ترميز أخذ العينات المتعددة دون تردد نايكويست

الموسوعة الحرة

كان نظام MUSE ( ترميز أخذ العينات المتعددة دون تردد نايكويست ) [ 1 ] ، المعروف تجاريًا باسم Hi-Vision (اختصارًا لـ HI ، أي التلفزيون عالي الوضوح ) [ 1 ] ، نظام تلفزيوني ياباني تناظري عالي الوضوح ، تعود جهود تصميمه إلى عام 1979 [ 2 ]. يعرض الفيديو المتداخل التقليدي إما خطوطًا فردية أو زوجية في أي وقت، بينما يتطلب نظام MUSE أربعة حقول فيديو لإكمال إطار فيديو واحد. يشير مصطلح Hi-Vision أيضًا إلى نظام تلفزيوني ياباني وثيق الصلة قادر على بث الفيديو بدقة 1035i، أي 1035 خطًا متداخلًا. استُخدم نظام MUSE كآلية ضغط لإشارات Hi-Vision.

ملخص

استخدم النظام تقنية التداخل النقطي وضغط الفيديو الرقمي لتوصيل إشارات 1125 خطًا، 60 حقلًا في الثانية (1125i60) [ 2 ] إلى المنازل. تم توحيد النظام وفقًا لتوصية ITU -R BO.786 [ 3 ] ، وتم تحديده بواسطة SMPTE 260M [ 4 ]، باستخدام مصفوفة قياس الألوان المحددة بواسطة SMPTE 240M [ 5 ] . وكما هو الحال مع الأنظمة التناظرية الأخرى، لا تحمل جميع الخطوط معلومات مرئية. يحتوي نظام MUSE على 1035 خطًا متداخلًا نشطًا ، ولذلك يُشار إلى هذا النظام أحيانًا باسم 1035i [ 6 ] . استخدم نظام MUSE الترشيح ثنائي الأبعاد، والتداخل النقطي، وتعويض متجه الحركة ، وتشفير الألوان المتسلسل للخطوط مع ضغط زمني لضغط إشارة مصدر Hi-Vision الأصلية ذات عرض نطاق ترددي  30 ميجاهرتز إلى 8.1 ميجاهرتز فقط. 

لأن نظام MUSE (ترميز أخذ العينات المتعددة دون تردد نايكويست) كان مختلفًا، إذ استخدم دورة تداخل نقطي رباعية الحقول، حيث يتطلب أربعة حقول لإكمال إطار MUSE واحد. تم التداخل على أساس كل بكسل على حدة، مما قلل الدقة الأفقية والرأسية إلى النصف لكل حقل فيديو، على عكس التداخل التقليدي الذي كان يقلل الدقة الرأسية فقط، وبالتالي كانت الصور الثابتة فقط تُنقل بدقتها الكاملة. هذا يعني أن الصور المتحركة كانت ضبابية لأن MUSE خفض دقة العناصر التي تتغير بشكل كبير من إطار لآخر. استخدم MUSE تعويض الحركة، لذا حافظت حركات الكاميرا الأفقية على دقتها الكاملة، ولكن يمكن تقليل دقة العناصر المتحركة الفردية إلى ربع دقة الإطار الكامل فقط. ونتيجة لذلك، تم ترميز مزيج الحركة والثبات بكسلًا بكسلًا، مما جعله أقل وضوحًا. [ 7 ]

بدأت اليابان بث إشارات تلفزيونية عالية الوضوح (HDTV) تناظرية عريضة النطاق في ديسمبر 1988، [ 8 ] بنسبة عرض إلى ارتفاع 2:1 في البداية. استُخدم نظام الفيديو عالي الوضوح من سوني (HDVS) لإنشاء محتوى لنظام MUSE، لكنه لم يسجل إشارات MUSE. [ 2 ] بل سجل إشارات Hi-Vision غير المضغوطة. وبحلول وقت إطلاقه التجاري في عام 1991، كان نظام HDTV الرقمي قيد التطوير بالفعل في الولايات المتحدة . بُثّ نظام Hi-Vision MUSE بشكل رئيسي من قِبل هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) عبر قناتها الفضائية BShi ، على الرغم من أن قنوات أخرى مثل WOWOW وTV Asahi وFuji Television وTBS Television وNippon Television وTV Tokyo كانت تبث أيضًا بنظام MUSE. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

أدت التحسينات اللاحقة، المعروفة بنظام MUSE-III، إلى زيادة دقة المناطق المتحركة في الصورة وتحسين دقة الألوان أثناء الحركة. استُخدم نظام MUSE-III في البث التلفزيوني بدءًا من عام 1995 وفي عدد قليل من أقراص الليزر Hi-Vision MUSE. وقد أدت الشكاوى المبكرة الكثيرة بشأن الحجم الكبير لجهاز فك التشفير MUSE إلى تطوير جهاز فك تشفير مصغر.

في 20 مايو 1994، أصدرت باناسونيك أول مشغل أقراص ليزرية من طراز MUSE . [ 12 ] كما توفر عدد من المشغلات من علامات تجارية أخرى مثل بايونير وسوني .

