβόρα. Η προσπάθεια αξιοποίησης της ψηφιακής τεχνολογίας για την τηλεόραση χρονολογείται από το 1950 με τη δημιουργία συστημάτων, όπως το σύστημα MAC/packet, που στη συνέχεια, αφού κατασκευάσθηκε και λειτούργησε για μικρό χρονικό διάστημα καταργήθηκε, φυσικά με τεράστια οικονομική ζημιά για τους φορείς που αποφάσισαν να το εγκαταστήσουν.

Το πρότυπο MPEG-2

Σταθμό για την καθιέρωση της σύγχρονης ψηφιακής τηλεόρασης, όπως εφαρμόζεται σήμερα, αποτελεί η καθιέρωση του συστήματος MPEG-2 σα διεθνές πρότυπο το 1995. Το πρότυπο αυτό αποτελεί τη βάση πάνω στην οποία στηρίζονται όλα τα επόμενα συστήματα που ακολούθησαν, τα οποία εξασφαλίζουν τη συμπίεση των οπτικοακουστικών πληροφοριών, ώστε να επιτυγχάνεται η μείωση του απαιτούμενου φάσματος συχνοτήτων. Στο πρότυπο αυτό δομήθηκαν αρχικά τα ευρωπαϊκά συστήματα DVB–S για τη δορυφορική τηλεόραση (1994) και το σύστημα DVB–C για την καλωδιακή τηλεόραση (1994). Το σύστημα DVB–T για την επίγεια εκπομπή του σήματος της ψηφιακής τηλεόρασης εφαρμόσθηκε 3 χρόνια μετά, ήτοι το 1997. Ιδιαίτερη σημασία για τις μετέπειτα εξελίξεις είχε η εφαρμογή της τεχνολογίας COFDM για τη διαμόρφωση των οπτικοακουστικών σημάτων στο σύστημα DVB–T. Το COFDM σημαίνει Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing (κωδικοποιημένη ορθογωνική πολύπλεξη με διαίρεση συχνότητα) [1]*.

Υποστηρίζεται [2] ότι η πρόοδος που συντελέσθηκε στο τηλεοπτικό τοπίο τα τελευταία χρόνια οφείλεται κυρίως στην έγκαιρη καθιέρωση και ύπαρξη του προτύπου MPEG-2 σαν διεθνούς προτύπου, με το επιχείρημα ότι η καθιέρωση της ψηφιακής τηλεόρασης κατά το παρελθόν καθυστέρησε επειδή δεν υπήρχε διεθνές πρότυπο.

Η τεχνολογία COFDM αναπτύχθηκε και διαδόθηκε ταχέως την περίοδο που ακολούθησε, με αποτέλεσμα να κατασκευασθούν τα απαιτούμενα ολοκληρωμένα πλινθία (chips) για την εφαρμογή του αντιστρόφου μετασχηματισμού Fourier [1]. Η ανάπτυξη αυτή συμπεριέλαβε, εκτός των άλλων, το σύστημα ψηφιακής εκπομπής και ήχου (DAB) και τα συστήματα τρίτης και τέταρτης γενιάς κινητής τηλεφωνίας [4]. Να σημειωθεί ότι η τεχνολογία αυτή, ενώ αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε σε σύστημα της εταιρείας Collins περί το 1975, έκτοτε βρίσκονταν σε αφάνεια [1].

Στα πρώτα συστήματα ψηφιακής τηλεόρασης DVB, που κατασκευάσθηκαν και λειτούργησαν στην Ευρώπη και σε άλλα μέρη του κόσμου, εφαρμόσθηκε το πρότυπο MPEG-2, από το 1999, με την πρώτη έκδοση των προδιαγραφών του, μέχρι το 2004, που κυκλοφόρησε η 5η βελτιωμένη έκδοσή του [1]. Στην Ελλάδα εγκαταστάθηκε και λειτούργησε από την ΕΡΤ πιλοτικό πρόγραμμα ψηφιακής τηλεόρασης με βάση το πρότυπο MPEG-2 για το οποίο μάλιστα κατηγορήθηκε μεταγενέστερα πολιτικά.

