Систем за обработка на сигнали во најновата телевизија
Развојот на модерната телевизија не се одразува само во сè потенки големини на екранот или повисоки резолуции. Зад острите слики и живописните бои лежи сложена низа процеси наречени обработка на сигнали. Овој систем одредува како сигналите од емитувањата, интернетот или надворешните уреди се претвораат во удобни слики и звук за гледање. Најновите телевизори - без разлика дали се LED, QLED, OLED или Mini-LED - се потпираат на многу пософистицирани процесори за слика и звук од претходните генерации за да обезбедат оптимален квалитет на гледање во различни услови.
1. Извори на сигнали на модерните телевизори
Сигналите што ги примаат денешните телевизори доаѓаат од различни извори, вклучувајќи:
1. Терестријално дигитално емитување (DVB-T2 или други стандарди во секоја земја), кое го заменува аналогното емитување.
2. Сателитските и кабелските сигнали обично користат одредена модулација и компресија.
3. Интернет стриминг, на пример YouTube, Netflix или IPTV услуги.
4. Надворешни уреди преку HDMI како што се играчки конзоли, Blu-ray плеери и сет-топ боксови.
5. Пресликување и емитување од мобилен или лаптоп.
Секој извор има различни карактеристики - од резолуција, брзина на слики, брзина на битови, до аудио формат. Затоа, телевизорот бара систем што може да ги адаптира, обработува и прикажува сите нив конзистентно.
2. Фаза на прием и демодулација
Ако сигналот доаѓа од копнена, сателитска или кабелска телевизија, телевизорот ќе помине низ почетните фази:
– Тјунер: избира специфичен канал или фреквенција.
– Демодулатор: извлекува дигитални податоци од носечки бран врз основа на техники на модулација како што се QAM или OFDM.
– Корекција на грешки: ги поправа грешките во податоците предизвикани од пречки во сигналот, временски услови или пречки. Ова е важно за да се спречи прекинување (блокирање) на екранот или прекинат звук.
Кај најновите телевизори, оваа компонента стана почувствителна и побрза, па префрлањето на каналите е пократко, а приемот на сигналот е постабилен.
3. Декомпресија и декодирање на содржината
Поголемиот дел од модерната содржина е компресирана за ефикасен пренос. Телевизорите треба да користат хардверски декодери за ефикасно и брзо декодирање на содржината. Вообичаените формати вклучуваат:
– H.264/AVC за многу HD емитувања и стриминг содржини.
– H.265/HEVC за 4K и некои модерни емитувања/стримови.
– AV1 станува сè попопуларен во стриминг услугите поради неговата ефикасност.
– VP9 кој често се користи на одредени видео платформи.
Од аудио страна, декодирањето може да вклучува стандарди како што се AAC, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, па дури и Dolby Atmos на телевизори од среден и висок квалитет.
4. Обработка на слики: „Мозокот“ на најновата телевизија
Откако видео сигналот ќе се декодира, следниот чекор е обработка на слика. Тука се истакнуваат најновите телевизори, бидејќи имаат процесори за слика кои истовремено работат со повеќе алгоритми, вклучувајќи:
a. Зголемување на резолуцијата и супер резолуција
Не целата содржина е достапна во 4K или 8K. Затоа, телевизорите вршат зголемување на резолуцијата: зголемување на резолуцијата на содржината (на пример, од 1080p на 4K) додека ги одржуваат деталите. Најновата технологија користи зголемување на резолуцијата со вештачка интелигенција, модел на машинско учење кој препознава шеми (рабови, текстури, површини) за да произведе порамномерни, поостри слики без додавање на прекумерен шум.
б. Намалување на бучавата и отстранување на артефакти
Видео компресијата често воведува артефакти како што се мали блокови, ленти или „мравки“ во темните области. Современите системи за обработка на сигнали користат:
– Временско намалување на шумот (врз основа на споредба помеѓу сликите).
– Просторно намалување на шумот (врз основа на анализа во рамките на еден кадар).
– Деблокирање и депрстенирање за намалување на ефектите од екстремна компресија.
Клучот е да се потисне шумот без да се изгубат оригиналните детали.
в. Обработка на движење и интерполација на кадри
Брзите движења може да изгледаат заматени или отсечени. Најновите телевизори имплементираат:
– Проценка на движење и компензација за измазнување на движењата.
– Интерполација на рамки (на пр. од 60 Hz до 120 Hz) со додавање на „вештачки“ рамки.
– Вметнување црна рамка или слични техники за зголемување на острината на движењето.
