基本含義
高清晰度電視是一種新的電視業(yè)務,國際電聯(lián)給出的定義:“高清晰度電視應是一個透明系統(tǒng),一個正常視力的觀眾在距該系統(tǒng)顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質量應具有觀看原始景物或表演時所得到的印象”。水平和垂直清晰度是常規(guī)電視的兩倍左右,配有多路環(huán)繞立體聲。
[1]HDTV與當前采用模擬信號傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)電視系統(tǒng)不同,HDTV采用了數(shù)字信號傳輸。由于HDTV從電視節(jié)目的采集、制作到電視節(jié)目的傳輸,以及到用戶終端的接收全部實現(xiàn)數(shù)字化,因此HDTV給我們帶來了極高的清晰度,分辨率最高可達1920×1080,幀率高達60fps,是足夠讓DVD汗顏的。除此之外,HDTV的屏幕寬高比也由原先的4:3變成了16:9,若使用大屏幕顯示則有親臨影院的感覺。同時由于運用了數(shù)字技術,信號抗噪能力也大大加強,在聲音系統(tǒng)上,HDTV支持杜比5.1聲道傳送,帶給人Hi-Fi級別的聽覺享受。,諸多的優(yōu)點也必然推動HDTV成為家庭影院的主力。
HDTV也是DTV標準中的一種,擁有最佳的視頻、音頻效果,或對該系統(tǒng)所有的信號傳播都是通過由二進制數(shù)字所構成的數(shù)字流來完成的。
此外DTV技術還可分為LDTV(LowDefinitionTeleVision)低清晰度電視,其圖像水平清晰度大于250線,分辨率為340×255,采用4:3的幅型比,主要是對應現(xiàn)有VCD的分辨率量級;標準清晰度電視(SDTVStandardDefinitionTeleVision)其圖像水平清晰度為500--600線,最低為480線,分辨率為720×576,采用4:3的幅型比,主要是對應現(xiàn)有DVD的分辨率量級。應用于廣播級的后期制作中的視頻標準主要是SDTV及HDTV。
UHDTV是一種特高清晰度電視(UltraHighDefinitionTelevision)系統(tǒng)標準,采用比現(xiàn)有的高清電視(HDTV)和數(shù)字電影更高的分辨率7680×4320和50/60fps的幀率進行視頻的采集、傳輸、存儲和顯示,除了在視頻分辨率定義之外,SHV還定義了22.2多聲道音頻系統(tǒng)標準。
鑒于1920×1080已成為高清通用圖像格式(HDCIF),而且UHDTV是一種旨在表現(xiàn)影視、戲劇、綜藝、體育賽事、音樂會等節(jié)目的數(shù)字視頻系統(tǒng),因此UHDTV的圖像格式要高于現(xiàn)有HDCIF的質量。UHDTV的圖像格式分為UHDTV1(3840×2160)與UHDTV2(7680×4320)兩個層次,支持50Hz、60Hz及59.94Hz等幾種幀率,系統(tǒng)采用逐行掃描。由于采用正交采樣,因此UHDTV圖像的像素橫縱比(PAR)為1:1,顯示橫縱比(DAR)為16:9。為了保持與現(xiàn)有HDTV系統(tǒng)的兼容性,除上述兩種圖像格式的像素數(shù)量分別為HDCIF的4倍與16倍之外,UHDTV系統(tǒng)的基色坐標、標準白、光電轉換函數(shù)、亮度/色差分量方程等色度學指標都與ITU-RBT.709、SMPTERP177等現(xiàn)有標準兼容。UHDTV圖像的數(shù)字表示形式與相關采樣結構為R’G’B’(4:4:4)或Y’CB’CR’(4:4:4/4:2:2/4:2:0),每個分量的量化位數(shù)皆為10或12bit,不過R’G’B’/Y’CB’CR’分量并未全部占用1024或4096個可用碼值。
HDTV有三種顯示格式,分別是:720P(1280×720,非交錯式,場頻為24、30或60),1080i(1920×1080,交錯式,場頻60),1080P(1920×1080,非交錯式,場頻為24或30),不過這從根本上說也只是繼承模擬視頻的算法,主要是為了與原有電視視頻清晰度標準對應。對于真正的HDTV而言,決定清晰度的標準只有兩個:分辨率與編碼算法。