على الرغم من مشاكل الظلال وتعدد المسارات في نمط البث التناظري هذا، تحولت اليابان إلى نظام تلفزيون عالي الوضوح رقمي قائم على معيار ISDB. استمرت قناة Hi-Vision في البث التناظري عبر هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) حتى عام 2007. وتوقفت قنوات أخرى عن البث بعد فترة وجيزة من 1 ديسمبر 2000، وذلك لانتقالها إلى إشارات البث الرقمي عالي الوضوح في معيار ISDB، وهو معيار البث الرقمي الياباني. [ 13 ]

تاريخ

تم تطوير نظام MUSE بواسطة مختبرات أبحاث العلوم والتكنولوجيا التابعة لهيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) في ثمانينيات القرن الماضي كنظام ضغط لإشارات التلفزيون عالي الوضوح (Hi-Vision HDTV).

  • رفض مهندسو البث اليابانيون على الفور البث التقليدي ذي النطاق الجانبي المتبقي .
  • تقرر منذ البداية أن يكون بثّ MUSE عبر الأقمار الصناعية، نظرًا لدعم اليابان الاقتصادي لهذا النوع من البث. وكان بثّ MUSE يتم على تردد 21  جيجاهرتز [ 14 ] أو 12  جيجاهرتز [ 15 ] [ 3 ] .
أبحاث التعديل
  • كان مهندسو البث اليابانيون يدرسون أنواع بث التلفزيون عالي الوضوح (HDTV) المختلفة لبعض الوقت. [ 16 ] كان يُعتقد في البداية أنه يجب استخدام الترددات العالية جدًا (SHF) أو الترددات العالية جدًا جدًا (EHF) أو الألياف الضوئية لنقل HDTV نظرًا لعرض النطاق الترددي العالي للإشارة، وسيتم استخدام HLO-PAL للبث الأرضي. [ 17 ] [ 18 ] HLO-PAL عبارة عن إشارة مركبة مُنشأة تقليديًا (تعتمد علىY{\displaystyle Y}للسطوع و​ج{\displaystyle C}بالنسبة لأنظمة الكروما مثل NTSC وPAL، يستخدم هذا النظام ترميزًا متناوبًا للطور عبر الخط مع إزاحة نصف الخط لحامل مكونات الكروما ذات النطاق العريض/الضيق. يتداخل الجزء الأدنى فقط من مكون الكروما ذي النطاق العريض مع الكروما عالي التردد. أما الكروما ذو النطاق الضيق، فيُفصل تمامًا عن الإضاءة. كما جُرِّب نظام PAF، أو التناوب الطوري عبر المجال (كما في التجربة الأولى لنظام ألوان NTSC)، وقد أعطى نتائج فك تشفير أفضل بكثير، لكن هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) تخلت عن جميع أنظمة التشفير المركبة. نظرًا لاستخدام البث عبر الأقمار الصناعية، كان لا بد من استخدام تعديل التردد (FM) مع مراعاة مشكلة محدودية الطاقة. يتسبب تعديل التردد في حدوث ضوضاء مثلثية، لذا إذا استُخدمت إشارة مركبة ذات حامل فرعي مع تعديل التردد، فإن إشارة الكروما المُفكَّكة تحتوي على ضوضاء أكثر من الإضاءة. لهذا السبب، بحثوا [ 19 ] في خيارات أخرى، وقرروا [ 17 ] استخدامY/ج{\displaystyle Y/C}انبعاث المكونات للأقمار الصناعية. في مرحلة ما، بدا أنه سيتم اختيار نظام ضغط تحويل الإدخال/الإخراج FCFE (تحسين دقة تحويل الإطار)، [ 20 ] ولكن تم اختيار MUSE في النهاية. [ 21 ]
  • إرسال منفصل لـY{\displaystyle Y}وج{\displaystyle C}تم استكشاف المكونات. يستخدم تنسيق MUSE، الذي يُبث اليوم، إشارات مكونات منفصلة. كان التحسن في جودة الصورة كبيرًا لدرجة أنه تم استدعاء أنظمة الاختبار الأصلية.
  • تم إجراء تعديل آخر لتوفير الطاقة: إن عدم وجود استجابة بصرية للضوضاء منخفضة التردد يسمح بتقليل كبير في طاقة جهاز الإرسال والاستقبال إذا تم التركيز على ترددات الفيديو الأعلى قبل التعديل في جهاز الإرسال وتقليل التركيز عليها في جهاز الاستقبال.

المواصفات الفنية

تُعدّ "1125 خطًا" في نظام MUSE قياسًا تناظريًا، يشمل خطوط المسح غير المرئية التي تحدث أثناء عودة شعاع الإلكترونات في شاشة CRT إلى أعلى الشاشة لبدء مسح الحقل التالي. تحتوي 1035 خطًا فقط على معلومات الصورة. أما الإشارات الرقمية، فتحسب فقط الخطوط (صفوف البكسلات) التي تحتوي على تفاصيل فعلية، لذا فإن 525 خطًا في نظام NTSC تُصبح 486i (مُقرّبة إلى 480 لتكون متوافقة مع MPEG)، و625 خطًا في نظام PAL تُصبح 576i، بينما تُصبح 1035i في نظام MUSE. لتحويل عرض نطاق Hi-Vision MUSE إلى دقة أفقية "تقليدية" (كما هو مُستخدم في نظام NTSC)، اضرب 29.9 خطًا لكل ميجاهرتز من عرض النطاق. (يبلغ عرض نطاق NTSC وPAL/SECAM 79.9 خطًا لكل ميجاهرتز) - هذه العملية الحسابية لـ 29.9 خطًا تُناسب جميع أنظمة HD الحالية، بما في ذلك Blu-ray وHD-DVD. لذا، بالنسبة لـ MUSE، أثناء التقاط صورة ثابتة، تكون خطوط الدقة كالتالي: 598 خطًا من دقة الإضاءة لكل ارتفاع صورة. أما دقة اللون فهي: 209 خطوط. يتطابق قياس الإضاءة الأفقي تقريبًا مع الدقة الرأسية لصورة متداخلة بدقة 1080 عند أخذ عامل كيل وعامل التداخل في الاعتبار. تم اختيار 1125 خطًا كحل وسط بين دقة خطوط NTSC وPAL، ثم مضاعفة هذا العدد. [ 22 ]

