Зөвлөх инженер Д.Цэдэвсүрэн, Ө.Цогзолмаа

2016-12-27

Гарын авлага боловсруулах үндэслэл, шаардлага

Тоног төхөөрөмжид тавих ерөнхий шаардлага’ MNS 5592-

2:2015 стандартаар тоон телевизийн студийн тоног

төхөөрөмжид тавих шаардлага, тэдгээрийн оролт, гаралт

дээрх дуу, дүрсийн дохионы үзүүүлэлтүүдийг тогтоосон.

Энэ стандартыг дагаж мөрдөхийн тулд телевизүүд

зориулалтын хэмжилтийн багажаар тодорхой графикийн

дагуу техникийн хэмжилт хийж байх ёстой. Гэтэл ихэнхи

телевизүүдэд зориулалтын хэмжүүрийн багаж байхгүй,

инженерүүд нь хэмжилтийн тухай мэдлэг, дадлага дутмагбайгаагаас хэмжилт огт хийгдэхгүй байна.

Контент үйлдвэрлэгчид дууны дохионы гаралтын түвшинг стандарт

хэмжээнд барихгүй тогтмол байгаагаас хэрэглэгчийн терминал дээр

сувгуудын дууны түвшин харилцан адилгүй сонсогдож үзэгчдийг

бухимдуулж байна. Энд олон сувгийн дамжууллын оператор

компаниудын Head-end-ийн тоног төхөөрөмжийн буруу тохиргоо ч

бас нөлөөлдөг. Дууны микшерт пультны гаралт дээр өөр өөр

зарчмын хэмжүүрийн багажууд тавигдсан байдгаас PML (Permitted

Maximum Level), PPM (Peak Programme Meter), AL (Alignment Level)

зэрэг дууны өөр өөр утгатай хэмжигдэхүүнүүдийг хэмждэг. Мөн

олонхи телевизийн студийн дууны пультны дууны түвшин хэмжигч

LED гэрлэн заагч нь хэмжих нэгжгүй 20, 18, 16, 14, 12 гэх мэт

тоогоор тэмдэглэгдсэн байдаг учраас чухам хэдэн децибелийнтүвшин зааж байгаа нь ойлгомжгүй байдаг.

Зөвхөн физик утгаар хэмжиж тогтоосон дууны

түвшингөөс гадна дууны сонсогдолтын хэмжээ (хүч)

буюу Loudness level тогтоосон стандартыг (EBU

Recommendation R 128) Европын орнууд мөрддөг.

Дууны сонсогдолтын хэмжээ (хүч) нь тухайн дууны

давтамжийн спектр, чанга яригч, чихэвч болон

хэрэглэгчийн телевизорын техникийн үзүүлэлт, дуу

тархаж буй орчны акустик зэрэг олон хүчин зүйлээс

хамаардагаас гадна тухайн хүний сонсголын эрхтэн,

дур сонирхол зэрэг субъектив учир шалтгаанаас

хамаардаг нарийн түвэгтэй асуудал юм.

Хамрах хүрээ

Монгол улсын нутаг дэвсгэрт телевизийн өргөн

нэвтрүүлгийн болон олон сувгийн дамжууллын үйл

ажиллагаа эрхэлж буй бүх байгууллага, аж ахуйн

нэгжүүд мөрдөнө.

Норматив эшлэл

[1] “High-definition television (HDTV) digital recording formats ITU-R Recommendation

BR.1375-3. (Өндөр тодролын телевизийн дохионы тоон бичлэгийн формат)

[2] Test signals and metering to be used on international sound programme connections “ITU-

R Recommendation BS.645-2”. (Олон улсын програм солилцоонд дууны дохиог хэмжих

тест сигнал)

[3] International Standard IEC 268-18” (Европын Холбооны хүрээнд өргөн нэвтрүүлгийн

дууны түвшинг хэмжих, тохируулах аргачлал)

