数字电视行业概念解析

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1、什么是 D1？做闭路电视监控系统这一行久了，大家都以为 D1 是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率，实际上不是的，D1 是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5 种规格：D1：480i 格式（525i ）：720480（水平 480 线，隔行扫描），和NTSC 模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz ，相当于我们所说的4CIF(720576) D2： 480P 格式（ 525p ）： 720 480（水平 480 线，逐行扫描），较D1 隔行扫描要清晰不少， 和逐行扫描DVD 规格相同，行频为 31.5kHz D3：1080i 格式（ 1125i ）：19201080（水平 1080 线

2、，隔行扫描），高清方式采用最多的一种分辨率，分辨率为19201080i/60Hz ，行频为33.75kHz D4： 720p 格式（ 750p ）： 1280720（水平 720 线，逐行扫描） ，虽然分辨率较D3 要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080I （实际逐次540 线）视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到19201080 的情况下， D3 要比 D4 感觉更加清晰， 尤其是文字表现力上，分辨率为1280720p/60Hz ，行频为 45kHz D5： 1080p 格式 （ 1125p ） ： 19201080（水平 1080 线，逐行扫描），目前民用高

3、清视频的最高标准，分辨率为19201080P/60Hz ，行频为67.5KHZ 。其中 D1 和 D2 标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称的上高清晰，D3的 1080i 标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p 格式， 而 D5 的 1080P 只是专业上的标准。SIF （ Standard Image Format ） NTSC制是350*240象素， PAL 制是 352*288象素。MPEG-1 压缩标准支持SIF 图像尺寸。SIF 通常用于短距离传输。中文名SIF NTSC 制350*240 象素PAL 制352*288 象素用途短距离传输码率、帧率和分辨率为了了解视频的

4、码率、帧率、分辨率。我们先来看看视频编码的基本原理：视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。 压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉（去除数据之间的相关性），压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。视频文件一般涉及到三个参数：帧率、分辨率和码率。帧率：每秒显示的图片数。 影响画面流畅度，与画面流畅度成正比：帧率越大， 画面越流畅；帧率越小，画面越有跳动感。由于人类眼睛的特殊生理结构，如果所看画面之帧率高于 16 的时候，就会认为是连贯的，此现象称之为视觉暂留。并且当帧速达到一定数值后，再增长的话，人眼也不容

5、易察觉到有明显的流畅度提升了。分辨率： (矩形 )图片的长度和宽度，即图片的尺寸码率：把每秒显示的图片进行压缩后的数据量。影响体积，与体积成正比：码率越大，体积越大；码率越小，体积越小。（体积 =码率时间）帧率 X分辨率 =压缩前的每秒数据量(单位应该是若干个字节) 压缩比 =压缩前的每秒数据量/码率（对于同一个视频源并采用同一种视频编码算法，则：压缩比越高，画面质量越差。）所谓“清晰” ，是指画面十分细腻，没有马赛克。并不是分辨率越高图像就越清晰。简单说：在码率一定的情况下，分辨率与清晰度成反比关系：分辨率越高，图像越不清晰，分辨率越低，图像越清晰。在分辨率一定的情况下，码率与清晰度成正比关

6、系，码率越高， 图像越清晰； 码率越低，图像越不清晰。但是，事实情况却不是这么简单。可以这么说：在码率一定的情况下，分辨率在一定范围内取值都将是清晰的；同样地，在分辨率一定的情况下， 码率在一定范围内取值都将是清晰的。在视频压缩的过程中，I 帧是帧内图像数据压缩，是独立帧。而P帧则是参考I 帧进行帧间图像数据压缩，不是独立帧。在压缩后的视频中绝大多数都是P帧，故视频质量主要由 P 帧表现出来。由于P 帧不是独立帧，而只是保存了与邻近的I 帧的差值，故实际上并不存在分辨率的概念，应该看成一个二进制差值序列。 而该二进制序列在使用熵编码压缩技术时会使用量化参数进行有损压缩，视频的质量直接由量化参数