يستخدم نظام MUSE تقنية تكامل ضغط الوقت (TCI)، وهي مصطلح آخر لتقنية تعدد الإرسال بتقسيم الوقت، وتُستخدم لنقل إشارات الإضاءة واللون والصوت PCM وإشارات التزامن على إشارة حاملة واحدة/بتردد حامل واحد. مع ذلك، تحقق تقنية TCI تعدد الإرسال عن طريق ضغط المحتويات في بُعد الوقت، أي نقل إطارات الفيديو المُقسّمة إلى مناطق، حيث يُضغط اللون في الجزء الأيسر من الإطار والإضاءة في الجزء الأيمن، والتي يجب توسيعها ودمجها لإنشاء صورة مرئية. [ 15 ] وهذا ما يُميّزها عن نظام NTSC الذي ينقل الإضاءة والصوت واللون في وقت واحد على عدة ترددات حاملة. [ 23 ] [ 24 ] إشارات Hi-Vision هي إشارات فيديو تناظرية مُكوّنة من 3 قنوات، كانت في البداية RGB، ثم أصبحت YPbPr . يهدف معيار Hi -Vision إلى العمل مع كلٍ من إشارات RGB و YPbPr . [ 15 ] [ 25 ] [ 26 ]

الميزات الرئيسية لنظام MUSE:

  • خطوط المسح (الإجمالي/النشط): 1125/1035 [ 5 ]
  • عدد البكسلات في السطر (بعد الاستيفاء الكامل): 1122 (صورة ثابتة) / 748 (متحرك)
  • فترات الساعة المرجعية: 1920 لكل خط نشط [ 5 ]
  • نسبة التداخل: 2:1 [ 5 ]
  • نسبة العرض إلى الارتفاع 16:9 [ 5 ]
  • معدل التحديث: 59.94 أو 60 إطارًا في الثانية [ 5 ]
  • تردد أخذ العينات للبث: 16.2  ميجاهرتز
  • تعويض الحركة المتجهة: أفقي ± 16 عينة (بتردد ساعة 32.4  ميجاهرتز) / إطار، خط رأسي ± 3 / حقل
  • الصوت: نظام صوتي رقمي منفصل ثنائي أو رباعي القنوات "DANCE": 48  كيلو هرتز / 16 بت ( ستيريو  ثنائي القنوات : قناتان أماميتان) / 32 كيلو هرتز / 12 بت ( صوت محيطي رباعي القنوات : 3 قنوات أمامية + قناة خلفية واحدة)  
  • تنسيق ضغط الصوت DPCM: تجميع DPCM شبه فوري
  • عرض النطاق الترددي المطلوب: 27  ميجاهرتز [ 1 ] عرض النطاق الترددي القابل للاستخدام هو ثلث هذا، أي 9 ميجاهرتز، وذلك بسبب استخدام تعديل التردد (FM) للإرسال. [ 15 ]

قياس الألوان

إشارة إضاءة MUSEY{\displaystyle Y}يشفرYم{\displaystyle YM}، والمحددة على أنها مزيج قنوات ألوان RGB الأصلية التالية: [ 3 ]

Yم=0.294R+0.588جي+0.118ب{\displaystyle {\begin{aligned}YM=0.294\,R+0.588\,G+0.118\,B\end{aligned}}}

اللونية​ج{\displaystyle C}ترميز الإشارةب-Yم{\displaystyle B-YM}وR-Yم{\displaystyle R-YM}إشارات الفرق. باستخدام هذه الإشارات الثلاث (Yم{\displaystyle YM}،ب-Yم{\displaystyle B-YM}وR-Yم{\displaystyle R-YM}), يمكن لجهاز استقبال MUSE استرجاع مكونات ألوان RGB الأصلية باستخدام المصفوفة التالية: [ 3 ]

[جيبR] = [1-1/5-1/2110101][10005/40001][Yمب-YمR-Yم] = [1-1/4-1/215/40101][Yمب-YمR-Yم]{\displaystyle {\begin{aligned}{\begin{bmatrix}G\\B\\R\end{bmatrix}}\ =\ {\begin{bmatrix}1&-1/5&-1/2\\1&1&0\\1&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}1&0&0\\0&5/4&0\\0&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}YM\\B-YM\\R-YM\end{bmatrix}}\ =\ {\begin{bmatrix}1&-1/4&-1/2\\1&5/4&0\\1&0&1\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}YM\\B-YM\\R-YM\end{bmatrix}}\end{aligned}}}

