أنظمة التلفزيون الرقمي المتقدمة

ح
التلفزيون الرقمي عبارة عن نظام تحول فيه الإشارات التلفزيونية إلى شكل رقمي ومضغوط ومتصل بالمشاهدين من خلال أجهزة فك الضغط وإعادة تحويل الإشارة الرقمية ، وعند استخدام التلفزيون الرقمي مع الضغط فإنه يناسب عشر قنوات رقمية في كمية التردد المطلوبة لإرسال قناة تناظرية واحدة. وبذلك يدعم التلفزيون الرقمي التفاعلية ويقدم سعة محسنة لجودة الصورة المنقولة ويقدم خيارات أكبر في البرمجة.

1. تحويل الجيب تمام المتقطع  Discrete Cosine Transform

هناك العديد من التحويلات الرياضية التي تستخدم لفك ارتباط عناصر الصورة ويبرز تحويل الجيب تمام المتقطع بأنه الأفضل في مجال اكتناز طاقة الصورة في عدد قليل جدا من معاملات التحويل. مصفوفة التحويل تمتاز بأنها تمتلك القيمة الأعظم في الزاوية العليا اليسرى وتقل قيم المعاملات باتجاه اليمين او الأسفل. تمثل المعاملات القريبة من الزاوية العليا اليسرى من مصفوفة التحويل مركبات التردد الواطىء (الصورة المرخمة) في حين تمثل المعاملات الباقية مركبات التردد العالي (الحافات). لتحقيق نسبة ضغط معينه للبيانات فان قسم من معاملات التردد العالي سوف تقطع ويجري معكوس التحويل الرياضي لنحصل على صورة تختلف بعض الشيء عن الصورة الأصلية بسبب اقتطاع قسم من المعاملات. تتحقق نسبة ضغط البيانات اذا كان عدد البتات المستخدمة لترميز عناصر الصورة الناتجة اقل من عدد البتات المستخدمة لترميز عناصر الصورة الأصلية.

2. التكميم Quantization

إذا أردنا إرسال المعلومات من مصدر مستمر خلال قناة رقمية فان مخرج المصدر يجب ان يمثل بمجموعة متقطعة من المتغيرات والتي يمكن أن تشفر. الطريقة المتبعة في هذه الحالة هي نمذجة مخرج المصدر المستمر في فترات قياسية وبعد ذلك تكميم العينات في السعة. الأخطاء التي تنشأ من النمذجة والتكميم ترتبط بحقيقة كون القناة الرقمية ذات عدد محدد من الثنائيات الممكنة في أي فترة زمنية معطاة، لذلك فأن نسبة النمذجة العالية تتضمن تكميم ملائم  والعكس بالعكس. عملية التكميم هي مقارنة سعة الإشارة مع مجموعة من المستويات التي تدعى مستويات التقرير ، اذا كانت السعة تقع بين مستويي تقرير فأنها تكمم إلى مستوى مستدرك ثابت يقع في حزمة التكميم. اذا كانت كثافة الاحتمالية للعينة منتظمة فان المستويات المقررة سوف تكون بفاصلة منتظمة، واذا كانت كثافة الاحتمالية للعينة غير منتظمة فأن المستويات المقررة سوف تكون ضيقة في مناطق السعة العالية وعريضة في مناطق السعة الواطئة.

أنظمة معدل الإطارات

إذا كنت تمتكلك عدد أكبر من الاطارات التي تم تصويرها في كل ثانية فهذا يعني إمكانية عرض صور بالتصوير البطيء تظهر أكثر واقعية وتعني أيضاً امكانية التخلص من مشكلة التشويش الناتج أثناء الحركة السريعة والعديد من المزايا الأخرى.
معدل اطارات ثابت: يعني أنه طوال مدة عرض الفيديو فأنك تشاهد عدداً ثابتاً من الإطارات كل ثانية وهذا هو النظام الشائع استخدامه في الملفات عالية الجودة.
معدل اطارات متغير: يعني أن الإطارات التي يتم عرضها كل ثانية يتغير عددها حسب الحاجة ويكثر استخدام هذا النظام عند الحاجة إلي ضغط حجم الفيديو خصوصاً اذا كان الفيديو يحتوي على الكثير من المشاهد الثابتة.

أنواع الإطارات

قد تحتاج إلي معرفة أنواع الإطارات لأنها الطريقة الأمثل للمقارنة بين انكود لملف فيديو وانكود آخر لنفس الفيديو وهي بمقارنة إطار من الانكود الأول بإطار مطابق له في الانكود الثاني ولن تستطيع اتخاذ القرار المناسب فيما يخص الجودة الأكبر إلا بمعرفة نوع الاطار المستخدم في المقارنة. كذلك اذا كنت تريد تقطيع ملف فيديو دون الحاجة إلي عمل انكود له بحيث لا تتأثر الجودة فإنه للقيام بمثل تلك العملية سيتم القطع بإستخدام "الكي فريم فقط" .. مثال على ذلك القص ببرنامج ام كي في ميرج. خلاصة القول أنه كلما تعمقت أكثر في مجال الفيديوهات كلما زاد احتياجك بمعرفتك لأنواع الإطارات و الفرق بينها. وفيما يلي عرض لأنواع الإطارات:

الصورة كاملة الشفرة : I Frames - Intra-coded Pictures

تحتوي الاطارات من هذا النوع على المعلومات الخاصة بالصورة المعروضة كاملة بمعني أنها لا تعتمد أى بيانات موجودة في أى اطار آخر وبهذا تكون الأكبر لضعف قابليتها للضغط.

الصورة المتوقعة : P Frames - Predicted Pictures

تستخدم في تكوين الصورة بيانات من الإطار السابق عرضه وبهذا تكون أكبر قابلية للضغط.

الصورة ثنائية التوقع : B Frames Bi-Predicted Pictures

تسخدم في تكوين الصورة بيانات من الإطار الذي يسبقها و الإطار الذي يليها وبهذا فإن هذا النوع من الاطارات هو الأكبر قابلية للضغط والأصغر في المساحة.