美國的高清標準主要有兩種格式,分別為1280×720p/60和1920×1080i/60;歐洲傾向于1920×1080i/50;其中以720p為最高格式,需要的行頻支持為45kHz,而1080i/60Hz的行頻支持只需33.75kHz,1080i/50Hz的行頻要求就更低了,僅為28.125kHz。
在高清信號的三種格式中,1080i/50Hz及1080i/60Hz雖然在掃描線數(shù)上突破了1000線,但它們采用的都是隔行掃描模式,1080線是通過兩次掃描來完成的,每場實際掃描線數(shù)只有一半即1080/2=540線。由于一幅完整的畫面需要用兩次掃描來顯示,這種隔行掃描技術原理上的限制,在顯示精細畫面尤其是靜止畫面時仍然存在輕微的閃爍和爬行現(xiàn)象。但720p/60Hz不同,它采用的是逐行掃描模式,一幅完整畫面一次顯示完成,單次掃描線數(shù)可達720線,水平掃描達到1280點;同時由于場頻為60Hz,畫面既穩(wěn)定清晰又不閃爍。
我們經??吹降腍DTV分辨率是1280×720和1920×1080,這對于如今的顯示器而言的確是不小的考驗,如果分辨率進一步提高,那么將很難在現(xiàn)有的顯示器上獲得更加出色的畫質,因為此時的瓶頸在于顯示設備。另外也可以肯定的是,對于32英寸以下的屏幕而言,1920×1080分辨率基本已經達到人眼對動態(tài)視頻清晰度的分辨極限,也就是說再高的分辨率也只有在大屏幕顯示器上才能顯現(xiàn)出優(yōu)勢。
除了分辨率是HDTV的關鍵,編碼算法也是不可忽視的環(huán)節(jié)。HDTV基本可以分為MPEG2-TS、WMV-HD和H.264這三種算法,不同的編碼技術自然在壓縮比和畫質方面有著區(qū)別。相對而言,MPEG2-TS的“壓縮比”較差,而WMV-HD和H.264更加先進一些。而十分容易理解的是,“壓縮比”較差的編碼技術對于解碼環(huán)境的要求也比較低,也就說在硬件設備方面的要求可以降低。
逐行掃描
顧名思義,逐行掃描的原理是屏幕圖像從第一條掃描線一直連續(xù)掃描到最后一條,而非先掃奇數(shù)條再掃描偶數(shù)條。逐行掃描可以消除因隔行掃描而產生的閃爍等現(xiàn)象,這是因為相較于隔行掃描而言,逐行掃描在同樣的時間內掃描了2倍。舉例來說,一般的HDTV電視機在隔行掃描的狀態(tài)下,每秒只掃描了30個完整的圖像,而在逐行掃描的狀態(tài)下,相當于每秒可以掃描60個完整的圖像。
比特率
比特率是一種數(shù)字多媒體壓縮效率的參考指標,表示記錄數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)每秒鐘所需要的平均比特值,通常我們使用Kbps作為單位。
在HDTV這種壓縮數(shù)字多媒體文件中,比特率直接關系片源的好壞。雖說HDTV的比特率一般都在1MBps以上,但是在高動態(tài)畫面情況下,較低的比特率容易出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象,這將嚴重影響觀看效果。
相關標準
HDTV的幾種分辨率標準
根據(jù)各個國家使用電視制式的不同,各國家和地區(qū)定義的HDTV的標準分辨率也不盡相同。具體來說,,其中P代表英文單詞Progressive(逐行),而i則是Interlaced(隔行)的意思。
常見的兩種顯示模式是720P和1080i。1080i是大多數(shù)國家普遍采用的一種模式(也包括我國),它的分辨率為1920×1080,擁有207.3萬像素。在原本采用NTSC制式的國家如美日韓,他們規(guī)定的1080i仍然采用60Hz場頻,這主要是為了與其以前的標準接軌;而我國規(guī)定1080i采用的是50Hz場頻,也與以前PAL制式的場頻相同。
在1080i顯示模式下,屏幕分辨率可以達到1920×1080,采用隔行掃描方式,也就是說:電子槍首先掃描540行,再掃描另一個540行,兩者疊加構成完成畫面。而對于一般消費者來說,540行的垂直分辨率水平,顯示效果已經相當令人滿意了,也可以說是達到了HDTV的高畫質的要求。
從技術上說,開發(fā)720P這種顯示分辨率明顯比開發(fā)1080i更加復雜,因為它提供分辨率為1280×720,也就是92.16萬像素。最重要的是,720P采用的是逐行掃描,也就是說在同一時間需要達到720線的垂直清晰度水平,而不是像1080i那樣一次掃描540線經過兩次疊加,因此將牽涉到更高的行頻輸出,對顯像管的要求太高。主要是使用NTSC制式的美國和日本在使用此技術。自然,它們使用了60Hz的場頻。