Την τρέχουσα περίοδο οι εγκαταστάσεις που λειτουργούν με βάση το πρότυπο MPEG-2 μπορούν να εκπέμψουν όλα τα σύγχρονα πρότυπα ψηφιακής τηλεόρασης , όπως είναι τα νέα πρότυπα H264/AVC και HEVC, με βάση την νέα προδιαγραφή που εκδόθηκε την 11–6–2015 [3]. Είναι προφανές όμως ότι η λειτουργία τους θα είναι οικονομικά ασύμφορη για τα προηγούμενα συστήματα, αφού για τη λειτουργία τους θα απαιτείται μεγαλύτερο φάσμα συχνοτήτων, ωστόσο δίνεται η δυνατότητα αξιοποίησης των συστημάτων που εγκαταστάθηκαν στην Ευρώπη από το παρελθόν.

Η απόδοση του φάσματος συχνοτήτων στην ψηφιακή τηλεόραση.

Στην παλμοκωδική διαμόρφωση (Pulse Code Modulation PCM) που καθιερώθηκε και χρησιμοποιείται στην ψηφιακή τηλεόραση ιδιαίτερη σημασία έχει η απόδοση του φάσματος συχνοτήτων (Γ), που ορίζεται ως:

Χωρητικότητα του άξονα (bit/s)

Γ = (bit/s, Ηz)

Εύρος συχνοτήτων (Ηz)

Στη δορυφορική τηλεόραση DVB–S για παράδειγμα, που χρησιμοποιεί ορθογωνική διαμόρφωση φάσης (QPSK), αποδεικνύεται ότι το Γ έχει θεωρητική τιμή 2, η οποία στην πράξη μπορεί να μειωθεί στην τιμή 1,4 ως 1,6, λόγω απωλειών στον τηλεπικοινωνιακό άξονα. Αν συνεπώς δεχτούμε ότι ο δορυφορικός άξων έχει εύρος συχνότητας 27 ΜΗz η χωρητικότητα σε ωφέλιμη θεωρητική δυφιορροή* θα είναι 54 Mbits/s. Στο βελτιωμένο σύστημα DVB–S2 η απόδοση του φάσματος έχει αυξηθεί στο 5, κυρίως με την αντικατάσταση των κωδίκων αναδίπλωσης και Reed Solomon[1].

Στην ψηφιακή τηλεόραση η βασική γενική και συνεχής προσπάθεια συνίσταται στην αύξηση της απόδοσης του φάσματος συχνοτήτων για την καλύτερη αξιοποίησή του στην μετάδοση συστημάτων. Για το σκοπό αυτό όλα τα πρότυπα συμπίεσης των οπτικοακουστικών πληροφοριών, όπως το MPEG-2 που αναφέρθηκε παραπάνω και αυτά που θα αναφέρουμε στην συνέχεια, έχουν τη μέγιστη δυνατή ευελιξία. Χαρακτηριστικό όλων των προτύπων συμπίεσης είναι η μέγιστη ομοιότητα μεταξύ τους και το γεγονός ότι τα νεότερα παρέχουν μεγαλύτερη συμπίεση του φάσματος, όμως είναι περισσότερο πολύπλοκα από τα προηγούμενα.

Η ευκρίνεια της εικόνας στην ψηφιακή τηλεόραση.

Στην αναλογική τηλεόραση η ευκρίνεια της εικόνας είναι αυτή που αναπτύχθηκε και τελειοποιήθηκε σχεδόν αποκλειστικά με την οικιακή τηλεόραση, που το μέγεθός της περιοριζόταν συνήθως στη διαγώνιο διάσταση των 100 εκατοστών. Η ευκρίνεια αυτή, εξαρτάται από το μέγεθος της οθόνης, την απόσταση παρακολούθησης, το σύστημα εκπομπής (κάμερα, στούντιο, σύστημα διαμόρφωσης, εκπομπής και δέκτη) και το φωτισμό του περιβάλλοντος [1]. Είναι κατά βάση σταθερή και αμετάβλητη για κάθε ένα από τα τρία συστήματα αναλογικής τηλεόρασης, ήτοι τα NTSC, PAL και SECAM. Η ευκρίνεια της αναλογικής τηλεόρασης επεκράτησε να χαρακτηρίζεται ως «ευκρίνεια συμβατικής τηλεόρασης» (Standard Television Resolution με συμβολισμό SDTV).

