Sıkıştırılmış dijital video (CDV), uydu vasıtasıyla doğrudan doğruya evlere (DTH) TV programlarının dağıtımı konusunda dünyayı sarsan devrimin ardındaki itici güçtür. CDV televizyon işaretleri, alınan resim ve sesin kalitesinde hissedilir derecede bir bozulmaya neden olmaksızın gereken iletim band genişliğini önemli ölçüde azaltan bir formatta iletilirler. CDV teknolojisinin ortaya çıkması, TV servis sağlayıcılarının işletim maliyetlerinde büyük tasarruf yapılmasına da neden olmaktadır. Bunun sonucunda ise, haberler, spor yayınları, filmler, izleme başına ücretlendirme (PPV) yayınları, eğitim programları ve herhangi bir potansiyel izleyici grubunun küçük bir parçasının gereksinimlerini hedefleyen dar kapsamlı yayınları da içeren uydu üzerinden yeni DTH TV servislerinin sayısında küresel bir patlama gözlenmektedir.

Kişisel bilgisayarlar, büyük dosyaları saklamak için gerekli olan veri kayıt saklama kapasitesini azaltmak için uzun zamandan beri çeşitli sayısal sıkıştırma teknikleri kullanmaktadırlar. Son on yıllık zaman içinde, küresel telefon endüstrisi de aynı zamanda, band genişliğini ve bunu sonucunda da dar-bandlı telefon devrelerinin kurulması için gereken maliyeti azaltmak için çeşitli sıkıştırma teknikleri kullanmaktadır. Haberleşme mühendisleri, 1990'ların başında, video gibi geniş-bandlı iletişim işaretlerini sıkıştırabilecek yğksek kapasiteli çok geniş ölçekli tümleştirilmiş (VLSI) devreler ve karmaşık yazılım programları geliştirmeye başlamışlardır.

Analogdan Dijital Televizyona Geçiş:

Geleneksel bir PAL veya SECAM video işareti, bir tek görüntü veya çerçeve başına 625 satır içermektedir. Saniyede 25 çerçevelik bir hızda, alan '1' in çift numaralı satırları ve alan '2' nin ise tek numaralı satırları göstermek üzere, her bir çerçeve 312½'ar satır içeren iki iç içe geçmiş alana sahiptir. Bu iki alanın iç içe geçmiş taraması öylesine hızlıdır ki; insan gözü herhangi bir çerçeve içindeki bu iki alanı sadece bir tek bütün görüntü veya çerçeve olarak algılamaktadır.

Bir tek geleneksel analog PAL veya SECAM video çerçevesi, 174,000'den fazla resim elemanı veya pixel'den oluşmaktadır. Video görüntüsünün hızının saniyede 25 çerçeve olduğu gözönüne alınırsa, TV ekranına her saniyede 4 milyondan fazla pixel iletilmektedir. Dijital TV iletim sistemleri, ses ve görsel bilgileri, bilgisayar devrelerinin 'var' veya 'yok' lojik durumlarına karşı düşen bir veya sıfır bit dizileri haline dönüştürürler. Bir renkli video işaretini dijitale dönüştürmek için, parlaklık elemanı başına 8 bit ve renk elemanı başına da 24 bit olmak üzere, pixel başına en çok 32 bit gerekmektedir. Bu durumda, 4 milyon pixel için 128 Mbit/s'lik bir iletim hızı gerekecektir.

128 Mbit/s'lik bir dijital TV işareti ise, uydu transponder'inin kapasitesini tamamiyle doldurabilir! Aynı transponderi bir çok dijital TV işaretinin paylaşmasını sağlamak için ise, bu TV servisleri tarafından kullanılan bit sayısını azaltmak amacıyla, bir tür işaret sıkıştırma tekniğinin kullanılması gerekmektedir.

Hareketli Resimler Uzmanları Grubu (MPEG):

1988 yılında International Telecommunication Union'a bağlı Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO), video, film, grafik ve metinsel materyallerin sıkıştırılmış olarak sunulması için uluslararası olarak tanınan bir dünya standardı üzerinde bir görüş birliği oluşturmak amacıyla, Hareketli Resimler Uzmanları Grubu (MPEG)'nu kurmuştur. Bu komitenin amacı, karmaşık işlevlerin çoğunu alıcıdan ziyade vericiye yükleyen daha basit, ekonomik ve esnek bir standart geliştirmekti. MPEG komitesinin kuruluş görüşmelerinde, tüm dünya çapında 50'den çok kuruluş ve hükümet örgütlerinden gelen temsilciler katkıda bulunmuşlardır.

