ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ЦИФРОВОЕ
ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЫСОКОЙ Общие требования
Предисловие Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» Сведения о стандарте 1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт телевидения» (ФГУП «НИИТ») 2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 795-ст 4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Р): ITU-R ВТ. 709-5 (2002), ITU-R ВТ. 1121-1 (2004), ITU-R ВТ. 1122-1 (1995), ITU-R ВТ. 1203 (1995), Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI): ETS 300 814 (1998-03), EN 50083-9 (1997-09), ETR 101 290, стандартов Американского национального института по стандартизации ANSI и Общества инженеров кино и телевидения SMPTE: ANSI/SMPTE 240M, ANSI/SMPTE 260M, ANSI/SMPTE 295M, технического документа EBU-ТЕСН3299 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет СОДЕРЖАНИЕ Введение Настоящий стандарт определяет основные параметры цифрового телевидения высокой четкости, параметры: разложения, оптико-электронного преобразования, цифрового телевизионного сигнала; структуру телевизионных сигналов в аналоговом преставлении и цифровых телевизионных сигналов, общие требования к сжатию цифровых телевизионных сигналов, общие требования к тракту передачи сигналов цифрового транспортного потока, общие требования к тракту воспроизведения изображения высокой четкости. В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международных стандартов и документов [1] - [8]. НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЦИФРОВОЕ
ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ. Общие требования Digital high-definition television. Basic parameters of digital
high-definition television systems. Дата введения - 2010-12-01 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на цифровое телевидение высокой четкости и устанавливает: - основные параметры и звенья тракта цифрового телевидения высокой четкости; - параметры разложения цифрового телевидения высокой четкости; - параметры оптико-электронного преобразования; - структуру телевизионных сигналов в аналоговом представлении; - параметры цифровых телевизионных сигналов; - общие требования к сжатию цифровых телевизионных сигналов; - общие требования к тракту передачи сигналов цифрового транспортного потока; - общие требования к тракту воспроизведения изображения высокой четкости. 2 Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ Р 52210-2004 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения ГОСТ Р 52591-2006 Система передачи данных пользователя в цифровом телевизионном формате. Основные параметры ГОСТ Р 52592-2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования ГОСТ Р 52593-2006 Система кабельного цифрового телевизионного вещания. Методы канального кодирования, мультиплексирования и модуляции ГОСТ Р 52594-2006 Магистральные каналы волоконно-оптических, радиорелейных и спутниковых систем передачи цифровых телевизионных сигналов. Основные параметры и методы измерений ГОСТ Р 52595-2006 Линии соединительные цифровые для передачи телевизионных программ. Основные параметры и методы измерений Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 3 Термины, сокращения и определения3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52210. 3.2 В настоящем стандарте приняты следующие сокращения: ТВЧ - телевидение высокой четкости; ТС - телевизионный сигнал; ЦТВЧ - цифровое телевидение высокой четкости; ЦТП - цифровой транспортный поток; ЦТС - цифровой телевизионный сигнал без сжатия цифрового потока. 3.3 Системой телевидения высокой четкости (ТВЧ) называется телевизионная система, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного трем высотам наблюдаемого изображения. Цифровой системой телевидения высокой четкости (ЦТВЧ) называется телевизионная система высокой четкости, которая для передачи изображений использует цифровое представление телевизионного сигнала. 4 Основные звенья и параметры системы цифрового телевидения высокой четкости4.1 Звенья цифровой системы телевидения высокой четкости4.1.1 Цифровая система телевидения высокой четкости (ЦТВЧ), приведенная на рисунке 1, включает в себя следующие основные звенья: - тракт источника цифровых сигналов, в котором происходит преобразование оптических сигналов изображения высокой четкости в цифровые электрические сигналы изображения, их обработка, сжатие цифрового потока, формирование телевизионных программ и преобразование в групповой цифровой транспортный поток; - тракт передачи сигналов цифрового транспортного потока системы телевидения высокой четкости; - тракт воспроизведения изображения высокой четкости. Рисунок 1 - Цифровая система телевидения высокой четкости 4.1.2 Границами тракта источника цифровых сигналов являются: - входной зрачок оптической системы телевизионной камеры; - выходной