Η ευκρίνεια χαρακτηρίζει την τελική ποιότητα της εικόνας. Υπάρχουν δύο συμβατικοί τρόποι για να μετρήσουμε την ποιότητα ενός προτύπου. Η αντικειμενική μέθοδος είναι να μετρήσουμε το λόγο του μέγιστου συστήματος προς το θόρυβο. Η υποκειμενική μέθοδος είναι να εκτιμήσουμε υποκειμενικά την ποιότητα της εικόνας. Η υποκειμενική εκτίμηση μέτρησης προτιμάται γιατί ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται την εικόνα υποκειμενικά [1]. Ο συνολικός αριθμός των εικονοστοιχείων σε μια εικόνα είναι επίσης μια ένδειξη της ποιότητας, πιστεύω όμως ότι θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τον υποκειμενικό προσδιορισμό, ο οποίος είναι και ο επίσημος για τον καθορισμό της ποιότητας της τηλεόρασης.

Με την εισαγωγή της ψηφιακής τηλεόρασης οι δυνατότητες και η ευελιξία των συστημάτων αυξήθηκαν, ώστε να εξυπηρετούν διάφορες εφαρμογές. Έτσι το μέγεθος της οθόνης τροποποιήθηκε από το μέγεθος της οθόνης του κινηματογράφου μέχρι την οθόνη του κινητού τηλεφώνου και βέβαια στην περίπτωση αυτή η απαιτούμενη ευκρίνεια θα πρέπει να είναι διαφορετική για κάθε εφαρμογή και μέγεθος οθόνης.

Στην πρόσφατη αναθεώρηση της προδιαγραφής του προτύπου MPEG-2 [3] προβλέπονται για την ψηφιακή ευκρίνεια της συμβατικής τηλεόρασης 5 μορφές ευκρίνειας, με βάση τα εικονοστοιχεία της κάθε εικόνας. Στις μορφές αυτές η εικόνα εκπέμπεται με αλληλοδιαδοχή πεδίων, στα οποία η κάθε γραμμή έχει 576 ενεργές γραμμές ανά εικόνα [5]. Από τις 5 μορφές (720, 544, 480, 352 και 352) η μορφή που έχει 352 εικονοστοιχεία ανά γραμμή είναι αυτή που χρησιμοποιείται ευρύτατα στην Ευρώπη για οικιακή χρήση, δίνει δε ποιότητα ψηφιακής εικόνας που είναι συγκρίσιμη με την ευκρίνεια της αναλογικής τηλεόρασης που αναφέραμε. Η ευκρίνεια αυτή συμβολίζεται 576i/25.

Το 576i/25σημαίνει: 352 στοιχεία/γραμμή Χ 576 γραμμές /εικ. = 202.752 pixel/εικ.

Πρόσφατα, λόγω των τεχνολογικών προόδων, διατίθενται δέκτες τηλεόρασης στο εμπόριο που υποστηρίζουν ευκρίνεια πολύ μεγαλύτερη της ευκρίνειας 576i/25. Ωστόσο τα νέα πρότυπα ψηφιακής τηλεόρασης, τα οποία θα αναπτύξουμε στη συνέχεια του κειμένου, εξασφαλίζουν εξαιρετική ποιότητα εικόνας υψηλής ευκρίνειας.

Την περίοδο αυτή ισχύουν για την ψηφιακή τηλεόραση, σε παγκόσμια κλίμακα, τρία διεθνή πρότυπα. Το πρώτο είναι το πρότυπο MPEG-2, που αναφέρθηκε ήδη. Το δεύτερο είναι το πρότυπο H.264/AVC και το τρίτο είναι το πρότυπο H.265/HEVC, που θα αναπτυχθούν στη συνέχεια του άρθρου. Στα παραπάνω πρότυπα προδιαγράφονται και συμβολίζονται οι παρακάτω μορφές για την τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας και χαρακτηρίζονται με τον αριθμό των εικονοστοιχείων ανά εικόνα*:

1080i/25 , 720p/560 , 1080p/24 και “4k X 2k” ή “4k”

Το i και το p αναφέρονται στον τρόπο διερευνήσεως της οθόνης. Το i για διερεύνηση της εικόνας με αλληλοδιαδοχή 2 πεδίων (interlaced scanning), ενώ το p αναφέρεται στην προοδευτική διερεύνηση της εικόνας (progressive scanning) [1]. Η διερεύνηση με αλληλοδιαδοχή των πεδίων χρησιμοποιείται από τη δημιουργία της τηλεόρασης, είναι αρκετά πολύπλοκη και τείνει να καταργηθεί, ενώ η προοδευτική διερεύνηση είναι απλούστερη και περισσότερο αποτελεσματική.

