ITU-T J 81 FRENCH-1993 TRANSMISSION OF COMPONENT-CODED DIGITAL TELEVISION SIGNALS FOR CONTRIBUTION-QUALITY APPLICATIONS AT THE THIRD HERARCHICAL LEVEL OF ITU-T RECOMMENDATION G 702.pdf

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1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONSUIT-T J.81(ex CMTT.723)SECTEUR DE LA NORMALISATION (09/93)DES TLCOMMUNICATIONSDE LUITTRANSMISSIONS RADIOPHONIQUESET TLVISUELLESTRANSMISSION DES SIGNAUX DETLVISION NUMRIQUES CODSEN COMPOSANTES POUR LES APPLICA-TIONS DE QUALIT CONTRIBUTION AUTROISIME NIVEAU DE

2、LA HIRARCHIENUMRIQUE DE LA RECOMMANDATIONUIT-T G.702Recommandation UIT-T J.81(Antrieurement Recommandation UIT-R CMTT.723)AVANT-PROPOSLUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUnion internationale destlcommunications (UIT). Il est charg de ltude des questi

3、ons techniques, dexploitation et de tarification, et met cesujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale.La Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermineles thmes que les Commissions dtudes de

4、lUIT-T doivent examiner et propos desquels elles doivent mettre desRecommandations.La Recommandation rvise UIT-T J.81 (anciennement Recommandation CMTT.723 de lUIT-R), labore parlancienne Commission dtudes CMTT de lUIT-R, a t approuve selon les procdures de la Rsolution 97 du CCIR le8 septembre 1993

5、. Voir la Note 1 ci-aprs._NOTES1 Suite au processus de rforme entrepris au sein de lUnion internationale des tlcommunications (UIT), leCCITT nexiste plus depuis le 28 fvrier 1993. Il est remplac par le Secteur de la normalisation des tlcommunicationsde lUIT (UIT-T) cr le 1ermars 1993. De mme, le CCI

6、R et lIFRB ont t remplacs par le Secteur desradiocommunications (UIT-R).Suivant la dcision commune de la Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications, Helsinki, mars 1993,et de lAssemble des radiocommunications, Genve, novembre 1993, la Commission dtudes CMTT de lUIT-R a ttransfre lUIT-T

7、 en tant que Commission dtudes 9, hormis les tudes relatives aux reportages dactualit par satellitequi ont t transfres la Commission dtudes 4 de lUIT-R.2 Dans la prsente Recommandation, le terme Administration dsigne indiffremment une administration detlcommunication ou une exploitation reconnue. UI

8、T 1995Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque formeque ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccordcrit de lUIT.TABLE DES MATIRESRecommandation J.81 (09/93)PageAnn

9、exe A Codage numrique des signaux de tlvision en composantes pour les applications de qualitcontribution environ 34 ou 45 Mbit/s. 1A.1 Objet . 1A.2 Recommandations et normes 2A.3 Dfinitions, symboles et abrviations. 2A.4 Rsum de la spcification des codecs de tlvision en composantes pour des dbits de

10、 34 ou45 Mbit/s environ 3A.5 Codage vido et transforme discrte en cosinus (DCT) 3A.6 Quantification des coefficients DCT 10A.7 Codage longueur variable pour les coefficients de la DCT et les variations du vecteurmouvement . 17A.8 Mise en trame vido et correction des erreurs sans voie de retour . 22A

11、.9 Services additionnels 27A.10 Multiplex de services 36A.11 Adaptation au rseau. 40A.12 Embrouillage pour laccs conditionnel des donnes transmises 44Appendice I Directives pour la mise en oeuvre 55I.1 Introduction 55I.2 Choix du mode 55I.3 Stratgie de rafrachissement 55I.4 Estimation du mouvement 5

12、5I.5 Troncature ou arrondi des coefficients . 55I.6 Rgulation de la mmoire tampon 55I.7 Criticallit . 55I.8 Dissimulation des erreurs 56I.9 Transmission de signaux composites 56Appendice II Rsultats des essais de codec 34 Mbit/s. 56II.1 Codec essay. 56II.2 Essais raliss et mthodes dessais utilises 5

