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1、西安邮电大学科 研 训 练 报 告 书学院名称：电子工程学院学生姓名：xx（xx）专业名称：电子信息工程班 级：电子090x实习时间： 2013 年3 月11日 至 2013 年3月22日高清电视技术发展状况 HDTV是High Definition Television的简称，翻译成中文是“高清晰度电视”的意思，HDTV技术源之于DTV（Digital Television）“数字电视”技术，HDTV技术和DTV技术都是采用数字信号，而HDTV技术则属于DTV的最高标准，拥有最佳的视频、音频效果。 我们知道DVD给了我们VCD时代所无法比拟的视听享受，但随着技术的进步和人们需求的不断跟进，人
2、们对视频的各项品质提出了更高的要求：屏幕要更宽、画质要更高！于是，HDTV就孕育而生了。高清晰度电视是一种新的电视业务，国际电联给出的定义：“高清晰度电视应是一个透明系统，一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象”。水平和垂直清晰度是常规电视的两倍左右，配有多路环绕立体声。HDTV与当前采用模拟信号传输的传统电视系统不同，HDTV采用了数字信号传输。由于HDTV从电视节目的采集、制作到电视节目的传输，以及到用户终端的接收全部实现数字化，因此HDTV给我们带来了极高的清晰度，分辨率最高可达19201080，帧率高达60fps，是足够
3、让DVD汗颜的。除此之外，HDTV的屏幕宽高比也由原先的4:3变成了16:9，若使用大屏幕显示则有亲临影院的感觉。同时由于运用了数字技术，信号抗噪能力也大大加强，在声音系统上，HDTV支持杜比5.1声道传送，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。HDTV也是DTV标准中的一种，拥有最佳的视频、音频效果。DTV是一种数字电视技术，传统模拟电视技术的接班人。所谓的数字电视，是指从演播室到发射、传输、接收过程中的所有环节都是使用数
4、字电视信号，或对该系统所有的信号传播都是通过由二进制数字所构成的数字流来完成的。此外DTV技术还可分为LDTV（Low Definition Tele Vision）低清晰度电视，其图像水平清晰度大于250线，分辨率为340255，采用4：3的幅型比，主要是对应现有VCD的分辨率量级；标准清晰度电视（SDTV Standard Definition TeleVision）其图像水平清晰度为500-600线，最低为480线，分辨率为720576，采用4：3的幅型比，主要是对应现有DVD的分辨率量级。应用于广播级的后期制作中的视频标准主要是SDTV及HDTV。和模拟电视相比，数字电视具有高清晰画面
5、、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。SHV是一种特高清晰度电视（Ultra High Definition Television）系统标准，采用比现有的高清电视（HDTV）和数字电影更高的分辨率76804320和50/60fps的帧率进行视频的采集、传输、存储和显示，除了在视频分辨率定义之外，SHV还定义了22.2多声道音频系统标准。鉴于19201080已成为高清通用图像格式（HDCIF），而且UHDTV是一种旨在表现影视、戏剧、综艺、体育赛事、音乐会等节目的数字视频系统，因此UHDTV的图像格式要高于现有HDCIF的质量。UHDTV的图