Το “1080i/25” σημαίνει: 1920 στοιχεία/γρ Χ 540 γραμμές/εικ. = 1.036.800 pixel/εικ. @ 1 Mpixel/εικ.

Το “720p/50” σημαίνει: 1280 στοιχεία/γρ Χ 720 γραμμές/εικ. = 921.600 pixel/εικ. @ 1 Mpixel/εικ.

Το “1080p/24” σημαίνει: 1920 στοιχεία/γρ Χ 1080 γραμμές/εικ. = 2.073.600 pixel/εικ. @ 2 Mpixel/εικ.

Το “4k X 2k” ή “4k” σημαίνει: 3840 στοιχεία/γρ Χ 2160 γραμμές/εικ. = 8.294.400 pixel/εικ. @ 8 Mpixel/εικ.

Από τα ανωτέρω προκύπτει ότι τα πρότυπα “1080i/25” και “720p/50” εξασφαλίζουν περίπου την ίδια ευκρίνεια, ωστόσο η EBU, λόγω τεχνικών λεπτομερειών, προκρίνει το πρότυπο “720p/50” ως την άριστη λύση για την τηλεόραση υψηλής ευκρίνειας. Προκύπτει επίσης από τα παραπάνω ότι το πρότυπο “1080p/24” εξασφαλίζει διπλάσια ευκρίνεια από τα πρότυπα “1080i/25” και “720p/50”, ωστόσο το πρότυπο αυτό βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της ανάπτυξης και δεν έχει ακόμη διαδοθεί η χρήση του στην πράξη.

Το πρότυπο H264/MPEG-4/AVCV

Το πρότυπο H264/MPEG-4/AVC είναι το πιο διαδεδομένο πρότυπο κωδικοποίησης των οπτικοακουστικών σημάτων που χρησιμοποιείται την τρέχουσα περίοδο για την εγγραφή, συμπίεση και διανομή των οπτικών πληροφοριών. Το πρότυπο ολοκληρώθηκε τον Μάιο του 2003 και συμπληρώθηκε με 20 παραρτήματα βελτιώσεων τον Απρίλιο του 2013. Αναπτύχθηκε με τη συνεργασία της ITU–T και της ISO/IEC και καλύπτει ολόκληρο το φάσμα των εφαρμογών από πολύ μικρές δυφιορροές, που χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες, μέχρι τις πολύ υψηλές δυφιορροές του ψηφιακού κινηματογράφου.

Η μεγάλη διάδοση του προτύπου οφείλεται στο διπλασιασμό της απόδοσης του φάσματος συχνοτήτων σε σύγκριση με τη συμπίεση που επιτυγχάνεται με το πρότυπο MPEG-2 και εκτιμάται ότι στη διάδοση αυτή συνετέλεσε και η χρήση και αξιοποίηση της τεχνολογίας COFDM στην οποία αναφερθήκαμε σε προηγούμενη παράγραφο.

Στα συστήματα DVB της ευρωπαϊκής ψηφιακής τηλεόρασης το πρότυπο εφαρμόσθηκε περί το τέλος του 2004 και ενσωματώθηκαν σ’ αυτό οι βελτιώσεις της δεύτερης γενεάς. Οι βελτιώσεις που εισάγονται σε κάθε σύστημα DVB περιγράφονται στο αντίστοιχο κεφάλαιο [1]. Όπως είναι γνωστό το πρότυπο αυτό εφαρμόζεται και στην Ελλάδα. Το 2008 η εφαρμογή του προτύπου εγκρίθηκε στην Αμερική, όμως η χρήση του περιορίζεται μόνον σε κινητές και χειρόφερτες συσκευές.

Ενδιαφέρουσα βελτίωση που εισάγεται από το πρότυπο είναι και η δυνατότητα κατασκευής δυφιορροής που παριστά περισσότερες από μία όψεις οπτικής σκηνής. Η εφαρμογή αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την στερεοσκοπική τηλεόραση, στην οποία απαιτούνται 2 όψεις. Ενδιαφέρουσα είναι επίσης και η χρήση του σε εφαρμογές μαγνητικής εγγραφής σε δίσκους DVD (σύστημα Blue – Ray).

