ITU-T J 88 FRENCH-1999 Transmission of enhanced definition television signals over digital links《在数字链路中高清电视信号的传输 系列J 电视声音节目及其它多媒体信号的传输 电视信号的数字传输 9号研究组 53pp》.pdf

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1、 UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS J.88SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (09/99) SRIE J: TRANSMISSION DES SIGNAUX RADIOPHONIQUES, TLVISUELS ET AUTRES SIGNAUX MULTIMDIAS Transmission numrique des signaux de tlvision Transmission des signaux de tlvision dfinition amliore

2、 sur les liaisons numriques Recommandation UIT-T J.88 (Antrieurement Recommandation du CCITT) RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE J TRANSMISSION DES SIGNAUX RADIOPHONIQUES, TLVISUELS ET AUTRES SIGNAUX MULTIMDIAS Pour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T. Recommandations gnrales J

3、.1J.9 Spcifications gnrales des transmissions radiophoniques analogiques J.10J.19 Caractristiques de fonctionnement des circuits radiophoniques analogiques J.20J.29 Equipements et lignes utiliss pour les circuits radiophoniques analogiques J.30J.39 Codeurs numriques pour les signaux radiophoniques a

4、nalogiques J.40J.49 Transmission numrique de signaux radiophoniques J.50J.59 Circuits de transmission tlvisuelle analogique J.60J.69 Transmission tlvisuelle analogique sur lignes mtalliques et interconnexion avec les faisceaux hertziens J.70J.79 Transmission numrique des signaux de tlvision J.80J.89

5、 Services numriques auxiliaires propres aux transmissions tlvisuelles J.90J.99 Prescriptions et mthodes oprationnelles de transmission tlvisuelle J.100J.109 Services interactifs pour la distribution de tlvision numrique J.110J.129 Transport des signaux MPEG-2 sur les rseaux par paquets J.130J.139 Me

6、sure de la qualit de service J.140J.149 Distribution de la tlvision numrique sur les rseaux locaux dabonns J.150J.159 Recommandation J.88 (09/99) i RECOMMANDATION UIT-T J.88 TRANSMISSION DES SIGNAUX DE TLVISION DFINITION AMLIORE SUR LES LIAISONS NUMRIQUES Rsum La prsente Recommandation traite dun sy

7、stme de rduction de dbit applicable la transmission de signaux composites EDTV-II compatibles avec les signaux de tlvision NTSC 1. La transmission numrique de ces signaux composites implique leur codage direct. Source La Recommandation UIT-T J.88, labore par la Commission dtudes 9 (1997-2000) de lUI

8、T-T, a t approuve le 16 septembre 1999 selon la procdure dfinie dans la Rsolution no1 de la CMNT. ii Recommandation J.88 (09/99) AVANT-PROPOS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la n

9、ormalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. La Confrence mondiale de normalisation des tlcom

10、munications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtudes traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsoluti

11、on no1 de la CMNT. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abr

12、ge aussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne pr

13、end pas position en ce qui concerne lexistence, la validit ou lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un Membre de lUIT ou par une tierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avai

14、t t avise de lexistence dune proprit intellectuelle protge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes

15、des brevets du TSB. Ge3 UIT 2000 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lUIT. Recommandation J.88 (

16、09/99) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Dfinitions 1 4 Abrviations 2 5 Transmission par liaisons numriques de signaux de tlvision amliore 3 5.1 Introduction. 3 5.2 Description du systme . 3 Annexe A Spcification du codage composite direct pour signaux EDT

17、V-II et NTSC 3 A.1 Structure du flux binaire de codage. 3 A.2 Processus de codage 10 A.3 Processus de dcodage 25 Appendice I Exemples de structures danalyse adaptative 29 Appendice II Exemples de codage VLC pour vecteurs cintiques . 31 Appendice III Exemples de paramtrisation de quantificateur et de

18、 mode mixte. 33 Appendice IV Transformation rapide de Hadamard . 41 Appendice V Squences de codage VLC pour coefficients WHT 44 Recommandation J.88 (09/99) 1 Recommandation J.88 Recommandation J.88 (09/99) TRANSMISSION DES SIGNAUX DE TLVISION DFINITION AMLIORE SUR LES LIAISONS NUMRIQUES (Genve, 1999

19、) 1 Domaine dapplication Lintroduction dun systme de tlvision amliore, dsign par lacronyme EDTV-II (compatible avec le systme NTSC) a fait ressortir la ncessit dacheminer ce signal sur des liaisons numriques. Compte tenu du cot probablement lev des codeurs de tlvision amliore, un systme de codage sp