[4] (IEC 61938:2013), ITU-R BT.601-5 Тоон телевизийн 4:3 болон 16:9 форматын

стандарттай студийн үндсэн үзүүлэлтүүд (Хэлэлцүүлэг ITU-R 206/110)

[5] Parameter values for the HDTV standards for production and international

programme exchangeITU-R BT.709-6. (Олон улсын програм солилцоонд HDTV дохионы

үндсэн үзүүлэлтүүд)

[6] ITU-R BT.656-48, ITU-R BT.601 зөвлөмжийн дагуу 4:2:2 кодлолыг бүхий 525 ба 625

мөрт телевизийн системийн тоон нийлэгдэхүүний бүрэн дохиог ашигладаг тоног

төхөөрөмжүүд

[7] Rec. ITU-R BT.801-1 Test signals for digitally encoded colour television signals conforming

with Recommendations ITU-R BT.601 and ITU-R BT.656 (4:2:2 кодлолтой өнгийн тест

дохионы стандарт)

[8] EBU Technical Recommendation R 68-2000 Alignment level in digital audio production

equipment and in digital audio recorders (Тоон дууны студийн ба бичлэгийн дууны түвшин

тодорхойлох Европын Холбооны техникийн зөвлөмж)

[9] Recommendation ITU-R BS.1770-4, Algorithms to measure audio programme loudness

and true-peak audio level (Дууны програмын сонсогдолтын хэмжээ ба дууны бодит оргил

түвшинг хэмжих алгоритм)

[10] ANSI/SMPTE 299M, 24-Bit Digital Audio Format for HDTV Bit-Serial Interface for SMPTE

292M formats (SMPTE 292M стандартын дүрсийн дохионы өндөр тодролын цуваа

интерфейсд зохицох 24 битийн тоон дууны формат),

[11] ГОСТ Р 53533-2009, Цифровое телевидение высокой чёткости. Основные

параметры цифровых систем телевидения высокой чёткости (Өндөр тодролын тоон

телевиз. Өндөр тодролын тоон телевизийн системийн үндсэн үзүүлэлтүүд)

[12] SMPTE EG 33, Jitter Characteristics and Measurements (Фазын алдааны үндсэн

тодорхойлолтууд ба хэмжилтийн аргууд)

[13] EBU Recommendation R 128, Loudness normalization and permitted maximum level of

audio signals (Дууны дохионы зөвшөөрөгдөх дээд түвшин ба сонсогдолтын хэмжээг

тэгшитгэх зөвлөмж)

Тоон дүрсийн дохионы үндсэн параметрүүдийн

тодорхойлолт

Фазын алдаа (phase jitter)

Телевизийн студийн технологийн дамжлагууд болон HD-SDI

дохио холбооны сүлжээгээр дамжих үед хүлээн авч буй

дохионы цуваа импульсүүдийн фаз анхны дохионы фазаас

өөрчлөгддөг. Үүнийг хугацааны интервалын алдаа (time interval

error) буюу фазын алдаа (jitter) гэдэг.

SMPTE 292M стандартаар нэгж интервал буюу unit

interval (UI) 673 пикосекунд байдаг. Фазын алдааг 0.2UI

буюу 135 пикосекундээс илүүгүй байхаар тогтоосон.

Харин фазын алдааг хэмжих хугацааг тусгайлан

стандартчилаагүй байна. Гэвч сүүлийн үеийн тоон

дохионы Tektronix, Rohde-Schwarz, TSL зэрэг

компаниудын тоон дохионы анализаторууд

хэмжилтийн үргэлжлэх хугацааг автомат хэмжилтийнгоримд 50 мсек-ээр тавьсан байдаг.

Фазын алдаа ихсэх тусам BER (Bit Error Rate)

ихсэнэ. Фазын алдаа, BER хоёрын хоорондын

хамааралд сувгийн зурвасын өргөн, дохио-шуугианы

түвшин, тухайн агшинд дамжигдаж буй дохионы

бүтэц зэрэг хүчин зүйлүүд нөлөөлдөг. Гэхдээ практик

ажиглалтын статистикаар фазын алдаа 0.2 – 0.3 UI

байхад BER10−10 битээс илүүгүй байдгийг тогтоосон.

