高清晰度数字电视发展现状
一、电视视系统的的发展历历史1二、高清清晰度电电视(HHDTVV)31.HDDTV简简介32.HDDTV的的图像格格式43.HDDTV的的编码算算法54.HDDTV发发展动态态与前景景8三、超高高清晰度度电视(UHDTV)81.UHHDTVV简介82.UHHDTVV特制传传感器993.UHHDTVV进展和和展望110四、数字字电视标标准1221.ATTSC简简介1222.DVVB简介介143.ATTSC与与DVBB的比较较154.DVVB、ATSSC近况况和前景景16五、参考考文献1171高清晰度度数字电电视发展展现状1090034991533 张雄雄彬一、 电视系统统的发展展历史从技术的的角度看看,电视视系统的的发展历历经了黑黑白电视视、彩色色电视和和数字电电视(DDTV)三三个历史史阶段,目目前,第第四代电电视技术术――高高清晰度度电视(HHDTVV)正在在全球范范围内蓬蓬勃发展展黑白电视视和彩色色电视使使用的是是模拟电电视技术术图像像信号的的产生、传传输、处处理到接接收机的的复原,整整个过程程几乎都都是在模模拟体制制下完成成的其其特点是是采用时时间轴取取样,每每帧在垂垂直方向向取样,以以幅度调调制方式式传送电电视图像像信号。
为为降低频频带,同同时避开开人眼对对图像重重现的敏敏感频率率,将一一帧图像像又分成成奇、偶偶两场扫扫描加加上200世纪六六、七十十年代期期间,确确定模拟拟电视主主要技术术参数时时,其相相关理论论和技术术的缺陷陷,使传传统的模模拟电视视存在易易受干扰扰、色度度畸变、亮亮色串扰扰、行串串扰、行行蠕动、大大面积闪闪烁、清清晰度低低和临场场感弱等等缺点在在模拟领领域,无无论怎样样更新、改改进硬件件结构,电电视所应应有的功功能和声声像质量量还远没没有达到到,不足足以使其其全面地地发生根根本性的的变革220世纪纪80年年代,在在德国出出现了数数字电视视接收机机,从而而揭开了了数字电电视的帷帷幕数字电视视(DTTV)是是一个从从节目采采集、节节目制作作节目传传输直到到用户端端都以数数字方式式处理信信号的端端到端的的系统基基于DVVB技术术标准的的广播式式和“交交互式”数数字电视视.采用用先进用用户管理理技术能能将节目目内容的的质量和和数量做做得尽善善尽美并并为用户户带来更更多的节节目选择择和更好好的节目目质量效效果,与与模拟电电视相比比,数字字电视具具有图像像质量高高、节目目容量大大(是模模拟电视视传输通通道节目目容量的的l0倍倍以上))和伴音音效果好好的特点点。
数字电视视技术与与原有的的模拟电电视技术术相比,有有如下优优点:(1) 信号杂波波比和连连续处理理的次数数无关电视信号经过数字化后是用若干位二进制的两个电平来表示,因而在连续处理过程中或在传输过程中引入杂波后,其杂波幅度只要不超过某一额定电平,通过数字信号再生,都可能把它清除掉,即使某一杂波电平超过额定值,造成误码,也可以利用纠错编、解码技术把它们纠正过来所以,在数字信号传输过程中,不会降低信噪比而模拟信号在处理和传输中,每次都可能引入新的杂波,为了保证最终输出有足够的信噪比,就必须对各种处理设备提出较高信噪比的要求模拟信号要求 S/N>40dB,而数字信号只要求S/N>20dB模拟信号在传输过程中噪声逐步积累,而数字信号在传输过程中,基本上不产生新的噪声,也即信噪比基本不变2) 可避免系系统的非非线性失失真的影影响而而在模拟拟系统中中,非线线性失真真会造成成图像的的明显损损伤3) 数字设备备输出信信号稳定定可靠因数字信号只有“0”、“1”两个电平,“1”电平的幅度大小只要满足处理电路中可能识别出是“1”电平就可,大一点、小一点无关紧要4) 易于实现现信号的的存储,而而且存储储时间与与信号的的特性无无关。
近近年来,大大规模集集成电路路(半导导体存储储器)的的发展,可可以存储储多帧的的电视信信号,从从而完成成用模拟拟技术不不可能达达到的处处理功能能例如如,帧存存储器可可用来实实现帧同同步和制制式转换换等处理理,获得得各种新新的电视视图像特特技效果果5) 由于采用用数字技技术,与与计算机机配合可可以实现现设备的的自动控控制和调调整6) 数字技术术可实现现时分多多路,充充分利用用信道容容量,利利用数字字电视信信号中行行、场消消隐时间间,可实实现文字字多工广广播(TTeleetexxt)7) 压缩后的的数字电电视信号号经数字字调制后后,可进进行开路路广播,在在设计的的服务区区内(地地面广播播),观观众将以以极大的的概率实实现“无无差错接接收”((发“00”收“00”,发发“ 11”收“11”),收收看到的的电视图图像及声声音质量量非常接接近演播播室质量量8) 可以合理理地利用用各种类类型的频频谱资源源以地地面广播播而言,数数字电视视可以启启用模拟拟电视频频道;禁禁用频道道(taabooo chhannnel)),而且且在今后后能够采采用“单单频率网网络”((sinnglee frrequuenccy nnetwworkk)技术术,例如如1套电电视节目目仅占用用同 11个数字字电视频频道而覆覆盖全国国。