1991 yılında, video harici multimedya kaynaklarının sıkıştırılmış dijital sunumunu ele almak amacıyla MPEG-1 standardı ortaya atılmıştır. Ancak, bazı üreticiler kısa zamanda, video materyalinin öncelikle iç içe geçmiş orijinal formattan sürekli taramalı formata dönüştürülmesi koşulu ile, MPEG-1'in video işaretlerinin iletimine uyarlanabileceğini keşfetmişleridir. MPEG komitesi, MPEG-2 olarak bilinen iç içe geçmiş taramalı uygulamalar için özel bir standart geliştirirken; bir kaç TV programcısı da uydu vasıtasıyla iletim için MPEG-1 kullanmayı tercih etmiştir. MPEG komitesi, MPEG-2 için kriterlerini ise 1994'de belirlemiştir.

MPEG Sıkıştırma Teknikleri:

MPEG sıkıştırma işlemi dört temel teknik yardımıyla yapılır: ön-işleme, zaman kestirimi, hareket kompanzasyonu ve kuantalama kodlaması. Ön-işleme, video işaretinden, kodlanması zor, ama insanın görsel algılaması üzerinde önemsiz olan görsel bilgi elemanlarını filtreleyerek atar. Hareket kompanzasyonu, video dizilerinin genel olarak zamanda yüksek korelasyonlu olmalarından yararlanmaktadır: herhangi bir dizideki her bir çerçeve, önceki ve izleyen çerçevelerle benzerlik göstermektedir.

Sıkıştırılmış dijital video kodlayıcısı, makro-bloklar olarak adlandırılan her bir çerçeve içindeki alt bölümleri tarayarak, hangilerinin bir çerveden diğerine pozisyon değiştirdiğini belirler. Kodlayıcı, aynı zamanda, kestirimci makro-blokları ve bunların konum ve hareket doğrultularını da belirlemektedir. Alıcıya, yalnızca her bir kestirimci blok ve şu andaki etkilenen blok arasındaki, hareket kompanzasyon kalıntısı adı verilen oldukça küçük bir fark iletilir. Alıcı/kod çözücü ise, bir çerçeveden diğerine değişmeyen bilgileri ayırıcı belleğinde saklar ve bunları boşlukları doldurmak amacıyla kullanır.

Ayrık Kosinüs Dönüşümü (DCT) olarak adlandırılan bir matematiksel algoritma, uzaysal domenden gelen çerçeveler arasındaki kalıntı farklarını frekans domeninde daha hızlı olarak iletilebilecek eşdeğer bir katsayılar serisi halinde yeniden düzenler. Kuantalama kodlaması da, bu katsayı kümelerini daha da sıkıştırılmış simgeleyici sayılar haline dönüştürür. Kodlayıcı ise, her bir katsayılar kümesine en iyi uyan kod kelimesini seçmek üzere olası simgesel numaraları içeren bir dahili liste veya kod kitabına bakarak karar verir. Kuantala kodlaması, aynı zamanda, tüm katsayı değerlerini belirli sınırlar dahilinde, aynı değere yuvarlamaktadır. Bu, orijinal işarete göre yaklaşık bir sonuç vermesine rağmen, bir çok izleme uygulamaları için orijinale göre kabul edilebilir yakınlıktadır.

I, P ve B Çerçeveleri:

MPEG-2, I, P ve B çerçeveleri olarak adlandırılan üç tür çerçeve yapısı sunmaktadır. İç veya 'I' çerçeve, kendisinden sonra gelen çerçevelerin kestiriminde bir referans olarak kullanılmaktadır. Ortalama olarak her 10-15 çerçevede bir ortaya çıkan 'I' çerçeveleri, yalnızca kendilerinde mevcut olan bilgileri içerirler. 'P' çerçeveleri, kendilerine en yakın geçmiş 'I' veya 'P' çerçevelerinde sunulan bilgilerden yararlanılarak tahmin edilirler. Çift yönlü, 'B' çerçeveleri ise, en yakın geçmiş 'I' veya 'P' çerçeve ile en yakın gelecek 'I' veya 'P' çerçevesinden elde edilen kestirim verileri kullanılarak kodlanırlar. 'B' çerçeveler, MPEG-2 sistemlerinin tümünde kullanılmamaktadır. Et verimli sıkıştırma seviyesi 'B' çerçevesi ile elde edilmesine rağmen, buna uygun yapıdaki alıcı/kod çözücü de, kod çözücü maliyetini arttıran bir etken olan ek bir ayırıcı belleğe gereksinim duymaktadır.