HDTV的片源主要來自于網絡和電視臺,其中網絡上流傳的片源也以720P和1080i最為常見,最高規(guī)格的1080P的樣片可在微軟WMV-HD站點找到一些。
如果采用1080P/25Hz格式拍攝高清晰度內容,可以方便地將每一幀完整的1080P圖像拆成兩幀隔行掃描的1080i圖像。這樣1080P/25Hz格式就變成了1080i/50Hz的圖像,這樣就方便應用于歐洲和中國這些原PAL制國家的數(shù)字高清晰度電視。
同理,1080P/30Hz上也可以在拍攝完畢后方便地轉換為1080i/60Hz的圖像,方便應用于美國和日本等國家。
顯示格式
HDTV有三種顯示分辨率格式,分別是:720P(1280×720,逐行)、1080i(1920×1080,隔行)和1080P(1920×1080,逐行)。
720P的字母p代表代表英文單詞progressiver(逐行),而1080i中的i則是interlaced(交錯)的意思,1080p中的p代表非交錯。這三種顯示模式,每秒鐘都提供了60貞的圖像,其中720p每一秒鐘都提供了60幅圖像;而1080i則采用了隔行掃描的方式,每秒鐘在奇數(shù)行和偶數(shù)行交錯提供30幅圖像,所以1080i模式下的畫面會感覺有些閃爍;而1080p在1080i顯示模式的基礎上提供逐行掃描的方式,在所有顯示模式中1080p的顯示效果是最為出眾的,但是對系統(tǒng)負荷要求也最高。
影片格式
從網絡上我們可以下載到的HDTV影片主要WMV、XVID、DIVX、H.264等編碼,它們各有長處,也各有缺點,其中H.264由于得到了NVIDIA和Ati兩家公司的支持所以比較火爆,相對于其他編碼方式來說,H.264擁有了很多新特性,這些特性決定了H.264前途更為光明。H.264/MPEG-4AVC(ISOMPEG-4Part10)
H.264(ITU-T命名),或稱之為MPEG-4AVC(ISO/IEC命名),是一種由ITU-T與ISO/IEC正在聯(lián)合進行開發(fā)的視頻編解碼方案,即將成為MPEG-4標準的第10部分(ISOMPEG-4Part10)。關于該技術的視頻編碼方案,正式命名為ITU-TH.264或“JVT/AVC草案”。H.264/MPEG-4AVC作為MPEG-4標準的擴展(MPEG-4Part10),充分利用了現(xiàn)有MPEG-4標準中的各個環(huán)節(jié)。H.264/MPEG-4AVC就在現(xiàn)有MPEG-4AdvancedSimpleProfile的基礎之上進行發(fā)展的。
H.264/MPEG-4AVC的編解碼方案流程主要包括如下5個部分:亞像素級運動估計與幀內估計(Estimation)、變換(Transform)及逆變換、量化(Quantization)及逆量化、環(huán)路濾波器(LoopFilter)、熵編碼(EntropyCoding)。
標準選擇AdvancedVideoCoding(高級視頻編碼)(AVC)作為“官方”名-因為對應視頻的音頻格式是AdvancedAudioCoding(先進音頻編碼)(AAC)。
HDRIP
HDRip是HDTVRip的縮寫,是用DivX/XviD/x264等MPEG4壓縮技術對HDTV的視頻圖像進行高質量壓縮,然后將視頻、音頻部分封裝成一個.avi或.mkv文件,最后再加上外掛的字幕文件而形成的視頻格式。實際上是對HDTV的2次壓縮,將原來的MPEG2編碼重編碼為MPEG4編碼。CHD制作的HDRIP遵循嚴格的制作標準,盡力在文件大小和畫質之間取得最佳平衡點(通??刂圃谝徊侩娪?.4GB左右,正好相當于一張DVD-R的容量,以便保存)。
相關問題
1,什么是HDTV?
要解釋HDTV,我們首先要了解DTV,或對該系統(tǒng)所有的信號傳播都是通過由二進制數(shù)字所構成的數(shù)字流來完成的。數(shù)字信號的傳播速率為每秒19.39兆字節(jié),如此大的數(shù)據(jù)流傳輸速度保證了數(shù)字電視的高清晰度,克服了模擬電視的先天不足。同時,由于數(shù)字電視可以允許幾種制式信號的同時存在,因此每個數(shù)字頻道下又可分為若干個子頻道,能夠滿足以后頻道不斷增多的需求。HDTV是DTV標準中最高的一種,即HighDefinisionTV,故而稱為HDTV。
2,HDTV中要求音、視頻信號達到哪些標準?
