Кіріспе

SMPTE 292 – цифрлық бейне тарату желісі стандарты. Бұл стандартты Қозғалыс суреті мен теледидар инженерлерінің қауымдастығы (SMPTE) жариялаған. Бұл техникалық стандарт көбінесе HD SDI деп аталады; ол телестудияда сығылмаған цифрлық бейне және аудио сигналдарын тасымалдауға арналған коаксиалды кабельге негізделген Serial Digital Interface (желілік цифрлық интерфейс) стандарттарының бір бөлігі болып табылады. SMPTE 292, SMPTE 259 және SMPTE 344 стандарттарын кеңейте отырып, 1.485 Гбит/с және 1.485/1.001 Гбит/с бит жылдамдықтарын қамтамасыз етеді. Бұл жылдамдықтар жоғары сапалы бейнелерді сығымдаусыз беру үшін жеткілікті және осы мақсатта жиі қолданылады.

Техникалық мәліметтер

SMPTE 292 стандарты шамамен 1,5 Гбит/с интерфейсі болып табылады. Екі нақты битрейт анықталған: 1,485 Гбит/с және 1,485/1,001 Гбит/с. 1/1,001 коэффициенті SMPTE 292 стандартын 59,94 Гц, 29,97 Гц және 23,98 Гц кадр жылдамдықтарына ие бейне форматтарын қолдауға мүмкіндік береді, бұл қолданыстағы NTSC жүйелерімен кері үйлесімділікті қамтамасыз етеді. Стандарттың 1,485 Гбит/с нұсқасы 60 Гц, 50 Гц, 30 Гц, 25 Гц және 24 Гц сияқты кең таралған басқа кадр жылдамдықтарын да қолдайды. Стандарт сонымен қатар 1080P қолданбалары үшін секундына 50/60 кадр жиілігінде 3 Гбит/с номиналды битретті анықтайды. Бұл интерфейс нұсқасы қолданылмайды (және коммерциялық тұрғыдан іске асырылмаған); оның орнына SMPTE 292M стандартының SMPTE 372 деп аталатын екі байланысты кеңейтімі немесе SMPTE 424 деп аталатын екі есе жылдам жұмыс істейтін нұсқасы қолданылады, мысалы, 1080p60 қолданбалары үшін.

Электрлік интерфейс

Бастапқыда электрлік және оптикалық интерфейстерді SMPTE анықтады, себебі сол жылдамдықтағы электрлік интерфейс қымбат немесе сенімсіз болуы мүмкін деп қорқынышты, сондай-ақ оптикалық интерфейс қажет болуы ықтимал еді. Алайда, бұл алаңдаулар расталмады, оптикалық интерфейстер өте сирек қолданылады және стандарттың болашақ редакцияларында тоқтатылуы мүмкін. SMPTE 292 электрлік интерфейсі үшін қолданылатын кабель – 75 Омдық номиналды кедергісі бар коаксиалды кабель. Деректер NRZ форматында кодталады, ал интерфейсте ұзақ тізбектерде нөлдер мен бірлердің пайда болу мүмкіндігін азайту үшін деректерді шифрлау үшін сызықтық кері байланыс тізбектік тіркегіші қолданылады. Интерфейс өздігінен синхронизацияланады. Фреймдеу арнайы синхрондау үлгісін анықтау арқылы жүзеге асырылады, ол (шифрланбаған) сериялық цифрлық сигналда жиырма бірден кейін қырық нөлдің тізбесін құрайды; бұл биттік үлгі деректердің пайдалы бөлігінде басқа жерде қолданылмайды. SMPTE 292 цифрлық интерфейсі 100 метр немесе одан да ұзын кабельдерде (қайта жібергіштерді пайдаланбастан) сенімді жұмыс істейтіні белгілі.

Деректер пішімі

SMPTE 274, SMPTE 296 және басқа да бірнеше стандарттармен анықталған сәйкес келетін параллель дерек форматтары 20 биттік стандарттар болып табылады; сондықтан SMPTE 292M 20 биттік сөз өлшемін қолданады. Әрбір 20 биттік сөз екі логикалық (және параллель) дерек арнасынан алынған екі 10 биттік деректен тұрады, біреуі ("Y") жарықтық видео үлгілерін кодтайды, екіншісі ("C") түстің айырмашылық ақпаратын кодтайды. C арнасы одан әрі Cr ("қызыл түстің айырмашылығы" арнасы) және Cb ("көк түстің айырмашылығы" арнасы) деп аталатын екі жартылай жолақты арнаға уақыт бойынша мультиплекстеледі. Y арнасының номиналды дерек жылдамдығы 75 Мсөз/сек (1,5 Гбит/сек 20-ға бөлінген), ал екі түсті арнаның номиналды дерек жылдамдығы 37,5 Мсөз/сек. Видео жүктемесі (сондай-ақ қосымша дерек жүктемесі) 4-тен 1019-ға дейінгі (004-тен 3FB-ға дейінгі он алтылық жүйеде) кез келген 10 биттік сөзді пайдалана алады; 0–3 және 1020–1023 (3FC–3FF) мәндері резервтелген және жүктемеде кездеспеуі керек. Бұл резервтелген сөздер екі мақсатқа қызмет етеді: синхрондау пакеттері және қосымша деректердің басқалары үшін.

