SISTEME DE TELEVIZIUNE DIGITALĂ

SISTEME DE TELEVIZIUNE DIGITALĂ

Pătrunderea televiziunii în cele mai diverse domenii de activitate (radiodifuziune, economie, industrie, medicină, etc.) a dus la crearea unei game foarte largi de aparate şi dispozitive de televiziune. Pentru a reduce cheltuielile de elaborare şi dezvoltare a sistemelor de televiziune, s-a impus ideea unificării (standardizării) elementelor structurale, a parametrilor de performanţă şi chiar a unor principii de prelucrare a semnalelor purtătoare de informaţii video şi audio.
Din punct de vedere al captării, prelucrării, transmisiei şi reproducerii imaginilor sistemele de televiziune actuale pot fi împărţite în trei categorii:
1.sisteme de televiziune analogică;
2. sisteme de televiziune analog-digitală;
3. sisteme de televiziune digitală.
În sistemele de televiziune analogică, traductorii de emisie generează un semnal electric (semnal video sau semnal de imagine) ale cărui valori variază în mod continuu între două limite determinate de luminanţa minimă şi luminanţa maximă a imaginii obiectului captat. Din acest semnal prelucrat şi transmis pe canalul de televiziune se formează la recepţie, cu ajutorul traductoarelor semnal-imagine TV, imaginea de televiziune a obiectului.
În sistemele de televiziune analog-digitală sunt prezente ambele semnale: analogic şi digital. De exemplu, semnalul analogic de la ieşirea traductorului de emisie este trecut în formă digitală prin intermediul conversiei analog-digitale în scopul prelucrării, conservării şi transmisiei prin canale de comunicaţie de bandă foarte mare, pentru ca apoi să fie convertit în formă analogică prin intermediul procesului de conversie digital-analogice, pentru a fi transmis prin staţiile actuale către receptoarele de televiziune în care semnalul poate suferi, din nou, prelucrări analog – digital - analog.
În sistemele de televiziune digitală, transformarea directă a imaginilor în semnale digitale (succesiune de semnale zero şi unu) şi transformare inversă a semnalelor digitale în imagini au loc chiar la nivelul traductoarelor lumină semnal (la emisie) şi semnal-lumină (la recepţie), în timp ce vehicularea informaţiei între cele două traductoare se realizează tot sub formă digitală. În domeniul receptoarelor de televiziune se constată o tendinţă de introducere a schemelor integrate de mare capacitate, a unor noi tipuri de
cinescoape cu calităţi mult îmbunătăţite în scopul îmbunătăţirii calităţii imaginii. Introducerea în receptorul de televiziune a prelucrării şi corecţiei digitale a semnalelor, îmbunătăţeşte calitatea imaginii prin eliminarea unor distorsiuni inerente prelucrării analogice din receptoarele TV analogice. Receptoarele TV moderne conţin memorii de cadre, corectoare digitale de zgomot, memorii pentru conservarea informaţiilor transmise prin teletext.

