正在逐步“走入”我国家庭的HDTV高清数字电视PDF文件

注意：本文已被节选、并发表在《电子资讯时报》上。限于篇幅原因，这里只节选部分内容，如您感兴趣，请E-MAIL至[e-mail]。正在逐步“走入”我国家庭的HDTV高清数字电视北京阳天宽频网络技术有限公司杨天喜随着中央电视台的“高清影视”数字电视节目在2005年9月的试播，以及2006年元旦央视“高清影视”及上海文广的“新视觉”高清数字电视节目正式播出，使我国正式迈入HDTV高清数字电视新时代，目前它正以蓬勃的姿态发展着。而高清数字电视接收机作为未来家庭的数字多媒体处理和显示终端，目前也备受关注。一、高清数字电视的定义和标准及其相关产品的认证1．高清数字电视和高清数字电视接收（一体）机的定义数字电视DTV(DigitalTV)是一个复杂的系统，也就是从电视信号的采集、节目的摄像、编辑制作、传送、接收等整个广播链路全部采用数字技术的系统。因此，它是一个系统级的概念，这与我国所颁布的信息产业部行业标准的规定是相同的。高清数字电视是数字电视DTV标准中最高级的一种，简称为HDTV；它的宽屏模式为16:9，并且采用多通道传送。它也是一个综合概念，涉及到清晰度、亮度、对比度、色域覆盖率等大量技术指标以及支持的图像格式、接口等的要求，但其中最本质的当然就是清晰度指标。在我国所发布的通用规范标准《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》中，要求高清显示器的图像清晰度为1920x1080i/50Hz（1080是电视线，表示人眼能主观察觉到的电视图像细节清晰程度），是常规电视的两倍左右，并配有多路环绕立体声。所以由权威机构“国家数字电视接收设备和性能标准制定工作组”是这样定义的HDTV高清数字电视：能接收地面接收标准（后扩展到卫星和有线接收标准等）的射频、垂直分辨率不小于720电视线、国家格式为1920×1080i、宽高比为16：9，并能向下兼容4:2:2以及4:2:0格式的标清数字电视的设备。它可以划分为一体机和分体机；一体机就是指内置各类高清数字接收机顶盒（信源解码、信道解码、条件接收、数字信号处理及显示等）完整功能的高清数字电视接收机，直接标识为HDTVreceiver，但在我国市场上还没有这种真正意义上的高清数字电视接收（一体）机；分体机是指内部不带各类高清数字接收机顶盒的高清数字电视显示器（Monitor），它以HDTVready来标识，表示可以接收并正确显示出经外部高清数字接收机顶盒解码以后的HDTV图像。因而目前市场上所谓的高清电视机，其实都是HDTVready的高清数字电视显示器（Monitor）。2．HDTV高清数字电视显示标准HDTV的标准除了信道编码和信号传输技术以外，在显示格式上大约有18种可选，其中，1080i和720P同是国际认可的数字高清晰度电视标准。因原NTSC国家采用的是1080i/60Hz格式，同NTSC模拟电视场频相同。而欧洲以及中国等一些原PAL制国家则采用了1080i/50Hz模式，场频同PAL模拟电视相同。其中1080、720则代表垂直方向所能达到的分辨率；而i代表隔行扫描，P代表逐行扫描。隔行就像百叶窗，是不完整的图像，逐行才是一次显示一幅完整的画面（如下图）；逐行扫描的有1080/24P/25P/30P，隔行扫描的1080/50i/60i等。但是，却不要简单以为1080i一定比720P的好，尽管1080i可以提供更高的象素（207万），比720P的92万高出不少，但是画面稳定度则是720P更具有优势。包括液晶LCD、等离子PDP、液晶背投(硅基LCOS)、液晶前投、背投阴极射线管、阴极射线管六种数字电视显示器的高清标准GY/T155-2000于2006年3月31日由信息产业部公布，并于2007年1月1日起实施。同时公布的还有要从2006年3月31日起实施的“《数字电视接收设备术语》及试验方法、接口、机顶盒、机卡分离”等方面的共25项与数字电视相关接收终端的行业推荐性标准。