深入淺出講解高清數(shù)字電視
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掃描頻率
顯然，需要一個(gè)參數(shù)對(duì)電子束掃描的速度進(jìn)行衡量，以便使電視機(jī)能夠達(dá)到觀看動(dòng)態(tài)圖像流暢連續(xù)。因此，習(xí)慣上將單位時(shí)間內(nèi)(一般以秒為單位)內(nèi)電子槍掃描屏幕的次數(shù)稱為掃描頻率。由于電子槍工作特點(diǎn)限制，掃描頻率包括了行頻與場(chǎng)頻兩個(gè)概念。
場(chǎng)頻：又稱為“垂直掃描頻率”或“刷新率”，是指單位時(shí)間(以秒計(jì))之內(nèi)電子槍對(duì)整個(gè)屏幕掃描的次數(shù)，通常以赫茲(Hz)表示。以60Hz刷新率為例，它表示顯像管顯示的內(nèi)容每秒鐘刷新60次。我國規(guī)定的HDTV的場(chǎng)頻標(biāo)準(zhǔn)為50Hz。
行頻：又稱為“水平掃描頻率”，指電子槍每秒在熒光屏上掃過的水平線的數(shù)量，單位為KHz(千赫茲)。行頻值越大，顯像管可以提供的分辨率越高，穩(wěn)定性越好。我國規(guī)定的HDTV的行頻標(biāo)準(zhǔn)為28125Hz。
清晰度
我國的HDTV行掃描頻率定為28125Hz，對(duì)應(yīng)掃描周期為35.6微秒，如果按有效顯示時(shí)間為30微秒計(jì)算，對(duì)應(yīng)于1920線的視頻帶寬應(yīng)該為64MHz，相當(dāng)于現(xiàn)有PAL制帶寬的10倍多。但在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)視頻帶寬大于32MHz時(shí)，即水平清晰度達(dá)1000線以上，此時(shí)垂直清晰度可達(dá)1080線，此時(shí)的圖像質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)令人滿意，因此32MHz視頻帶寬是我國HDTV的基本要求。
然而即使是32MHz帶寬，相對(duì)于以前6MHz的帶寬來說，也已經(jīng)是一個(gè)非常龐大的數(shù)字了。為了節(jié)省資源(衛(wèi)星發(fā)射節(jié)目時(shí)使用的帶寬是有限的)，使用壓縮技術(shù)進(jìn)行HDTV信號(hào)的傳輸顯得尤為重要。目前主要是使用了MPEG-2格式進(jìn)行壓縮(也就是DVD使用的壓縮格式標(biāo)準(zhǔn))，這樣就保證了衛(wèi)星頻道資源的最大利用。
而根據(jù)帶寬、行頻和場(chǎng)頻的關(guān)系我們可以知道：在帶寬一定的條件下，場(chǎng)掃描頻率提高，清晰度將降低。因此，我國出臺(tái)的HDTV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只是選用50Hz場(chǎng)頻(隔行)和28125Hz行頻。
對(duì)于目前出現(xiàn)的以液晶顯示技術(shù)為基礎(chǔ)的HDTV電視機(jī)，其原理與傳統(tǒng)的CRT有很大不同，但基本原理及清晰度水平與LCD顯示器大致相同，這里不再贅述。
隔行掃描
水平和垂直掃描線是影像生成的基礎(chǔ)，以NTSC制式為例，盡管規(guī)定每幅畫面掃描525行，但在影像掃描時(shí)卻分為兩步走：第一個(gè)六十分之一秒內(nèi)掃描262.5線，剩下一半在另外一個(gè)六十分之一秒時(shí)掃描。第一次掃描時(shí)，由上而下水平掃描奇數(shù)線，第二次掃描時(shí)掃描偶數(shù)線。這樣，兩次掃描所生成的圖場(chǎng)就結(jié)合成一幅完整的圖像。
由于掃描時(shí)是以奇數(shù)、偶數(shù)掃描線做交替隔行掃描，所以這種掃描方式叫隔行掃描。顯然，隔行掃描容易造成圖像掃描線的抖動(dòng)和圖像閃爍等現(xiàn)象。
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(chǎn)生的閃爍等現(xiàn)象，這是因?yàn)橄噍^于隔行掃描而言，逐行掃描在同樣的時(shí)間內(nèi)掃描了2倍。舉例來說，一般的HDTV電視機(jī)在隔行掃描的狀態(tài)下，每秒只掃描了30個(gè)完整的圖像，而在逐行掃描的狀態(tài)下，相當(dāng)于每秒可以掃描60個(gè)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(biāo)，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(guān)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(dòng)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(yán)重影響觀看效果。