разъем интерфейса тракта источника сигналов цифрового телевидения высокой четкости, соединяемого с входным разъемом интерфейса тракта передачи цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости. 4.1.3 Границами тракта передачи сигналов цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости являются: - входной разъем интерфейса тракта передачи цифрового транспортного потока (ЦТП) телевидения высокой четкости, соединяемого с выходным разъемом тракта источника сигналов цифрового телевидения высокой четкости (точка 1 на рисунке 1); - выходной разъем интерфейса тракта передачи цифрового транспортного потока, соединяемого с входным разъемом интерфейса тракта воспроизведения изображения (точка 2 на рисунке 1). 4.1.4 Границами тракта воспроизведения изображения являются: - входной разъем интерфейса тракта воспроизведения изображения, соединяемого с выходным разъемом интерфейса тракта передачи цифрового транспортного потока (точка 2 на рисунке 1); - растр воспроизводимого изображения, воспринимаемого зрителем. 4.2 Основные номинальные параметры тракта источника цифровых сигналов4.2.1 Параметры оптико-электронного преобразования тракта источника цифровых сигналовПараметры оптико-электронного преобразования тракта источника цифровых сигналов должны соответствовать приведенным в таблице 1 согласно Рекомендациям МСЭ-Р ВТ 709 и МСЭ-Р ВТ 1361 [1, 2] и стандартам ANSI/SMPTE 295M [4], ANSI/SMPTE 260M [5]. Таблица 1 - Номинальные характеристики преобразования оптического изображения в электрические сигналы
4.2.2 Параметры разложения изображения в тракте источника цифровых сигналовНоминальные параметры разложения изображения в тракте источника цифровых сигналов должны соответствовать приведенным в таблице 21). _____________ 1) Допускается использование параметров разложения, приведенных в Рекомендации ITU-R ВТ 709-5 [1] для частот кадров 50 и 25 Гц. Активный формат кадра изображения для всех источников цифрового телевизионного сигнала широкоформатного телевидения высокой четкости должен быть равен 1920×1080 при формате элемента изображения 1:1. Таблица 2 - Параметры разложения изображения
4.3 Структура телевизионного сигнала в аналоговом представленииСтруктура компонентных сигналов , , , и , на временном интервале строки представлена на рисунке 2. Уровни телевизионных сигналов (ТС) в аналоговом представлении при сопротивлении нагрузки Rн = 75 Ом приведены в таблице 3. Рисунок 2 - Структура компонентных сигналов на интервале строки Таблица 3 - Уровни сигналов в аналоговом представлении при сопротивлении нагрузки Rн = 75 Ом
Уровни указаны в милливольтах при сопротивлении нагрузки 75 Ом. Сигналы синхронизации должны присутствовать в яркостном сигнале и цветоразностных и компонентных сигналах. Временные интервалы структуры сигнала синхронизации на интервале гашения строки приведены на рисунке 3 и в таблице 4. Рисунок 3 - Структура сигнала синхронизации на интервале гашения строки Таблица 4 - Длительность временных интервалов на интервале гашения строки
Структура сигнала синхронизации на интервале гашения поля и кадра показана на рисунке 4. 4.4 Параметры цифрового телевизионного сигналаПараметры цифрового телевизионного сигнала (ЦТС) приводятся в таблицах 4 и 5. Рисунок 4 - Структура синхросигнала на интервале гашения поля Таблица 5 - Уровни при квантовании сигналов
Таблица 6 - Основные параметры цифрового представления сигналов в цифровых форматах 4:2:2 и 4:2:0
Характеристики фильтров низких частот для сигналов яркости приведены на рисунке 5 (а, б, в) (см. таблицу 5). fdY - частота дискретизации сигналов яркости Рисунок 5 - Характеристики фильтров низких частот для сигналов яркости EY Характеристики фильтров низких частот для сигналов цветности , приведены на рисунке 6 (а, б, в) (см. таблицу 5). Рисунок 6 - Характеристики фильтров низких частот для сигналов и 4.5 Общие требования к системе сжатия цифровых телевизионных сигналов4.5.1 Цифровой транспортный поток (ЦТП) телевизионного сигнала высокой четкости должен состоять из пакетов 188 байт со структурой и синтаксисом, соответствующим структуре и синтаксису цифрового транспортного потока действующей цифровой вещательной системы телевидения стандартной четкости согласно национальным стандартам ГОСТ Р 52592-2006, ГОСТ Р 52593-2006, ГОСТ Р 52594-2006. 4.5.2 В транспортном потоке должна передаваться информация о параметрах разложения в источнике цифровых телевизионных сигналов высокой четкости, о формате элемента изображения, об опорном белом в телевизионной камере и цветовом кодировании цветовых сигналов, методе сжатия видеоданных цифрового потока. 4.5.3 Передача данных пользователя в цифровом телевизионном формате должна соответствовать ГОСТ Р 52591-2006. 4.5.4 Интерфейс транспортного цифрового потока должен соответствовать Рекомендации МСЭ-Р ВТ.1120-7 [3]. 