值得注意的是，因是行业推荐性标准，所以不具有强制性，任何单位均有权决定是否采用，违犯这类标准，也不构成经济或法律方面的责任。这类推荐性标准只有经接受并采用，或各方商定同意纳入经济合同中，才能具有法律上的约束性。而这推迟了的、2007年1月1日才实施的六种数字电视显示器标准，恰恰就是关于数字高清电视显示终端的标准，即高清数字电视显示格式全称是1125/50/2:1，可以简称为1080/50i-16:9，即有效像素水平1920×垂直1080，扫描频率为50场，i指隔行扫描，而16:9是宽高比，尤其在显示电影大片时，可更显其优势。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建．高清数字电视相关产品的认证这25项数字电视终端产品行业推荐性标准颁布后，本着推动产业健康发展、规范市场、引导消费的原则，2006年4月11日，信息产业部数字电视领导小组办公室决定，将依据行业标准和国家有关规定，联合国家认证认可监督管理部门，即中国质量认证中心(CQC)，支持中国电子技术标准化研究所（CESI）等产品认证机构开展产品认证工作，在全国范围内开展“高清晰度”、“标准清晰度”、“机卡分离”等数字电视产品认证标志。国内外电视机生产企业可自愿到国家认证认可监管部门授权的认证机构，按照行业标准对各自生产的不同型号电视机等产品进行检测认证。通过认证HDTV高清数字电视接收机，才可以贴上具有权威认证机构“高清”标志的标签，从而使消费者一目了然的获悉相关数字电视产品的性能和功能。随后，包括康佳、TCL、海尔在内的多家企业宣称获得了信产部数字高清电视的标准认证证书。而松下、日立与中央电视台的央视高清合作，也拿到高清认证标识。二、标清与高清数字电视的简单对比首先，高清电视在制作成本方面，高清节目较标清节目成本要高，因此节目源将是高清电视一个较大的瓶颈，可收看的节目内容有限。但在色彩还原方面，高清电视节目要比标清电视节目好，能够表现的细节更加丰富；且在高清电视节目前期拍摄时，要求照明灯光增加，化妆、服装更要特别细致，拍摄时还要注意构图、焦点和推拉摇移的稳定性，任何一点不小心就会在镜头中看得十分清楚，而将使高清电视节目出现缺憾；此外，在其后期制作过程中，除了与标清节目一样的制作环节外，画面调色是高清节目不可或缺的一个步骤，只有经过调色处理，才能使高清节目的表现力更加逼近电影。其次，也因高清的有效像素1920X1080i（信息量）是标清的五倍。也就是说，在收看效果相同的情况下，高清电视屏幕面积是标清的5倍，因此，高清数字电视节目更适合用大屏幕来观看。以下为标清与高清数字电视的简单对比表：模拟电视标清数字电视高清数字电视SDTVHDTV扫描线720*480,720*576(1920*1080i-隔行扫描)播出格式480i或576i1080/50i音质数字音效,但不一定杜比音效杜比立体声音效(AC3环绕音效，美国和欧洲)画面4:3or16:916:9压缩格式MPEG-2MPEG-2、MPEG-4、H.264、AVS频道节目数6MHz:3~6；8MHz:3~86MHz:1；8MHz:1~2数字接口DVI;HDMIDVI;HDMI模拟接口RCA;S,SCART,YPrPbRCA;S,SCART,YPrPbRCA;S,SCART,D,YPrPb；未来将增加USB,PCMCIA,1394/iLINK,硬盘,网络等接口活动扫描线4805767201080水平扫描线720(NTSC)720(PAL)12801920显示器比例特性16:94:316:94:316:916:9帧速率和扫描方式60i(30)/60P/30P50i(25)60P,50P25P30P60i,50i25P30P视频带宽（MAX）5.76MHz11.52MHz30MHz(标准规定)备注1.30P：即每秒30的逐行扫描格式，其中:i=隔行扫描；P=逐行扫描2.接口：D-SUBXGA（RGB）俗称“15针”接口，是电脑显示器用的接口，支持的分辨率也很高，但和传输数字信号DVI接口相比，模拟的VGA在信号纯净度上又有劣势；而不管是DVI还是VGA，由于线缆数量多，而无法做的很长，所以在数字电视上还都配备YPrPb或者YCrCb。