استخدم النظام مصفوفة قياس الألوان المحددة في معيار SMPTE 240M [ 5 ] [ 27 ] [ 28 ] (بمعاملات تتوافق مع الألوان الأساسية لمعيار SMPTE RP 145، المعروف أيضًا باسم SMPTE-C ، المستخدم وقت وضع المعيار). [ 29 ] أما خصائص اللونية للألوان الأساسية ونقطة اللون الأبيض فهي: [ 28 ] [ 5 ]

قياس الألوان MUSE (SMPTE 240M / SMPTE "C")
وايت بوينتCCTالألوان الأساسية (CIE 1931 xy)
xyكR xري​G xجي وايب ×بواسطة​
0.31270.32906500 ( D65 )0.630.340.310.5950.1550.07

اللوما (هـY{\displaystyle EY}تم تحديد الدالة على النحو التالي: [ 5 ]

هـY=0.212هـR+0.701هـجي+0.087هـب{\displaystyle {\begin{align}EY=0.212\,ER+0.701\,EG+0.087\,EB\end{align}}}

فرق اللون الأزرق (هـPب{\displaystyle EPB}) يتم قياس السعة (هـب-هـY{\displaystyle EB-EY}) وفقًا لما يلي: [ 5 ]

هـPب=1.826(هـب-هـY){\displaystyle {\begin{aligned}EPB=1.826\,(EB-EY)\end{aligned}}}

فرق اللون الأحمر (هـPR{\displaystyle EPR}) يتم قياس السعة (هـR-هـY{\displaystyle ER-EY}) وفقًا لما يلي: [ 5 ]

هـPR=1.576(هـR-هـY){\displaystyle {\begin{aligned}EPR=1.576\,(ER-EY)\end{aligned}}}

الإشارة والإرسال

نظام MUSE هو نظام 1125 خطًا (1035 خطًا مرئيًا)، وهو متوافق مع نظام 1080 خطًا الرقمي المستخدم في أجهزة التلفزيون عالية الوضوح الحديثة، من حيث النبض والتزامن. في الأصل، كان  نظامًا متداخلًا بـ 1125 خطًا، بتردد 60 هرتز، ونسبة عرض إلى ارتفاع 5:3 [ 15 ] (1.66:1)، ومسافة مشاهدة مثالية تبلغ حوالي 3.3 سم. في عام 1989، تم تغيير هذه النسبة إلى 16:9. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

تم ابتكار نظام FM محدود النطاق الترددي لبث MUSE الأرضي. أما نظام البث عبر الأقمار الصناعية فيستخدم FM غير مضغوط.

قبل ضغط MUSE، يتم تقليل عرض نطاق إشارة Hi-Vision من 30 ميجاهرتز للسطوع واللون إلى عرض نطاق ما قبل الضغط.Y{\displaystyle Y}يبلغ عرض النطاق الترددي للإضاءة 20  ميجاهرتز، وعرض النطاق الترددي للضغط المسبق للون هو 7.425  ميجاهرتز كحامل.

استكشف اليابانيون في البداية فكرة تعديل تردد الإشارة المركبة المصممة تقليديًا. وهذا من شأنه أن يُنشئ إشارة مشابهة في بنيتها لـY/ج{\displaystyle Y/C}إشارة فيديو مركبة بنظام NTSC - معY{\displaystyle Y}( السطوع ) عند الترددات المنخفضة وج{\displaystyle C}( اللونية ) أعلاه.  يلزم حوالي 3 كيلوواط من الطاقة للحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء  تبلغ 40 ديسيبل لإشارة FM مركبة في نطاق 22 جيجاهرتز. وهذا يتعارض مع تقنيات البث عبر الأقمار الصناعية وعرض النطاق الترددي. 

وللتغلب على هذا القيد، تقرر استخدام ناقل منفصل لـY{\displaystyle Y}وج{\displaystyle C}يؤدي ذلك إلى تقليل نطاق التردد الفعال وخفض الطاقة المطلوبة. حوالي 570 واط (360 واط لـY{\displaystyle Y}و210 لـج{\displaystyle C}سيكون ذلك ضرورياً للحصول على  نسبة إشارة إلى ضوضاء تبلغ 40 ديسيبل لجهاز منفصلY/ج{\displaystyle Y/C}إشارة FM في  نطاق تردد الأقمار الصناعية 22 جيجاهرتز. كان هذا ممكناً.

هناك طريقة أخرى لتوفير الطاقة ناتجة عن طبيعة العين البشرية. فعدم استجابة العين للضوضاء منخفضة التردد يسمح بتقليل طاقة جهاز الإرسال والاستقبال بشكل ملحوظ إذا تم التركيز على ترددات الفيديو الأعلى قبل التعديل في جهاز الإرسال، ثم تم تقليل التركيز عليها في جهاز الاستقبال. وقد تم اعتماد هذه الطريقة، مع ترددات تقاطع للتركيز/تقليل التركيز عند 5.2  ميجاهرتز.Y{\displaystyle Y}و1.6  ميجاهرتز لـج{\displaystyle C}مع تطبيق هذا، تنخفض متطلبات الطاقة إلى 260 واط (190 واط لـY{\displaystyle Y}و69 لـج{\displaystyle C}).