MPEG-2 Uydu İletim Hızları:

Herhangi bir MPEG-2 yayını için gereken iletim hızı, video materyalinin yapısına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Uydu uplinki'ndeki MPEG-2 kodlayıcısı, kodlama kararları vermek için sınırlı zamana sahiptir. Önceden kaydedilmiş filmler ve teybe alınmış diğer materyaller, kodlayıcının zaman kısıtlamalarını zorlamamakta; dolayısıyla kodlayıcı, olası en düşük veri hızında kodlama için en uygun yöntemi istediği gibi seçebilmektedir. Diğer taraftan, kodlayıcının, anlık kodlama kararları vermek ve yüksek seviyeli bozulmalara neden olmadan karmaşık ve hızlı hareket değişimlerini iletmek zorunda olmasından dolayı, canlı spor ve diğer aksiyon materyalleri, daha yüksek veri hızları gerektirmektedir.

Örnek MPEG-2 İletim Hızları

Video Servis TürüVeri HızıFilmler (VHS kalitesi)1.152 Mb/sHaberler/Eğlence3.456 Mb/sCanlı Spor Yayınları4.608 Mb/s16:9 Geniş Ekran TV5.760 Mb/sStüdyo Kalitesinde TV Yayını8.064 Mb/sHDTV14.00 Mb/s

Audio veya Veri ServisleriVeri HızıMono ses0.128 Mb/sStereo ses (L+R)0.512 Mb/sDijital veri9.6 kb/s

MPEG DTH İletimi:

DTH uydu TV programcıları, iki veya daha çok sayıda program servislerini bir tek dijital bit dizisi halinde çoğullamak amacıyla, Taşıyıcı Başına Çok Kanal (MCPC) denilen bir iletim formatı kullanmaktadırlar. MCPC yardımıyla, bir program servisleri paketi, aynı koşullu erişim ve ileri yönde hata düzeltme sistemlerini kullanabilmektedir ve böylece, band genişliği ve iletim hızı gereksinimlerinde genel olarak tasarruf sağlanmaktadır. Bunun ötesinde, programcılar, herhangi bir çoğullanmış iletimin dijital bit dizisi dahilindeki kapasiteyi dinamik olarak belirleyebilirler; böylece canlı spor yayınlarına daha fazla bit, sadece 'konuşan kafalar'dan oluşan haber ve söyleşi programlarına ise daha az sayıda bit ayrılmış olunur. Örneğin, bir basketbol maçının canlı yayınının bitmesinin ardından, bir tek spor olayını iletmek için kullanılan dijital kapasite, dört ayrı filmi iletmek için kullanılabilmektedir.

Dijital Uydu TV Kurulması:

Uydu montajcıları genellikle, anten yönünü ayarlarken ve alıcıya bağlı bir TV monitörünü izlerken, geleneksel uydu TV işaretlerine ayar bulmaya çalışırlar. İnce ayar işlemi sırasında, önce TV ekranı boyunca bir sync çizgisinin belirmesiyle çok zayıf işaretler yakalanır, sonra siyah-beyaz resimler alınır ve en sonunda da impuls gürültü ve diğer bozucu etkilerden tamamen arınmış renkli bir resim elde edilir.

Ancak, bir MPEG-2 sıkıştırılmış video işaretine ayar yapmak ise, tamamen farklıdır. Zayıf işaretler, rastlantısal gürültü olarak görünürler; alıcı ise, antene yeterli güçte işaret gelene kadar hiç bir şey göstermez. Daha sonra, alıcı/kod çözücünün dijital eşiği aşıldığında ise, Tv ekranında mükemmel bir resim ortaya çıkar. MPEG-2 alışı, ya 'açık' ya da 'kapalı' konumlarından birini alabilen bir ışık anahtarı gibidir. Bunun ötesinde, eğer monjcı antenin tepe performans pozisyonunu geçerse, alıcı/kod çözücü, ayırıcı belleğindeki en son çerçeveyi dondurur ve anten optimum konumuna geri döndürülene kadar herhangi bir yeni alım yapmaz.

Uydu ile alıcı sistem arasındaki atmosferde nem olduğu zaman ortaya çıkan yağmur zayıflatması (rain fades), gelen işaretin seviyesini düşürebilir. Bu durumda, DTH montajcılarının, tepe anten performansını belirleyebilmek için anten ayar cihazları veya portatif spektrum analizörü kullanmaları tavsiye edilmektedir; böylece, kurulan DTH sistemleri, yağmur zayıflatmasının neden olduğu herhangi bir Ku-bandı işaret bozulmasını kompanze etmek amacıyla alıcı/kod çözücü eşiğinin üzerinde bir işaret marjinine sahip olurlar.

