摘要: 高清晰度數字電視( HDTV) 技術源之于數字電視( DTV) 技術,HDTV 技術和DTV 技術都是采用數字信號,而HDTV 技術則屬于DTV 的最高標準,擁有最佳的視頻、音頻效果?；诖?首先簡單介紹了HDTV 的定義;然后,詳細論述了HDTV 的各種顯示技術,分別是: 1080i( 隔行掃描,清晰度1920 × 1080) 、720p( 逐行掃描,清晰度1280 × 720) 和1080p( 逐行掃描,清晰度1920 × 1080,) ,以及各種顯示技術之間的聯系與區(qū)別; 最后,總結全文使讀者正確認識和理解HDTV 及其相關技術,概括得出有利于HDTV 發(fā)展的結論。

0 引言

高清定義各不相同。一提到HDTV,很多人非常簡單的以為,不就是1080i、720p 嗎,最多不過是1080p 罷了。許多關于高清的概念都是以訛傳訛,甚至對于1080i、720p 和1080p 的認識都是錯誤的。首先,論文簡單介紹了HDTV 的概念; 然后,詳細論述了HDTV 的各種顯示技術及具體到各種顯示技術之間的聯系與區(qū)別,包括1080i、720p、1080p; 最后,總結全文,從我國的國情出發(fā)得出有利于HDTV 發(fā)展的結論。

1 各種HDTV 顯示技術及區(qū)別與聯系

數字電視按清晰度的不同可以分為低清晰度數字電視( LDTV,圖像水平清晰度大于250 線) 、標準清晰度數字電視( SDTV,圖像水平清晰度大于500 線) 、高清晰度數字電視( HDTV,圖像水平清晰度大于800 線)。下面我們將詳細論述關于高清晰度數字電視的各種顯示技術及各種顯示技術之間的聯系與區(qū)別。

1. 1 HDTV 的定義

我們知道DVD 給了我們VCD 時代所無法比擬的視聽享受,但隨著技術的進步和人們需求的不斷跟進,人們對視頻的各項品質提出了更高的要求: 要更寬的屏幕、要更高的畫質等! 于是,HDTV 就孕育而生了。

高清晰度數字電視( HDTV,High Definition Television) 是一種新的電視業(yè)務,國際電信聯盟( ITU) 給出的定義是: “高清晰度電視應是一個透明系統,一個正常視力的觀眾在距該系統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”。目前HDTV 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. 2 詳述HDTV 各顯示技術

通俗地說,我們可以把電視上的畫面以水平方向分割成很多很多掃描線,分得越細,這些畫面就越清楚,而水平線數的掃描線數量也就越多。電視的畫面清晰度是以水平清晰度作為單位的。以日本數字電視標準為例,按照顯示格式的不同,共分為以下5 種規(guī)格,如表1 所示。

此外還有576i,是標準的PAL 電視顯示模式,圖像寬高比為4∶ 3 或16∶ 9,隔行/50Hz,記為576i 或625i。

其中,D1 和D2 標準是一般模擬電視的最高標準,并不能稱得上高清; D3 的1080i 標準是高清晰度電視的基本標準,它可以兼容720p 格式; 而D5 的1080p 只是專業(yè)上的標準,并不是民用級別的,上面所給出的60Hz 只是理想狀態(tài)下的場頻,實際在專業(yè)領域里1080p 的場頻只有24Hz、25Hz 和30Hz。

HDTV 標準是高品質視頻信號標準,包括1080i /p、720p。也就是說D3、D4、D5 屬于HDTV 標準,但目前支持480p 也大概稱為支持HDTV。要注意的是,對于電視機的處理能力( 例如帶寬) 的要求則是480i < 480p < 1080i < 720p <1080p。

如果大家希望將HDTV視頻在PC上解碼并輸出到電視機,那么有必要特別關注一下視頻輸出部分。顯卡在視頻輸出時畫質信號損失必須降低到足夠低的程度。毫無疑問,普通的AV 接口甚至S – Video 已經無法勝任,此時VGA 或是DVI 接口才是首選,而這些已經成為新一代電視機的標準配置。

需要指出的一點是,DVI 接口是日本獨有的特殊接口,國內電視幾乎沒有帶這種接口的,最多的是YCbCr 接口( 色差接口) ,而YCbCr 接口最多支持到D4,理論上肯定沒有HDMI 接口( 純數字信號接口,支持到1080p) 所支持的最高清晰度高,但在1920 × 1080 以下分辨率的電視機上,一般也沒有很大差別。

1. 3 HDTV 各顯示技術之間的區(qū)別與聯系

目前高清晰度數字電視的片源主要來自于網絡和電視臺,其中網絡上流傳的最為常見的片源也以720p 和1080i居多,最高規(guī)格的1080p 樣片可以在微軟WMV – HD 站點找到一些。