أنظمة ونسب أخذ العينات

عادةً ما يُعبّر عن عملية أخذ العينات الفرعية في نظام الفيديو بنسبة ثلاثية الأجزاء. وهذه الأجزاء الثلاثة هي: عدد وحدات السطوع (لوما).Y{\displaystyle Y}العينات ، متبوعة بعدد عينات مكوني اللون (التشبع اللوني).جب{\displaystyle Cb}وجر{\displaystyle Cr}لكل منطقة عينة كاملة. تقليديًا، تكون قيمة السطوع دائمًا 4، مع تعديل بقية القيم وفقًا لذلك.

تشير عينة بنسبة 4:4:4 إلى أن جميع المكونات الثلاثة قد تم أخذ عينات منها بالكامل. على سبيل المثال، تشير عينة بنسبة 4:2:0 إلى أن مكوني اللون يتم أخذ عينات منهما بنصف معدل أخذ العينات الأفقي لمكون الإضاءة - أي أن دقة اللون الأفقية تنخفض إلى النصف. هذا يقلل من عرض نطاق إشارة الفيديو غير المضغوطة بمقدار الثلث.

يُطبّق برنامج MUSE نظامًا مشابهًا كوسيلة لتقليل استهلاك النطاق الترددي، ولكن بدلًا من أخذ عينات ثابتة، تتغير النسبة الفعلية وفقًا لكمية الحركة على الشاشة. عمليًا، تتراوح نسبة أخذ العينات في MUSE من 4:2:1 تقريبًا إلى 4:0.5:0.25، اعتمادًا على كمية الحركة. وبالتالي، فإن مُكوّن اللون الأحمر والأخضرجر{\displaystyle Cr}تتراوح دقة أخذ العينات بين نصف وثمن دقة أخذ العينات لمكون الإضاءةY{\displaystyle Y}واللون الأزرق المصفرجب{\displaystyle Cb}تبلغ دقة الصورة نصف دقة الصورة الحمراء والخضراء.

النظام الفرعي الصوتي

كان لدى MUSE نظام صوتي رقمي منفصل ثنائي أو رباعي القنوات يسمى " DANCE "، والذي يرمز إلى الضغط والتوسيع شبه الفوري للصوت الرقمي .

استخدم هذا النظام نقلًا صوتيًا تفاضليًا ( تعديلًا نبضيًا تفاضليًا ) لا يعتمد على علم النفس الصوتي كما هو الحال في MPEG-1 Layer II . واستخدم معدل نقل ثابتًا قدره 1350  كيلوبت/ثانية. وكما هو الحال في نظام PAL NICAM الاستريو، استخدم ضغطًا شبه فوري (بدلًا من الضغط المقطعي كما في نظام dbx ) وتشفيرًا رقميًا غير خطي 13 بت بمعدل عينة  32 كيلوهرتز .

كما كان بإمكانه العمل في  وضع 48 كيلوهرتز 16 بت. وقد تم توثيق نظام DANCE بشكل جيد في العديد من الأوراق التقنية الصادرة عن هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) وفي كتاب نشرته الهيئة في الولايات المتحدة الأمريكية بعنوان " تقنية الرؤية العالية" . [ 33 ]

تم استبدال برنامج ترميز الصوت DANCE ببرامج ترميز أخرى مثل Dolby AC-3 (المعروف أيضًا باسم Dolby Digital )، وDTS Coherent Acoustics (المعروف أيضًا باسم DTS Zeta 6x20 أو ARTEC)، و MPEG-1 Layer III (المعروف أيضًا باسم MP3)، وMPEG-2 Layer I، و MPEG-4 AAC ، وغيرها الكثير. وقد وُصفت طرق هذا البرنامج في ورقة بحثية صادرة عن معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) [ 34 ] .

مشاكل الأداء في العالم الحقيقي

على عكس الفيديو المتداخل التقليدي، حيث يتم التداخل سطرًا بسطر، مما يعرض إما أسطرًا فردية أو زوجية من الفيديو في أي وقت، وبالتالي يتطلب حقلين من الفيديو لإكمال إطار فيديو واحد، استخدم نظام MUSE دورة تداخل نقطي رباعية الحقول [ 35 ] [ 15 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] ، مما يعني أنه يتطلب أربعة حقول لإكمال إطار MUSE واحد، [ 39 ] [ 40 ] والتداخل النقطي هو تداخل يتم على أساس بكسل بكسل، حيث يتم تقسيم الدقة الأفقية والرأسية إلى النصف لإنشاء كل حقل من الفيديو، وليس على أساس سطر بسطر كما هو الحال في الفيديو المتداخل التقليدي الذي يقلل الدقة الرأسية فقط لإنشاء كل حقل فيديو. وبالتالي، في نظام MUSE، يتم نقل الصور الثابتة فقط بدقة كاملة. [ 41 ] [ 37 ] [ 42 ] [ 43 ] مع ذلك، ونظرًا لأن نظام MUSE يُقلل الدقة الأفقية والرأسية للمواد التي تختلف اختلافًا كبيرًا من إطار لآخر، فقد كانت الصور المتحركة ضبابية. ولأن نظام MUSE كان يستخدم تعويض الحركة، فقد حافظت حركات الكاميرا الكاملة على دقتها الكاملة، ولكن كان من الممكن تقليل دقة العناصر المتحركة الفردية إلى ربع دقة الإطار الكامل فقط. ولأن المزج بين الحركة والثبات كان يُشفّر على أساس كل بكسل على حدة، لم يكن واضحًا كما يعتقد معظم الناس. لاحقًا، ابتكرت هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) طرقًا متوافقة مع الإصدارات السابقة لتشفير/فك تشفير MUSE، مما زاد بشكل كبير من الدقة في المناطق المتحركة من الصورة، بالإضافة إلى زيادة دقة اللون أثناء الحركة. استُخدم نظام MUSE-III هذا في البث بدءًا من عام 1995، واستخدمته قلة قليلة من أقراص الليزر Hi-Vision MUSE الأخيرة ( يُعد فيلم "نهر يجري من خلاله" أحد أقراص الليزر Hi-Vision التي استخدمته). خلال العروض التوضيحية المبكرة لنظام MUSE، كانت الشكاوى شائعة بشأن الحجم الكبير لجهاز فك التشفير، مما أدى إلى إنشاء جهاز فك تشفير مصغر. [ 1 ]