此外外,现有有的6MMHz模模拟电视视频道,可可用于传传输 11套数字字高清晰晰度电视视节目或或者 44-6套套质量较较高的数数字常规规电视节节目,或或者 116-224套与与家用 VHSS录像机机质量相相当的数数字电视视节目9) 在同步转转移模式式(STTM)的的通信网网络中,可可实现多多种业务务的“动动态组合合”(ddynaamicc coombiinattionn)例例如,在在数字高高清晰度度电视节节目中,经经常会出出现图像像细节较较少的时时刻这这时由于于压缩后后的图像像数据量量较少,便便可插入入其它业业务(如如电视节节目指南南、传真真、电子子游戏软软件等)),而不不必插入入大量没没有意义义的“填填充比特特”10) 很容易实实现加密密/解密密和加扰扰/解扰扰技术,便便于专业业应用((包括军军用)以以及广播播应用((特别是是开展各各类收费费业务))11) 具有可扩扩展性、可可分级性性和互操操作性,便便于在各各类通信信信道特特别是异异步转移移模式((ATMM)的网网络中传传输,也也便于与与计算机机网络联联通12) 可以与计计算机""融合""而构成成一类多多媒体计计算机系系统,成成为未来来"国家家信息基基础设施施"(NNII))的重要要组成部部分。
数字电视视技术(DDTV)虽虽然有了了很大的的进步,但但是随着着人们需需求的不不断跟进进,人们们对视频频的各项项品质提提出了更更高的要要求:屏屏幕要更更宽、画画质要更更高!于于是,高高清晰度度电视(HHDTVV)就孕孕育而生生了二、 高清晰度度电视(HHDTVV)1. HDTVV简介高清晰度度电视是是一种新新的电视视业务,国国际电联联作的定定义:“高高清晰度度电视应应是一个个透明系系统,一一个正常常视力的的观众在在距该系系统显示示屏高度度的三倍倍距离上上所看到到的图像像质量应应具有观观看原始始景物或或表演时时所得到到的印象象”目目前水平平和垂直直清晰度度是常规规电视的的两倍左左右,配配有多路路环绕立立体声HDTVV与当前前采用模模拟信号号传输的的传统电电视系统统不同,HHDTVV采用了了数字信信号传输输由于于HDTTV从电电视节目目的采集集、制作作到电视视节目的的传输,以以及到用用户终端端的接收收全部实实现数字字化,因因此HDDTV给给我们带带来了极极高的清清晰度,分分辨率最最高可达达19220×110800,帧率率高达660fpps,是是足够让让目前的的DVDD汗颜的的除此此之外,HHDTVV的屏幕幕宽高比比也由原原先的44:3变变成了116:99,若使使用大屏屏幕显示示则有亲亲临影院院的感觉觉。
同时时由于运运用了数数字技术术,信号号抗噪能能力也大大大加强强,在声声音系统统上,HHDTVV支持杜杜比5..1声道道传送,带给人Hi-Fi级别的听觉享受和模拟电视相比,数字电视具有高清晰画面、高保真立体声伴音、电视信号可以存储、可与计算机完成多媒体系统、频率资源利用充分等多种优点,诸多的优点也必然推动HDTV成为家庭影院的主力HDTVV也是DDTV标标准中的的一种,拥拥有最佳佳的视频频、音频频效果DDTV是是一种数数字电视视技术,是是目前传传统模拟拟电视技技术的接接班人所所谓的数数字电视视,是指指从演播播室到发发射、传传输、接接收过程程中的所所有环节节都是使使用数字字电视信信号,或或对该系系统所有有的信号号传播都都是通过过由二进进制数字字所构成成的数字字流来完完成的此外DTTV技术术还可分分为LDDTV(LLow Deffiniitioon TTelee Viisioon)低低清晰度度电视,其其图像水水平清晰晰度大于于2500线,分分辨率为为3400×2555,采采用4::3的幅幅型比,主主要是对对应现有有VCDD的分辨辨率量级级;标准准清晰度度电视(SSDTVV Sttanddardd Deefinnitiion TelleViisioon)其其图像水水平清晰晰度为5500---6000线,最最低为4480线线,分辨辨率为7720××5766,采用用4:33的幅型型比,主主要是对对应现有有DVDD的分辨辨率量级级。
