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解密高清技術(shù)

來源:數(shù)字音視工程網(wǎng)     作者:疾風(fēng)    編輯:數(shù)字音視工程    2011-01-20 00:00:00     加入收藏

解密高清技術(shù)

  經(jīng)過幾年密集的宣傳攻勢,“高清”已經(jīng)成了一個家喻戶曉的詞匯。但如果你隨便問起身邊的人究竟什么是高清、我們身邊有哪些高清產(chǎn)品、高清對于最終用戶又有何種意義,恐怕大部分人都無法給出令人滿意的答案。

  不同的廠家從最有利于自己的角度去宣傳高清,用戶缺乏真正了解、體驗高清產(chǎn)品技術(shù)的機會,完整的高清應(yīng)用環(huán)境遲遲沒有完善……種種原因?qū)е赂咔鍖τ谄胀ㄓ脩舳愿嗟厥且粋€虛無飄渺的名詞,而不是身邊某個確實存在的事物。

  高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

  我們身邊充斥著各種有關(guān)高清的聲音,特別是在電視市場上,幾乎每款產(chǎn)品都會和高清牽扯上或多或少的關(guān)系,但從技術(shù)角度而言,高清有著明確的定義。

  電視行業(yè)公認(rèn)畫面寬高比為16:9,垂直方向像素數(shù)高于720的視頻為高清視頻。我們平時可以接觸到720p 、1080i 和1080p 這樣幾種說法,它們描述的是視頻的分辨率、掃描方式和刷新速率。720p 是逐行掃描,每幀圖像1280×720像素,1080i 采用2:1隔行掃描,把1920×1080像素的一幀分成兩場掃描,而1080p 也是逐行掃描,每幀畫面都有1080線。

  按照這種標(biāo)準(zhǔn),垂直像素數(shù)超過720的顯示設(shè)備都可以顯示高清視頻,HDV 和AVCHD 兩種普及型高清攝像機規(guī)格的分辨率達到了1440×1080,完全可以滿足高清的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,我們需要保證在整個的流程中每個環(huán)節(jié)都符合高清標(biāo)準(zhǔn),例如,我們用高清攝像機拍攝的視頻,如果編輯成DVD 的格式,在高清電視上播放,畫面就失去了高清的質(zhì)量。

  2006年,中國公布了自己的高清標(biāo)準(zhǔn)。基本的認(rèn)證依據(jù)是:高清顯示器的圖像清晰度大于等于720電視線。這個標(biāo)準(zhǔn)從最后的視覺效果來衡量一臺顯示設(shè)備是否達到高清,因此,也讓1366×768這個分辨率成為目前中國高清標(biāo)準(zhǔn)的門檻。

  以1080i 模式的高清視頻為例,其有效掃描行是傳統(tǒng)制式的2倍(在NTSC 制式下為480行,而在PAL 和SECAM 制式下為576行),圖像信息量則是傳統(tǒng)標(biāo)清視頻的5至6倍,可以實現(xiàn)清晰、漂亮的畫面。同時,高清標(biāo)準(zhǔn)采用16:9的畫面比例,更符合人類的視覺習(xí)慣,讓觀眾很容易在大屏幕上體驗到身臨其境的感覺。

  同時,我們常常會很自然地把高清和高清電視機劃上等號,實際上高清是一個完整的技術(shù)概念,包括 從拍攝、制作、存儲、播出或發(fā)行、顯示的完整流程,高清電視機只是其中的一個環(huán)節(jié),只有這個完整的環(huán)節(jié)才能讓我們享受到真正的高清效果。

  高清技術(shù)的發(fā)展歷程

  對高清晰電視的研究在20世紀(jì)60年代始于日本的NHK 科技研究實驗室(NHK STRL )。NHK STRL 提出了“Hi-Vision ”一詞,成為高清晰電視的流行叫法。

  在20世紀(jì)80年代末,廣播數(shù)字化的一些基本技術(shù),如數(shù)據(jù)壓縮和糾錯技術(shù),都已比較成熟。高清晰電視技術(shù)也是數(shù)據(jù)技術(shù),必須在數(shù)字電視發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)。目前,主要的數(shù)字高清晰電視廣播體系包括日本開發(fā)的ISDB 制式、歐洲開發(fā)的DVB (數(shù)字視頻廣播)制式、以及美國開發(fā)的ATSC (高級電視體系委員會)制式。