لا تزال الظلال وتعدد المسارات تشكل عائقاً أمام نمط الإرسال التناظري المعدل التردد هذا.

ومنذ ذلك الحين، تحولت اليابان إلى نظام تلفزيون عالي الوضوح رقمي يعتمد على نظام ISDB ، ولكن القناة الفضائية الأصلية 9 BS القائمة على نظام MUSE (NHK BS Hi-vision) تم بثها حتى 30 سبتمبر 2007.

التأثيرات الثقافية والجيوسياسية

الأسباب الداخلية في اليابان التي أدت إلى إنشاء شركة هاي فيجن
  • (الأربعينيات): تم فرض معيار NTSC (كنظام أحادي اللون مكون من 525 خطًا) من قبل قوات الاحتلال الأمريكية .
  • (الخمسينيات والستينيات): على عكس كندا (التي كان بإمكانها التحول إلى نظام PAL)، ظلت اليابان عالقة بمعيار البث التلفزيوني الأمريكي بغض النظر عن الظروف.
  • (الستينيات - السبعينيات): بحلول أواخر الستينيات، بدأت أجزاء كثيرة من صناعة الإلكترونيات اليابانية الحديثة من خلال إصلاح مشاكل الإرسال والتخزين المتأصلة في تصميم NTSC.
  • (السبعينيات - الثمانينيات): بحلول الثمانينيات، كان هناك فائض من المواهب الهندسية المتاحة في اليابان والتي يمكنها تصميم نظام تلفزيوني أفضل.

عُرف نظام MUSE، كما أصبح يُعرف لدى الجمهور الأمريكي، لأول مرة في مجلة Popular Science في منتصف ثمانينيات القرن الماضي. ولم تُغطِّ شبكات التلفزيون الأمريكية نظام MUSE بشكل واسع حتى أواخر ثمانينيات القرن الماضي، نظرًا لقلة العروض التوضيحية العامة للنظام خارج اليابان.

بسبب امتلاك اليابان لجداول تخصيص الترددات المحلية الخاصة بها (التي كانت أكثر انفتاحًا على نشر MUSE)، أصبح من الممكن بث نظام التلفزيون هذا بواسطة تقنية الأقمار الصناعية Ku Band بحلول نهاية الثمانينيات.

بدأت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية في أواخر الثمانينيات بإصدار توجيهات تسمح باختبار MUSE في الولايات المتحدة، بشرط أن يكون من الممكن تركيبه في قناة النظام M  بتردد 6 ميجاهرتز .

أُعجب الأوروبيون (في شكل اتحاد البث الأوروبي  (EBU)) بنظام MUSE، لكنهم لم يتمكنوا من اعتماده لأنه نظام تلفزيوني بتردد 60 هرتز، وليس  نظام 50 هرتز وهو المعيار في أوروبا وبقية العالم (خارج الأمريكتين واليابان).

لقد أتاح النجاح التقني لشركة Hi-Vision تطوير ونشر أنظمة B-MAC و D-MAC ، ولاحقًا HD-MAC، التابعة لاتحاد البث الأوروبي (EBU). وتتفوق أنظمة نقل MAC على نظام MUSE في نواحٍ عديدة، نظرًا للفصل التام بين اللون والسطوع في المجال الزمني ضمن بنية إشارة MAC.

على غرار تقنية Hi-Vision، لم يكن من الممكن بثّ تقنية HD-MAC على  قنوات 8 ميجاهرتز دون تعديلات جوهرية، مما أدى إلى انخفاض حاد في الجودة ومعدل الإطارات.  وقد جُرّبت نسخة من تقنية Hi-Vision بتردد 6 ميجاهرتز في الولايات المتحدة [ 8 ] ، ولكنها عانت أيضاً من مشاكل جودة خطيرة، لذا لم تُجز لجنة الاتصالات الفيدرالية استخدامها كمعيار للبث التلفزيوني الأرضي المحلي.