目前前应用于于广播级级的后期期制作中中的视频频标准主主要是SSDTVV及HDDTV和和模拟电电视相比比,数字字电视具具有高清清晰画面面、高保保真立体体声伴音音、电视视信号可可以存储储、可与与计算机机完成多多媒体系系统、频频率资源源利用充充分等多多种优点点2. HDTVV的图像像格式HDTVV规定了了视频必必须至少少具备7720线线非交错错式(7720pp,即常常说的逐逐行)或或10880线交交错式隔隔行(110800i,即即常说的的隔行)扫扫描(DDVD标标准为 4800线),屏屏幕纵横横比为116:99音频频输出为为5.11声道((杜比数数字格式式),同同时能兼兼容接收收其它较较低格式式的 信信号并进进行数字字化处理理重放HDTVV有三种种显示格格式,分分别是::7200P(112800×7220,非非交错式式,场频频为244、300或600),110800 i(119200×10080,交交错式,场场频600),110800P(119200×10080,非非交错式式,场频频为244或300),不不过这从从根本上上说也只只是继承承模拟视视频的算算法,主主要是为为了与原原有电视视视频清清晰度标标准对应应。
对于于真正的的HDTTV而言言,决定定清晰度度的标准准只有两两个:分分辨率与与编码算算法其其中网络络上流传传的以7720PP和10080 i最为为常见,而而在微软软WMVV-HDD站点上上10880P的的样片相相对较多多美国的高高清标准准主要有有两种格格式,分分别为112800×7220p//60和和19220×110800i/660;欧欧洲倾向向于19920×× 10080ii/500;其中中以 7720pp为最高高格式,需需要的行行频支持持为455kHzz,而110800i/660Hzz的行频频支持只只需333.755kHzz,10080ii/500Hz的的行频要要求就更更低了,仅仅为288.1225kHHz在高清信信号的三三种格式式中,110800i/550Hzz及10080ii/600Hz虽虽然在扫扫描线数数上突破破了10000线线,但它它们采用用的都是是隔行扫扫描模式式,10080线线是通过过两次扫扫描来完完成的,每每场实际际扫描线线数只有有一半即即10880/22=5440线由由于一幅幅完整的的画面需需要用两两次扫描描来显示示,这种种隔行扫扫描技术术原理上上的限制制,在显显示精细细画面尤尤其是静静止画面面时仍然然存在轻轻微的闪闪烁和爬爬行现象象。
但7720pp/600Hz不不同,它它采用的的是逐行行扫描模模式,一一幅完整整画面一一次显示示完成,单单次扫描描线数可可达7220线,水水平扫描描达到112800点;同同时由于于场频为为60HHz,画画面既稳稳定清晰晰又不闪闪烁我们经常常看到的的HDTTV分辨辨率是112800×7220和119200×10080,这这对于如如今的显显示器而而言的确确是不小小的考验验,如果果分辨率率进一步步提高,那那么将很很难在现现有的显显示器上上获得更更加出色色的画质质,因为为此时的的瓶颈在在于显示示设备另另外也可可以肯定定的是,对对于322英寸以以下的屏屏幕而言言,19920××10880分辨辨率基本本已经达达到人眼眼对动态态视频清清晰度的的分辨极极限,也也就是说说再高的的分辨率率也只有有在大屏屏幕显示示器上才才能显现现出优势势3. HDTVV的编码码算法除了分辨辨率是HHDTVV的关键键,编码码算法也也是不可可忽视的的环节HHDTVV基本可可以分为为MPEEG2--TS、WWMV--HD和和H.2264这这三种算算法,不不同的编编码技术术自然在在压缩比比和画质质方面有有着区别别相对对而言,MMPEGG2-TTS的“压压缩比”较较差,而而WMVV-HDD和H..2644更加先先进一些些。
而十十分容易易理解的的是,“压压缩比”较较差的编编码技术术对于解解码环境境的要求求也比较较低,也也就说在在硬件设设备方面面的要求求可以降降低1)MMPEGG-TSS主要应应用于实实时传送送的节目目,比如如实时广广播的电电视节目目TSS即是""Traanspportt Sttreaam"的的缩写它它是分包包发送的的,每一一个包长长为1888字节节在TTS流里里可以填填入很多多类型的的数据,如如视频、音音频、自自定义信信息等他他的包的的结构为为,包头头为4个个字节,负负载为1184个个字节制制定TSS流标准准的机构构就规定定了一些些数据结结构来定定义比比如: PSII(Prrogrram Speeciffic Infformmatiion)表表,所以以解析起起来就像像这样:: 先接接收一个个负载里里为PAAT的数数据包,在在整个数数据包里里找到一一个PMMT包的的ID然然后再接接收一个个含有PPMT的的数据包包,在这这个数据据包里找找到有关关填入数数据类型型的IDD之后后就在接接收到的的TS包包里找含含有这个个ID的的负载内内容,这这个内容容就是填填入的信信息根根据填入入的数据据类型的的ID的的不同,在在TS流流复合多多种信息息是可行行的。
