7.6.3. Возможность передачи телевизионных программ по узкополосным каналам [5]

Появление новых технологий ТВ вещания, а также новых каналов передачи данных, с развитием информационных технологий в обществе заставляет вещательное телевидение адаптироваться к новым формам распространения ТВ программ. Это важно, во-первых, ввиду постоянного роста количества ТВ программ и потребности в них, а также из-за особенностей цифровой формы распространения ТВ сигнала, которая предъявляет менее жесткие требования к характеристикам канала передачи по сравнению, например, с аналоговыми ТВ системами.

Как показано в гл. 5, система цифрового телевидения способна, например, обеспечить кодирование информации и сокращение скорости передачи до заданного значения, определяемой требованиями канала.

Если стандарт кодирования MPEG-2, сокращая скорость цифрового потока в десятки раз, позволил снизить скорость потока при передаче ТВ программы до нескольких мегабит в секунду и получил широкое распространение в вещательном телевидении, то для передачи изображения по компьютерной сети или по телефонному каналу такая скорость все еще велика. Усилия разработчиков группы MPEG в последние годы были направлены на создание стандарта MPEG-4, который обладает новыми возможностями кодирования информации и позволяет снизить цифровой поток при кодировании изображения до нескольких десятков килобит в секунду. Такое значительное сокращение цифрового потока незаменимо для ряда практических задач — в видеоконференцсвязи, при передаче видеоинформации по узкополосным, например, телефонным каналам, по сети Интернет.

Особенностью стандарта MPEG-4 является так называемый объектно-ориентированный подход к кодированию изображений, сущность которого заключается в том, что передаваемое изображение, а также звуковое сопровождение, могут быть представлены как совокупность аудио- и видеообъектов. Такими объектами могут быть люди или предметы, находящиеся перед неподвижным фоном, а также сам фон. Аудиообъектами также могут быть голоса людей, музыка, и т.д. Связанные аудио- и видеообъекты, например, изображение человека и его голос, образуют единицу кодируемой информации в стандарте MPEG-4 – «аудио-визуальный объект» (АВО) (Audio-Visual Object, AVO). Описание изображения имеет иерархическую структуру. Алгоритм анализа изображения, используемый в стандарте MPEG-4, близок к механизму зрительного анализа изображения, для которого также характерна определенная иерархия в восприятии отдельных объектов (по их размеру и значимости). Соответственно, структура построения кодирующего устройства определяется самой логикой кодирования образа на передающей стороне: изображение передаваемой сцены сначала анализируется, разделяется на отдельные АВО, к каждому из которых применяются соответствующие средства анализа и кодирования. После кодирования информация представляется в виде специального протокола, который называется DMIF (Delivery Multimedia Integration Framework, интегрированная система доставки мультимедиа) и управляет потоками данных для мультимедиа. Этот протокол охватывает три основные сферы применения стандарта MPEG-4 – передачу по интерактивным сетям, например, по сети Интернет, передачу по обычным вещательным каналам, а также запись видеопрограмм на компакт-диски.

Стандарт MPEG-4 обладает большим набором средств для кодирования различной информации об объекте. Закодирована также может быть и дополнительная информация, например, текст, который в виде окна может появиться на экране при воспроизведении сцены. В стандарте предусмотрены методы кодирования изображений, среди которых есть как традиционные для MPEG-1 и MPEG-2, так и принципиально новые, основанные на понятии АВО. Стандарт может эффективно работать как с синтетическими изображениями, так и с реальными, применяя в каждом случае соответствующие инструменты кодирования.

Стандарт MPEG-4 окончательно был принят только в 1999 году. Его более широкое применение в вещательном телевидении значительно увеличит эффективность использования каналов передачи. Одно из применений стандарта связано с передачей ТВ программ по сети Интернет.