أُعيد تنشيط فريق عمل ATSC الأمريكي ، الذي أدى إلى إنشاء نظام NTSC في خمسينيات القرن الماضي، في أوائل التسعينيات بفضل نجاح نظام Hi-Vision. وتستند جوانب عديدة من معيار DVB إلى أعمال فريق عمل ATSC، إلا أن التأثير الأكبر يكمن في دعم معدل 60  هرتز (بالإضافة إلى 24  هرتز لنقل الأفلام) ومعدلات أخذ العينات الموحدة وأحجام الشاشات المتوافقة.

انظر أيضاً

أنظمة التلفزيون التناظرية التي كان من المفترض أن تحل هذه الأنظمة محلها:

المعايير ذات الصلة:

مراجع

  1. 1 2 3 4 "DBNSTJ  : تحقيق تلفزيون عالي الوضوح بواسطة نظام MUSE" . dbnst.nii.ac.jp .
  2. 1 2 3 سيانسي، فيليب ج. (10 يناير 2014). تلفزيون عالي الوضوح: ابتكار وتطوير وتطبيق تقنية HDTV . ماكفارلاند. ISBN 9780786487974– عبر كتب جوجل.
  3. 1 2 3 4 PDF-E.pdf "نظام MUSE لخدمات البث التلفزيوني عالي الوضوح عبر الأقمار الصناعية" (ملف PDF) . الاتحاد الدولي للاتصالات. 1992. ITU-R BO.786.{{cite web}}: تحقق من |url=القيمة ( مساعدة )
  4. ↑ "ST 240:1999 - معيار SMPTE - للتلفزيون - أنظمة إنتاج عالية الوضوح 1125 خطًا - معلمات الإشارة" . ST 240:1999 : 1-7 . 30 نوفمبر 1999. doi : 10.5594/SMPTE.ST240.1999 . ISBN 978-1-61482-389-6تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 31 يناير 2022 – عبر IEEE Xplore.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ANSI/SMPTE 240M-1995 - معلمات الإشارة لأنظمة الإنتاج عالية الوضوح ذات 1125 خطًا (ملف PDF) . SMPTE. 1995.
  6. ↑ بوينتون، تشارلز (3 يناير 2003). الفيديو الرقمي والوضوح العالي: الخوارزميات والواجهات . إلسيفير. ISBN 9780080504308– عبر كتب جوجل.
  7. ↑日本放送協会 (1984) . هناك الكثير من الأشياء التي يجب عليك القيام بها. رقم ISBN 978-4-14-007135-9.
  8. 1 2 "MUSE LaserDisc" . ura.caldc.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-10-2022 .
  9. ↑ " "​​​ .​​
  10. ↑ 1994، 11 سبتمبر، 28 سبتمبر ، 2018
  11. ↑ "テレビ多チャンネル時代における放送と通信の融合⑷" [ تقارب البث والاتصالات في عصر التلفزيون متعدد القنوات (4) ] (PDF) (باللغة اليابانية). مؤرشفة من الأصلي (PDF) بتاريخ 2024-09-02.
  12. ↑ "مشغلات أقراص الليزر عالية الدقة من MUSE" . موقع LaserDisc UK الإلكتروني . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أكتوبر 2021 .
  13. ^ “MUSE方式アナログハイビジョン終了の経緯” (PDF) .
  14. ^西澤، 台次 (10 سبتمبر 1993). "ハイビジョンとその動向" .日本写真学会誌. 56 (4): 309–317 . دوى : 10.11454/photogrst1964.56.309 – عبر J-Stage.
  15. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ تلفزيون عالي الوضوح: تقنية هاي فيجن . سبرينغر. ٦ ديسمبر ٢٠١٢. ISBN 978-1-4684-6536-5.
  16. ^ جون إيتشي، إيشيدا؛ نينوميا ، يويتشي (19 ديسمبر 1982). "3. معدات الإشارة والإرسال للتلفزيون عالي الوضوح" . مجلة معهد مهندسي التلفزيون في اليابان . 36 (10): 882– 888. دوى : 10.3169/itej1978.36.10_882 – عبر CiNii.
  17. 1 2 فوجيو، تاكاشي (19 ديسمبر 1980). "نظام تلفزيون عالي الوضوح للمستقبل : المعيار المرغوب، شكل الإشارة، ونظام البث" . تقرير فني من معهد تكنولوجيا المعلومات . 4 (28): 19-24 . doi : 10.11485/tvtr.4.28_19 – عبر CiNii. 
  18. ^ فوجيو ، تاكاشي (19 ديسمبر 1981). "تلفزيون عالي الوضوح" . مجلة معهد مهندسي التلفزيون في اليابان . 35 (12): 1016–1023 . دوى : 10.3169/itej1978.35.1016 – عبر CiNii.
  19. ↑ كوموتو، تارو؛ إيشيدا، جونيتشي؛ هاتا، مساجي؛ ياسوناجا ، كييتشي (19 ديسمبر 1979). "YC نقل منفصل للإشارة التلفزيونية عالية الوضوح بواسطة مرض جنون البقر" . التقرير الفني ITE . 3 (26): 61– 66. دوي : 10.11485/tvtr.3.26_61 – عبر CiNii.