关关键就是是找到标标识的IID号2)WWMV--HD是是由软件件业的巨巨头微软软公司所所创立的的一种视视频压缩缩格式其其压缩率率甚至高高于MPPEG--2标准准,同样样是2小小时的HHDTVV节目,如如果使用用MPEEG-22最多只只能压缩缩至300GB,而而使用WWMV--HD这这样的高高压缩率率编码器器,在画画质丝毫毫不降的的前提下下都可压压缩到115GBB以下WMV--HD,基基于WMMV9标标准,是是微软开开发的视视频压缩缩技术系系列中的的最新版版本,尽尽管WMMV-HHD是微微软的独独有标准准,但因因其在操操作系统统中大力力支持WWMV系系列版本本,从而而在桌面面系统得得以迅速速普及在在性能上上,WMMV-HHD的数数据压缩缩率与HH.2664一样样,两者者的应用用领域也也极其相相似,因因此在新新一代主主流视频频编码标标准霸主主地位的的争夺之之中,双双方展开开了针锋锋相对的的斗争,而而斗争的的焦点集集中在下下一代光光盘规格格“HDD DVVD”和和数字微微波广播播电视等等领域一般采用用.wmmv为后后缀的HHDTVV文件就就是采用用的WMMV-HHD压缩缩的以以.wmmv后缀缀名的文文件通常常包括了了WMVV格式编编码的视视频和WWMA编编码的音音频。
一一些采用用了WMMV-HHD重新新编码的的HDTTV文件件,因为为有着较较高的压压缩率,在在播放时时就需要要非常高高的CPPU运算算能力来来进行实实时解码码,一般般来说PP4 22.0GG/AMMD 220000+ 以以上及同同级别的的CPUU可达到到这个要要求同同时,由由于HDDTV的的数据流流较大,需需要足够够的内存存来支持持,推荐荐在2556M以以上如如果你的的电脑满满足不了了这样的的配置,就就可能会会在播放放过程中中产生画画面与语语音不同同步、画画面经常常停顿、爆爆音等现现象严严重的话话甚至无无法顺利利观看如如果这种种现象不不太严重重,则可可以通过过优化系系统和一一些小技技巧来改改善3)HH.2664(IITU--T命名名),或或称之为为MPEEG-44 AVVC(IISO//IECC命名),是一种由ITU-T与ISO/IEC正在联合进行开发的视频编解码方案,即将成为MPEG-4标准的第10部分(ISO MPEG-4 Part 10)关于该技术的视频编码方案,现在正式命名为ITU-T H.264或“JVT/AVC草案”H.264/MPEG-4 AVC作为MPEG-4标准的扩展(MPEG-4 Part 10),充分利用了现有MPEG-4标准中的各个环节。
H.264/MPEG-4 AVC就在现有MPEG-4 Advanced Simple Profile的基础之上进行发展的技术上,它它集中了了以往标标准的优优点,并并吸收了了标准制制定中积积累的经经验与与H.2263 v2((H.2263++)或MMPEGG-4简简单类((Simmplee Prrofiile))相比,HH.2664在使使用与上上述编码码方法类类似的最最佳编码码器时,在在大多数数码率下下最多可可节省550%的的码率HH.2664在所所有码率率下都能能持续提提供较高高的视频频质量HH.2664能工工作在低低延时模模式以适适应实时时通信的的应用((如视频频会议)),同时时又能很很好地工工作在没没有延时时限制的的应用,如如视频存存储和以以服务器器为基础础的视频频流式应应用HH.2664提供供包传输输网中处处理包丢丢失所需需的工具具,以及及在易误误码的无无线网中中处理比比特误码码的工具具在系统层层面上,HH.2664提出出了一个个新的概概念,在在视频编编码层((Viddeo Coddingg Laayerr, VVCL))和网络络提取层层(Neetwoork Absstraactiion Layyer,, NAAL)之之间进行行概念性性分割,前前者是视视频内容容的核心心压缩内内容之表表述,后后者是通通过特定定类型网网络进行行递送的的表述,这这样的结结构便于于信息的的封装和和对信息息进行更更好的优优先级控控制。
HH.2664的系系统编码码框图如如图2--1所示示图2-11 H..2644的系统统编码框框图4. HDTVV发展动动态与前前景20011-20006 年中国国高清数数字电视视产业处处于市场场的孕育育期,因因此产业业链上终终端设备备市场规规模占绝绝大部分分比重根根据CMMP咨询询公司的的统计220066年全年年产业规规模达到到3300亿元, 其中以以高清电电视机和和机顶盒盒为主体体的高清清终端设设备市场场规模占占比达到到93..9%,而而真正的的内容制制作和网网络传输输市场仅仅占了11.2%%预计计20007-220111年,我我国高清清数字电电视产业业市场规规模将继继续保持持快速增增长,预预计到220099年市场场规模有有望突破破10000亿元元,并且且增长过过程中产产业结构构也将逐逐年向均均衡化的的状态发发展,节节目制作作市场规规模占比比将逐年年提高三、 超高清晰晰度电视视(UHDDTV)1. UHDTTV简介介UHDTTV(UUltrra HHighh Deefinnitiion Telleviisioon)是是一种特特高清晰晰度电视视系统标标准,采采用比现现有的高高清电视视(HDDTV)和和数字电电影更高高的分辨辨率76680××43220和550/660fpps的帧帧率进行行视频的的采集、传传输、存存储和显显示,除除了在视视频分辨辨率定义义之外,UUHDTTV还定定义了222.22多声道道音频系系统标准准。