HDTV有三種顯示格式,分別是:720P(1280×720P,非交錯式),1080i(1920×1080i,交錯式),1080P(1920×1080p,非交錯式)。
3,如何收看HDTV節(jié)目?
HDTV電視的價格仍高高在上,不是普通消費者所能承受的。因此,在網絡中找尋HDTC源。
4,哪些是可用于電腦播放的HDTV文件?
網絡中流傳的HDTV主要以兩類文件的方式存在,一類是經過MPEG-2標準壓縮,以.tp和.ts為后綴的視頻流文件,一類是經過WMV-HD(WindowsMediaVideoHighDefinition)標準壓縮過的.wmv文件,還有少數(shù)文件后綴為.avi或.mpg,其性質與.wmv是完全一樣的。
HDTV文件都比較大,即使是經過重新編碼過后的.wmv文件也非同小可。以一部普通電影的時間長度來計算,.wmv文件將會有4G以上,而同樣時間長度的.tp和.ts文件能達到8G以上,有的甚至達到20多G。因此,除了通過文件后綴名,還可以通過文件大小來判斷是否為HDTV文件。
5,如何在個人電腦上播放HDTV節(jié)目?
對于.wmv文件,只要系統(tǒng)安裝了WindowsMediaPlayer9或更高版本,就可以正常播放,一些播放軟件的最新版本已經開始支持WMV-HD,如WINDVD6等,也可以直接使用這些軟件播放HDTV。有些HDTV文件在壓縮過程中采用了其它標準的編碼格式,就需要安裝對應的解碼器,遇到WindowsMediaPlayer9不能正常播放時,可以再安裝ffdshow,它帶有各種最常用的解碼器。
播放以.tp和.ts為后綴的視頻流文件要稍微麻煩一點,因為文件中分別包含有AC3音頻信息和MPEG-2視頻信息。好在現(xiàn)下有已經不少專門播放.tp和.ts文件的軟件問世了,Moonlight-ElecardMPEGPlayer就是其中一款比較常見的支持HDTV播放的軟件,目前最新的版本為2.x。安裝完后,也可以運行其它播放軟件來調用Moonlight-ElecardMPEGPlayer的解碼器進行播放。
6,如何鑒別HDTV的顯示格式?
我們無法僅從文件名稱、大小上來判定一個HDTV文件的顯示格式是720P還是1080i,或是1080P,但是有不少軟件可以在播放時顯示影片的圖像信息,如WINDVD、zplay等,在軟件的控制面板中選擇對應的選項就可以看到詳細的信息。
7,為什么我只能看到圖像,卻聽不到聲音?
這是因為未安裝AC3音頻解碼器,導致HDTV文件中的音頻信息不能被正確識別的原因。解決的方法是下載并安裝對應的音頻解碼器,常用的有AC3Filter,這些音、視頻解碼器只需安裝一次即可,播放HDTV文件時系統(tǒng)會自動調用,而不必每次播放的時候都打開其控制界面。
8,為什么我播放HDTV時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象?
在家用電腦上播放HDTV,對其硬件配置要求較高,主要是與CPU、顯存、內存緊緊相關,如果這三樣中有一樣性能過低,就會產生一些播放問題。播放HDTV時會出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象是顯存容量不夠造成的,尤其是在播放1080i格式HDTV的時候,1920×1080的像素量,需要足夠大的顯存才能滿足其數(shù)據(jù)吞吐,因此顯存至少需要64M以上,建議128M。由于是2D顯示,所以對顯卡核心的運算能力要求反而不是很高。
9,為什么播放HDTV時畫面和語音停頓?
一些采用了WMV-HD重新編碼的HDTV文件,因為有著較高的壓縮率,在播放時就需要非常高的CPU運算能力來進行實時解碼,一般來說P42.0G/AMD2000+以上及同級別的CPU可達到這個要求。同時,由于HDTV的數(shù)據(jù)流較大,需要足夠的內存來支持,推薦在256M以上。如果你的電腦滿足不了這樣的配置,就可能會在播放過程中產生畫面與語音不同步、畫面經常停頓、爆音等現(xiàn)象。嚴重的話甚至無法順利觀看。如果這種現(xiàn)象不太嚴重,則可以通過優(yōu)化系統(tǒng)和一些小技巧來改善。
10,如何優(yōu)化系統(tǒng)以保證順利地播放HDTV?
