數(shù)字電視標準綜述

數(shù)字電視標準綜述

    近年來，電視領域發(fā)生了一系列的變化，電視數(shù)字化的進程明顯加快，模擬信號向數(shù)字信號的過渡全面展開，電視會議、數(shù)字電視及高清晰度電視等新技術正迅速走進我們的生活。電視系統(tǒng)的全面數(shù)字化使節(jié)目制作、傳輸直到播出帶來了革命性的變化。數(shù)字廣播電視的雙向化和數(shù)字化，并與計算機網(wǎng)和電信網(wǎng)的融合，預示著一個信息化時代的到來。本文就數(shù)字電視三種標準、數(shù)字編碼標準、電視設備的數(shù)字格式等方面進行全面的介紹。

三種數(shù)字電視標準

    目前全球數(shù)字電視廣播領域已有三種相對成熟的數(shù)字電視標準。美國的標準是ATSC（Advanced Television System Commitee先進電視制式委員會）；歐洲的標準是DVB（Digital Video Broadecasting數(shù)字視頻廣播）；日本的標準是ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting綜合業(yè)務數(shù)字廣播）。

一 .ATSC標準

    美國在發(fā)展高清晰度電視時首先考慮的是如何通過地面廣播網(wǎng)進行傳播，并在1996年由美國高級電視系統(tǒng)委員會（ATSC）提出了以數(shù)字高清晰度電視為基礎的標準：ATSC（Advanced Television System Committee先進電視制式委員會）。

    ATSC數(shù)字電視標準由四個分離的層級組成：最高層是圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列和幀頻；第二層是圖像壓縮層，采用MPEG-2圖像壓縮標準；第三層是系統(tǒng)復用層，特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中；最后一層是傳輸層，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制和信道編碼方案。

二．DVB標準

    1993年，歐洲成立了國際數(shù)字視頻廣播組織（DVB組織）。DVB組織決定新的技術必須是建立在MPEG-2壓縮算法上的數(shù)字技術，必須是以市場為導向的數(shù)字技術。DVB的宗旨是要設計一個通用的數(shù)字電視系統(tǒng)，在此系統(tǒng)內(nèi)的各種傳輸方式之間的轉換有最簡單的方式，盡可能的增加通用性。DVB標準提供了一套完整的、適用于不同媒介的數(shù)字電視系統(tǒng)規(guī)范。DVB數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)利用了包括衛(wèi)星、有線、地面、SMATV、MNDSD在內(nèi)的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。

的加擾方法及條件接收接口。

2． DVB 傳輸系統(tǒng)

    DVB標準的傳輸系統(tǒng)分為信源編解碼（Source Coding）和信道編解碼（Channel Coding）兩部分。信源編碼采用MPEG-2碼流，首先對音頻和視頻進行復用，然后再將多個數(shù)字電視節(jié)目流進行傳輸復用。在接受端進行相應的解復用和解碼。

    信道編解碼包括：前向糾錯編碼、譯碼、調(diào)制、解調(diào)和上、下變頻3部分。衛(wèi)星傳輸采用QPSK（4相相移鍵控調(diào)制）方式，有線傳輸采用QAM（正交振幅調(diào)制）方式，地面?zhèn)鬏敳捎肅OFDM（編碼正交頻分復用）或16VSB（16電平殘留邊帶調(diào)制）方式。

（1） DVB-S-數(shù)字衛(wèi)星直播系統(tǒng)標準

    數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)是為了滿足衛(wèi)星轉發(fā)器的帶寬及衛(wèi)星信號的傳輸特點而設計的。該標準以衛(wèi)星作為傳輸介質(zhì)。將視頻、音頻以及資料放入固定長度打包的MPEG-2傳輸流中，信號在傳輸過程中有很強的抗干擾能力，然后進行信道處理。通過衛(wèi)星轉發(fā)的壓縮數(shù)字信號，經(jīng)過衛(wèi)星接收機后由衛(wèi)星機頂盒處理，輸出視頻信號。這種傳輸覆蓋面廣，節(jié)目量大。數(shù)據(jù)流采用四相相移鍵控調(diào)制（QPSK）方式，在使用MPEG-2的MP@ML（主類@主級）格式時，用戶端達到CCIR601演播室質(zhì)量的碼率為9Mb/s，達到PAL質(zhì)量的碼率為5Mb/s。在DVB-S標準公布以后，幾乎所有的衛(wèi)星直播數(shù)字電視均采用該標準，我國也選用了DVB-S標準。

