压缩：在向 UHD 过渡的过程中我们不能忘记的定义和分辨率中添加的变量
在这个画廊里，何塞·曼努埃尔·梅南德斯 (José Manuel Menéndez) 教授 马德里理工大学 和主任 RTVE 主席 – UPM，反映了定义和分辨率的概念，并将它们与“压缩”的概念结合起来，在定义基于 DVB-T2 和 UHD 功能的 DTT 的未来时，必须特别小心地解决这一概念。
内部有一场公开辩论 生产部门 电视内容是否有意义 在 DTT 上播出 迹象 超高清 分辨率高于 是否1080高清线。考虑到我们是否能够理解客厅屏幕上两种类型信号之间的差异 屏幕尺寸 以及与沙发的观看距离。
让我添加一个 非常重要的变量 对于这场辩论：不仅仅是决议才具有更大的意义 定义 （看我之前的论坛 [1]）；这也很重要，而且很多， 我们压缩的级别 信号，因为如果压缩过度，我们就会失去清晰度。让我们记住，对于数字信号，定义是 再现图像的细节的精细程度 因此，我们的主观感觉 质量 在对场景的沉思中。
清晰度与分辨率
我总是从电视信号开始我的课程，谈论 人类视觉系统。这是合乎逻辑的：产生的每个视频信号都是供人类观看的（我们的宠物是否也看到它是轶事）。因此，我们需要知道我们的眼睛是如何看到的，以优化我们呈现给它的内容。而且，从这个意义上说，我们总是从这样一个事实开始：我们的眼睛的视力大约为 一弧分 (0哦 1´ 0”)。为此，我们一直提出与屏幕的最小推荐距离，以免单独辨别不同的像素，也不会产生像素化的感觉。
全部 视频信号 所产生的目的是为了 人类 看到它（我们的宠物也看到它的事实是轶事）。因此，我们需要知道 我们的眼睛是如何看到的 到 优化 我们向您呈现的内容。
在我上次为矫正近视而与验光师进行的检查中，我很幸运地实现了 视力1.2，而我周围的朋友和家人告诉我，有的超过了我，有的达到了0.8或0.9。这意味着什么？很简单：那个 并非所有人都具有相同的视觉能力，除其他原因外，由于中央凹（眼睛视网膜中允许我们看到细节的区域）中视锥细胞的密度差异。这让我很好奇，并鼓励我查看数据并做一些数学计算。看来 [2] 中央凹平均有约 147,000 个视锥细胞/毫米2，虽然找到100,000个锥体/mm的人并不奇怪2 及以下，或超过 324,000 个锥体/毫米2。这也许是证明人与人之间视力差异合理的原因之一。那么我们一生中一直使用的弧分来表示到屏幕的建议距离呢？嗯，这是考虑到 147,000 个锥体/毫米的统计平均值2。但如果我们考虑 100,000 到 324,000 个锥体/毫米的密度范围2，视力将从0开始0 0´ 42.38” 在 00 1´ 2.92”。也就是说， 我们所有人的看法并不相同。有了这个前提，我做了一些计算 1080 和 2160 线电视信号 （HD 和 UHD）以查看其在不同尺寸（以对角线英寸 [“] 为单位）的屏幕上的效果，结果图表如下：
图表显示 结果用虚线表示 用于屏幕 1080 全高清分辨率，并在 UHD 2160 线的连续线。对应于 147,000 个锥体/mm 的平均值的值2 HD 和 UHD 均用较粗的线标记。不同的线对应于中央凹中不同密度的视锥细胞。 X 轴是屏幕尺寸（以英寸为单位），Y 轴是屏幕尺寸 建议的最小距离 到屏幕上，以免辨别每个像素。因此，对于特定的屏幕尺寸，我们需要与电视保持更高的距离，以获得最佳的分辨率性能。
我试图查找客厅里通常观看电视距离的统计数据，但我承认我没有找到太多。 三星 州 [3] 在“e”中ITU-R 为三星电子开展的观看建议研究“（如果您愿意分享对比来源的研究，我们都会很感激）87% 的家庭与电视的距离超过 1.6 米。我测量了自己的距离，并估计了一些朋友和家人的距离（不打算用一米绕着房子转一圈......），并且我在图表上在之间标记了一条绿色条纹 1,5 y 3 m 我认为这涵盖了我所看到的绝大多数内容。
