高清技術(shù)分析及應(yīng)用現(xiàn)狀

1、高清技術(shù)分析及應(yīng)用現(xiàn)狀2005年中國(guó)西部電視技術(shù)協(xié)會(huì)第十七屆年會(huì)技術(shù)論文三等獎(jiǎng)?wù)罕疚氖紫冉榻B了高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；接著從高清的系統(tǒng)流程角度闡述了諸環(huán)節(jié)中支持高清實(shí)現(xiàn)的技術(shù)；然后分析了在從標(biāo)清過渡到高清的實(shí)際操作中，高清晰度電視系統(tǒng)所要面對(duì)的各種問題及設(shè)備的使用狀況；最后闡述了高清技術(shù)的應(yīng)用，包括作為膠片的數(shù)字載體在電影領(lǐng)域的應(yīng)用，低成本的高清技術(shù)HDV在ENG領(lǐng)域的應(yīng)用。人們期待電視呈現(xiàn)更真實(shí)逼真的畫面，如同在電影院欣賞電影一般的收視效果

2、。高清電視標(biāo)準(zhǔn)中提高了分辨率，采用了逐行掃描和提高幀頻的技術(shù)，更符合人們的觀看16:9的寬畫幅，提高了電視的收看效果。高清電視不等于數(shù)字電視，日本早在1990年左右就搞模擬HDTV并于1992年試播當(dāng)數(shù)字HDTV出來(lái)后日本才停止其模擬HDTV并改為數(shù)字的。一、高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前電視制式的主要技術(shù)特征是行頻、場(chǎng)頻、掃描方式、寬高比。制式?jīng)Q定了電視所攜帶的信息量和顯示質(zhì)量。數(shù)字高清是多種制式并存，針對(duì)不同的需求采用不同的制式。HDTV有清晰度

3、等級(jí)不同的圖像三種顯示格式，分別是：720P（1280720P），108060i50i（19201080i），108024p25p30p（19201080p）(p:逐行掃描i:隔行掃描)19201080i是清晰度指標(biāo)最高的，廣電總局于2000年8月發(fā)布了GYT1552000高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將108050i確定為中國(guó)的高清晰度電視信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)，采用108050i作為高清信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是108050i與我國(guó)

4、現(xiàn)行的標(biāo)清信號(hào)源57650i(PAL)可以非常容易地實(shí)現(xiàn)上下變換，為順利從標(biāo)清向高清過渡提供了良好的條件。108024P(簡(jiǎn)稱24P或24F)是一種專門用于后期制作的高清晰度電視格式，它采用的24幀逐行掃描方式與每秒24幅畫面的電影膠片具有每幀電視圖像與每幅畫面一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此在進(jìn)行膠片與磁帶的相互轉(zhuǎn)換時(shí)不會(huì)產(chǎn)生因幀頻變換而帶來(lái)的圖像質(zhì)量損失。108024P是電影與電視結(jié)合的最佳橋梁，已經(jīng)被美國(guó)的節(jié)目制作行業(yè)，特別是采用膠片作為前期

5、拍攝的節(jié)目制作公司接受為后期制作的標(biāo)準(zhǔn)，正在成為國(guó)際間高清晰度電視節(jié)目的交換標(biāo)準(zhǔn)。碼率顯著的提高我們這里計(jì)算下HDTV的基帶碼流。根據(jù)SMPTE274M數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，采用10比特量化時(shí)，HD數(shù)字電視信號(hào)的基帶碼率是1485Mbps（亮度信號(hào)的取樣頻率量化比特?cái)?shù)2個(gè)色差信號(hào)的取樣頻率量化比特?cái)?shù)=74.25（MHz）10（Bit）237.125（MHz）10（Bit）），其中有效碼率為829.44Mbps。而根據(jù)ITUR601數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)

6、，采用10比特量化時(shí)，SD數(shù)字電視信號(hào)的基帶碼率是270Mbps，其有效碼率為165.888Mbps。因此，HDTV的絕對(duì)碼率是舊的PAL制SDTV的5.5倍，有效碼率是SDTV的5倍。高碼率成為高清節(jié)目的最大特點(diǎn)，是制作與傳輸環(huán)節(jié)所要解決的首要問題。二、高清的實(shí)現(xiàn)包括HD制作、節(jié)目傳輸和接收顯示諸多環(huán)節(jié)（一）節(jié)目制作由于高清節(jié)目所包含的信息量更大，碼率更高，給節(jié)目制作帶來(lái)諸多課題。如節(jié)目存儲(chǔ)、制作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建立、硬件運(yùn)算速度的提高等。