Το πρότυπο HEVC/H.265

Το πρότυπο κωδικοποίησης του βίντεο μεγάλης απόδοσης (High Efficiency Video Coding–HCVC) είναι το πρότυπο που διαδέχθηκε το ευρέως χρησιμοποιούμενο πρότυπο H.264/MPEG-4/AVC και εξασφαλίζει διπλάσια απόδοση του φάσματος σε σύγκριση με το προηγούμενο.

Η τρίτη έκδοση του προτύπου, που ονομάσθηκε H.265 και εγκρίθηκε σαν πρότυπο τον Απρίλιο του 2015, υλοποιήθηκε από τη συνεργασία της ίδιας ομάδας που υλοποίησε το πρότυπο H.264. Χρησιμοποιείται επίσης και η ονομασία «Τηλεόραση υπέρ υψηλής ευκρίνειας» (Ultra High Definition TV (UHDV)).

Βασική αλλαγή που εισήχθη στο πρότυπο HEVC είναι ότι η συμπίεση βελτιώθηκε με αλλαγή της μακροομάδας των 8 Χ 8 εικονοστοιχείων, που χρησιμοποιείται στο πρότυπο MPEG-2 [1] σε μικρότερες μακροομαδες των 4 Χ 4 εικονοστοιχείων, αλλά και σε μεγαλύτερες μακροομάδες των 16 Χ 16, 32 Χ 32 και 64 Χ 64 εικονοστοιχείων, ανάλογα με τις απαιτήσεις και τη μορφή της εικόνας.

Θα πρέπει να τονισθεί ότι το πρότυπο είναι πολύπλοκο. Ο αναγνώστης θα βρει απλοποιημένη και λεπτομερή περιγραφή της αρχικής δομής του σε άρθρο του περιοδικού Consumer Electronics του Ι.Ε.Ε.Ε. [6]

Εκτός από τη διπλάσια συμπίεση σε σχέση με το πρότυπο Η264, το πρότυπο HEVC υποστηρίζει πολύ μεγαλύτερη ευκρίνεια και χαρακτηρίζεται ως “4kX2k” ή απλούστερα ως “4k”, με κόστος όμως τη μεγαλύτερη υπολογιστική πολυπλοκότητα και ισχύ. Επαναλαμβάνεται ότι:

Το “4kX2k” ή “4k” σημαίνει:

3840 στοιχεία/γρ Χ 2160 γραμμές/εικ. = 8.294.400 pixel/εικ. @ 8 Mpixel/εικ.

Η ευκρίνεια αυτή προτάθηκε για τον ψηφιακό κινηματογράφο και αντιστοιχεί στην ευκρίνεια κινηματογραφικής ταινίας 35 χιλιοστών.

Στο σχήμα 1 εικονίζεται η διαχρονική εξέλιξη και βελτίωση των τριών διεθνών προτύπων της συμπίεσης των οπτικών σημάτων. Είναι ενδιαφέρον και χαρακτηριστικό να παρατηρήσουμε ότι η απόδοση του φάσματος διπλασιάζεται κάθε 10 χρόνια στα 30 χρόνια που πέρασαν και είναι λογικό να υποθέσουμε ότι το επόμενο πρότυπο συμπίεσης μπορεί να εμφανισθεί, αν εμφανισθεί, το 2025. Η εξέλιξη του κάθε προτύπου παριστάνεται με διακεκομμένη γραμμή μετά την εμφάνιση των επόμενων προτύπων.

pinax

Η ευκρίνεια της εικόνας των 3 προτύπων που αναπτύξαμε στις προηγούμενες παραγράφους, μετρούμενη σε Mpixel/εικόνα, είναι αντίστοιχα κατά προσέγγιση 1 Mpixel/εικόνα, 2 Mpixel/εικόνα και 8 Mpixel/εικόνα, αν ακολούθως δεχθούμε ότι υπάρχουν κάμερες αντιστοίχου ποιότητας, μπορούμε να χρησιμοποιούμε αριστερή κλίμακα οκταπλάσια της δεξιάς, που δίνει την απαιτούμενη δυφιορροή για ποιότητα εικόνας “4k”. Το γεγονός αυτό μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι μελλοντικά θα απαιτηθεί μεγάλο εύρος συχνοτήτων για ασύρματη εκπομπή, ώστε να αποκτήσουμε την απαιτούμενη ποιότητα “4k” και θα πρέπει να αναζητήσουμε άλλους τρόπους οικονομικής μεταφοράς της εικόνας. Για παράδειγμα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε καλωδιακά δίκτυα αναλόγου έκτασης και ποιότητας, ή DVD, ώστε να αναπτυχθούν και να βελτιωθούν εφαρμογές στην Ιατρική, στην ασφάλεια [8], στο εμπόριο, στην οικιακή ψυχαγωγία, κ.λπ.