除非你的電腦硬件配置的確很強,否則就很可能需要對系統(tǒng)進行一些優(yōu)化,以便可以順利地播放HDTV。首先是在播放HDTV前關閉所有沒有用的后臺程序或進程,盡量增加系統(tǒng)的空閑資源為播放HDTV服務;其次是選擇一款占用系統(tǒng)資源較低的軟件來播放HDTV。WindowsMediaPlayer、WINDVD等軟件占用系統(tǒng)資源較多,在硬件配置本就不高的系統(tǒng)上會影響HDTV的播放效果,這時可以選擇使用BSPlayer。BSPlayer是一款免費軟件,最大的特點就是占用系統(tǒng)資源很小,尤其在播放HDTV文件時,與其它幾個資源占用大戶相比效果更為明顯。另外,運行播放軟件后立即打開任務管理器(僅在Windows2000/XP中有效),將播放軟件的進程級別設置為最高,這樣也可以為HDTV的播放調用更多的系統(tǒng)資源。除此之外,安裝更高版本的DirectX,也能更好地支持HDTV的播放。
11,要真正享受HDTV燒錢才是硬道理
如果你的PC可以流利地播放HDTV,那么你唯一會感到遺憾的,可能就是抱怨顯示器太小和音箱太不夠勁了。音箱的問題沒有好的方法可以解決,畢竟PC音箱和家庭影院的音箱兩者是不可同比的,然而我們可以通過調高顯示器的分辨率來提高畫面的清晰度和細節(jié)感。主流的顯示器為17寸純平CRT(因為改變標準分辨率只會給LCD帶來負面影響,因此這種方法只針對普通的CRT顯示器),中低檔的17寸顯示器很難達到1600×1200以上的分辨率,即使達到了其水平掃描率也在60Hz以下,但是請不要忘了,電視信號的水平掃描率也就是在這個水平上。720P的水平掃描率為60Hz,1080i則有50Hz和60Hz兩種,分別為我國和美國地區(qū)的標準。也就是說,即使你在顯示器水平掃描率為60Hz的狀態(tài)下全屏觀看HDTV或DVD等其它視頻,你是感覺不到晃眼的,這主要是由于人眼對于動態(tài)和靜態(tài)物體的感應不同造成的。因此你可以在觀看HDTV的時候,放心地將顯示器水平掃描率設為60Hz,進而將分辨率調高,平時使用再調回標準分辨率即可。
相關常識
一、高清電視機≠高清電視
高清電視機只是收視高清頻道的設備之一。用戶僅購買高清電視機,并不能保證收視到高清頻道,因為收視高清頻道還需要一臺高清機頂盒。只有用高清機頂盒,收視高清頻道時,高清電視機才能派得上用場,否則,高清電視機只是客廳里的一個擺設。
二、高清頻道≠標清頻道
高清頻道是一種對現(xiàn)場的還原,具有革命性、顛覆性的視聽升級。標清頻道是對公共頻道的延伸和補充,它的內容更豐富,廣告更少,高清頻道與標清頻道各有優(yōu)勢。高清電視機可以收視標清頻道,但僅僅收視標清頻道,是對高清電視機的浪費。只有用高清電視機收視高清頻道,才能讓高清電視機有用武之地。
三、真正的高清電視=高清電視機+高清機頂盒+高清頻道
真正意義上的高清電視,必須具備高清電視機、高清機頂盒和高清頻道三個條件,三者缺一不可。用高清機頂盒接受信號,用高清電視機顯示出高清頻道的效果,才能看上真正的高清電視。
四、真高清和偽高清的差別
真高清是指通過高清電視機和機頂盒等設備把有線網絡中傳輸?shù)母咔逡曇纛l信號如實的還原出來。例如:如果一個用戶家中有高清電視機和支持5.1聲道的音響設備。如果購買了我們的高清產品,通過安裝機頂盒設備后,可以把在有線網絡中傳輸?shù)腃HC高清頻道完整的呈現(xiàn)出來,用戶不僅可以看到1920*1080顯示的畫面,而且可以體會到5.1聲道的音響效果。
如果用戶直接使用家中的高清電視機和支持5.1聲道的音響設備收看普通的有線電視節(jié)目,由于節(jié)目本身只有720*576的分辨率和單聲道的音源,所以用戶看到的是通過電視機本身處理過的偽1920*1080圖象,而且用于播出5.1聲道的6個環(huán)繞音響也只能同時播出一樣的聲音,因此這樣的設備和內容的不匹配是一種極大的浪費。