鉴于19920××10880已成成为高清清通用图图像格式式(HDDCIFF),而而且UHHDTVV是一种种旨在表表现影视视、戏剧剧、综艺艺、体育育赛事、音音乐会等等节目的的数字视视频系统统,因此此UHDDTV的的图像格格式要高高于现有有HDCCIF的的质量UUHDTTV的图图像格式式分为UUHDTTV1(338400×21160)与与UHDDTV22(76680××43220)两两个层次次,支持持50HHz、660Hzz及599.944Hz等等几种帧帧率,系系统采用用逐行扫扫描 由于采采用正交交采样,因因此UHHDTVV图像的的像素横横纵比(PPAR)为为1:11,显示示横纵比比(DAAR)为为16::9为为了保持持与现有有HDTTV系统统的兼容容性,除除上述两两种图像像格式的的像素数数量分别别为HDDCIFF的4倍倍与166倍之外外,UHHDTVV系统的的基色坐坐标、标标准白、光光电转换换函数、亮亮度/色色差分量量方程等等色度学学指标都都与ITTU-RR BTT.7009、SSMPTTE RRP1777等现现有标准准兼容UUHDTTV图像像的数字字表示形形式与相相关采样样结构为为R’GG’B’’(4::4:44)或YY’CBB’CRR’(44:4::4/44:2::2/44:2::0),每每个分量量的量化化位数皆皆为100或122 biit,不不过R’’G’BB’/YY’CBB’CRR’分量量并未全全部占用用10224或440966个可用用码值。
一段长度度为1分分钟的UUHDTTV2格格式的图图像需占占用1994GBB的存储储空间,为为了将UUHDTTV的44倍或116倍于于HDCCIF的的原始信信息量压压缩至可可接受的的水平,NNHK采采用多个个编解码码器并行行工作的的方法,过过去的展展示曾采采用MPPEG--2,在在今年的的Opeen HHousse活动动中,NNHK展展示了与与富士通通实验室室联合研研制的基基于MPPEG--4 AAVC//H.2264实时编编解码器器样机,可可将UHHDTVV高达224Gbbit//s的原原始速率率压缩至至原来的的1/1100至至1/2200,而而后通过过一个利利用211 GHHz频带带的宽带带传送系系统通过过超高速速数据通通信卫星星转发至至千家万万户220055年111月,NNHK还还曾利用用密集波波分复用用技术,进进行了通通过光纤纤网络传传送244Gbiit/ss原始数数据流的的实验,传传送距离离达到了了2600千米图3-11 UHHDTVV效果图图2. UHDTTV特制制传感器器为了产生生UHDDTV所所需的超超高清晰晰度图像像,NHHK曾采采用富士士能公司司设计的的4通道道分光棱棱镜和44枚美光光科技生生产的8800万万像素传传感器,其其中两片片感应绿绿光并进进行斜向向像素偏偏移,另另外两片片分别感感应红光光与蓝光光,通过过与池上上通信机机株式会会社的合合作,设设计出UUHDTTV摄像像机。
在今年的的Opeen HHousse,NNHK还还展示了了2.55英寸、333000万像素素CMOOS影像像传感器器的样品品,在综综合考虑虑镜头解解析度与与尺寸、传传感器灵灵敏度与与动态范范围后,NNHK决决定将像像素尺寸寸控制为为3.88微米,并并采用低低电压差差分方式式,以满满足UHHDTVV摄像机机对高速速传输与与低功耗耗的需求求.为了了还原UUHDTTV图像像,NHHK还与与JVCC合作,设设计出了了对比度度达100000000::1的UUHDTTV投影影机,同同时在1100英英寸以上上的等离离子显示示器上显显示UHHDTVV图像的的研究也也在进行行中图3-22 8000万像像素传感感器此外,为为配合UUHDTTV系统统开发的的22..2声道道音响系系统,通通过位于于观众前前后左右右上下的的22个个音源以以及2个个低频效效果音源源,可营营造出一一个比现现有5..1或77.1环环绕声系系统更加加逼真的的声场3. UHDTTV进展展和展望望NHK的的SHVV系统已已在20005年年日本爱爱知世博博会、NNAB 20006、IIBC 20006、CCEATTEC 20006、NNAB 20007以及及由NNNK SSTRLL举办、一一年一度度的Oppen Houuse等等场合多多次进行行公开演演示,并并于20009年年实现商商用。