13、7II.3 Essais subjectifs 61II.4 Rsultats des essais subjectifs. 62II.5 Rsultats des essais sur le temps de rcupration du codec 65II.6 Observations complmentaires . 65II.7 Conclusions 65Rfrences . 66Recommandation J.81 (09/93) i Recommandation J.811)Recommandation J.81 (09/93)TRANSMISSION DES SIGNAUX

14、DE TLVISION NUMRIQUES CODS ENCOMPOSANTES POUR LES APPLICATIONS DE QUALIT CONTRIBUTIONAU TROISIME NIVEAU DE LA HIRARCHIE NUMRIQUE DE LARECOMMANDATION UIT-T G.702(1990, rvise 1993)LUIT-R,considrant(a) que, pour les applications de qualit contribution, la transmission doit seffectuer avec des signaux v

15、idonumriques codage en composantes conformes la Recommandation UIT-R BT.601;(b) que cette transmission rpondra aux besoins des usagers en ce qui concerne les codecs de qualit contribution environ 34 ou 45 Mbit/s spcifis par la Commission dtudes 11 des radiocommunications;(c) que, conformment aux bes

16、oins des usagers, cette transmission doit garantir, dans la mesure du possible, laqualit de limage offerte par la mthode de codage 4:2:2 de la Recommandation UIT-R BT.601, en tenant compte dudbit binaire disponible pour lusager;(d) que cette transmission doit galement garantir les possibilits de tra

17、itement vers laval, en maintenant larsolution spatiale et temporelle des signaux 4:2:2 indique dans la Recommandation UIT-R BT.601;(e) quil convient de prvoir une capacit de transmission supplmentaire pour les voies son stro, les signauxauxiliaires (par exemple, les signaux tltexte et les signaux de

18、ssai) et les donnes daccompagnement de protectioncontre les erreurs;(f) que, en utilisant des techniques appropries de rduction du dbit binaire, ces objectifs pourront sans doute treatteints moyennant un niveau de complexit et un cot acceptables pour des dbits binaires de lordre de 34 ou 45 Mbit/s,r

19、ecommande1 que lon utilise, pour la transmission des signaux vido numriques codage en composantes conformes laRecommandation UIT-R BT.601, et aux dbits binaires du troisime niveau hirarchique de la RecommandationUIT-T G.702, un codec de rduction du dbit binaire ayant les caractristiques indiques dan

20、s lAnnexe A.Annexe ACodage numrique des signaux de tlvision en composantespour les applications de qualit contribution environ 34 ou 45 Mbit/s(Cette annexe fait partie intgrante de la prsente Recommandation)A.1 ObjetLa prsente annexe dfinit une norme commune pour le codage et la transmission de sign

21、aux de tlvision encomposantes des dbits binaires denviron 34 ou 45 Mbit/s au format que spcifie la Recommandation UIT-R BT.6011. La norme concerne lalgorithme de codage permettant de coder numriquement limage environ 34 et 45 Mbit/s et_1)Antrieurement Recommandation UIT-R CMTT.723.Recommandation J.8

22、1 (09/93) 1 les interfaces avec le rseau de transmission. Les algorithmes de codage de la vido se fondent sur un schma deprdiction/transformation hybride qui comprend le codage longueur de mots variable (VLC), la synchronisation et lamise en trame vido. On a aussi prvu la transmission de services so

23、n et tltexte qui accompagnent la vido et lerecours lembrouillage pour laccs conditionnel.On spcifie ladaptation du rseau aux hirarchies numriques tant plsiochrones que synchrones.A.2 Recommandations et normesOn trouvera en A.13 une liste des Recommandations de lUIT ainsi que des Normes de lISO et de

