高清晰度電視-詳細(xì)解讀

高清晰度電視-詳細(xì)解讀

高清晰度電視高清晰度電視(HighDefinitionTeleVision,HDTV)目錄1什么是高清晰度電視[1]2高清晰度電視的技術(shù)特點(diǎn)[1]3高清晰度電視的主要參數(shù)[2]4高清晰電視與普通電視比較[3]5高清晰度電視系統(tǒng)的構(gòu)成[3]6各國高清晰度電視的發(fā)展[4]7相關(guān)條目8Reference什么是高清晰度電視[1]高清晰度電視的英文全稱為HighDefinitionTelevision，簡稱HDTV，它是集現(xiàn)代電子技術(shù)于一身的高科技視聽系統(tǒng)。高清晰度電視機(jī)是HDTV系統(tǒng)的最終顯示設(shè)備。國際無線電咨詢委員會(CCIR)為高清晰度電視下的定義是：“當(dāng)觀看距離為屏幕高度的3倍時(shí)，高清晰度電視的垂直清晰度和水平清晰度應(yīng)是現(xiàn)行電視的2倍以上，畫面的寬高比為16：9，配有多聲道優(yōu)質(zhì)伴音?！蹦壳?，已經(jīng)有一些國家按上述要求研制出高清晰度電視，其畫面清晰逼真，幾乎和35mm電影膠片的放映效果不相上下，其伴音則與激光唱片的音質(zhì)相同。高清晰度電視分為模擬HDTV系統(tǒng)和數(shù)字HDTV系統(tǒng)兩大類型。早期研制的HDTV屬模擬系統(tǒng)，而近期各國研制的HDTV則趨向數(shù)字系統(tǒng)。高清晰度電視的主觀感覺特點(diǎn)是具有真實(shí)的視覺感受。人們在用眼睛觀察實(shí)際景物和通過普通電視屏幕觀察畫面時(shí)存在著較大的差異，這種差別的原因在于景深感。當(dāng)人眼觀察實(shí)際景物時(shí)，由于其焦距很短，而眼睛調(diào)節(jié)聚焦的機(jī)能又很快，因而對遠(yuǎn)景和近景都會感到很精細(xì)，即景深感很強(qiáng)，這種感覺稱為人眼視覺。人們在日常觀察中已經(jīng)習(xí)慣了這種感覺。凡具有這種視覺感受的情況都認(rèn)同與觀察實(shí)景一樣。而通過電視屏幕觀察就不同了，由于攝像機(jī)鏡頭的景深很短，聚焦點(diǎn)的主體景物很清楚，而非聚焦點(diǎn)的前景和背景都不夠清楚，普通電視的分解力只有300線左右，背景就顯得更加模糊，因此通過屏幕顯示的電視圖像總是主體清楚而背景模糊，人們習(xí)慣了電視屏幕的這種顯示特點(diǎn)，自然而然地默認(rèn)了這種差異，這種現(xiàn)象稱為屏幕視覺。當(dāng)高清晰度電視提供了更高的細(xì)節(jié)分辨率之后，情況就不同了，HDTV能把屏幕視覺中背景表現(xiàn)得相當(dāng)清楚，使人感覺到與人眼視覺具有相同的效果，具有強(qiáng)烈的真實(shí)感。高清晰度電視的技術(shù)特點(diǎn)[1]高清晰度電視的技術(shù)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：(1)多種掃描格式HDTV有四個(gè)參數(shù)最不易統(tǒng)一，它們是垂直清晰度、水平清晰度、幀頻和掃描格式，這主要是因?yàn)閳D像清晰度受到壓縮比的限制。從理論上講，掃描行數(shù)越高，圖像清晰度越好，但傳輸頻帶和數(shù)據(jù)會隨之加大，致使圖像的壓縮比增加；而過大的圖像壓縮比又會降低圖像的質(zhì)量，使之事倍功半。目前，數(shù)字HDTV可以做到兼容多種掃描格式，可以和數(shù)字顯示器兼容，因而使數(shù)字HDTV的應(yīng)用前景更加廣闊。(2)先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù)目前，HDTV在圖像壓縮方面采用了MPEG．2國際標(biāo)準(zhǔn)，比起早期HDTV采用的圖像壓縮技術(shù)更加先進(jìn)，使得HDTV更易于在世界范圍內(nèi)推廣。(3)更具有吸引力的音頻技術(shù)HDTV在音頻壓縮方面取得了較大的進(jìn)步，目前采用了國際上處于領(lǐng)先地位的杜比AC．3技術(shù)，杜比AC一3系統(tǒng)可以保證人們在欣賞畫面的同時(shí)得到真實(shí)自然的音響效果，是目前音響技術(shù)中最完善的一種。(4)設(shè)計(jì)周全的調(diào)制方式HDTV設(shè)計(jì)更加周全的調(diào)制方式，考慮到地面廣播和電纜傳送兩種模式，采用殘留邊帶傳送系統(tǒng)，特別是對于電纜傳送系統(tǒng)調(diào)制方案的設(shè)計(jì)，更是其他電視系統(tǒng)望塵莫及的。在眾多數(shù)字HDTV制式中，美國大聯(lián)盟HDTV制式具有較多的優(yōu)勢，大聯(lián)盟HDTV制式的出現(xiàn)，使美國在HDTV領(lǐng)域處于遙遙領(lǐng)先的地位，加快了HDTV向全數(shù)字化方向發(fā)展的進(jìn)程。世界各國不得不重新調(diào)整各自的發(fā)展計(jì)劃，以迎接數(shù)字HDTV時(shí)代的到來。從目前的發(fā)展趨勢看，大聯(lián)盟數(shù)字HDTV制式很有可能作為世界制式得到推廣。對此，我國正給予高度重視，積極組織力量，加快對大聯(lián)盟HDTV的跟蹤研究，以便同國際先進(jìn)水平保持同步發(fā)展。