笔笔者期待待在不久久的未来来能有机机会置身身于一个个3000英寸银银幕前,在在0.775倍于于屏幕高高度的距距离现场场感受接接近1000度的的水平视视角以及及22..2声道道的环绕绕声音响响带来的的UHDDTV体体验图3-33 76680XX43220分辨辨率UHHDTVV震撼上上演日本广播播公司((NHKK)旗下下的科学学技术研研究实验验室(SSTRLL)日前前演示了了超高清清(UHHD)电电视的卫卫星广播播,据称称其分辨辨率将达达到目前前高清电电视的116倍NHK将将该技术术称为“SSupeer HHiViisioon”,具具有76680××43220像素素的分辨辨率,逐逐行扫描描速度为为每秒660帧SSTRLL作为NNHK旗旗下的中中心实验验室,曾曾在上月月于拉斯斯维加斯斯举行的的NABB展会上上进行了了图像演演示,利利用光纤纤传输 通过在在模拟卫卫星广播播中检验验信号传传输并实实验室中中加以演演示,研研究人员员使这项项技术更更加接近近成为现现实日日本获得得了211GHzz频段用用于将来来的卫星星广播如如果开始始UHDDTV广广播,由由于可以以获得较较宽的带带宽,卫卫星播放放是可行行的。
UUHDTTV信号号经过压压缩、调调制和经经过一个个上行转转换器,然然后发送送到一个个实验性性21GGHz频频段的卫卫星收发发器随随后,信信号被传传送到一一个下行行转换器器,经过过解调和和解码后后显示出出来NNHK还还没有为为这种下下一代广广播系统统制订规规格,但但正在使使用Suuperr HiiVissionn作为研研究基础础目前前Supper HiVVisiion基基带信号号的数据据率为每每秒244Gbiit,而而HDTTV基带带信号的的目前数数据率仅仅为1..5Gbbit NHKK曾在上上年年底底演示过过这种通通过连接接距离达达2600公里的的光纤网网络的SSupeer HHi-VVisiion节节目的实实况转播播,目标标直指下下一代广广播,能能为观众众传送逼逼真图像像 NNHK还还研制出出Supper Hi--Vissionn照相机机,配备备了8000万像像素的CCCD图图像传感感器,能能拍摄44k×88k个图图像在在现场测测试中,它它将两个个照相机机送到一一间海洋洋公园,采采用由多多家网络络公司建建设的光光纤网络络发送没没有图像像压缩的的基带信信号每每秒总共共24千千兆位的的信号采采用DWWDM((密集波波分复用用)方法法被分为为1611.5 Gbpps HHD-SSDI信信号发送送。
实验验室高级级研究工工程师MMikiio MMaedda表示示:“SSupeer HHi-VVisiion拥拥有巨大大的信息息量,难难以传送送采用用光纤的的16波波,我们们成功地地实现了了长距离离实况转转播这这意味着着Supper Hi--Vissionn证实了了成为未未来电视视广播技技术的可可能性四、 数字电视视标准目前数字字电视主主要有两两种标准准一是是欧洲EETSII的DVVB(日日本DiiBEGG的ISSDB--T源于于DVBB,不另另作分类类);二二是美国国先进电电视委员员会ATTSC的的DTVV DVB家家族分为为三个部部分:用用于卫星星数字电电视广播播的DVVB-SS;用于于有线((同轴电电缆)数数字电视视广播的的DVBB-C;;以及用用于地面面数字电电视广播播的 DDVB--T其其中DVVB-SS标准已已为全球球所认同同;DVVB-CC为欧洲洲,澳大大利亚,,北美,,南美等等一些国国家接受受;而数数字电视视地面广广播DVVB-TT已在欧欧洲,澳澳大利亚亚,新加加坡进行行了广泛泛的测试试试验得得到认可可 ATTSC的的DTVV是一种种地面数数字电视视广播标标准,与与DVBB-T形形成竞争争,已在在澳大利利亚,新新加坡等等国家与与DVBB-T进进行对比比试验。
目目前接受受该标准准的国家家和地区区有美国国,加拿拿大,墨墨西哥,,阿根廷廷,韩国国,台湾湾等另另外,北北美地区区在卫星星数字电电视广播播方面接接受DVVB-SS,DSSS(休休斯数字字卫星系系统);;在有线线数字电电视广播播方面接接受OppenCCablle(美美国CaableeLabbs制定定的数字字有线标标准,该该标准接接受ATTSC制制式以及及国际电电讯联盟盟(ITTU)的的ITUU-T J.883的用用于电视视、声音音和数据据服务的的有线数数字多节节目制式式)1. ATSCC简介ATSCC数字电电视标准准由四个个分离的的层级组组成,层层级之间间有清晰晰的界面面最高高层为图图像层,确确定图像像的形式式,包括括像素阵阵列,幅幅型比和和帧频第第二层是是图像压压缩层,采采用MPPEG--2图像像压缩标标准第第三层是是系统复复用层,特特定的数数据被纳纳入不同同的压缩缩包中,如如节目11图像,节节目2声声音,或或者辅助助数据,采采用MPPEG--2系统统标准最最后一层层是传输输层,确确定数据据传输的的调制和和信道编编码方案案对于于地面广广播,其其标准采采用Zeenitth公司司开发的的8VSSB,此此系统可可通过66MHzz的地面面广播频频道实现现19..3Mbb/s的的传输速速率。