7、决定，而量化参数会直接影响到压缩比和码率。视频质量可以通过主观和客观方式来表现，主观方式就是通常人们提到的视频清晰度，而客观参数则是量化参数或者压缩比或者码率。在视频源一样，压缩算法也一样的前提下比较，量化参数，压缩比和码率之间是有直接的比例关系的。分辨率的变化又称为重新采样。由高分辨率变成低分辨率称为下采样，由于采样前数据充足，只需要尽量保留更多的信息量，一般可以获得相对较好的结果。而由低分辨率变成高分辨率称为上采样，由于需要插值等方法来补充（猜测）缺少的像素点，故必然会带有失真，这就是一种视频质量（清晰度）的损失。CAM 卡CAM 卡，它是一种数字视频条件接收模块，是一个连接电视机与外部信

8、号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。CAM卡（亦称大卡）和智能卡（亦称小卡）配合使用，插入带有CI 接口的数字电视一体机，使用户无需机顶盒直接收看所订购的付费数字电视内容。FEC FEC, 也叫前向纠错(Forward Error Correction) 。 一些人会奇怪的问:FEC是什么 ?有什么用 ?既然数字机无需输入该参数,那么FEC 有什么用 ? 其实 ,在卫视接收的参数中,FEC 是个非常重要 的 数 据 。 在 早 期 的 数 字 机 中 ,例 如NOKIA9500 是需要输入FEC参数的。 只是后来的数字机的运算速度提高,可以自动测定FEC, 而

9、不需要用户自己输入FEC参数了。但是在数字节目解码过程中,FEC 还是必不可少的一个重要参数。这就像今天运算速度更快的盲扫机器不用输入参数便可以接收节目一样 ,但是下行频率和符码率仍是最基本的节目数据。那么FEC到底有什么作用呢? 大家都知道 ,数字节目和模拟节目比,效果更清晰 ,色彩更纯净 ,通透性更高 ,画面没有杂质干扰。这都要得益于数字信号出色的抗干扰能力。在数字信号中 ,为了防止外界信号干扰,保护信号不变异,要进行多重的纠错码设置。数字信号在解码过程中,对错误信号十分敏感,每秒钟只要有很小很小的误码,就无法正常解码。而数字卫星信号之所以能顺利播放,又是得益于数字信号中的纠错码的设置。在

10、各种纠错码的设置中,被称做FEC 的前向纠错是一个非常重要的防干扰算法。采用前向误差校正FEC 方法 ,是为了降低数字信号的误码率 ,提高信号传输的可靠性。我们知道 ,数字信号实际传送的是数据流,一般数据流包括以下三种: ES流:也叫基本码流,包含视频、音频或数据的连续码流。PES流 :也叫打包的基本码流,是将基本码流ES 流根据需要分成长度不等的数据包,并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。TS流:也叫传输流 ,是由固定长度为188 字节的包组成 ,含有独立时基的一个或多个节目,适用于误码较多的环境。为了能形象的、 浅显易懂地说明,我们来打个比喻 ,如果把ES 流比做产品的原材料,那么P

11、ES 流就是工厂刚刚生产出来的一件产品,而 TS流就是经过包装好送到商店柜台或用户手里的商品。如果ES流的重量被成为净重,那么 TS流的重量就被称为毛重。读者会问,这个比喻和FEC又有何相干 ? 从 PES 流到 TS流,这个过程中已经加进去FEC纠错码 ,可以采用不同的速率FEC rate ,在DVB-S标准中 ,规定 5种速率 1/2、 2/3 、 3/4 、5/6 、7/8。以 7/8 为例 ,其实际意义是 ,在一个TS 流中 ,只有 7/8 的内容是装有节目内容的PES 流,而另外的 1/8 内容 ,则是用来保护数据流不发生变异的纠错码。还用上面的例子做比喻 ,如果整个节目的符码率是毛

