中国数字高清电视的兴起之数字电视标准

2005-12-30 17:04:05 作者:dvbcn 热度:
自1948年提出视频数字化概念后, 经过将近40年的探索, 于1982年提出了电视演播室数字编码的国际标准(CCIR 601号建议);又于1984年提出了第一个实用化的、适应于会议电视和可视电话要求的H.261标准;1993年公布了活动图像的编码压缩标准MPEG-1;1994年发表了MPEG-2标准, 该标准向下兼容MPEG-1, 向上兼容HDTV的图像质量;1999年公布了MPEG-4标准; 今后还计划发表MPEG-7标准。下面将上述国际标准逐一介绍。

2.1. CCIR 601号建议 --为了便于国际间的节目交换,为消除数字设备之间的制式差别,和为 625行电视系统与 525行电视系统之间兼容,在 1982年 2月国际无线电咨询委员会(CCIR)第 15次全会上,通过了 601号建议,确定以分量编码为基础, 即以亮度分量Y、和两个色差分量R-Y、B-Y为基础进行编码,作为电视演播室数字编码的国际标准。

--该标准规定:

(1).不管是PAL制,还是NTSC制电视,Y、R-Y、B-Y三分量的抽样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。

(2). 抽样后采用线性量化,每个样点的量化比特数用于演播室为10bit, 用于传输为8bit。

(3). Y、R-Y、B-Y三分量样点之间比例为4:2:2。

--在 1983年 9月召开的国际无线电咨询委员会(CCIR)中期会议上,又作了三点补充:

(l)明确规定编码信号是经过γ预校正的 Y、(R-Y)、B-Y)信号;

(2)相应于量化级 0和 255的码字专用于同步, l到254的量化级用于视频信号;

(3)进一步明确了模拟与数字行的对应关系,并规定从数字有效行末尾至基准时间样点的间隔,对 525行、 60场/秒制式来说为 1 6个样点,对 625行、 50场/秒制式则为 12个样点。不论 625行/50场或 525行/60场,其数字有效行的亮度样点数都是 720,色差信号的样点数均是 360,这是为了便于制式转换。若亮度样点数被 2除,就得到色差信号的数据。

2.2. H.261标准--1984年国际电报电话咨询委员会的第 15研究组成立了一个专家组,专门研究电视电话的编码问题,所用的电话网络为综合业务数据网络ISDN,当时的目标是推荐一个图像编码标准,其传输速率为 m×384kb/s(千位/秒),m= l,2,3,4,5。这里384kb/s在 ISDN中称为 Ho信道。另有基本信道 B的速率为64kb/s, 6×B= 384kb/s。5×Ho = 30×B= 1920kb/s为窄带 ISDN的最高速率。后来因为 384kb/s速率作为起始点偏高,广泛性受限制,另外跨度也太大,灵活性受影响,所以改为 p×64kb/s, p= l, 2,3,..30。最后又把 p扩展到 32,因为 32×64kb/s=2084kb/s, 其中 2084=211,基本上等于2Mb/s, 实际上已超过了窄带 ISDN的最高速率1920kb/s,最高速率也称信道容量。

经过5年以上的精心研究和努力,终于在 1990年12月完成和批准了CCITT推荐书 H.261,即"采用 p×64kb/s的声像业务的图像编解码",H.261简称 p×64。

--由于 H.261标准是用于电视电话和电视会议,所以推荐的图像编码算法必须是实时处理的,并且要求最小的延迟时间,因为图像必须和语音密切配合,否则必须延迟语音时间。当 p取l或2时,速率只能达到128kb/s, 由于速率较低只能传清晰度不太高的图像,所以适合于面对面的电视电话。当 p>6时,速率>384kb/s则速率较高,可以传输清晰度尚好的图像,所以适用于电视会议。

2.3. JPEG标准 -静像数据压缩标准 JPEG(Joint Photo一graphic Experts Group),直译为联合摄影术专家组,其中联合是指几个国际组织的联合。它是从1986年正式开始制订的。当时由两个国际组织联合支持,其一,是国际标准组织 ISO; 其二,是国际电报电话咨询委员会 CCITT。

到 1987年 l1月,国际电工委员会 IEC也参加合作,因此说 JPEG是三个国际组织合作的成果。虽然从 1986开始,经过许多次国际会议讨论和修改后,于1992年 7月 2日表决通过标准的第一部分,但是可能对有关测试标准草案(即标准的第二部分)作进一步修改。JPEG是 ISO的标准,同时也CCITT的推荐标准。 --JPEG是数字图像压缩的国际标准。它用于连续变化的静止图像,这里包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。JPEG包含两种基本压缩方法,各有不同的操作模式。第一种是有损压缩,它是以DCT(Discrete Cosine Transform)为基础的压缩方法。第二种为无损压缩,又称预测压缩方法。但最常使用的是第一种, 即DCT压缩方法,也称为基线顺序编解码(Baseline Sequential Codec)方法,因为这种方法的优点是先进、有效、简单、易于交流,因此应用广泛,是以DCT为基础的最基本、最重要的方法。

责任编辑:DVBCN编辑部

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