20、cifique a t mis au point afin de permettre la transmission des signaux EDTV-II prvus pour la distribution primaire ainsi que pour la contribution si aucun autre posttraitement nest ncessaire. 2 Rfrences normatives La prsente Recommandation se rfre certaines dispositions des Recommandations UIT-T et

21、textes suivants qui de ce fait en sont partie intgrante. Les versions indiques taient en vigueur au moment de la publication de la prsente Recommandation. Toute Recommandation ou tout texte tant sujet rvision, les utilisateurs de la prsente Recommandation sont invits se reporter, si possible, aux ve

22、rsions les plus rcentes des rfrences normatives suivantes. La liste des Recommandations de lUIT-T en vigueur est rgulirement publie. 1 Recommandation UIT-R BT.1298 (1997), Systme NTSC de transmission de tlvision amliore cran large. 2 Recommandation UIT-T H.222.0 (1995) | ISO/CEI 13818-1:1996, Techno

23、logies de linformation Codage gnrique des images animes et du son associ: Systmes. 3 Dfinitions La prsente Recommandation dfinit les termes suivants: 3.1 quantificateur adaptatif: quantificateur dont le pas est indiqu par un type de tranche, par un taux de remplissage de tampon et par un systme visu

24、el humain (HVS). 3.2 analyse adaptative: ordre de transmission des coefficients dune transforme de Walsh-Hadamard (WHT). Quatre types danalyse sont utiliss pour transmettre des signaux TV composites de faon efficace avec un nombre limit dlments binaires. 3.3 dbit: dbit auquel le flux binaire comprim

25、 est achemin entre le canal et lentre dun dcodeur. 3.4 bloc: unit dexcution directe de la transformation de Walsh-Hadamard sur le signal EDTV-II composite dans le format de 8 pixels 8 lignes. 3.5 mode de codage: mode mixte A, mode mixte B et mode de rafrachissement (codage intratrame seulement). 3.6

26、 dphasage de sous-porteuse couleur: dphasage de la sous-porteuse couleur de 3,58 MHz du bloc de codage, par rapport au bloc de rfrence compens cintiquement dans la trame prcdente. 3.7 compensation cintique composite: compensation cintique (MC) excute sur un domaine de transformation WHT et non pas s

27、ur un domaine de pixels afin de rsoudre le dphasage de sous-porteuse couleur. 3.8 criticit: niveau de difficult dune image, valu dans une unit de macrobloc. 3.9 chantillonnage EDTV-II: chantillonnage 14,3 MHz avec une prcision de 8 bits. 3.10 signaux EDTV-II: composantes compatibles avec le systme N

28、TSC qui sont transmis dans la partie centrale de limage et dans les composantes auxiliaires situes dans les parties suprieure et infrieure de limage. 3.11 lacune de Fukinuki: zones frquentielles autour de la sous-porteuse couleur de la partie centrale compatible, dans lesquelles les signaux NTSC nor

29、maux ont une moindre densit spectrale. 2 Recommandation J.88 (09/99) 3.12 signaux auxiliaires: il existe trois types de signaux damlioration spatio-temporelle: le signal auxiliaire de haute frquence horizontale (HH), le signal auxiliaire de haute frquence verticale (VH) et le signal auxiliaire tempo

30、rel vertical (VT). 3.13 macrobloc: ensemble de 16 pixels 16 lignes, compos de quatre transformes de Walsh-Hadamard dans le format 8 pixels 8 lignes. 3.14 mode mixte: mlange des modes intertrame et intratrame dans le mme macrobloc afin damliorer lefficacit du codage. 3.15 paquet PES: structure de don

31、nes utilise pour transporter des donnes de flux lmentaire. Un paquet PES (flux lmentaire empaquet), se compose dun en-tte de paquet PES suivi dun certain nombre doctets conscutifs, issus dun flux lmentaire de donnes. Il sagit dune couche dans la syntaxe de codage systme qui est dcrite au 2.4.3.6 de

32、la Rec. UIT-T H.222.0 | ISO/CEI 13818-1 2. 3.16 couche des images: structure rptitive qui est compose dune image de type I initiale et de plusieurs images de type P subsquentes. 3.17 couche des squences: couche la plus leve dun flux binaire de codage, permettant la coordination des paramtres de coda