Η τηλεόραση υπέρ υψηλής ευκρίνειας (UHD TV)

Η αυξανόμενη ποικιλία των εφαρμογών, η μεγάλη ζήτηση τηλεοράσεων υψηλής ευκρίνειας, των κινητών επικοινωνιών, των τάμπλετ και των ατομικών υπολογιστών, δημιούργησαν την ανάγκη καθιέρωσης του προτύπου Η.265 το οποίο αναπτύχθηκε παραπάνω και στο οποίο εφαρμόζεται η ευκρίνεια εικόνας “4k”.

Την περίοδο μεταξύ 2005 και 2009 επιδείχθηκε διαχρονικά και τμηματικά σε διάφορα διεθνή γεγονότα ένα σύστημα το οποίο μελετήθηκε, αναπτύχθηκε και κατασκευάσθηκε από την Ιαπωνική εταιρεία ΝΗΚ με την αρχική ονομασία «υπέρ υψηλή όραση» (Super Hi Vision - SHV) και στο οποίο προδιαγράφεται ευκρίνεια εικόνας με το συμβολισμό “8k X 4k” ή “8k” που είναι μεγαλύτερη της ευκρίνειας “4k”. Το σύστημα αυτό έχει και διάφορες άλλες ονομασίες όπως είναι UHD–1, Ultra HD Television, Ultra HD, UHDTV και UHD.

Το “8k X 4k” ή “8k” σημαίνει:

7680 εικονοστοιχεία /γρ Χ 4320 γραμμές/εικ. = 33.177.600 @ 33 Mpixel/εικ.

Η ευκρίνεια της εικόνας των 33 Mpixel/εικόνα είναι κατά 33 φορές μεγαλύτερη της απόδοσης υψηλής ευκρίνειας 1080i και 4 φορές μεγαλύτερη της ευκρίνειας “4k”. Στην ευκρίνεια αυτή δεν είναι δυνατόν να διαχωρίσουμε τα εικονοστοιχεία της εικόνας με γυμνό οφθαλμό, ανεξαρτήτως του μεγέθους τους.

Το σύστημα SVC περιγράφεται σε εκτενές άρθρο στο περιοδικό Consumer Electronics του Ι.Ε.Ε.Ε. [7]. Σύμφωνα με την εταιρεία το σύστημα αναπτύχθηκε έτσι ώστε να δίνει στο θεατή ενισχυμένη αίσθηση της πραγματικότητας και της παρουσίας με νέα οπτικοακουστική εμπειρία. Αυτή η ενισχυμένη τεχνική δίνει στο θεατή την αίσθηση ότι συμμετέχει στη σκηνή που εικονίζεται στην οθόνη για ποικιλία μεγάλων γωνιών, από 80ο μέχρι 100ο και αποστάσεις από 0,70 ως 1,00 του ύψους της οθόνης. Οι επιδόσεις αυτές του συστήματος SHV αναμένεται ότι θα χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά σε διάφορες τηλεοπτικές εφαρμογές και με οθόνες μεγάλου, μεσαίου και μικρού μεγέθους. Αναμένεται επίσης ότι θα εφαρμοσθούν στην στερεοσκοπική τηλεόραση των τριών διαστάσεων.

Πρόσφατα έχει καθιερωθεί να ονομάζεται «τηλεόραση υπέρ υψηλής ευκρίνειας» (UHDTV) η τηλεόραση με ευκρίνεια “4k” ή “8k”. Ο αναγνώστης μπορεί να βρει πολλές πληροφορίες για το θέμα στο διαδίκτυο.

Η τηλεόραση υψηλής δυναμικής περιοχής.

Η τηλεόραση υψηλής δυναμικής περιοχής (High Dynamic Range Television – HDR) είναι μία νέα τεχνολογία βελτίωσης της δυναμικής περιοχής των ψηφιακών πολυμέσων στην έκταση που αυτή είναι δυνατόν να γίνει αντιληπτή από την ανθρώπινη όραση.