6、像格式分为UHDTV1（38402160）与UHDTV2（76804320）两个层次，支持50Hz、60Hz及59.94Hz等几种帧率，系统采用逐行扫描。 由于采用正交采样，因此UHDTV图像的像素横纵比（PAR）为1:1，显示横纵比（DAR）为16:9。为了保持与现有HDTV系统的兼容性，除上述两种图像格式的像素数量分别为HDCIF的4倍与16倍之外，UHDTV系统的基色坐标、标准白、光电转换函数、亮度/色差分量方程等色度学指标都与ITU-R BT.709、SMPTE RP177等现有标准兼容。UHDTV图像的数字表示形式与相关采样结构为RGB（4:4:4）或YCBCR（4:4:4/4:2:
7、2/4:2:0），每个分量的量化位数皆为10或12 bit，不过RGB/YCBCR分量并未全部占用1024或4096个可用码值。HDTV规定了视频必须至少具备720线非交错式（720p，即常说的逐行）或1080线交错式隔行（1080i，即常说的隔行）扫描（DVD标准为 480线），屏幕纵横比为16:9。音频输出为5.1声道(杜比数字格式)，同时能兼容接收其它较低格式的 信号并进行数字化处理重放。HDTV有三种显示格式，分别是：720P（1280720，非交错式，场频为24、30或60），1080 i（19201080，交错式，场频60），1080P（19201080，非交错式，场频为24或30
8、），不过这从根本上说也只是继承模拟视频的算法，主要是为了与原有电视视频清晰度标准对应。对于真正的HDTV而言，决定清晰度的标准只有两个：分辨率与编码算法。其中网络上流传的以720P和1080 i最为常见，而在微软WMV-HD站点上1080P的样片相对较多。美国的高清标准主要有两种格式，分别为1280720p/60和19201080i/60；欧洲倾向于1920 1080i/50；其中以 720p为最高格式，需要的行频支持为45kHz，而1080i/60Hz的行频支持只需33.75kHz，1080i/50Hz的行频要求就更低了，仅为28.125kHz。在高清信号的三种格式中，1080i/50Hz及
9、1080i/60Hz虽然在扫描线数上突破了1000线，但它们采用的都是隔行扫描模式，1080线是通过两次扫描来完成的，每场实际扫描线数只有一半即1080/2=540线。由于一幅完整的画面需要用两次扫描来显示，这种隔行扫描技术原理上的限制，在显示精细画面尤其是静止画面时仍然存在轻微的闪烁和爬行现象。但720p/60Hz不同，它采用的是逐行扫描模式，一幅完整画面一次显示完成，单次扫描线数可达720线，水平扫描达到1280点；同时由于场频为60Hz，画面既稳定清晰又不闪烁。我们经常看到的HDTV分辨率是1280720和19201080，这对于如今的显示器而言的确是不小的考验，如果分辨率进一步提高，那
10、么将很难在现有的显示器上获得更加出色的画质，因为此时的瓶颈在于显示设备。另外也可以肯定的是，对于32英寸以下的屏幕而言，19201080分辨率基本已经达到人眼对动态视频清晰度的分辨极限，也就是说再高的分辨率也只有在大屏幕显示器上才能显现出优势。除了分辨率是HDTV的关键，编码算法也是不可忽视的环节。HDTV基本可以分为MPEG2-TS、WMV-HD和H.264这三种算法，不同的编码技术自然在压缩比和画质方面有着区别。相对而言，MPEG2-TS的“压缩比”较差，而WMV-HD和H.264更加先进一些。而十分容易理解的是，“压缩比”较差的编码技术对于解码环境的要求也比较低，也就说在硬件设备方面的要
11、求可以降低。 逐行扫描： 顾名思义，逐行扫描的原理是屏幕图像从第一条扫描线一直连续扫描到最后一条，而非先扫奇数条再扫描偶数条。逐行扫描可以消除因隔行扫描而产生的闪烁等现象，这是因为相较于隔行扫描而言，逐行扫描在同样的时间内扫描了2倍。举例来说，一般的HDTV电视机在隔行扫描的状态下，每秒只扫描了30个完整的图像，而在逐行扫描的状态下，相当于每秒可以扫描60个完整的图像。比特率比特率是一种数字多媒体压缩效率的参考指标，表示记录数字多媒体数据每秒钟所需要的平均比特值，通常我们使用Kbps作为单位。在HDTV这种压缩数字多媒体文件中，比特率直接关系片源的好坏。虽说HDTV的比特率一般都在1MBps以