33、ge et de dcodage. 3.18 couche des tranches: couche compose de 768 pixels 16 lignes de pixels actifs et forme de macroblocs disposs horizontalement. Chaque tranche correspond un des quatre types suivants: zone du signal didentification et de commande, zone des limites, zone du noir et zone des images

34、 actives. 3.19 codage VLC bidimensionnel: code de Huffman ayant comme symbole la combinaison dune longueur de plage nulle et dun niveau de sortie de quantification. 4 Abrviations La prsente Recommandation utilise les abrviations suivantes: Bp capacit maximale du tampon (maximum buffer capacity) BUFP

35、 pointeur de tampon (buffer pointer) CF trame couleur (colour frame) EDTV tlvision dfinition amliore (enhanced definition television) FSW mot de synchronisation de trame vido (video frame synchronizing word) GOP groupe dimages (group of pictures) HH composante de haute frquence horizontale (horizont

36、al high frequency component) NTSC Comit du systme de tlvision national (National Television System Committee) PC compensation de phase (phase compensation) SSW mot de synchronisation de squence (sequence synchronizing word) VH composante de haute frquence verticale (vertical high frequency component

37、) VITS signal de test dintervalle vertical (vertical interval test signal) VLC codage longueur variable (variable length coding) VLD dcodage longueur variable (variable length decoding) VT composante de frquence temporelle verticale (vertical temporal frequency component) WHT transforme de Walsh-Had

38、amard (Walsh-Hadamard transform) Recommandation J.88 (09/99) 3 5 Transmission par liaisons numriques de signaux de tlvision amliore 5.1 Introduction La prsente Recommandation traite dun systme de codage rduction de dbit applicable la transmission numrique de signaux composites EDTV-II dfinis pour la

39、 tlvision amliore compatible avec le systme NTSC. Le systme de codage rduction de dbit qui est dcrit ci-dessous est un systme de codage composite qui ne ncessite pas de processus de dcodage/recodage pour les signaux amliors et pour les signaux des composantes chromatiques. Par consquent, le systme e

40、st exempt des pertes de qualit dimage dues la conversion entre signaux composites et signaux en composantes, requise dans les systmes de codage en composantes. Le dbit requis aux fins de la contribution et de la distribution est denviron 20 Mbit/s. 5.2 Description du systme Les signaux EDTV-II consi

41、stent en composantes compatibles avec le systme NTSC, transmises dans la partie centrale de limage, et en composantes auxiliaires situes dans les parties suprieure et infrieure de limage. Trois sortes de signaux auxiliaires sont employs: une composante de haute frquence horizontale (HH, horizontal h

42、igh frequency component) multiplexe dans les rgions frquentielles entourant la sous-porteuse couleur (appeles lacune de Fukinuki), cest-dire dans la partie centrale compatible o les signaux NTSC normaux ont une moindre densit spectrale; une composante de haute frquence verticale (VH, vertical high f

43、requency component); et un signal auxiliaire temporel vertical (VT, vertical temporal frequency component) comprim dans le domaine spatial et multiplex dans les parties suprieure et infrieure de limage. Les signaux composites EDTV-II ont donc une structure complexe. Bien que le codage rduction binai

44、re en composantes puisse tre appliqu aux signaux EDTV-II, il ncessite un processus de dcodage/recodage pour les composantes de couleur et de haute frquence verticale (HH) ainsi que pour les composantes VH/VT chaque maillon de la chane de transmission. Le processus de dcodage-recodage provoque invita

45、blement dimportantes dgradations de la qualit dimage, en particulier dans le cas de connexions en tandem. Cette dgradation est cause par la nature irrversible du processus de codage/recodage. Un matriel a t implment pour le systme de codage composite. Ce matriel fait appel un systme de codage par tr

46、ansforme de Walsh-Hadamard avec compensation cintique intertrame. Un test prliminaire dvaluation de qualit dimage a t effectu avec ce matriel et a dmontr que le systme offrait une qualit dimage adquate pour la contribution et pour la distribution primaire des programmes EDTV-II un dbit de transmissi

47、on denviron 20 Mbit/s. Ce test dvaluation a galement montr que le systme avait une performance de codage quivalente ou suprieure au codec MPEG-2 pour les signaux composites NTSC un dbit de transmission suprieur 15 Mbit/s. Les considrations qui prcdent et les rsultats dessai mentionns montrent que le systme de codage composite est bien adapt la transmission de signaux de type EDTV-II et NTSC lorsquune qualit relativement leve est requise. On trouvera lAnnexe A une spcification particulire concernant un systme de codage composite