该该标准也也包含适适合有线线电视系系统高数数据率的的16VVSB模模式,可可在6MMHz的的有线信信道中实实现388. 66Mb//s的传传输速率率下面两层层共同承承担普通通数据的的传输,上上面两层层确定地地普通数数据传输输的基础础上运行行的特定定配置,如如HDTTV或SSDTVV(标准准清晰度度电视))上面两层层还确定定ATSSC标准准支持的的具体图图像格式式,共有有18种种格式((HDTTV6种种、SDDTV112种)),144种采用用逐行扫扫描方式式尽管ATTSC DTVV标准包包含了高高数据率率的166VSBB传输模模式以适适应有线线电视系系统,而而美国的的有线电电视业实实际上采采用的是是相近但但不相同同的标准准,这是是因为美美国有线线电视业业在ATTSC DTVV标准被被FCCC通过之之前已对对发展不不同的数数字化技技术投入入大量的的资金作作为ATTSC的的重要成成员,有有线电视视通信工工程协会会已采纳纳了数字字化有线线系统的的标准,此此标准协协调了美美国有线线工业现现行标准准化和AATSCC DTTV的标标准另另外,这这些有线线标准包包括反映映现行标标准的一一级图像像格式,AATSCC SDDTV图图像格式式,同时时设定了了一套二二级图像像格式,有有线业可可用于后后兼容的的电视上上。
二级级图像格格式与AATSCC DTTV格式式相同,包包括HDDTV和和SDTTV两种种格式1) HDTVV,19920像像素(HH)×110800像素((V),宽宽高比116:99,帧频频60HHz/隔隔行扫描描制,帧帧频300Hz//逐行扫扫描制,帧帧频244Hz//逐行扫扫描制;;(2) HDTVV,12280像像素(HH)×7720像像素(VV),宽宽高比116:99,帧频频60HHz/逐逐行扫描描制,帧帧频300Hz//逐行扫扫描制,帧帧频244Hz//逐行扫扫描制;;(3) SDTVV,7004像素素(H))×4880像素素(V)),宽高高比166:9或或4:33,帧频频60HHz/隔隔行扫描描制,帧帧频600Hz//逐行扫扫描制,帧帧频300Hz//逐行扫扫描制,帧帧频244Hz//逐行扫扫描制;;(4) SDTVV,6440像素素(H))×4880像素素(V)),宽高高比4::3,帧帧频600Hz//隔行扫扫描制,帧帧频600Hz//逐行扫扫描制,帧帧频300Hz//逐行扫扫描制,帧帧频244Hz//逐行扫扫描制HDTVV除第一一种之外外,图像像格式都都采用逐逐行扫描描。
因为为19220×110800格式不不适合在在6MHHz信道道内以660帧//秒进行行逐行扫扫描,故故以隔行行扫描取取代之SSDTVV的6440×4480图图像格式式与计算算机的VVGA格格式相同同,保证证了与计计算机的的适用性性在所所有122种SDDTV格格式中,有有9种采采用逐行行扫描,保保留3种种为隔行行扫描方方式以适适应现有有的视频频系统另外ATTSC还还开发通通过了在在帧频为为50HHz的国国家使用用的另行行标准HHDTVV的像素素阵列相相同,但但帧频为为25HHZ和550HZZSDDTV格格式的垂垂直分辨辨率为5576行行而水平平分辨率率则不同同;也包包含3552×2288格格式,适适应必要要的窗口口设置基基于500Hz版版本的AATSCC DTTV标准准使采用用帧频为为50HHz的国国家更易易于使用用2. DVB简简介我们在DDVB家家族中主主要来关关注一下下DVBB-T,DVB-T用于地面广播信道地面广播的特点是:地形复杂、存在时变衰落和存在多径干扰、信噪比较低因此DVB-T采用前向纠错(FEC) (包括内码交织、内码Viterbi编码、外码交织、外码RS编码)和能有效消除多径干扰的正交频分复用技术(COFDM)和格雷码映射4/16/64QAM调制等进行信道处理。
然后在原来用于模拟的6MHZ、7MHZ和8MHZ的频带内发送数字电视节目DVB-T发送的比特率是可变的例如:在6MHZ频带可在3.7~23.8Mbit/s比特率之间进行选择; 在8MHZ频带可在4.9~31.7Mbit/s比特率之间进行选择以适应不同的接收环境、如移动接收应适当降低发送的码率图4-11DVBB-T系系统框图图在DVBB-T系系统框图图中,单单频网适适配器之之后部分分,发射射机之前前部分通通常称为为DVBB-T调调制器或或是DVVB-TT激励器器,激励励器可以以中频输输出或射射频输出出,其信信号进行行预放和和功放后后传向天天线发射射DVB--T系统统中可以以调节的的参数如如下:1. 内纠错码码率FEEC(11/2,22/3,33/4,55/6,77/8)2. 子载波调调制方式式(QPPSK,116QAAM,664QAAM)3. 