基于計算機技術的HDTV顯示技術

摘要: 高清晰度數(shù)字電視( HDTV) 技術源之于數(shù)字電視( DTV) 技術,HDTV 技術和DTV 技術都是采用數(shù)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。基于此,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(lián)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(lián)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(lián)系

數(shù)字電視按清晰度的不同可以分為低清晰度數(shù)字電視( LDTV,圖像水平清晰度大于250 線) 、標準清晰度數(shù)字電視( SDTV,圖像水平清晰度大于500 線) 、高清晰度數(shù)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(shù)字電視的各種顯示技術及各種顯示技術之間的聯(lián)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(shù)字電視( HDTV,High Definition Television) 是一種新的電視業(yè)務,國際電信聯(lián)盟( ITU) 給出的定義是: “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”。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(shù)的掃描線數(shù)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(shù)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(jīng)無法勝任,此時VGA 或是DVI 接口才是首選,而這些已經(jīng)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(shù)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(lián)系

目前高清晰度數(shù)字電視的片源主要來自于網(wǎng)絡和電視臺,其中網(wǎng)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(shù)量) 或場頻( 每秒鐘顯示的隔行圖像數(shù)量) 也不相同。高清節(jié)目都是數(shù)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(tǒng),考慮到德國傳統(tǒng)上是50Hz系統(tǒng)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(tǒng)一采用了1080 /24p 的標準,這種標準還被作為數(shù)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)展非常快,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(lián)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。