24、s Publications de laCEI cites dans le prsent texte.A.3 Dfinitions, symboles et abrviationsA.3.1 Oprations arithmtiques+ Addition Soustraction ou ngation Multiplication/ Division euclidienneS SommeLCM Plus petit commun multipleXOR Opration binaire OU exclusif (addition modulo 2)A.3.2 Relations= Egal

25、Diffrent Plus grand que Plus petit que Suprieur ou gal Infrieur ou gal A.3.3 Abrviations courantes et utilisationPour les besoins de la prsente Recommandation, les abrviations suivantes sont utilises.Binaire Systme numrique en base 2Hexadcimal Systme numrique en base 16. A lcriture on remplace les n

26、ombres dcimaux 10 15 par leslettres A FXY hex Valeurs exprimes sous forme hexadcimaleBit Contraction des mots binary digit (chiffre binaire)Mot Groupe ou squence de bits pris ensembleOctet Squence de 8 bits traite comme un groupe de donnes ou un motMSB Bit de plus fort poids (most significant bit) d

27、un mot ou octet de bitsLSB Bit de plus faible poids (least significant bit) dun mot ou octet de bitsY Signal ou chantillon de luminanceR Signal de chrominance rougeB Signal de chrominance bleuCRSignal de diffrence de couleur norm ou chantillon Y-RCBSignal de diffrence de couleur norm ou chantillon Y

28、-BPLL Boucle asservissement de phase (phase locked loop)FEC Correction des erreurs sans voie de retour (forward error correction)ATM Mode de transfert asynchrone (asynchronous transfer mode)2 Recommandation J.81 (09/93) SDH Hirarchie numrique synchrone (synchronous digital hierarchy)PDH Hirarchie nu

29、mrique plsiochrone (plesiochronous digital hierarchy)PAL Initiales de (phase alternate line), systme composite analogique pour transmission de lacouleurSECAM Initiales de squentiel de couleur mmoire (sequential colour with memory), systmecomposite analogique pour transmission de la couleurNTSC Initi

30、ales du (national television system committee) qui a mis au point un systme compositeanalogique pour transmission de la couleur quutilisent la plupart des pays norme de balayage525 lignes 60 HzMAC Initiales de (multiplexed analogue components). Systme analogique de transmission de lacouleur en compo

31、santes. Prcd en gnral de lettres ou de nombres qui dsignent une varianteFSW Mot de synchronisation de trame (frame synchronization word)VLC Codage longueur de mots variable variable length (word) codingCIW Mot didentification du conteneur (container identification word)CW Mot de contrle (control wor

32、d)ECM Message de contrle des titres daccs (entitlement control message)ECW Mot de contrle pair (even control word)EMM Message de gestion des titres daccs (entitlement management message)PRG Gnrateur (de squence) pseudo-alatoire pseudo-random (sequence) generatorIW Mot dinitialisation (initialization

33、 word) que lon charge dans les gnrateurs de squencespseudo-alatoires en vue du dsembrouillageOCW Mot de contrle impair (odd control word)PPI Identificateur de parit de phase (phase parity identifier) indiquant le mot de contrle utiliserpour le dsembrouillageLes autres abrviations et termes spcialiss

34、 sont relevs quand ils apparaissent dans cette Annexe.A.4 Rsum de la spcification des codecs de tlvision en composantes pour des dbits de 34 ou45 Mbit/s environVoir le Tableau A.1.A.5 Codage vido et transforme discrte en cosinus (DCT)A.5.1 Modes de codageDeux modes de traitement sont utiliss:A.5.1.1

35、 Mode intratrameVoir la Figure A.1.A.5.1.2 Mode intertrame et interimageVoir la Figure A.2.A.5.1.3 Dfinition des diffrents modulesDCT Ce module effectue la transforme discrte en cosinus (DCT) (discrete cosine transformation)(pour blocs 8 8).IDCT Ce module effectue la DCT inverse (inverse discrete co