12、重的话,则7/8 的节目内容好比是净重,而 1/8 的纠错码就是包装箱的重量。那有一点是可以肯定的,FEC 纠错率越低 ,则纠错码占据的比例越高,同样功率时 ,对解码的门限要求越低,要求天线口径越小,接收越容易 ;FEC越高 ,则纠错码越低,解码门限值越高,天线口径要求越大,接收越困难。到此,读者梁兴光的疑惑可以说是解开了,但是细心的读者又会产生新的疑问:既然FEC 纠错码率越低 ,门限越低 ,天线口径越小,越容易接收 ,为什么 凤凰卫视 和韩国阿里郎还要用7/8 那么高的 FEC码率呢 ?如果改用2/1 的 FEC, 接收天线不是可以变的更小吗?这就涉及到FEC 的另一个重要作用:如果纠错码

13、过高,那么相应的节目内容占用的码率则更低,一方面降低节目画质,另一方面 ,如果不降低画质,则只能减少传送节目的数量了。比如梁先生提到的韩国阿里郎节目,符码率是4420,FEC是 7/8;而亚洲 2 号各省节目的符码率也同样是 4420,但是 FEC则只有 3/4,实际上这两个同样符码率的节目,画质并不相同,阿里郎的画质要比省台的高一些,原因是阿里郎的码流中 ,只拿出了8/1 的码流用来保护数据流不受干扰变化,而亚洲2 号的各省台则要拿出比阿里郎多一倍的1/4 的码流来保护数据流。 但是任何事物都有其两面性,如果阿里郎和亚洲2 号各省台的节目信号强度相同,亚洲 2 号的省台接收起来更容易。在 D

14、VB-S标准中 ,只规定了 1/2 、2/3 、3/4 、5/6 、7/8 这 5 种 FEC码率 ,为什么只规定这5种,为什么没有4/5 和 6/7?如果您自己考虑明白了 ,说明对 FEC也就彻底搞清楚了。DVI 目前在高清设备中,主要的接口有DVI、HDMI、VGA接口 ,其中 VGA传输的是模拟视频信号,DVI传播的是数字视频信号,HDMI 可以同时传输数字视频信号和数字音频信号。在现在的计算机和电视等设备中,我们经常可以看到这三种接口,很多用户存在疑问,这三种接口之间有什么区别呢? DVI 接口是在1999 年推出的接口标准。DVI接口的传输信号采用全数字格式。DVI 接口有多种规格

15、,DVI一共分为5 种标准。其中DVI-D 和 DVI-I 分为 “ 双通道 ” 和“ 单通道 ” 两种类型。VGA接口应用范围非常广泛，是三种接口中最先推出的标准，VGA接口，也叫D-Sub 接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号，但很多低端产品为了与VGA 接口显卡相匹配，因而采用VGA接口。 VGA接口是一种D型接口，上面共有15 针空，分成三排，每排五个。 VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型， 绝大多数的显卡都带有此种接口。HDMI，常被称作高清晰度多媒体接口，是终结以往影音分离传输的全新接口，其最大传输速度可达5Gb/s，除影像数据外，更可同时传输高达8 声道的音讯信号。 这

16、种非压缩式的数字数据传输，可有效降低数/类转换所造成的信号干扰与衰减。HDMI 是首个支持在单线缆上传输，不经过压缩的全数字高清晰度、 多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口。HDMI 源于 DVI 接口技术，它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心，这也就是为何HDMI 接口和 DVI接口能够通过转接头相互转换的原因。VGA和 DVI的区别：VGA模拟信号的传输比较麻烦，首先是将电脑内的数字信号转换为模拟信号，将信号发送到 LCD显示器， 由显示器再将该模拟信号转换为数字信号，形成画面展示在大家面前。正因为如此，中间的信号丢失严重，虽然可以通过软件的方法修复部分画面，但是随着显示器的分辨率越高画面就会越模糊。一般模拟信号在超过12801024 分辨率以上的情况下就会出现明显的误差，分辨率越高越严重。 但 DVI接口考虑的对象是PC ，对于笔记本、平板电视的兼容能力一般。另外 DVI接口出于兼容性考虑，预留了不少引脚以支持模拟设备，造成接口体积较大，效率很低DVI与 HDMI 区别1、新增了对新型无损压缩数字音频格式Dolby TrueHD和