客厅，高清和超高清
从图中可以看出，对于高清分辨率的屏幕，以及绿色条纹标记的观看距离，有 不太适合的情况。不过，有了屏幕 UHD（如果我们满足要求），并充分利用显示的分辨率。
我认为我们大家继续努力是很重要的 改善 DTT 发射的信号 都在 比色法 y 动态范围 如 解决。
就我而言，客厅的距离限制得到了满足（我很感激，这样我就不必和家人一起重新配置客厅），而且我承认我是开始看到这一点的幸运者之一 带有 HDR 的超高清连续剧、电影和体育节目，并且我确实注意到了定义（图像中的细节级别）的差异 高清和超高清，而且我确实注意到，与高清相比，超高清的色度和亮度有了很大的改善。特别是在足球领域，颜色往往非常饱和， 超高清看起来自然 而有时在高清中它们看起来非常奇怪和“糊状”。
因此，我认为我们大家继续努力是很重要的 改善 DTT 发射的信号 都在 比色法 y 动态范围 如 解决。毫无疑问，建议您根据我们房间的尺寸和观看距离调整屏幕尺寸，但我强烈建议您选择搜索 设置 哪里可以得到 UHD 的最大效益，不仅在色度和亮度方面，而且在分辨率方面。
清晰度与压缩级别
2010年，我们在西班牙对DTT实施了模拟停电，这意味着部分地区 8兆赫 用于广播每个频道的 模拟电视 现在他们已经成为“多路复用”（MUX）携带 19.91 兆比特/秒，其中目前正在播出 4 个电视频道 有决心 高清。
一个频道 1080i25 格式的高清 （即 1080 条可见线，以 25 帧/秒的隔行格式广播），因为在 DTT 上向我们广播的内容通常要求不进行任何类型的压缩， 生产中使用的 SDI 接口为 1.485 Gbit/秒。如果我们删除同步信息，视频信号（不包括音频）仍保持在 830 Mbit/sec 以上（仅供参考）。由于每个 MUX 上输出四 (4) 个通道，每个通道的速度范围为 3 至 5 Mbit/秒，这意味着正在应用 300:1 和 500:1 之间的压缩，即 非常高。为了执行此压缩，我们使用 algoritmos 国际标准中提出，（AVC、HEVC、VVC等）消除 冗余 （信号中重复的内容） 空间 （在同一张图片中）和 颞 （图像之间）具有运动估计和补偿技术以及复杂的数学变换以及其他操作。
多少 压缩得越多, 更糟 将是 方法 我们实现的 原始标志。
至此就实现了 代表视频信息 用更少的位数。压缩可以实现无损，即从压缩信号中恢复原始信号及其所有清晰度，但代价是实现非常低的压缩，最多大约3:1。对于更高的压缩，有必要选择有损压缩，也就是说，不可能恢复原始信号，而是恢复它的近似信号。 压缩得越多，我们对原始信号的近似就越差。。
下图显示了视频信号的帧（由 EBU 提供），原始版本位于顶部，具有更高压缩程度的位于底部。可以看出，信号压缩得越多，观察到的清晰度就越差：颜色变得 粘贴，清晰度会丢失，甚至出现像素化，并且勾画场景元素的细节的精细度也会下降。 简而言之，你输了 定义。
迁移到 DVB-T2 和 UHD
最近，我作为 UPM RTVE 主席主任受邀参加在 阿梅蒂克 讨论可能制定的新技术计划 时差测试 （PT TDT）考虑以某种方式并通过相关阶段将当前的 DVB-T 调制技术迁移到其最有效的演进， DVB-T2，以及从广播高清信号到信号的转变 超高清。在我看来，如果我们想证明西班牙正在使用有效的技术（从频谱上和能量上来说）来广播 DTT，那么向 DVB-T2 的迁移是非常必要的，并且向 UHD 的演进已经在我们国家和其他国家发生，因此我们需要一个 监管框架 它定义了执行这种转变的机制。