高清晰度電視的主要參數(shù)[2]雖然HDTV目前還沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，但其主要參數(shù)已經(jīng)形成一些共識，這些參數(shù)主要有：1．掃描行數(shù)HDTV的掃描行數(shù)決定于人眼視覺系統(tǒng)的空間頻率響應(yīng)，掃描行數(shù)是觀看距離的函數(shù)。主觀評價(jià)質(zhì)量相同的圖像，觀看距離越近，則要求掃描行數(shù)越多。表7．3列出了在幾種不同的觀看距離時(shí)所需的掃描行數(shù)。HDTV的掃描行數(shù)要求在1200行左右，目前已提出1050行、1125行和1250行。表1觀看距離與掃描行數(shù)的關(guān)系觀看距離與圖像高度之比掃描行數(shù)3．99513．311252．8135l2．316012．圖像尺寸及寬高比主觀評價(jià)實(shí)驗(yàn)表明，畫面尺寸越小，圖像質(zhì)量主觀感覺越好。圖像尺寸越大，重現(xiàn)圖像的真實(shí)感越強(qiáng)。HTDV的圖像寬高比一般為16：9或5：3，寬屏幕顯示時(shí)圖像的真實(shí)感及臨場感好。3．信號帶寬人眼視覺系統(tǒng)的彩色感覺特性與亮度感覺特性相比較，前者頻帶比后者窄得多。同時(shí)考慮到傳輸彩色圖像信息方便起見，采用亮、色分離的傳輸方式是最好的方法。當(dāng)要求圖像的分辨率越高時(shí)，則亮度信號的頻帶越寬。根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)的特性，不同掃描行數(shù)及寬高比的圖像信號，其帶寬也不同，表2列出了掃描行數(shù)與信號帶寬的關(guān)系。表2掃描行數(shù)與信號帶寬的關(guān)系掃描行數(shù)951112513511601亮度信號帶寬／MHz15202840色度信號帶寬／MHzR5．07．O1014G3．55．57．010B4．76．59．413.3高清晰電視與普通電視比較[3]表3是高清晰度電視與普通電視的比較。由于高清晰度電視的掃描線數(shù)大約是普通電視的2倍，所以畫面質(zhì)量特別好。此外，高清晰度電視畫面的寬高比是16：9，從視覺效果上來說。是寬高比為4：3的普通電視所無法達(dá)到的。假設(shè)普通電視的有效掃描線數(shù)為490線，則像素?cái)?shù)目為490×490×=320000[個(gè)]設(shè)高清晰度電視的有效掃描線數(shù)為1000線，則其像素?cái)?shù)目為1000×1000×=1780000[個(gè)]是普通電視的5．5倍。高清晰度電視普通NTSC制電視掃描線數(shù)1125525畫面寬高比l6：94：3隔行比2：l2：l場頻60Hz59.41Hz圖像信號帶寬20MHz4．2MHz聲音信號調(diào)制方式PCM4通道FM2通道最佳視聽距離H×3H×7表中H為畫面高度。圖1是最佳視聽距離的比較。普通電視的最佳視聽位置是畫面高度的7倍，而高清晰度電視的最佳視聽位置是畫面高度的3倍。此外，在最佳視聽位置上觀看畫面，高清晰度電視水平張角是30°，是普通電視的3倍，臨場感大大增強(qiáng)。圖最佳視聽位置聲音效果的比較普通電視NTSC制式的聲音系統(tǒng)是2通道FM(調(diào)頻)方式，而高清晰度電視共有4個(gè)聲音通道。前方的聲音來自正前方、左前方和右前方3個(gè)通／潲＼道，左后方和右后方的聲音共用1個(gè)通道。這樣一來，高清晰度電視不但畫面大，而且聲音的信息量也增加了，臨場感就更強(qiáng)了。圖高清晰度電視的聲音系統(tǒng)高清晰度電視系統(tǒng)的構(gòu)成[3]高清晰度電視系統(tǒng)的基本構(gòu)成如下圖所示。在發(fā)送端，高清晰度電視圖像信號和聲音信號先由編碼器變換成數(shù)字信號，再經(jīng)過FM調(diào)制器變成射頻信號，然后由發(fā)射機(jī)將射頻信號發(fā)送給廣播衛(wèi)星(BS)。在接收端，BS天線接收廣播衛(wèi)星送下來的電波，隨后數(shù)字信號經(jīng)解碼器變成模擬信號，于是就得到了高清晰度電視圖像。圖高清晰度電視系統(tǒng)的基本構(gòu)成各國高清晰度電視的發(fā)展[4]在HDTV的研制中，走在世界前列的是日本。從1970年代起，日本便開始了HDTV的研制開發(fā)。最先讓世界震驚的是日本廣播協(xié)會(NHK)的研究成果——每幀圖像1125行，每秒60場，隔行率為2：1，畫面寬高比為5：3。日本研制的高清晰度電視，其艷麗的色彩畫面、高保真的立體聲與寬銀幕帶來的視覺沖擊相結(jié)合，立刻引起了人們的關(guān)注，但由于其MUSE制式與原來的NTSC制式的不相容，加上其采用的仍是模擬技術(shù)，很快讓美國后來居上。美國的高清晰度電視一開始便采用數(shù)字技術(shù)，并于1996年開始進(jìn)行高清晰度數(shù)字電視試播，現(xiàn)已正式開始了數(shù)字電視的播出，2006年已全面淘汰模擬電視，停止模擬電視節(jié)目的播出。在歐洲，英、法、西班牙等國也先后開始了數(shù)字電視的播出。1993年，日本開始研究全新概念的電視廣播ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播)。