DVB обычной чёткости: 720 или 704 пикселей в ширину?

Сегодня речь пойдёт не о HDTV, а о видеосигнале обычной чёткости. Возможно, вы замечали, что каналы стандартной чёткости, вещающие в цифровом стандарте DVB, могут иметь горизонтальное разрешение как 720 пикселей, так и 704 пикселя (вам ведь не надо объяснять, что такое неквадратные пиксели, не так ли?). На первый взгляд может показаться, что различие между этими двумя вариантами горизонтального разрешения только в том, что 720 — больше, а 704 — меньше. Но дело совсем в другом, да и разницы в разрешении между ними нет совсем.

Для начала давайте разберёмся, какими именно стандартами определяются параметры цифрового видео обычной чёткости (в частности, его разрешение). А определяются они аналоговым стандартом PAL (закреплённым в документе ITU-R BT.1700), который затем «оцифровывается» спецификацией ITU-R BT.601-6, посвящённой преобразованию аналогового сигнала в цифровую форму. Обратите внимание: «цифровая» спецификация не замещает аналоговый стандарт, а является лишь надстройкой над ним! И это значит, что с аналоговым стандартом придётся считаться даже в случае, когда весь путь от матрицы камеры до отображающего устройства сигнал проходит исключительно в цифровом виде.

ITU-R BT.601 предписывает при оцифровывании аналогового PAL захватывать 720 горизонтальных отсчётов каждой строки, а ширина каждого отсчёта определяется частотой дискретизации сигнала яркости — 13,5 МГц (не забываем, что полностью цифрового стандарта PAL не существует, и мы до сих пор лишь оцифровываем аналоговый сигнал, пусть и мысленно). И так как аналоговый стандарт PAL предписывает, что длительность видимого изображения в каждой строчке составляет 52 мкс, путём нехитрых арифметических вычислений получаем, что из 720 оцифрованных отсчётов реальное изображение должны содержать только 702! Остальные 9 пикселей с каждой стороны представляют собой т. н. номинальное аналоговое гашение, то есть, попросту говоря, должны быть чёрными полосками по бокам изображения.

Но сами чёрные полоски, прячущиеся за оверскан-областью, — это ещё не самое неприятное. Гораздо хуже то, что мы не сможем получить изображение с правильными пропорциями, просто растянув 720x576 до соотношения сторон 4:3. Ведь пропорции 4:3 (равно как и 16:9) имеет не всё изображение 720x576, а лишь его центральная часть размером 702x576! Если до сих пор вы имели дело только с цифровым ТВ, то вас это порядком удивит, но в суровом аналоговом мире отсчёт, ведущийся от центра — это норма.

Но как нам жить со всем этим теперь, когда телевизионный сигнал может никогда и не принимать форму аналогового PAL? Ведь в ближайшем будущем, даже полностью цифровом, телевидение старндартной чёткости никуда от нас не денется.

Давайте посмотрим правде в глаза: времена, когда каждый без исключения производитель ПО для приёма DVB научится правильно отбрасывать 9 пикселей справа и слева и растягивать оставшееся до 4:3 или 16:9, не наступят никогда. И увеличение популярности конвергентных устройств и технологий (т.е. просмотра ТВ на ПК) лишь усугубит эту проблему. Большая часть приёмных устройств будет строго следовать стандарту, но какой-то процент будет просто растягивать 720x576 до 4:3, слегка искажая пропорции изображения. А это значит, что если вы как поставщик телевизионного сигнала будете использовать разрешение 720x576, добросовестно следуя при этом всем стандартам, то небольшой, но существенный процент приёмного оборудования исказит пропорции вашего изображения. А вот при использовании разрешения 704x576 искажений не будет ни «правильных», ни у «неправильных» устройств.

«Неправильные» просто растянут всю имеющуюся картинку до 4:3 или 16:9, а «правильные», в соответствии со стандартом DVB, распознают этот размер как «720 без двух полосок по 8 пикселей по бокам». Что же касается разницы между 702 и 704 пикселями, то ей можно пренебречь: даже если строго следовать букве стандарта PAL, то эта разница всё равно укладывается в допустимые +0,3 мкс от ширины видимого изображения, а вот добавлять чёрные однопиксельные полоски было бы непрактично с точки зрения MPEG-компрессии.

Вывод: Изображение телевизионных каналов стандартной чёткости, транслируемых в цифровой форме, должно иметь горизонтальное разрешение 704 пикселя. При этом эффективное разрешение картинки будет таким же, как и при ширине 720 пикселей — просто будут отброшены чёрные полоски, представляющие собой наследие аналоговых технологий и не несущие в данном случае никакого практического смысла.