DİJİTAL ALICI/KOD ÇÖZÜCÜLERİN TEMEL PARAMETRELERİ:

Yeni dijital çağda yaşamak, bu yeni teknolojiyi çevreleyen bir kaç yeni terim hakkında temel bir anlayış gerektirmektedir. Aşağıda, yeni dijital argosunda karşılaşabileceğiniz bir kaç deyimin kısa açıklamalarını bulacaksınız:

Bit Hızı: Bu, bir saniyede iletilen veri miktarıdır. Bir tek uydu transponderi üzerinden geçen toplam bit dizisi, audio, yardımcı audio servisleri, koşullu erişim verileri ve tetelext gibi yardımcı veri servisleri ile birlikte, en çok 8 TV servisi içermektedir. Böyle bir iletim için bilgi bit hızı, 36 MHz band genişlikli bir uydu transponderi üzerinden en çok 49 Mb/s'ye kadar ulaşabilir. Bu bit dizisi içindeki bir tek video işareti ise, daha düşük bir bit hızına sahip olacaktır.

Bit Hata Oranı (BER): Bit Hata Oranı (BER), dijital alıcının performans seviyesini tanımlar ve üstel notasyon halinde gösterilir. BER'in üstel kısmı ne kadar yüksek ise, alıcı/kod çözücünün, şiddetli yağmur, kar veya rüzgar gibi marjinal alış koşullarında performansı da o derece iyi olur. Örneğin, 5.0 x 10-5 lik BER, 9.0 x 10-4 lük BER'den daha üstündür.

Dijital Alıcı/Kod Çözücü Eşiği: Alıcı/kod çözücünün eşik değerinin altında çalışırken bile resim iletimine devam eden geleneksel analog alıcı/kod çözücülerin aksine; işaret seviyesi, cihazın dijital eşik seviyesinin altına düştüğünde, dijital alıcı/kod çözücüler işaretin izini kaybederler. Bu da aynen ya açık ya da kapalı konumda olan bir ışık anahtarı gibidir. Üreticiler, bu eşik seviyesini, örneğin 3.0 x 10-3 biçiminde, BER olarak tanımlarlar. Yani BER, alıcı eşik seviyesinin altına düştüğü zaman, alış işlemi durur.

Dijital Video Yayıncılığı (DVB): Bu dünya çapındaki bir çok uydu programcılarının kendi sistemlerine uyarladığı DTH, kablo ve yüzeysel TV uygulamaları için Avrupa'da geliştirilmiş, MPEG-2'nin 'yayıncılığa özel' bir versiyonudur. Ancak, bir uydu alıcı/kod çözücüsünün sadece MPEG-2/DVB uyumlu olması, onun her MPEG-2/DVB uyumlu uydu TV işaretini alabileceği anlamına gelmemektedir. Şifreleme ve koşullu erişim yöntemlerindeki ana farklılıklar, 'B' çerçevelerin kullanılıp kullanılmaması ve diğer bazı teknik parametreler, MPEG-2'nin, dünya çapında gerçek bir video standartı olmasını engellemektedir. Birkaç program sağlayıcısı, DTH abonelerinin belirli bir uydudaki mevcut maksimum sayıda servise erişimlerini sağlamak amacıyla ittifaklar oluşturmuştur. Ancak, diğer program sağlayıcıları ise, yalnızca bir tek DTH program paketine erişim sağlayabilen belirli bir sistem kullanmayı tercih etmişlerdir.

İleri-yönde Hata Düzeltme (FEC): Dijital bit dizisi, alıcı/kod çözücünün, gönderilen bilgilerin tümünün alınmasını kontrol etmede ve garantilemede kullanabileceği özel kodlar içermektedir. Örneğin, termal gürültü nedeniyle bit hataları saptanırsa, alıcı/kod çözücü, her bir hatayı ya düzeltmek ya da gizlemek üzere, verici istasyon tarafından kendisine iletilmiş olan konvolusyonel kodlama bilgilerini kullanabilir. Yakınlardaki otomobil kontağı veya mikrodalga fırınların neden olabileceği patlamalı gürültü karışması, Reed-Solomon blok kod çözücüsü tarafından saptanabilir.

| Üye İmzalarını Görmek İçin Buraya Tıklayarak Kayıt Olabilirsiniz. |