  就像其他領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展一樣,高清也是從專業(yè)端開始自己的足跡。時至今日,專業(yè)領(lǐng)域的高清技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟。在高清走向廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵時刻,無數(shù)的眼光關(guān)注著這個領(lǐng)域。對普通用戶而言,這意味著家庭視頻觀賞和拍攝的革命,對于相關(guān)的企業(yè)而言,這則是千載難逢的商機。

  在美國,目前黃金時段播放的電視節(jié)目中,約有70%是高清節(jié)目,在日本,高清節(jié)目已經(jīng)占據(jù)了NHK電視臺所有節(jié)目數(shù)量的80%。全球的高清電視保留量也保持了迅猛的增長。根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)DisplaySearch發(fā)布的數(shù)據(jù),2007年全球液晶電視出貨量達到近8千萬臺,較2006年大幅增長73%。值得注意的是,2007年中國大陸液晶電視的出貨量超過日本成為西歐、北美之后的第三大消費市場,占全球比例從2006年的10.4%增長到了11%。預(yù)計到2010年,平板電視的市場份額將達到68%,真正主導(dǎo)整個電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時,到2010年,具備1080p全高清分辨率的高清電視將占據(jù)40英寸以上電視的62%。

  在廣電行業(yè),截至2007年4月,索尼在世界范圍內(nèi)銷售的高清攝錄一體機、錄像機設(shè)備已經(jīng)超過31,000臺,演播室、轉(zhuǎn)播車使用的高清攝像機4,300臺。日本NHK 等電視臺所有的新聞制作都已經(jīng)開始全部使用HDCAM 。一些沒有高清播出平臺的電視臺,也開始采用高清采集和記錄素材,一方面高質(zhì)量地專為標(biāo)清播出,另一方面也為日后的高清制作播出積累了素材和經(jīng)驗。

  除了在電視拍攝領(lǐng)域的應(yīng)用,高清也在電影制作領(lǐng)域蠶食傳統(tǒng)膠片的地盤。很多電影開始采用高清設(shè)備拍攝,把傳統(tǒng)的膠片流程拋在腦后。

  讓高清設(shè)備在數(shù)字電影拍攝中站穩(wěn)腳跟的應(yīng)該算是喬治 盧卡斯的《星戰(zhàn)前傳》系列。他對高清攝像機的質(zhì)量非常滿意,因為電影的寬銀幕是2.35:1,高清的16:9畫面還需要上下剪裁一點兒。在最后磁轉(zhuǎn)膠轉(zhuǎn)換成寬銀幕電影時,圖像還是保持了足夠的清晰度和信息量。影片后期工作人員甚至表示,在制作過程中,如果不滿意某個鏡頭的構(gòu)圖,還可以把原始圖像放大一點兒,也不會明顯影響最終的效果。由此可見,高清技術(shù)在圖像質(zhì)量上已經(jīng)具備了相當(dāng)大的余量。

  目前,已經(jīng)有大量的電影采用高清攝像機拍攝,然后轉(zhuǎn)入數(shù)字制作流程,最后在普通影院或數(shù)字影院通過膠片或數(shù)字放影機放映。此舉不僅大大降低了電影的制作成本,而且讓導(dǎo)演們擁有了更加廣闊的創(chuàng)作空間。

  高清電視的歷史

  1964 日本的NHK 科技實驗室開始研究高清晰電視。
  1984 NHK STRL 建立了模擬的多重亞取樣編碼(MUSE) 高清電視播出體系
  1985 NHK STRL 將“Hi-Vision ”宣布為高清晰電視的名稱
  1990 國際電信聯(lián)盟——無線通信部(ITU-R )批準(zhǔn)了高清電視的演播室標(biāo)準(zhǔn)
  1993 建立了數(shù)字視頻廣播(DVB )項目
  1996 BskyB 在英國利用DVB 體系啟動了衛(wèi)星廣播
  1997 ETSI 批準(zhǔn)了DVB-T 地面數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)
  1997 FCC 批準(zhǔn)了ATSC ( 高級電視系統(tǒng)委員會) 地面數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)
  1998 日本的電信技術(shù)委員會(TTC )批準(zhǔn)了ISDB-S 衛(wèi)星數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)
  1998 英國開始利用DVB 體系進行地面數(shù)字廣播
  2000 第四版本的高清晰電視演播室標(biāo)準(zhǔn)得到批準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了掃描行的數(shù)量
  2000 日本開始利用ISDB-S 體系進行衛(wèi)星數(shù)字廣播。
  2001 韓國開始利用ATSC 體系進行地面數(shù)字廣播。
  2003 日本開始利用ISDB-T 體系進行地面數(shù)字廣播。
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