Παρά το γεγονός ότι στις πρόσφατες εκθέσεις ηλεκτρονικού εξοπλισμού υπάρχει μεγάλη δραστηριότητα και ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστών, υπάρχει και διαφορετική αντίληψη μεταξύ τους του τι πραγματικά είναι η HDR. Ταυτόχρονα οι διεθνείς οργανισμοί τυποποίησης εργάζονται εντατικά για τον ορισμό προδιαγραφών που θα οδηγήσουν σε αποδεκτό διεθνή συμβιβασμό [9]. Υποστηρίζεται ότι η HDR [2] θα είναι η επόμενη εξέλιξη στην ψηφιακή τηλεόραση. Το 2025 θα έχουμε πιθανώς την απάντηση. Μέχρι τότε, είδομεν!...

Βιβλιογραφία

1. Παντελή Χρ. Βαφειάδη «Αναλογική – ψηφιακή τηλεόραση και βίντεο», 7η έκδοση, Αθήνα, Ιούνιος 2014.

2. Euel S. Jang “Before the Big Bang, do we need a new video coding standard?”, Περιοδικό Consumer Electronics του ΙΕΕΕ, Vol .4. No.4, October 2015, σελίς 87.

3. ETSITS101154 V2.1.1 “Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for the use of Video and Audio Coding in Broadcasting Applications Based on the MPEG-2 Transport stream”, Μάρτιος του 2015, (Το πρότυπο δημοσιεύθηκε την 11 – 6 – 2015).

4. Αθανάσιος Κανατάς, Φίλιππος Κωνσταντίνου και Γεώργιος Πάντος, «Συστήματα κινητών επικοινωνιών», Αθήνα 2008.

5. EBU Technical Report 005 “Information Paper on HDTV Formats”, Geneva, February 2010.

6. Mahsa T., Pourazad, Colin Doutre, Mariam Azumi and Panos Nasiopoulos “HEVC: The New Gold Standard for Video Compression”, Consumer Electronics Magazine του ΙΕΕΕ, Vol. 1, No.3, July 2012.

7. Eisuke Nakasu “Super Hi – Vision on the Horizon”, Consumer Electronics Magazine του ΙΕΕΕ, Vol. 1, No.3, April 2012.

8. Δημήτρης Σταμούλης, «Το “4k” στην ανάλυση αλλάζει τα security control rooms». Περιοδικό Security Report, Δεκέμβριος 2015.

9. Roman Boitard, Masha T. Pouzarad, Panos Nasiopoulos and Jim Slevinsky, “Demystifyng High–Dynamic–Range Technology”, Consumer Electronics Magazine του ΙΕΕΕ, Vol. 4, No.4, October 2015, σελ. 72.

* Στη συνέχεια του άρθρου η παραπομπή στο βιβλίο του συγγραφέα [1] θα γίνεται σε ορισμένα σημεία του κειμένου για να περιορίσει την έκταση του άρθρου αυτού.

* Χρησιμοποιώ τον όρο «δυφιορροή» σαν μετάφραση του όρου «bit stream» που προέρχεται από ελληνοποίηση του πρώτου συνθετικού του bit, σε όλα τα συνθετικά του (binary digit σε δυαδικό ψηφίο).Η ελληνοποίηση αυτή προτάθηκε κατά το παρελθόν από τον ΟΤΕ και χρησιμοποιείται ήδη στη βάση τεχνικής ορολογίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ωστόσο δεν είναι ακόμη ευρύτερα διαδεδομένη.

* Για τους σκοπούς του άρθρου αυτού τα διεθνή πρότυπα παρουσιάζονται όπως εφαρμόζονται στα ευρωπαϊκά συστήματα ψηφιακής τηλεόρασης.

 

Κατηγορία Τεύχος 90, Αφιέρωμα

Η ΑΓΟΡΑ ΣΗΜΕΡΑ

ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ

Libra Press © Copyright 2020 | All Rights Reserved
Dual Design
Κάντε εγγραφή στο ενημερωτικό δελτίο μας για να λαμβάνετε τα νέα μας, τις αποκλειστικές ειδήσεις και τις καταπληκτικές προσφορές από το χώρο της ψηφιακής τηλεόρασης.