С.В.Чернышов
Разработка метода компрессии для HDTV
Sergey Chernyshov
Development of Compression Method for HDTV

Телевидение высокой четкости (ТВЧ, HDTV) – одна из самых популярных и обсуждаемых тем в телевизионной среде. Многие специалисты приравнивают значимость внедрения ТВЧ к значимости начала цветного ТВ вещания. Сторонники немедленного внедрения HDTV говорят о необходимости скорейшего начала вещания, создания контента и увеличения числа программ с целью привлечения зрителей. В то же время существует целый ряд факторов, мешающих развитию HDTV. Наряду с малым объемом HD-контента одной из главных проблем внедрения телевидения высокой четкости является неготовность существующих вещательных сетей к передаче информации со скоростями свыше одного гигабита в секунду.
Одним из вариантов решения данной проблемы является использование существующей кабельной инфраструктуры и коммутационно-распределительного оборудования, изначально предназначенных для передачи цифровых видеосигналов формата SD SDI со скоростью 270 Мбит/с. Для обеспечения возможности передачи сигналов ТВЧ по существующим сетям требуется уменьшение скорости цифрового потока приблизительно в 5 раз. В докладе представлены результаты разработки алгоритма видеокомпрессии, эффективно решающего данную задачу.
Разрабатываемый метод компрессии должен удовлетворять следующим требованиям:
• малая задержка при кодировании и декодировании;
• малые искажения и, как следствие, снижение качества изображения;
• алгоритм должен быть реализован с использованием небольших структурных блоков с целью ограничения распространения ошибок и устранения пространственной перекрестной модуляции;
• простота реализации для скорейшего внедрения.
В основе алгоритма лежит разбиение каждого кадра на 32 400 макроблоков, каждый из которых в свою очередь разбивается на блоки размером 4х4. Полученные блоки подвергаются целочисленному преобразованию, масштабированию, преобразованию Адамара, квантованию и энтропийному кодированию словами переменной длины. В итоге данные каждого макроблока размещаются в пакете, состоящем из 512 битов, после чего используется специальная процедура совместимости изображения.
Алгоритм, представленный в докладе, обеспечивает требуемое сжатие информации, причём заметность артефактов компрессии – ниже порогового уровня. Сохраняется возможность введения сигналов звукового сопровождения и других данных.