36、sine transformation) (pour blocs8 8).Q Module de quantification (voir A.6).Recommandation J.81 (09/93) 3 TABLEAU A.1/J.81Rsum de la spcification des codecs de tlvision en composantespour des dbits de 34 ou 45 Mbit/s environEntre/sortie vido Norme Vido numrique 525 lignes ou 625 lignes codage en comp

37、osantes.Slection manuelle ou automatique de la norme vido, la discrtion duconstructeur (Note 1)Codage Niveau 4:2:2 de la Recommandation UIT-R BT.601a)InterfaceSrie binaire (interface srie, 10 bits, 270 Mbit/s). Des interfaces paralllesbinaires conformes la Recommandation UIT-R BT.656a)9 sont aussifo

38、urniesTraitement pralabledu signalHorizontal Ligne numrique active complte de 720 chantillons de luminance (Y) et360 chantillons pour chacun des signaux de diffrence de couleur(CR, CB)Vertical525 lignes: 248 lignes par trame (Note 2)Trame 1: 248 lignes 16 263Trame 2: 24 lignes 278 525625 lignes: 288

39、 lignes par trameTrame 1: 288 lignes 23 310Trame 2: 288 lignes 336 623ReprsentationnumriqueLa dynamique de valeurs des chantillons numriques lentre de Y, CRet CBest conforme la Recommandation UIT-R BT.601a). Pour lesbesoins du traitement dans le codec, les chantillons sont exprims sous laforme de no

40、mbres entiers de 8 bits en complment 2Codage ModesTrois modes sont utiliss: intratrame, intertrame et interimage compensation du mouvement. On applique les trois types de traitementci-aprs sur 8 8 blocs intratrame (mode intratrame) ou sur des blocsdiffrentiels obtenus par la diffrence entre le bloc

41、en cours(8 8 intratrame) et un bloc de rfrence choisi dans la trame prcdente(mode intertrame) ou dans la trame de limage prcdente ayant la mmeparit (mode interimage) (voir A.5.1)DCT La transforme discrte en cosinus (DCT) sapplique des blocsrectangulaires de 8 lignes composes de 8 chantillons pour ch

42、acune destrois composantes Y, CRet CB(voir A.5.2)Prdiction du bloc Pour chaque bloc trait conformment au mode intertrame, on dtermine lebloc de rfrence laide des pixels de la trame prcdente, sanscompensation du mouvement. Pour chaque bloc trait suivant le modeinterimage, on choisit le bloc de rfrenc

43、e daprs la position du bloc encours, en utilisant un vecteur de dplacement (voir A.5.3)Compensation dumouvementLa compensation du mouvement est applique des macroblocs. Onattribue chaque macrobloc (deux blocs adjacents 8 8 pour Y et les deuxblocs CRet CBsitus au mme endroit) un seul vecteur de dplac

44、ementavec une prcision de 1/2 pixel (voir A.5.4)Quantification On utilise une caractristique de quantification distincte pour chaquecoefficient. Ses paramtres sont adapts au contenu de la mmoire tampon,au type de bloc (luminance/chrominance) et au niveau critique du bloc. Lacaractristique est presqu

45、e uniforme (voir A.6)Codage de longueurvariableOn utilise des codages de longueur variable pour coder les coefficientsDCT quantifis et linformation de mouvement (voir A.7)Capacit de la mmoire tampon 1 572 864 bitsTrame de multiplexage vido (Voir A.8)Protection des donnes vido contre les erreurs Reed

46、 Solomon (255,239) (facteur dentrelacement 6) (voir A.8.2)4 Recommandation J.81 (09/93) TABLEAU A.1/J.81 (fin)Rsum de la spcification des codecs de tlvision en composantespour des dbits de 34 ou 45 Mbit/s environMultiplex de services (Voir A.10)Il sy combine: une voie vido voie(s) audio 2048 kbit/s ou 1544 kbit/s (Note 3) voie(s) tltexte 384 kbit/s (voir A.9.3) voie ligne dessai 128 kbit/s (voir A.9.4) voies de contrle 8 kbit/s (voir A.9.2) 2 voies pour accs condit