12、上，但是在高动态画面情况下，较低的比特率容易出现马赛克现象，这将严重影响观看效果。 隔行扫描：它是显示器扫描的一种方式。隔行扫描指显示屏在显示一幅图像时，先扫描奇数行，全部完成奇数行扫描后再扫描偶数行，因此每幅图像需扫描两次才能完成，造成图像显示画面闪烁较大。 因此该种扫描方式较为落后，通常用在早期的显示产品中。隔行扫描就是每一帧被分割为两场，每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行，通常是先扫描奇数行得到第一场，然后扫描偶数行得到第二场。由于视觉暂留效应，人眼将会看到平滑的运动而不是闪动的半帧半帧的图像。但是这时会有几乎不会被注意到的闪烁出现，使得人眼容易疲劳。当屏幕的内容是横条纹时
13、，这种闪烁特别容易被注意到。逐行扫描通常从上到下的扫描每帧图像。这个过程消耗的时间比较长，阴极射线的荧光衰减将造成人视觉的闪烁感觉。当带宽受限，以至于不可能快到使用逐行扫描而且没有闪烁效应时，通常采用一种折衷的办法，即每次只传输和显示一半的扫描线，既场。一场只包含偶数行 (即偶场) 或者奇数行 (即奇场) 扫描线。由于视觉暂留效应，人眼不会注意到两场只有一半的扫描行，而会看到完整的一帧。假设我们使用直接驱动的CRT显示器，那么如果不使用隔行扫描，就需要采用下面的方式之一:1.将传输带宽加倍，按帧而不是按场传输图像。这能够提高一点图像质量，提供的有效分辨率和闪烁速率是相同的。2.使用相同的传输带
14、宽，按帧传输分辨率为原来一半的图像。这时候图像细节较少了，闪烁速率仍旧相同。3.使用相同的传输带宽，按帧传输图像，但是帧率为隔行扫描场率的一半。这时闪烁速率降低一半，眼睛非常容易产生疲劳的感觉。4.和前一个相同，但是使用一个数字缓存将同一帧显示两次。这时闪烁速率相同，但是运动看起来会不是那么平滑，影响视觉质量。通常有一种误解是，偶场和奇场是由同一帧分拆得来的。实际上，摄像机采集的方式和隔行扫描显示的方式是完全相同的。当摄像机采集图像时，偶场和奇场不是同时采集的。例如在一个每秒50场的摄像机中，第122行和124行的采集在第123行和125行的采集大约1/50秒之后进行。所以如果把一个偶场和奇场
15、简单的拼合在一起，水平方向的运动会造成两场边界上不能完美的拼合。 在当代的显示器和电视中，由于逐行扫描显示的刷新率的提高，使用者已经不会再感觉到闪烁现象，因此，隔行扫描技术逐渐被取代。 HDTV的几种分辨率标准： 根据各个国家使用电视制式的不同，各国家和地区定义的HDTV的标准分辨率也不尽相同。具体来说，HDTV有三种显示分辨率格式，分别是：720P(1280720，逐行)、1080i(19201080，隔行)和1080P(19201080，逐行)，其中P代表英文单词Progressive(逐行)，而i则是Interlaced(隔行)的意思。常见的两种显示模式是720P和1080i。1080i
16、是大多数国家普遍采用的一种模式(也包括我国)，它的分辨率为19201080，拥有207.3万像素。在原本采用NTSC制式的国家如美日韩，他们规定的1080i仍然采用60Hz场频，这主要是为了与其以前的标准接轨；而我国规定1080i采用的是50Hz场频，也与以前PAL制式的场频相同。在1080i显示模式下，屏幕分辨率可以达到19201080，采用隔行扫描方式，也就是说：电子枪首先扫描540行，再扫描另一个540行，两者叠加构成完成画面。而对于一般消费者来说，540行的垂直分辨率水平，显示效果已经相当令人满意了，也可以说是达到了HDTV的高画质的要求。从技术上说，开发720P这种显示分辨率明显比开发1080i更加复杂，因为它提供分辨率为1280720，也就是92.16万像素。最重要的是