1994年11月，在國際電聯(lián)無線電通信部門會議上，日本通過決議將MPEG-2作為數(shù)字廣播的技術(shù)基礎(chǔ)予以采用，正式開始邁向數(shù)字電視。目前全球只有3個(gè)HDTV標(biāo)準(zhǔn)：①美國的ATSC(AdvancedTelevisionSystemCommittee，先進(jìn)電視制式委員會)標(biāo)準(zhǔn)。ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)在6MHz帶寬內(nèi)傳輸高質(zhì)量的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，在地面廣播信道中可靠地傳輸約19Mbps的數(shù)字信息，在有線電視頻道中可靠傳輸38Mbps的數(shù)字信息，系統(tǒng)能提供的分辨率是常規(guī)電視的5倍。ATSC在視頻壓縮和傳輸上采用MPEG-2技術(shù)，而在音頻壓縮和傳輸上采用DolbyDi西tal技術(shù)。②歐洲的DVB(DigitalVideoBroadcasting，數(shù)字視頻廣播)標(biāo)準(zhǔn)。DVB標(biāo)準(zhǔn)包括：DVB廣播傳輸系統(tǒng)、DVB基帶附加信息系統(tǒng)、DVB交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)、DVB條件接收及接口標(biāo)準(zhǔn)。DVB對音頻、視頻的壓縮和傳輸均采用了MPEG-2技術(shù)。DVB廣播傳輸系統(tǒng)主要包含3個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)：一是DVB—S數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。它幾乎為所有的衛(wèi)星廣播數(shù)字電視系統(tǒng)所采用，我國也選用了該標(biāo)準(zhǔn)。二是DVB—C數(shù)字有線電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)前端可從衛(wèi)星和地面獲得信號，在終端需要電纜機(jī)頂盒。三是DVB—T數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。它是最復(fù)雜的DVB傳輸系統(tǒng)，傳輸質(zhì)量高，但接收費(fèi)用也高。③日本的ISDB標(biāo)準(zhǔn)。ISDB利用一種已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用方案，在一個(gè)普通的傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號，同時(shí)已經(jīng)復(fù)用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送出去。目前，采用美國ATSC標(biāo)準(zhǔn)的有5個(gè)國家和地區(qū)，共有30個(gè)成員。決定采用歐洲D(zhuǎn)VB．T標(biāo)準(zhǔn)的已有33個(gè)國家和地區(qū)，其成員已經(jīng)達(dá)到265個(gè)。ISDB籌劃指導(dǎo)委員會的委員有17個(gè)，委員之外的成員有23個(gè)，它們都是日本國內(nèi)的電子公司和廣播機(jī)構(gòu)。從這3個(gè)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的成員數(shù)量及分布情況來看，DVB標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展最快，普及范圍最大。中國于1999年10月1日天安門國慶50周年慶典時(shí)進(jìn)行了高清晰度電視轉(zhuǎn)播試驗(yàn)工作，試驗(yàn)的成功標(biāo)志著我國高清晰度電視的研制開發(fā)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，中央電視臺試播了一個(gè)高清晰電視頻道。從2005年開始，中央臺的一些優(yōu)秀欄目，如《非常6+1》、《開心辭典》、《藝術(shù)人生》等也都采用高清晰度電視設(shè)備錄制，許多大型電視劇(如《大宅門》等)、大型專題節(jié)目也都采用高清晰設(shè)備錄制，這標(biāo)志著我國的高清晰數(shù)字電視進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。目前，我國已在北京、上海、深圳三個(gè)城市進(jìn)行數(shù)字電視研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)，目的是對目前已經(jīng)提出的數(shù)字電視和HDTV的各種方案標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入的考察試驗(yàn)，從實(shí)踐中驗(yàn)證，為早日制訂我國