7、案，并獲得不錯(cuò)的評(píng)價(jià)。而沒有這方面的選擇。并且相比MPEG4，微軟方案沒有高額的許可費(fèi)用，具有成本優(yōu)勢(shì)。三、高清的實(shí)現(xiàn)經(jīng)歷過渡階段在從標(biāo)清向高清的過渡過程中，很長(zhǎng)一段時(shí)間，SD和HD混合制作、并行發(fā)展。無(wú)論是SD素材還是HD素材，通過豐富的轉(zhuǎn)換接口，經(jīng)過上下變換，使得一套工作流程同時(shí)輸出SD和HD節(jié)目。例如，高清攝像機(jī)、高清攝像機(jī)的內(nèi)部一般都配置了下變換器，在輸出高清信號(hào)的同時(shí)也可以輸出高質(zhì)量的標(biāo)清電視信號(hào)。而且目前采用108050i作

8、為高清信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是108050i與我國(guó)現(xiàn)行的標(biāo)清信號(hào)源57650i(PAL)可以非常容易地實(shí)現(xiàn)上下變換，為順利從標(biāo)清向高清過渡提供了良好的條件。上下變換包括場(chǎng)頻的變換，行頻的變換，掃描方式的轉(zhuǎn)換以及寬高比的轉(zhuǎn)換等以實(shí)現(xiàn)視頻制式的轉(zhuǎn)換。顯示畫面寬高比轉(zhuǎn)換對(duì)畫面的影響4：3信號(hào)上變換到16：9一般有三種方式：（1）垂直充滿，左右兩邊出現(xiàn)黑邊；（2）水平充滿，垂直方向上，圖像上下被裁減；（3）完全填充，在16：9的屏幕上完全看到

9、4：3的圖像，水平方向被拉長(zhǎng)。16：9信號(hào)下變換到4：3，有三種常規(guī)的方式：切邊模式（垂直方向充滿，左右兩邊一部分信息被去掉）；信箱模式（水平方向充滿，上下部分會(huì)出現(xiàn)黑邊）；壓縮模式（垂直方向充滿，水平方向壓縮后充滿，使物體變高）。可以看出這些變換方式會(huì)引起圖像的變形或畫幅的縮小。這就對(duì)節(jié)目制作中特技的處理和字幕位置提出了課題。例如：高清節(jié)目下變換到標(biāo)清頻道播出時(shí)，若使用切邊模式下變換，要考慮字幕與啞語(yǔ)的位置。標(biāo)清節(jié)目上變換到高清頻道播

10、出時(shí)，若采用完全填充方式，會(huì)帶來(lái)水平畫面拉伸。除此之外，在節(jié)目攝制時(shí)，還要考慮演播室的長(zhǎng)寬比是否適合16：9的構(gòu)圖要求。在設(shè)備的過渡過程中，系統(tǒng)的建立應(yīng)考慮的問題高清標(biāo)清同步信號(hào)的差異在高清標(biāo)清兼容的演播室系統(tǒng)中，使用的同步基準(zhǔn)信號(hào)有兩種，一種是高清專用的模擬三電平同步信號(hào)，另一種是與現(xiàn)有標(biāo)清系統(tǒng)完全相同的BB(BlackBurst，即黑色同步)信號(hào)。早期的高清產(chǎn)品大多只能接受三電平同步信號(hào)，所以就產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)需要兩種同步信號(hào)的問題。

11、隨著技術(shù)的發(fā)展，目前大部分高清設(shè)備如攝像機(jī)、錄像機(jī)等都能接受三電平和BB這兩種同步信號(hào)。在高清演播室系統(tǒng)中，各種上下變換會(huì)產(chǎn)生各種延時(shí)，應(yīng)對(duì)延時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證聲話同步。在圖像監(jiān)控方面，由于高清監(jiān)視器價(jià)格昂貴，需考慮降低高清系統(tǒng)用于監(jiān)視的成本。除導(dǎo)演、導(dǎo)播以及技術(shù)監(jiān)控人員必須使用廣播級(jí)的高清監(jiān)視器以對(duì)節(jié)目質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判外。對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)的信號(hào)源如攝像機(jī)、錄像機(jī)以及字幕機(jī)等主要關(guān)注其圖像內(nèi)容的信號(hào)源監(jiān)視，則可采用將輸入的高清數(shù)字信號(hào)下變換成模擬