保护间隔隔(1//4,11/8,11/166,1//32)4. 等级调调调制参数数(α==1,非非等级,αα=2,44等级)5. 载波数量量(2kk=17705个个载波,88k=668177个载波波)图4-22 DVVB-TT系统可可用净码码流比特特率 从表中中可见,净净码流比比特率随随着内纠纠错码的的提高而而提高,随随着保护护间隔的的减小而而提高,随随着调制制效率QQPSKK 166QAMM 644QAMM的提高高而提高高,左上上角的44.988Mb//s传输输效率最最低,但但是是最最抗干扰扰的工作作模式,对对应着QQPSKK调制,保保护间隔隔1/44,内纠纠错码11/2,右右下角的的31..67MMb/ss对应着着最搞笑笑的工作作模式,664QAAM,保保护间隔隔1/332.纠纠错码77/8,但但是信道道最脆弱弱,抗干干扰能力力弱。
3. ATSCC与DVVB的比比较欧洲“DDVB标标准”和和美国“AATSCC数字电电视标准准”的主主要区别别如下::(1)方方形像素素:在AATSCC标准中中采纳了了“方形形像素”((Squuaree Piictuure Eleemennts)),因为为它们更更加适合合于计算算机;而而DVBB标准最最初没有有采纳,最最近也采采纳了此此外,范范围广泛泛的视频频图像格格式也被被DVBB采纳,而而ATSSC对此此则不作作强制性性规定2)系系统层和和视频编编码:DDVB和和ATSSC标准准都采纳纳MPEEG-22标准的的系统层层和视频频编码,但但是,由由于MPPEG--2标准准并未对对视频算算法作详详细规定定,因而而实施方方案可以以不同,与与两个标标准都无无关3)音音频编码码:DVVB标准准采纳了了MPEEG-22的音频频压缩算算法;而而ATSSC标准准则采纳纳了ACC-3的的音频压压缩算法法4)信信道编码码:两者者的扰码码器(RRanddomiizerrs)采采用不同同的多项项式;两两者的里里德—所所罗门前前向纠错错(FEEC)编编码采用用不同的的冗余度度,DVVB标准准用166B,而而ATSSC标准准用功220B;;两者的的交织过过程(IInteerleeaviing))不同;; 在DVBB标准中中网格编编码(TTrellliss coodinng)有有可选的的不同速速率,而而在ATTSC标标准中地地面广播播采用固固定的22/3速速率的网网格编码码,有线线电视则则不需采采用网格格编码。
5)调调制技术术:卫星星广播系系统中DDVB标标准采用用QPSSK,而而ATSSC标准准不涉及及卫星广广播有有线电视视系统中中DVBB标准采采用任选选的166/322/644QAMM,而AATSCC标准采采用166VSBB,两者者完全不不同地地面广播播系统中中DVBB标准采采用具有有QPSSK、116QAAM或664QAAM的CCOFDDM(22K个或或8K个个载波));而AATSCC标准采采用8VVSB4. DVB、AATSCC近况和和前景据最新网网络资信信,DVVB成员员已经达达到2665个((来自335个国国家和地地区),主主要集中中在欧洲洲并遍及及世界各各地,我我国的广广播科学学研究院院和TCCL电子子集团也也在其中中ATTSC成成员300个,其其中有美美国国内内成员220个、来来自阿根根廷、法法国、韩韩国等77个国家家的成员员10个个,我国国的广播播科学研研究院也也参加了了ATSSC组织织ISSDB筹筹划指导导委员会会委员117个,其其他成员员23个个,其成成员都是是日本国国内的电电子公司司和广播播机构 由三个数数字电视视标准的的成员数数量及分分布情况况,可以以看出DDVB 标准的的发展最最快,普普及范围围最大。
由于模拟拟电视三三种标准准(及其其许多子子标准))的分隔隔,在各各大洲之之间、各各国之间间造成了了很多障障碍,使使全世界界的消费费者为模模拟电视视标准的的多样性性付出了了高昂的的代价目目前,全全世界的的数字电电视专家家正在从从中吸取取教训、清清理障碍碍、力求求改变这这种现状状可以以预言在在不远的的将来AATSCC、DVVB、IISDBB等数字字电视标标准都将将不复存存在,取取而代之之的是统统一的国国际数字字电视标标准五、 参考文献献1. 《广播电电视综合合知识》,中国国际广播出版社,2005年7月北京第一版2. httpp:///m/viiew//82995.hhtm??fr==alaa0_113. 《高清电电视产业业现状分分析》,叶叶婉,数数码影像像时代--20009年77期4. 《恐怖超超高清电电视76680XX43220分辨辨率UHHDTVV》,平平板世界界,搜狐狐数码公公社htttp:://m/foorumms/tthreead--226604003-11-1..htmml5. DVB--T技术术手册,百百度文库库:专业业文献//行业资资料:通信//电子25。