HDTV的幾種分辨率標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)各個(gè)國家使用電視制式的不同，各國家和地區(qū)定義的HDTV的標(biāo)準(zhǔn)分辨率也不盡相同。具體來說，目前的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)，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是目前大多數(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(chǎng)頻，這主要是為了與其以前的標(biāo)準(zhǔn)接軌；而我國規(guī)定1080i采用的是50Hz場(chǎng)頻，也與以前PAL制式的場(chǎng)頻相同。
在1080i顯示模式下，屏幕分辨率可以達(dá)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(gè)540行，兩者疊加構(gòu)成完成畫面。而對(duì)于一般消費(fèi)者來說，540行的垂直分辨率水平，顯示效果已經(jīng)相當(dāng)令人滿意了，也可以說是達(dá)到了HDTV的高畫質(zhì)的要求。
從技術(shù)上說，開發(fā)720P這種顯示分辨率明顯比開發(fā)1080i更加復(fù)雜，因?yàn)樗峁┓直媛蕿?280×720，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(shí)間需要達(dá)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(jīng)過兩次疊加，因此將牽涉到更高的行頻輸出，對(duì)顯像管的要求太高。目前主要是使用NTSC制式的美國和日本在使用此技術(shù)。自然，它們使用了60Hz的場(chǎng)頻。
目前HDTV的片源主要來自于網(wǎng)絡(luò)和電視臺(tái)，其中網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)找到一些。
最后我們來看一看規(guī)格最高的1080P，這個(gè)提供了1920×1080逐行輸出的高規(guī)格卻提供了多種場(chǎng)頻24Hz、25Hz和30Hz。
由于電影是以每秒24幅畫面的方式播放膠片的，以1080P/24Hz方式拍攝的數(shù)字圖像可以無損地傳送到DLP等數(shù)字電影投影機(jī)上播放，因此1080P/24Hz可以說是專門為電影準(zhǔn)備的一種格式。
而如果采用1080P/25Hz格式拍攝高清晰度內(nèi)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，這樣就方便應(yīng)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(zhuǎn)換為1080i/60Hz的圖像，方便應(yīng)用于美國和日本等國家。
我們可以看到，目前1080P的主要場(chǎng)頻標(biāo)準(zhǔn)還是遠(yuǎn)低于50Hz的最低收看標(biāo)準(zhǔn)，因此在觀看這幾種標(biāo)準(zhǔn)的HDTV節(jié)目時(shí)，一定會(huì)受到電視機(jī)閃爍的困擾，也就是說，目前1080P格式的HDTV節(jié)目還不是大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)候。而如果要達(dá)到1080P/50Hz場(chǎng)頻的要求，則需要電視機(jī)的行頻非常大，目前只有60英寸以上的超大PDP電視機(jī)能達(dá)到這個(gè)要求，這也是1080P格式普及不了的主要原因，在本文中，1080P格式我們不過多涉及。
而對(duì)于液晶電視機(jī)和PDP等離子電視機(jī)來說，由于其分辨率都是固定不變的。每一種顯示屏都有一個(gè)最佳的分辨率，一般普通的15英寸液晶電視分辨率固定為1024×768，任何其他格式的信號(hào)都要轉(zhuǎn)換為1024×768來顯示。所以，這些數(shù)字顯示器件播放1080P格式的圖像都不是什么難事，只要把1080P這個(gè)格式寫入軟件，能正確的識(shí)別和轉(zhuǎn)換就可以了，但最終顯示的是該顯示設(shè)備的固定分辨率
評(píng)論