  20. ^ فوجيو ، تاكاشي (19 ديسمبر 1984). "نظام تلفزيون عالي الوضوح" . التقرير الفني ITE . 8 (1): 33– 39. دوي : 10.11485/tvtr.8.1_33 – عبر CiNii.
  21. ↑ فوجيو، تاكاشي (19 أغسطس 2006). "التجديف بقارب إلى عالم التلفزيون عالي الوضوح الجديد" . مجلة معهد مهندسي الإلكترونيات والمعلومات والاتصالات . 89 ( 8): 728-734 – عبر CiNii.
  22. ^藤尾، 孝 (10 سبتمبر 1988). "Hdtv (ハイビジョン) 開発の経緯-システムの最適化とその性能-" .テレビジョン学会誌. 42 (6): 570– 578. دوى : 10.3169/itej1978.42.570 – عبر J-Stage.
  23. ↑ محمود، علاء؛ محمود، صفوت و.ز؛ عبد الهادي، كمال (2015). "نمذجة ومحاكاة ديناميكيات وضوضاء ليزرات أشباه الموصلات تحت تعديل NTSC لاستخدامها في تقنية CATV" . مجلة جامعة بني سويف للعلوم الأساسية والتطبيقية . 4 (2): 99-108 . doi : 10.1016/j.bjbas.2015.05.002 .
  24. ↑ إلكترونيات الترددات الراديوية: الدوائر والتطبيقات . مطبعة جامعة كامبريدج. 11 يونيو 2009. ISBN 978-0-521-88974-2.
  25. ↑ "نظام الفيديو عالي الوضوح من سوني HDVS. شركة سوني" .
  26. ↑ "Sony HDVS High Definition Video System General Catalue 1991. Sony Corporation" .
  27. ↑ "SMPTE-240M Y'PbPr" . www5.in.tum.de .
  28. 1 2 "أوصاف تفصيلية لمساحات الألوان" . www.linuxtv.org .
  29. ↑ تشارلز أ. بوينتون، الفيديو الرقمي والتلفزيون عالي الوضوح: الخوارزميات والواجهات ، مورغان كوفمان، 2003. متاح عبر الإنترنت
  30. ^ ""産業のすべて: 1989年版"" . هناك الكثير من الأشياء التي يجب القيام بها. 4 سبتمبر 1989 – عبر كتب جوجل.
  31. ↑送 と ニ ュ ー メ デ ィ ア. 丸善. 4 سبتمبر 1992. ردمك 978-4-621-03681-5– عبر كتب جوجل.
  32. ↑ تاكاشي، فوجيو (16 سبتمبر 1988). "التلفزيون عالي الوضوح (الرؤية العالية): (1). تاريخ موجز للتلفزيون عالي الوضوح (الرؤية العالية)" . مجلة معهد مهندسي التلفزيون في اليابان . 42 (6): 570-578 . doi : 10.3169/itej1978.42.570 – عبر cir.nii.ac.jp.
  33. ↑ هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) (1993). تلفزيون عالي الوضوح - تقنية الرؤية العالية . سبرينغر. رقم ISBN 0-442-00798-1.
  34. ↑ ناغاناوا، ك.؛ هوري، ي.؛ ياناسي، س.؛ إيتو، ن.؛ أسانو، ي. (19 أغسطس 1991). "معالج إشارة صوتية أحادي الشريحة لجهاز استقبال تلفزيون عالي الوضوح". معاملات IEEE في الإلكترونيات الاستهلاكية . 37 (3): 677-683 . Bibcode : 1991ITCE...37..677N . doi : 10.1109/30.85585 . S2CID 62603128 . 
  35. ↑ "قسم البحث والتطوير في شركة نيبون إلكتريك" . شركة نيبون إلكتريك. 17 سبتمبر 1990 – عبر كتب جوجل.
  36. ↑ニ ュ ー メ デ ィ ア 用 語 辞 典. هناك الكثير من الأشياء التي يجب عليك القيام بها. 17 سبتمبر 1988. ردمك 978-4-14-011046-1– عبر كتب جوجل.
  37. 1 2 "帯域圧縮テレビジョン信号の受信装置" .
  38. ^中川، 一三夫 (17 سبتمبر 1986). "Muse 方式高品位テレビ信号の周波数解析" .テレビジョン学会誌. 40 (11): 1126–1132 . دوى : 10.3169/itej1978.40.1126 – عبر J-Stage.
  39. ↑情報通信年鑑. أفضل ما في الأمر. 17 سبتمبر 1994. ردمك 978-4-915724-20-6– عبر كتب جوجل.
  40. ↑日本放送協会年艦. هناك الكثير من الأشياء التي يجب عليك القيام بها. 17 سبتمبر 1984. ردمك 978-4-14-007135-9– عبر كتب جوجل.
  41. ↑ كياريجليوني، ليوناردو (17 سبتمبر 1988). معالجة إشارات التلفزيون عالي الوضوح: وقائع ورشة العمل الدولية الثانية حول معالجة إشارات التلفزيون عالي الوضوح، لاكويلا، إيطاليا، 29 فبراير - 2 مارس 1988. نورث هولاند. ISBN 978-0-444-70518-1– عبر كتب جوجل.
  42. ↑ "سجل المؤتمر" . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. 17 سبتمبر 1989 – عبر كتب جوجل.
  43. ↑ "GLOBECOM '85: سجل المؤتمر" . IEEE. 17 سبتمبر 1985 – عبر كتب جوجل.