В рубрику "Нам пишут" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Сергей Рихтер
Профессор кафедры радиовещания и электроакустики МТУСИ
Олег Попов
Профессор кафедры радиовещания и электроакустики МТУСИ
Обновление нормативных документов в электросвязи происходит регулярно по мере совершенствования техники связи и средств измерений. В части контроля каналов и трактов звукового вещания (ЗВ) это обновление запоздало более чем на 10 лет. И вот на смену старому нормативному акту [1] пришел новый [2]. Попытаемся понять, в какой же мере этот обновленный документ отвечает требованиям технологической революции.
Действительно, за последние 8-10 лет произошли кардинальные перемены в технике передачи и обработки сигналов ЗВ, в технических средствах и методах объективного контроля качества сигналов и каналов ЗВ. Но, похоже, все это прошло мимо внимания заказчиков и разработчиков стандарта [2], которые ограничились копированием предыдущего стандарта [1] и включением в документ методов измерений параметров качества аналоговых и цифровых радиопередатчиков, предусматривающих, в частности, использование весьма дорогостоящего контрольно-измерительного приемника стандарта DRM. Вещание в формате DRM действительно должно иметь в России хорошие перспективы, однако много цифрового оборудования применяется на каналах и трактах ЗВ уже не первый год, но полноценного объективного контроля качества как не было раньше, так не появится и теперь с новым стандартом.
В то же время существуют возможности контроля любых каналов и трактов звукового вещания на современном уровне, о чем неоднократно сообщалось в научно-технической литературе и публикациях ITU-T и ITU-R, и в частности в трудах сотрудников кафедры радиовещания и электроакустики МТУСИ (бывший МЭИС), где еще в 50-60-е годы прошлого века под руководством профессора И.Е. Горона были разработаны нормативы [3], послужившие основой стандарта [1]. С середины 1990-х годов научной группой кафедры опубликовано в научно-технических журналах ("Метрология и измерительная техника в связи", "Электросвязь", "Broadcasting. Телевидение и радиовещание") и тезисах многочисленных научно-технических конференций около 30 материалов, посвященных вопросам совершенствования объективных измерений каналов и трактов ЗВ, защищены три кандидатские диссертации. Более того, существует положительный пример в отечественной метрологии. Так, в нормативном документе [4], принятом в 1995 г., уже нашел отражение новый подход к объективным измерениям сигналов ЗВ [5], заключающийся в использовании статистических свойств таких сигналов.
Обстоятельная критика основных положений стандарта [1] прозвучала в работах [6, 7], причем в учебном пособии [7] рассмотрены процедуры, которые могли бы стать основой для объективного контроля сигналов и каналов ЗВ. И, наконец, образец нового подхода к объективным измерениям, в том числе и в трактах вещания в формате DRM, отражен, например, в публикациях [8, 9].
Детальный анализ стандарта [2] еще впереди. Здесь ограничимся лишь несколькими принципиальными замечаниями. При разработке в конце 1950-х годов в основу стандарта [1] положен критерий заметности изменений реального звукового сигнала при его дозированных искажениях [3]. Это критерий универсальный, поскольку никаких ограничений на искажающий фактор не накладывается. Однако собственно методика измерений основана на использовании не реального звукового вещательного сигнала, а набора простых гармонических сигналов, что на тот момент обеспечивало оценку качества передачи. И в последующих редакциях (вплоть до последней [2]) в документе сохранился подход, ограничивающий возможность адекватной оценки способности канала передавать с нормируемым уровнем искажений реальные широкополосные, многокомпонентные звуковые вещательные сигналы (ЗВС). Таким образом, принципиальная ограниченность возможностей стандартов [1,2] связана с методикой измерений, использующей для тестирования канала набор стационарных гармонических колебаний звуковых частот, что существенно сужает диапазон фиксируемых искажений.
Другим важным фактором, ограничивающим возможности этих нормативных актов, является искусственное упрощение измеряемого канала, его линеаризация путем выключения на время измерений ряда устройств нелинейной обработки ЗВС, включая аудио-процессоры. Применение в каналах ЗВ устройств, предназначенных для обработки динамического диапазона ЗВС, делает реальный канал адаптивным, меняющим свои характеристики в соответствии с текущими параметрами передаваемого сигнала. Однако методика измерений параметров качества каналов ЗВ с использованием стационарных сигналов подобные искажения выявить не в состоянии.
Начиная с 1990-х годов новым элементом технологии распределения звуковых программ и обработки звуковых вещательных сигналов стало включение в каналы ЗВ цифровых звеньев с компактным представлением ЗВС, то есть переход на практике к составным трактам типа аналог - цифра - аналог, а также использование полностью цифровых каналов подачи звуковых программ. В цифровых устройствах компактного представления, как известно, сигналы ЗВ претерпевают существенные изменения. Заметность этих изменений зависит от степени и алгоритма сжатия, а также от типа звуковой программы - в основном информационной или музыкальной.
Развитие метрологического обеспечения канала звукового вещания к настоящему времени отстает от технического обеспечения самого канала. Существующие методики оценки качества передачи ЗВС позволяют контролировать сохранение его формы, а современные аналоговые и цифровые каналы, обеспечивая субъективно высокое качество передачи, в принципе его не поддерживают. В этих условиях для получения при тестировании канала более полного соответствия восприятия искажений их нормативным значениям следует либо бесконечно увеличивать число контролируемых параметров, либо перейти к другим, интегральным параметрам [4-9].
Другими словами, существующие трудности в оценке искажений ЗВС с использованием тестовых сигналов способствовали их значительному усложнению для возможности оценки все новых искажений, а затем привели к идее использования реальных вещательных сигналов, которые применяются при субъективно-статистических испытаниях, остающихся единственным методом, обеспечивающим достаточно точную оценку качества в адаптивных каналах.
По существу, субъективная оценка качества звука является интегральной, поэтому методика оценки восприятия реального вещательного сигнала, близкая к его экспертной оценке слушателем, должна базироваться на анализе интегральных параметров сигнала, определяющих его восприятие.
Собственно, при формировании стандартов [1,2] уже использовался метод интегральной статистической оценки: сначала на реальной звуковой программе оценивалась заметность искажений [3],
а затем формировалась норма и методика ее оценки с помощью набора простых гармонических сигналов. Мы предлагаем просто продлить эту справедливую тенденцию, расширив число оцениваемых параметров и упростив за счет использования компьютера методику формирования оценок.
Анализируя отечественный и мировой опыт, можно сформировать требования к метрологическому обеспечению нового поколения:
Проведенное обсуждение имеет своей целью обратить внимание на следующие обстоятельства:
P.S. Перед утверждением очередного нормативного акта не вредно было бы с его текстом ознакомить специалистов заинтересованных организаций. В этом случае, возможно, удалось бы избежать (в государственном стандарте!) хотя бы таких ляпов, как ошибки в формулах и подрисуночных надписях.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #3, 2008
Посещений: 11855
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Нам пишут" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