1. 3. 1 區(qū)別

HDTV 在拍攝的時候就分為隔行掃描和逐行掃描兩種形式,而且?guī)l( 每秒鐘顯示的逐行圖像數量) 或場頻( 每秒鐘顯示的隔行圖像數量) 也不相同。高清節(jié)目都是數字信號,因此只要以分辨率表示就可以了。

1280 × 720 有5 種幀頻,分別為60p、50p、30p、25p、24p,可簡稱為720p,又可分別表示為720 /60p( 美國ABC 電視臺采用) 、720 /50p、720 /30p、720 /25p、720 /24p( FOX 臺) 。其中的720 /50p、720 /25p 原本并沒有,后來德國在選擇高清圖像標準時,曾有意選擇720p 系統,考慮到德國傳統上是50Hz系統國家,因此一些廠家推出了支持720 /50p、720 /25p 的攝像機,但是目前還沒有任何國家選擇這種標準,至多是個議題而已。

對于1920 × 1080,情況更加復雜: 隔行的表示為1080i,逐行的表示為1080p。在美國、日本場頻為60Hz,可表示為1080 /60i,在我國、歐洲、澳大利亞,則為1080 /50i,這兩種格式都可稱為1080i。此外,為了方便高清節(jié)目的制作和交換,世界范圍內統一采用了1080 /24p 的標準,這種標準還被作為數字電影攝像機的標準,著名的《星戰(zhàn)前傳》就是用1080 /24p 攝像機拍攝的,很多高清電視劇,比如《大宅門》也是1080 /24p 的,簡稱為1080p。

但是1080p 的全部內涵遠不止這些。對于平板電視,實際上可以認為沒有1080i 和1080p 的區(qū)別,因為目前圖象處理電路技術發(fā)展非?？?運算速度非?？?處理能力非常強,均具有倍線技術。所謂倍線技術就是把隔行的1080i 的圖象處理成逐行的1080p 的圖像,可以把1080 /50i 完美處理成1080 /50p, 1080 /60i 處理成1080 /60p,包括1080 /24p 的節(jié)目,更可非常輕松地處理為1080 /50p 或1080 /60p。而且任何一臺平板電視都有這種電路,稍微高檔的平板電視處理效果都不錯。

1. 3. 2 聯系

D5 規(guī)格的1080p 則作為高級的專業(yè)模式,普遍應用于電視臺、電影制作。電視臺發(fā)送的1080i 和720p 電視信號都是由1080p 信號源轉換播出的。

如果采用1080p /25Hz 格式拍攝的高清晰度內容,則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,方便應用于歐洲和中國這些原PAL 制國家的數字高清晰度電視。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ATSC 和日本ISDB 等原NTSC 制模擬電視國家。

1080p 轉換為720p 的圖像則更加簡單,只需要在每三個像素行中去掉一行,每三個像素列中去掉一列,1080p 的三分之二正好是720p。

1080p 帶來的高畫質給消費者帶來的是真正的家庭影院的視聽享受,由于它向下全面兼容其它高清格式,通用性非常強,保證了在未來十幾年的時間里產品不會過時,具有很好的超前性。隨著1080p 片源的不斷涌現, 1080p 產品的優(yōu)勢已經顯現出來。

2 結論

( 1) 720p 和1080p /i 的概念對于高清節(jié)目已經沒有實際意義了。以720 代表1280 × 720, 1080 代表1920 × 1080 就可以了,因為即使是1080i( 隔行掃描) 的電視圖像,平板電視也可處理成1080p( 逐行掃描) 的。

( 2) 720p 和1080p /i 對于平板電視更沒有意義。平板電視可以認為全部是逐行掃描的,清晰度高低由分辨率決定,按照高清國標要求至少要達到1280 × 720,當然物理分辨率是1920 × 1080 的最佳了,但是這和1080i、720p 和1080p 已經沒有什么關系了。

( 3) 通過實際的測試: ①你會發(fā)現一臺47 英寸1080p 液晶電視的像素大小和一臺32 ~ 37 英寸1366 × 768 分辨率的機器像素大小類似。所以實際上可以認為,基本上32 英寸的720p 分辨率是等同于47 英寸的1080p 清晰度的。所以購買一臺42 英寸以下的主流尺寸電視機型的話,選購1080p基本上意義不大,除非是專門拿來做顯示器用。②如果在3米外的距離來看720p 和1080p 高清電視的清晰度,用肉眼幾乎難以分別。哪怕距離電視很近都很難辨別1080p 的清晰度,這里我們所指的是視頻分辨率,而并非連接PC 所開啟的分辨率。

綜上所述,如果你本身對高清不發(fā)燒,只是喜歡嘗鮮,在這種情況下購買的1080p 高清電視很可能會遺憾的浪費在手中。因為以目前的國情來看, 1080p 高清晰度數字電視的可利用率相當的低,而我們日常生活中一切的視音頻享受需求720p 的電視產品就已經足以滿足。