Trecerea de la „televiziunea tradiţională” la televiziunea digitală

Există tentaţia de a crede că televiziunea digitală reprezintă ceva foarte ştiinţific şi foarte complicat. Dacă privim rezultatul final, - imaginea de televiziune -, găsim ceva foarte familiar, un deziderat pe care specialiştii în televiziune l-au urmărit încă de la început, - o experienţă în permanentă evoluţie, semnale video şi audio de calitate -, care poartă informaţia către publicul spectator, operator sau oricare alt beneficiar. Singura noutate pe care o implică televiziunea digitală constă din modul în care mesajul ajunge, printr-o suită de procesări, dintr-o parte în cealaltă . Ne punem întrebarea firească a oricărui beneficiar: Este important cum circulă mesajul ? Probabil că pentru operator, artist şi pentru telespectator drumul pe care îl parcurge semnalul nu prezintă nici un interes. Beneficiarii imaginii TV pot profita de performanţele superioare ale televiziunii digitale fără a cunoaşte amănuntele, aceia dintre noi care sunt implicaţi în componenta tehnică a televiziunii sunt, însă, interesaţi. În final, cu toţii beneficiem de progresele semnificative pe care le-a înregistrat ştiinţa televiziunii în ultimii 70 şi ceva de ani, îşi, în particular, de progresele pe care le-a adus televiziunea digitală în ultimii 30 şi ceva de ani. Semnalele video şi audio digitale şi semnalele purtătoare de date auxiliare formează împreună semnalul de televiziune digital. În televiziunea analogică, semnalele audio şi video pot parcurge căi complet separate de la sursă până la receptorul TV. În televiziunea digitală, semnalele sub formă digitală pot fi organizate cu mult mai multă libertate, semnalele video, audio şi celelalte categorii de semnale alcătuind împreună un flux de date. Pentru a obţine ceea ce dorim este suficient să ştim cum sunt organizate aceste date în televiziunea digitală. Se poate afirma că elementele „televiziunii tradiţionale” sunt elemente analogice, este important să nu uităm că în „noua televiziune digitală şi în televiziunea de înaltă definiţie” se urmăreşte aceleaşi obiectiv tradiţional, imagine TV de calitate. Televiziunea digitală se sprijină pe cea analogică şi cunoştinţele noastre despre televiziunea digitală derivă din ceea ce ştim deja despre televiziunea analogică. Lumina care pătrunde prin lentile în camera de televiziune şi sunetul captat prin microfon sunt, încă, analogice. Lumina emisă de ecran şi sunetul care ajung la beneficiar constituie, încă, fenomene analogice.
Este cunoscut din studiul televiziunii tradiţionale că, semnalul video analogic constituie o „eşantionare” a luminanţei energetice ce caracterizează obiectele imaginii. Valorile de luminozitate sunt date de un anumit voltaj, iar unele informaţii suplimentare determină culoarea eşantioanelor. Eşantioanele sunt sincronizate de sistemul de transmisie, astfel încât să reproducă imaginea originală pe ecranele receptoarelor TV. Semnalul video analogic călătoreşte ca un flux „serial” de valori de tensiune care conţine toate „datele” necesare generării imaginii în cazul în care receptorul ştie ce să facă cu informaţia. S-ar putea concluziona că simpla înlocuire a câtorva termeni şi adoptarea unor modificări care să ne permită să profităm de ceea ce am învăţat despre „televiziunea tradiţională” ne conduc la ideea că semnalul video digital nu este foarte diferit de cel analogic.
Devine inevitabilă întrebarea, dacă se porneşte de la lumina analogică şi se sfârşeşte tot cu lumina analogică, de ce să mai utilizăm semnalul video digital ?
În multe cazuri, senzorul camerei de televiziune produce încă semnale video analogice, apoi se trece aproape imediat la conversia tensiunii analogice variabile, care reprezintă valoarea instantanee a semnalului video, în semnal digital, care poate fi manipulat în principiu fără a se înregistra vreo degradare. În alte cazuri, grafica generată pe calculator, semnalul video se emite în format digital şi, cu ajutorul noilor sisteme de televiziune digitale, ajunge pe ecrane fără a mai fi convertit în semnal analogic. În prezent, chiar dacă se mai transmit sau se recepţionează semnale de televiziune în sistem analogic NTSC, PAL sau SECAM, se utilizează deja transmisii digitale, pentru ca la receptoarele TV să ajungă semnale de televiziune de o calitate mai bună. Televiziunea digitală, prin imaginea finală redată pe ecrane, face parte din viaţa cotidiană. Unii dintre noi vor contribui la îmbunătăţirea caracteristicilor ei, iar alţii o vor utiliza şi se vor bucura de avantajele pe care le oferă, fără a fi nevoiţi să-i cunoască detaliile. Semnalele digitale au fost integrate în televiziune cu mulţi ani în urmă, fiind la început ascunse în componente ca generatoarele de caractere şi de semnal de testare, pentru ca mai apoi să se regăsească în întregul sistem de televiziune. Semnalul video digital se poate spune că reprezintă o simplă extensie a semnalului video analogic. Semnalele video analogice şi digitale prezintă numeroase limitări similare, iar multe dintre problemele care pot să apară în sfera digitală nu sunt decât rezultatul unui semnal video analogic incorect generat la sursă. Din această cauză, au fost adoptate norme de referinţă pentru proiectarea şi exploatarea atât a dispozitivelor video analogice, cât şi a celor digitale.
Primele semnale video digitale au fost o descriere a semnalelor video analogice compozite NTSC sau PAL. Au existat norme în care erau stabilite limitele funcţionale şi se specificau datele numerice menite să descrie fiecare nivel de tensiune video sau audio, precum şi modalităţile de generare şi recuperare a fiecărui număr. Datorită vitezei mari de procesare a datelor, datele video digitale erau, de obicei, manipulate în interiorul instalaţiilor, pe un bus pe 8 sau 10 biţi, iar primele standarde privind televiziunea digitală cuprindeau şi descrierea unui conector extern cu mai multe conductoare. Standardele cuprindeau, de asemenea, şi descrierea anumitor date auxiliare şi de organizare, menite să permită sincronizarea receptorului şi să facă posibile unele servicii suplimentare, cum erau semnalele audio incorporate. Ulterior, pe măsură ce vitezele de procesare au crescut, a fost concepută o interfaţă serială compozită standard, cu un singur conductor.
În forma sa de bază, semnalul video digital este o reprezentare numerică a unei tensiuni analogice, numerele fiind generate suficient de rapid pentru a face faţă semnalelor video variabile şi datelor auxiliare necesare.