Televiziune

4.1 Probleme specifice în televiziunea digitală

Ochiul, receptorul sistemului vizual uman, este un receptor de tip analogic.

Televiziunea analogică (cu definiţie normală) transmite imagini color şi sunetul însoţitor într-o bandă de 6-8 MHz în cazul distribuţiei terestre şi într-o bandă de 18-30 MHz în cazul distribuţiei prin satelit sau prin reţele terestre de microunde (pentru a realiza un raport S/Z mare la modulaţia FM).

Un semnal digital TV de calitate ar putea fi transmis într-o bandă de frecvenţă mult mai mică, dependentă şi de raportul semnal / zgomot de pe canalul de comunicaţie.

Dar lărgimea de bandă în care poate fi transmis semnalul TV digital nu este singurul argument în favoarea televiziunii digitale. Al doilea argument important este avantajul prelucrării şi transmisiei digitale faţă de prelucrarea şi transmisia analogică a semnalelor. Calitatea originală a semnalului poate fi refăcută ori de câte ori este nevoie în transmisie, înregistrare sau prelucrare în studiouri de televiziune, ceea ce nu este valabil pentru semnalul analogic. Se pot folosi tehnici de codare pentru protecţie la perturbaţii specifice canalelor digitale.

Trebuie totodată remarcat faptul că există o tendinţă evidentă spre dezvoltarea masivă a reţelelor digitale integrate tip ISDN (Integrated Service Digital Network), care sunt deosebit de avantajoase pentru distribuţia televiziunii digitale.

În sistemele TV digitale trebuie transmis şi sunetul însoţitor (mono sau stereo) precum şi semnalele de sincronizare pe orizontală şi verticală în acelaşi timp cu secvenţele video.

Un alt aspect important este că la transmisia digitală a semnalului de televiziune se poate realiza uşor criptarea, necesară atăt pentru rezolvarea unor probleme legate de licenţa de transmisie pe anumite zone cât şi pentru sistemele de tip televiziune interactivă.

Nu în ultimul rând trebuie spus că transmisia digitală a semnalului de televiziune elimină problemele create în studiourile analogice la conversia de standard şi sistem atunci când sursele de program TV sunt din ţări cu standarde şi norme TV diferite.

Evoluţia spre televiziunea digitală a început în studiourile de televiziune prin adoptarea standardului digital internaţional de studio 4:2:2, ceea ce permite transmisia semnalului între studiouri fără transcodări. La celălalt capăt al lanţului-receptorul TV au apărut funcţii noi. Deşi semnalul TV este în continuare analogic în majoritatea situaţiilor (din considerente de compatibilitate), televizoarele încep să fie dotate cu convertoare A/D şi D/A rapide, cu memorii de unul sau mai multe cadre şi cu circuite specializate, care permit prelucrări digitale în timp real asupra semnalului TV : filtrări pentru îmbunătăţirea raportului semnal/zgomot, afişarea unei imagini fără pâlpâire (cu 100 Hz), efecte speciale (zoom, imagine în imagine, afişarea unor informaţii), prelucrări ale unor semnale codate, etc. Există şi receptoare în care, cu excepţia părţii de înaltă frecvenţă (tuner, AFI, demodulator) şi a blocurilor de putere, toate celelalte prelucrări sunt realizate digital.

Ulterior acestor dezvoltări de la capetele lanţului de televiziune, în momentul actual se transmite din ce în ce mai mult semnalului TV în formă digitală într-o bandă acceptabilă şi la un preţ accesibil al receptorului, prin diverse metode : prin satelit, prin emiţătoare terestre, prin cablu, prin internet (Video over IP), telefonie mobilă, etc.

4.2 Etapele conversiei digitale a semnalului de televiziune

Etapele conversiei analog – digitală pentru semnalul de televiziune sunt cele clasice care se aplică oricărui semnal dependent de timp – eşantionarea, cuantizarea şi codarea – cu particularităţi specifice care ţin seama de bandă, structura spectrului şi particularităţile sistemului vizual uman.

4.2.1 Eşantionarea semnalelor de televiziune

Teorema eşantionării a lui Nyquist trebuie evident respectată şi în acest caz, ceea ce înseamnă că frecvenţa de eşantionare trebuie să fie destul de mare. De exemplu, pentru un semnal video cu rezoluţie normală care are banda de 5 MHz trebuie aleasă o frecvenţă de eşantionare peste 10 MHz (având în vedere că filtrele de pre- şi posteşantionare trebuie să fie realizabile). În acest fel se elimină posibilitatea de aliere a spectrului de bază cu spectrele repetate.

În această zonă de frecvenţă este util să se aleagă o frecvenţă de eşantionare f E a cărei valoare să fie un multiplu al frecvenţei liniilor fH. În acest fel se obţine o structură de eşantionare ortogonală :