通过从 4 运河高清 编码在 AVC 给别人 4 个超高清频道 编码在 HEVC 可能需要（有很多细微差别） 现有MUX容量的2倍 到 保持视觉质量 当前的高清频道。
几年前，在 UPM RTVE 主席的活动框架内， 赛尔内克斯 （主席咨询委员会成员）进行了一项研究，以确定在西班牙现有网络基础设施下可以采用的最佳配置，以迁移到 DVB-T2。这项研究已提交给负责管理无线电频谱的国务卿，并于 2018 年在 4K 峰会活动上公开发表。看来现在正在考虑该研究的结论，这意味着 每个MUX的容量增加68%，从 19.91 Mbit/秒到容量大于 33 Mbit/秒。
目前正在制作大圆数字 每个 MUX 中有 4 个高清通道。 UHD 信号比 HD 信号大 4 倍。 HD 信号通常使用 AVC 进行编码，UHD 信号通常使用 HEVC 进行编码，其效率应该是 AVC 的 2 倍。如此一来，大量地， 广播超高清频道意味着比特率是高清频道的两倍 （所有这些都有细微差别，因为它取决于信号的内容，HEVC 的效率并不总是 HD 的两倍，UHD 通道并不总是需要比使用相同编码器的另一个 HD 4 倍的比特率，等等）。回到大整数，从 AVC 编码的 4 个 HD 通道到 HEVC 编码的另外 4 个 UHD 通道可能需要（有许多细微差别） 现有MUX容量的2倍 保持当前高清频道的视觉质量。和 迁移到 DVB-T2 将提供一个 新增产能不超过现有产能的70%，它不会被重复。
DTT新阶段的压缩风险
确实， 编码器的效率 它通常会随着时间的推移而改善。制造商正在通过工作和时间来管理，以纳入比标准中定义的更多功能以及实时工作的功能，这是始终存在的限制，并限制了编码器的第一个实现或几代中可以包含的内容。显然，这有利于日益有效地利用 复用器容量，以及其中可以包含哪些内容。此外，我们还有统计复用，它试图通过切断内容需要较少位或优先级较低的 MUX 的其他通道，为因信号内容而需要的通道提供更多容量，从而充分利用 MUX 的容量。
这让我很担心，如果申请则公开发布的消息 严重的压缩比 关于 超高清信号 在转型的早期阶段 新的PT TDT。
尽管如此， 这让我很担心，如果申请则公开发布的消息 严重的压缩比 关于 超高清信号 处于新 PT DTT 过渡的第一阶段。特别是，因为可以向人们传达的信息是“相对于高清确实没有看到任何改进”，而事实是信号可能没有得到应有的处理。
因此，请允许我采取这一立场，要求我们共同设法开展过渡进程， 只要有必要在新的PT DTT场景中，尊重信号，真正展现了我们在家里可以通过超高清信号享受的所有可能性。 让我们永远记住， 定义 在图像中，这不仅仅是分辨率的问题。
[1] https://www.panoramaaudiovisual.com/2021/11/09/no-confundamos-resolucion-definicion-senal-uhd/ [2] A. 史罗夫。 “关注数字：眼科的现成计算者”。后记媒体列兵。 ISBN 978-81-921123-1-2。 2011年。 [3] https://news.samsung.com/es/el-tamano-importa-7-de-cada-10-espanoles-compraria-un-televisor-mas-grande
何塞·曼努埃尔·梅南德斯
教授 马德里理工大学 y 导演 的 RTVE主席 – 芬欧汇川
你喜欢这篇文章吗？
订阅我们的 通讯 你不会错过任何东西。