4.6 Общие требования к тракту передачи сигналов цифрового транспортного потока телевидения высокой четкостиМетоды канального кодирования, мультиплексирования и модуляции должны соответствовать стандартам ETSI: EN 300 421 [6], EN 300 429 [7], EN 300 744 [8] и национальным стандартам: ГОСТ Р 52593-2006, ГОСТ Р 52594-2006, ГОСТ Р 52595-2006. 4.7 Общие требования к тракту воспроизведения изображения высокой четкости4.7.1 Воспроизведение широкоформатного изображения высокой четкости должно осуществляться в формате кадра 16:9 с числом элементов изображения 1920×1080. 4.7.2 Предпочтительным для цифрового телевидения высокой четкости (ЦТВЧ) является воспроизведение изображения высокой четкости унифицированным растром с форматом отображения 15:9 и числом отображаемых элементов 1920×1152 с полем отображения дополнительной информации 1920×72 внизу растра для отображения речевого или иноязычного сопровождения в цифро-буквенном виде или полного отображения изображения с форматом кадра 4:3 и числом отображаемых элементов изображения 1536×1152 (рисунок 7). Рисунок 7 - Унифицированный кадр при воспроизведении изображений с форматами кадров 16:9 и 4:3 Приложение А
|
Значение параметра |
|||
1125/50/1:1 |
1125/25/1:1 |
1125/50/2:1 |
|
Порядок сканирования |
Слева направо, сверху вниз |
||
Первая строка первого поля выше первой строки второго поля |
|||
Разложение |
Построчное 1:1 |
Чересстрочное 2:1 |
|
Частота полей, Гц |
- |
50 |
|
Частота кадров, Гц |
50 |
25 |
|
Полное число строк |
1125 |
||
Активное число строк в кадре |
1080 |
||
Число элементов яркости в активной строке |
1920 |
||
Формат кадра |
16:9 |
||
Частота строк, Гц |
56250 |
28125 |
|
Число выборок в полной строке: |
|||
- R, G, В, Y |
2640 |
||
- CB, CR |
1320 |
||
Номинальная полоса пропускания для сигналов R, G, В, Y в аналоговом представлении, МГц |
60,0 |
30,0 |
|
Номинальная полоса пропускания для сигналов СB, CR в аналоговом представлении, МГц |
30,0 |
15,0 |
|
Частота дискретизации сигналов R, G, В, Y, МГц |
148,5 |
74,25 |
|
Частота дискретизации сигналов СB, CR, МГц |
74,25 |
37,125 |
|
Гашение аналоговой строки, Т |
720 |
||
Активная часть строки, Т |
1920 |
||
Амплитуда положительного и отрицательного импульсов синхронизации, мВ |
300 ± 6 |
||
Номинальный размах видеосигнала, мВ |
700 |
||
Число элементов изображения в полной строке, Т |
2640 |
Рисунок А.1 - Структура синхросигнала на интервале гашения поля
Рекомендация МСЭ-Р ВТ.709-5 |
Значения параметров телевидения высокой четкости для производства и международного обмена программами |
|
(ITU-R ВТ.709-5) |
(Parameter values for the HDTV standards for production and international programme exchange) |
|
Рекомендация МСЭ-Р ВТ.1361 |
Унифицированная всемирная колориметрия и соответствующие характеристики будущего телевидения и систем передачи изображений |
|
(ITU-RBT.1361) |
(Worldwide unified colorimetry and related characteristics of future television and imaging systems) |
|
Рекомендация МСЭ-Р ВТ.1120-7 |
Цифровые интерфейсы для студийных сигналов ТВЧ |
|
(ITU-RBT.1120-7) |
(Digital Interfaces for HDTV Studio Signals) |
|
Стандарт Американского национального института по стандартизации ANSI и Общества инженеров кино и телевидения SMPTE |
Телевидение - параметры и интерфейс для разложения 1920×1080 50 Гц |
|
ANSI/SMPTE 295M |
(Television - 1920×1080 50 Hz - Scanning and Interface) |
|
Стандарт Американского национального института по стандартизации ANSI и Общества инженеров кино и телевидения SMPTE |
Телевидение - система для производства программ высокой четкости - цифровое представление и параллельный интерфейс |
|
ANSI/SMPTE 260M Television-1125/60 |
(High Definition Production System - Digital Representation and Bit-Parallel Interface) |
|
Стандарт Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций |
Цифровое телевизионное вещание (DVB). Структура, канальное кодирование и модуляция для 11/12 Гц спутниковой службы |
|
ETSI EN 300 421:(1997-08) |
(Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite service) |
|
Стандарт Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций |
Цифровое телевизионное вещание (DVB). Структура, канальное кодирование и модуляция для кабельных систем |
|
ETSI EN 300 429:(1998-04) |
(Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems) |
|
Стандарт Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций |
Цифровое телевизионное вещание (DVB). Структура, канальное кодирование и модуляция для наземного телевидения |
|
ETSI EN 300 744:(2004-11) |
(Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television) |
Ключевые слова: цифровое вещательное телевидение высокой четкости, звенья тракта, тракт источника цифровых телевизионных сигналов, тракт передачи сигналов цифрового транспортного потока, тракт воспроизведения изображений, основные параметры цифровой системы телевидения высокой четкости