Өнгийн баланс (RGB Gamut)

Телевизийн өнгийн дохиог гажуудалгүй дамжуулахын

тулд камерийн өнгийн тохиргоо тухайн объектын

гэрэлтүүлгийн орчин буюу тухайн гэрлийн өнгийн

температураас шууд хамааралтай байдаг учраас зураг

авалтын орчин өөрчлөгдөх бүрт камерийн өнгийн

баланс буюу цагааны балансыг тохируулж байх

шаардлагатай. Телевизийн хөтөлбөрт хуучны кино, SD

стандарттай архивийн бичлэгүүд байнга ордог учраас

дүрсийн өнгийн тохиргоо алдагдах тохиолдол элбэгбайдаг.

Тоон дууны пультны гаралт дээр агуурга давтамжийн жигд бусыг

ATS-2 дууны анализатороор хэмжсэн дүрс

Шугаман бус гажуудлын коэффициент (гармоник коэффициент)

𝐾Г =𝑈22 + 𝑈3

2 + 𝑈32 +⋯+ 𝑈𝑛

2 +⋯

𝑈1

Оролтын хэлхээ

ШҮҮР

VV

U(t) Оролтын хэлхээ

Өргөн зурвасын

өсгөгч

PPM - Peak Programme Meter (Дууны дохионы агшин зуурын утга)

True PPM – Дууны дохионы агшин зуурын максимум утга

QPPM – 5 секундээс илүү хугацаанд үргэлжилсэн дууны максимум утга,

өөрөөр хэлбэл 5 секундээс богино хугацааны дууны өндөр түвшинг

мэдрэхгүй гэсэн үг. Энэ нь хүний сонсголын мэдрэмжтэй нийцдэг.

PML - Permitted Maximum Level - Зөвшөөрөгдөх максимум түвшин

AL - Alignment Level - Номинал түвшин

Loudness meter - ITU–R BS.1770-4 Зөвлөмжийн дагуу дууны сонсогдолтын

хэмжээг (дууны хүч) хэмжих шинэ арга

LUFS - Loudness Units Full Scale (дууны сонсогдолтын хүчийг хэмжих нэгж,

EBU R 128 стандартаар)

LKFS - Loudness K-weighted Full Scale (дууны сонсогдолтын хүчийг хэмжих

нэгж, ITU R BS.1770-4 Зөвлөмжөөр). (LKFS, LUFS хэмжигдэхүүнүүд

адил тэнцүү утгатай)

Тоон дууны дохионы үндсэн параметрүүдийн тодорхойлолт

1993 оноос AES/EBU Digital Audio Interface

буюу Олон улсын Цахилгаан Холбооны

Байгууллагын “ITU-R Recommendation BS

647” Зөвлөмжөөр стандарт болж

батлагдсан. Уг стандарт нь импульс кодын

шугаман модуляци, дискретлэлийн давтамж 48 Кгц, 44.1 Кгц, код нь 20 ба 24 бит байдаг.

EBU-R68 стандартын дагуу РРМ индикаторын

-18 dBFS заалт нь тохируулгын стандарт түвшин болно.

-18 dBFS түвшин нь индикаторын заалтанд 0 дБмкВ

гаралтын түвшинтэй тохирно.

(0 дБмкВ нь 0.775 вольт хүчдэлтэй тэнцүү)

ANSI/SMPTE 299M стандарт нь 48 Кгц-ийн давтамжаар

дискретлэгдсэн AES/EBU дууны 2-16 сувгийг дөрөв,

дөрвөөр групплэн SMPTE 292M стандартын тоон дүрсийн

дохионд суулгах (embedded) горимыг тодорхойлдог.