Меѓутоа, ако е премногу агресивно, резултатот може да биде ефект на „сапунска опера“ (како сапуница или аматерско видео). Затоа, обично постои избор на нивоа на обработка на движење.
г. HDR обработка и мапирање на тонови
Содржината HDR (висок динамички опсег) како HDR10, HDR10+ и Dolby Vision нуди поширок опсег на светлина и темнина, подобри детали во сенките и поживописни светли делови. Потоа, телевизорот врши мапирање на тоновите за да ја усогласи HDR содржината со можностите на панелот. На пример, ако панелот не може да достигне одредена максимална осветленост, системот ќе ги „премапира“ светлите делови за да се осигури дека тие сè уште изгледаат детално, наместо само заслепувачки бели.
Кај поновите телевизори, мапирањето на тонот може да биде:
– Статичен (врз основа на вообичаени метаподатоци),
– Динамички (кадар-по-кадар или сцена-по-сцена),
– дури и мапирање на тоновите со вештачка интелигенција што ги зема предвид видот на содржината и условите на осветлување во просторијата.
e. Обработка на бои и мапирање на гамата
Современите телевизори поддржуваат пошироки простори на бои (на пр., DCI-P3 или дури и поблиску до Rec.2020). Системот за обработка на сигналот ќе:
– Управувајте со балансот на белата боја,
– поправување на лентите во боја,
– извршете мапирање на гамата така што боите ќе останат точни дури и ако изворите на содржина се различни.
Целта не е само „шутнување“ на боите, туку конзистентни и природни бои, особено за филмска содржина.
5. Обработка на аудио: Од сигнал до импресивен звук
Подеднакво важна е и обработката на аудио. Најновите телевизори често користат:
– Виртуелен опкружувачки звук за да се создаде впечаток на простран звук иако звучниците се ограничени.
– Подобрување на дијалогот за појасни разговори.
– Автоматско нивелирање на јачината на звукот за стабилизирање на јачината на звукот за време на реклами или промени на сцени.
– Аудио премин/eARC, така што висококвалитетните аудио формати можат да се испраќаат до саундбар или AV приемник без многу влошување.
Некои модели дури користат и внатрешни микрофони за да извршат едноставна акустична калибрација, прилагодувајќи го карактерот на звукот на просторијата.
6. Улогата на вештачката интелигенција и сензорите во најновите телевизори
Современите телевизори стануваат „попаметни“ бидејќи користат сензори и вештачка интелигенција во обработката на сигналот, на пример:
– Сензор за светлина за автоматско прилагодување на осветленоста на екранот според условите во просторијата.
– Детекција на сцена со вештачка интелигенција за да препознае дали сцената е филм, спорт, анимација или игра, а потоа да го примени профилот за обработка што го смета за најсоодветен.
– Адаптивен звук со вештачка интелигенција за прилагодување на засилувањето на басот или дијалогот врз основа на типот на содржина.
Иако ова може да звучи идеално, на корисниците им се препорачува да пробаат режими „Филм“ или „Кино“ ако сакаат приказ поблизок до стандардите на креаторите.
7. Латентност и режим на игра
За гејмерите, доцнењето на влезот е клучен аспект на обработката на сигналот. Многу процеси на обработка на слика додаваат доцнење. Најновите телевизори го решаваат ова со:
– Режим на игра кој го исклучува тешкиот процес на обработка (како што е интерполација на рамки).
– Поддршка за ALLM (Auto Low Latency Mode) за телевизорот автоматски да влезе во режим на ниска латенција кога ќе се открие конзолата.
– VRR (Променлива брзина на освежување) за намалување на кинењето кога се менува брзината на сликите.
– Поддршка од 120 Hz на HDMI 2.1 за порамномерно движење.
Со оваа комбинација, телевизорот може да одржува добар визуелен квалитет без да се жртвува контролниот одзив.
8. Кесимпулан
Системот за обработка на сигнали кај најновите телевизори е комбинација од технологии за прием на сигнали, декодирање, обработка на слика и обработка на аудио кои работат заедно. Од демодулација на емитуваниот сигнал до зголемување на резолуцијата со вештачка интелигенција и мапирање на тонот со HDR, секоја фаза придонесува за остро, мазно и импресивно искуство при гледање. Не е изненадување што два телевизора со иста резолуција можат да произведат многу различни резултати со квалитет - бидејќи „моторите“ за обработка на сигнали во нив се исто така различни. Во иднина, обработката на сигнали сè повеќе ќе се потпира на вештачка интелигенција, сензори и интеграција со екосистеми за паметни домови, правејќи ги телевизорите не само екрани, туку и центри за забава кои се сè повеќе прилагодливи на потребите на корисниците.