YPrPb色差端子是数字高清晰度电视专业输入端子，和DVD分量(YCrCb)看起来很相似，但是支持的分辨率要高很多；DVD分量只支持480i/p。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建(165MHz*24bit*2)适合传输无压缩、高清晰度视频信号。最高支持QXGA(2048x1536)格式，不支持声音的传输。HDMI(DVI-CE)最高传输速度是3.95Gbps支持HDTV信号的无压缩传输，并支持8声道96KHz或1个声道的192KHz数字伴音。可以使用一根HDMI线完成高清晰度图像和数字伴音的传输，并具有HDCP数字版权保护功能。三、高清数字电视的详细分解通过下表，我们可以知道，同样象其它如SDTV标清数字电视一样，HDTV高清数字电视一个广泛的术语，简单地说，从高清节目源的制作和高清节目的数字信号处理、高清节目的数字信号的传输、以及高清节目的数字信号接收和显示，也包括在这其中所涉及的各种标准和相互连接接口的整个过程。而大家在家电商场中看到的HDTV高清数字电视机也只是HDTV高清数字电视的信号显示终端设备（如果是HDTV高清数字电视一体机，才具有HDTV高清数字电视信号接收功能，否则还需要各种类型的HDTV高清数字电视机顶盒）。因而。我们要想收看到HDTV高清晰度数字电视节目，必需具备上述对应HDTV高清数字电视整个过程的三个条件：1）拥有高清电视节目内容；2）已建立高清节目的熟悉信号传输系统；3）高清HDTV接收机顶盒和高清数字电视显示器，或者真正意义上、二合一的高清数字电视接收（一体）机。HDTV信号的产生HDTV信号的传输HDTV信号的接收和显示环节高清节目源的制作、编辑、存储等的处理1．通过（直播）卫星传输网络；2．通过有线电视传输网络；3．通过地面固定或移动数字电视网络；4．通过IP网络电视系统。1．各类机顶盒+HDTV高清数字电视（显示器）或者HDTV高清数字电视接收一体机；2．移动便携PMP一体机,USB移动接收机顶盒等。数字接口SDI、ASE/EBU、DVI、HDMI等ASI、SPI、RJ45、E1、DS3等。DVI;HDMI;RCA;S,SCART,D,YPbYr；未来将增加USB,PCMCIA,1394/iLINK,硬盘,网络等接口。对应的技术和标准信源编码标准：中国AVS、MPEG-2、MPEG-4、H.2641．（直播）卫星：DVB-S和DVB-S2；2．有线电视：DVB-C；3．地面数字：中国DMB-TH（DMB-T和ADTB-T“开关”方案）；4．IP互联网络协议。对应各自的与前述信源编码的传输技术相同的标准；另外还有时移功能；机卡分离标准；802.11a/b/g标准的Wi-Fi；以及未来802.16a/e的WiMax。所使用的设备举例高清AVS或MPEG-2或MPEG4或H.264数字压缩编码器码流解调/转换器、数字调制器、数字再复用器、独立加扰器、加密系统、用户管理系统、EPG系统、数据广播平台、VOD系统等卫星/有线/地面数字发射系统。MPEG2或MPEG4或H.264或AVSDVB-S/DVB-C/DMB-TH+IP+PVR带硬盘录制的高清双/多模接收机顶盒；移动便携PMP一体机等。1．高清数字电视的信源编解码技术因要显示1920×1080iHDTV高清节目图像，其数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而高清数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输，而是要多一道数字压缩编码工序。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使高清数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20~30Mbps甚至更低的内容信息量；所以也只有采用数字压缩和数字传输技术等数字信号处