Синхрондау пакеттері

Синхрондау пакеті әрбір жолда бірінші белсенді үлгіден тікелей бұрын және соңғы белсенді үлгіден кейін (көлденең бос аймақтың басталуынан бұрын) пайда болады. Синхрондау пакеті 10 биттік төрт сөзден тұрады. Алғашқы үш сөз әрқашан бірдей – 0x3FF, 0, 0; төртіншісі 3 флаг битінен және қателерді түзету кодынан тұрады. Нәтижесінде 8 түрлі синхрондау пакеті болуы мүмкін. Синхрондау пакеттері Y және C дерек ағынында бір мезгілде пайда болуы керек. Төртінші сөздегі флаг биттері H, F және V деп аталады. H биті көлденең бос аймақтың басталуын көрсетеді; көлденең бос аймақтан бірден бұрын келетін синхрондау биттерінде H мәні 1-ге орнатылуы тиіс. Мұндай пакеттер көбінесе белсенді видеоның соңы немесе EAV пакеттері деп аталады. Сол сияқты, белсенді видеоның басталуына дейін келетін пакетте H мәні 0-ге орнатылады; бұл белсенді видеоның басталуы немесе SAV пакеті. Сондай-ақ, V биті тік бос аймақтың басталуын көрсету үшін қолданылады; V=1 мәні бар EAV пакеті келесі жолдың (жолдар EAV-ден басталады деп есептеледі) тік интервалдың бөлігі екенін, ал V=0 мәні бар EAV пакеті келесі жолдың белсенді суреттің бөлігі екенін көрсетеді. F биті тігілген және прогрессивті сегменттелген кадр форматтарында жолдың бірінші немесе екінші өрістен (немесе сегменттен) келетінін көрсету үшін қолданылады. Прогрессивті сканерлеу форматтарында F биті әрқашан 0-ге орнатылады. Синхрондау пакеттерінің екі дерек ағынында (Y және C) параллельді түрде пайда болуынан басқа, олардың мінез-құлқы CCIR 601 және SMPTE 259 стандарттарында, SDTV үшін қолданылатын цифрлық интерфейсте анықталған пакет түрлеріне өте ұқсас.

Сызық санағышы және CRC

Қосымша сенімділік үшін, EAV пакеттерінен кейін (бірақ SAV пакеттерінен емес) келетін төрт үлгіде циклдық артықтық тексеру өрісі және жол санағышы болады. CRC өрісі алдыңғы жолдың CRC-ін қамтамасыз етеді (CRC есептеулері Y және C ағындары үшін жеке-жеке жүргізіледі) және интерфейстегі биттік қателерді анықтауға қолданылуы мүмкін. Жол санағышы ағымдағы жолдың нөмірін көрсетеді.

Қосымша деректер

SMPTE 259 сияқты SMPTE 292, қосымша деректер үшін SMPTE 291 стандартын қолдайды. Қосымша деректер сериялық цифрлық сигнал ішінде бейне емес жүктеме үшін стандартталған тасымалдау құралы ретінде ұсынылады; олар кіріктірілген аудио, субтитрлер, уақыт коды және басқа да метадеректер сияқты мәліметтер үшін қолданылады. Қосымша деректер 0, 3FF, 3FF (синхронизациялық пакет тақырыбына кері) деген үш сөзден тұратын пакет арқылы көрсетіледі, одан кейін екі сөздік идентификациялық код, дерек көлемін көрсететін сөз (жүктеменің 0-ден 255 сөз дейін екенін көрсетеді), нақты жүктеме және бір сөздік тексеру сомасы келеді. Бейне жүктемесінде қолданылуынан басқа, бейне жүктемесіне тыйым салынған кодтар қосымша деректер жүктемесіне де тыйым салынады.

Видео жүктемесі

Видеоның белсенді бөлігінде дерек сөздері тиісті видеокомпоненттердің сигнал деңгейлеріне сәйкес келеді. Жарықтық (Y) арнасы 0 мВ сигнал деңгейіне 64 (40 хекс) кодты сөзді, ал 700 милливольтқа (толық масштаб) 940 (3AC) кодты сөзді тағайындайды. Хромалық арналар үшін 0 мВ кодты сөз 512 (200 хекс), 350 мВ кодты сөз 64 (0x40) және +350 мВ кодты сөз 960 (3C0) тағайындалады. Лума және хрома арналарының масштабталуы бірдей емес екеніне назар аударыңыз. Бұл диапазонның ең төменгі және ең жоғары деңгейлері қалаулы сигнал шектерін көрсетеді, бірақ бейне жүктемесі осы диапазоннан тысқары шығуы мүмкін (егер 0–3 және 1020–1023 кодты сөздер бейне жүктемесі үшін қолданылмаса). Қосалқы деректер үшін пайдаланылмаған тік және көлденең бос аймақтардың бөліктері үшін люма үлгілеріне 64 (40 гекс), ал хрома үлгілеріне 512 (200 гекс) кодты сөздері тағайындалуы ұсынылады; екеуі де 0 мВ-қа сәйкес келеді. Интерфейске зиян келтірмей, аналогты тік интервалдық ақпаратты (мысалы, тік интервалдық уақыт коды немесе тік интервалдық сынақ сигналдары) кодтауға рұқсат етіледі, бірақ мұндай қолдану стандартты емес (және қосымша деректер метадеректерді таратудың қалаулы тәсілі болып табылады). Дегенмен, аналогты синхронизация және импульстік сигналдарды цифрлық форматқа түрлендіру ұсынылмайды және цифрлық интерфейсте қажет те емес.

Эмми сыйлығы

2013 жылдың 31 шілдесінде Ұлттық теледидар өнер және ғылым академиясы SMPTE-нің 2013 жылғы «Технология және инженерия» Emmy сыйлығын жеңіп алғанын жариялады. Бұл сыйлық қоғамның SMPTE 292 стандартын әзірлеу, қалыптастыру және өнімге енгізу жөніндегі жұмысын мойындады.