Дууны аналоги ембедер

Тоон дохионы анализатор

Оптик конвертор

HD-SDI дүрс

Аналоги дууны дохио

HD-SDI OPTICAL CONVERTER/Tx

HD-SDI OPTICAL CONVERTER/Rx

SD/HD ENCODER

Тоон дохионы анализатор

Тоон дохионы анализатор

TS STREAMER

STB

ТелевизорAJA

Converter

Тоон дохионы

анализатор

Шилэн кабель

SDI EMBEDDED

Сүлжээ

HDMI HD-SDI

Телевизийн студи Олон сувгийн дамжууллын HEAD-END

Өндөр тодролын телевизийн тоон дохионы мөр бүрт CRC (Cyclic Redundancy Coding) дохио суулгаж өгдөг.

Үүгээр оператор компани хэрэглэгчид очиж буй өөрийн

дохионы чанарыг шалгах боломжтой. SMPTE 292M

стандартаар идэвхтэй дүрсийн төгсгөл (End of active

video,EAV) ба мөрийн дугаарын үгний араас цайлтын

мөр (Y-CRC), өнгийн мөрөнд (C-CRC) ээлжлэн

дамжуулдаг. “Tektronix” төрлийн дүрсийн анализатор

CRC дохионы алдааг цайлтын болон өнгийн мөр тус бүрээр тоон үзүүлэлтээр хэмждэг.

Тодорхой хугацаанд холбооны сүлжээгээрр тоон

урсгал дамжуулах үед алдаатай битийн тоог

дамжуулагдсан нийт битийн тоонд харьцуулсан

хэмжигдэхүүнийг BER (Bit Error Rate) гэнэ. BER нь

холбооны сүлжээний чанарыг тодорхойлдог үндсэн

үзүүлэлт юм. Тоон телевизийн дохиог холбооны

сүлжээгээр дамжуулах үед гарах BER 10−10 битээс

ихгүй байхаар стандартчилагдсан байдаг. Энэ нь нэг

цагийн дамжуулалтанд 1-10 битийн алдаа гарахыг

зөвшөөрнө гэсэн үг.

BER-ийг 2 аргаар хэмждэг.

1.Идэвхгүй горим:

Модуляторын оролтонд псевдо рандом бүтэцтэй тогтмол нэг

пакет дохио буюу Null TS packet (Тэг утгатай дамжууллын багц

урсгал) дохиог хэмжилтийн генератороос тодорхой хугацааны

туршид давтан өгч BERTScope Bit Error Rate Tester гэдэг

хэмжүүрийн багажаар BER-ийг тодорхойлоно. Null TS packet

дохиог ISO/IEC 13818-1 стандартаар тогтоосон байдаг.

Хэмжилт хийх хугацаа хамгийн багадаа 1 цаг орчим байна.

Хэмжилтийг Reed-Solomon кодлолын өмнөх цэгт хийнэ.

Витерби код тайлагч

Саатуулах схем Харьцуулах схем

ТРЕЛЛИС, ТУРВО, RS, кодлуур

I

Q

BER (I) BER (Q)

I Q

2. Идэвхтэй буюу ажлын горим:

Ердийн нөхцөлд Reed-Solomon код тайлагч холбооны сувгийн

шат бүр дээр битийн алдааг илрүүлэн засварладаг. Гэвч хүчтэй

шуугианы нөлөөгөөр үүссэн алдааг Reed-Solomon-ы кодлол

засварлаж чадахгүй тохиолдлууд гардаг. Ийм тохиолдолд буюу

BER 10−4 -өөс их болсон үед сувгийн шат бүр дээр давтан

хэмжих замаар алдаа гарч буй цэгийг тодорхойлоно. Тэхдээ

Reed-Solomon-ы кодлолын өмнө ба дараа нь ээлжлэн хэмжилт

хийж харьцуулалт хийнэ.

Анхаарал тавьсанд баярлалаа.