（2） DVB-C 數(shù)字有線廣播系統(tǒng)標準
該標準以有線電視網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)，應用范圍廣。有線電視系統(tǒng)分為兩部分：CATV前端和綜合解碼接收機（IRD）。采用MPEG-2壓縮編碼的傳輸流，由于傳輸介質(zhì)采用的是同軸電纜，與衛(wèi)星傳輸相比抗外界干擾能力強，信號強度相對較高。調(diào)制方式有16、32、64QAM三種方式，對于QAM調(diào)制而言，傳輸信息速率越高，抗干擾能力越低。采用64QAM正交振幅調(diào)制時，一個PAL通道的傳輸碼率為41.34Mb/s，還可供多套節(jié)目復用。DVB-C傳輸系統(tǒng)的具有如下幾點主要特點：（1）可與多種節(jié)目源相適配。DVB-C傳輸系統(tǒng)所傳送的節(jié)目既可來源于從衛(wèi)星系統(tǒng)接收下來的節(jié)目，又可來源于本地電視節(jié)目，以及其它外來節(jié)目信號。（2）可用于標準數(shù)字電視又可用于HDTV。

要該設備能夠正確接收和處理發(fā)射信號，并滿足DVB-T中所規(guī)定的性能指標。

（4） DVB-SMATV 數(shù)字SMATV（衛(wèi)星共用天線電視）廣播系統(tǒng)標準
此標準是在DVB-S和DVB-C基礎上制定的。
（5） DVB-MS 高于10GHZ的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準
MMDS是采用調(diào)幅微波向多點傳送，分配多頻道電視節(jié)目的系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于DVB-S，使攜帶大量節(jié)目的微波信號直接入戶。用DVB-S接收機配上一個MMDS頻率交換器就可以接收DVB-MS信號。
（6） DVB-MC 低于10GHZ的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準
該標準基于DVB-C，使攜帶大量節(jié)目的微波信號直接入戶。用DVB-C接收機配上一個MMDS頻率變換器就可以接收DVB-MC信號。

3.DVB 交互業(yè)務系統(tǒng)

DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)中的許多業(yè)務能根據(jù)需要，提供多種形式的交互服務。在通用的DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)的基礎上，進一步構成交互業(yè)務系統(tǒng)的要素，包括與其他相關國際標準兼容的交互業(yè)務網(wǎng)絡獨立協(xié)議，傳送交互服務過程命令與控制信號的回傳信道等。與此對應的交互業(yè)務系統(tǒng)DVB標準有：
DVB-NIP- 交互業(yè)務網(wǎng)絡獨立協(xié)議標準；
DVB-RCC -CATV系統(tǒng)DVB反傳信道標準；
DVB-RCT-PSTN/ISDN的DVB反傳信道標準

三、ISDB標準
    ISDB綜合業(yè)務數(shù)字廣播，是1999年由日本的DIBEG（Digital Broadcasting Experts Group數(shù)字廣播專家組）制定的數(shù)字廣播系統(tǒng)標準。它主要定義傳輸系統(tǒng)，信源部分仍是MPEG-2，傳輸方案是COFDM（編碼正交頻分復用），利用此方式在一個普通的傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號，同時已經(jīng)復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點，可以靈活的集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其他數(shù)據(jù)業(yè)務。

    ISDB增加了部分接收和分層傳輸?shù)墓δ�，部分接收是指系統(tǒng)將整個6MHz帶寬分為13段，每段423KHz，主要解決窄帶和寬帶業(yè)務的同時接收問題。分層是指對不同段的糾錯和調(diào)制方式進行不同的設置，以針對不同重要程度的信息和不同接收條件以及不同的接收區(qū)域。 三種地面電視系統(tǒng)的比較 表 三 種數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的比較

數(shù)字編碼標準
    使用數(shù)字信號進行傳輸有很多優(yōu)點，但數(shù)字信號數(shù)碼率太高，不易直接進行傳輸，因此在傳輸前要進行多種處理，信源編碼以壓縮信源數(shù)碼率為目的，盡量減少信源各符號的相關性，使信源的傳輸效率提高。
視頻壓縮基本概念

背景知識

    在過去的幾年里，關于視頻壓縮的爭論己成為-個極其熱門的話題。三幅分別顯示紅，藍，綠的最高分辨率的圖像，共占用18MHz的總帶寬；但被壓縮成一路僅占6MHz的復合信號-3：1的帶寬壓縮率被引入了。這種方式雖然簡單，但畢竟是壓縮了。當然，這種早期的壓縮方式是通過模擬技術實現(xiàn)的。今天，更穩(wěn)定連續(xù)的圖像質(zhì)量，更高的壓縮率可以通過把模擬信號轉換為數(shù)字信號，利用一些高度復雜的技術來完成。這些技術最終帶來了更高的壓縮效率和更精細的壓縮圖像處理方法。但這些數(shù)字技術需要硬件具有極為強大的計算能力。

    壓縮基本上是這樣一個過程：一個圖像序列中前后幀圖像之間存在著一定的相關性，這種相關性使得圖像中存在大量的冗余信息。我們就利用圖像之間的相關性來減少圖像或圖像組的內(nèi)容信息，只保留少量非相關信息進行傳輸，接收機就利用這些非相關信息，按照一定的解碼算法，可以在保證一定圖像質(zhì)量的前提下盡可能重現(xiàn)原始圖像。

    一般地講，數(shù)字視頻壓縮是從分量視頻表達開始的，此時信號是以一個亮度分量，兩個色度分量來表達的。最廣為接受的數(shù)字分量視頻格式就是CCIR601，該建議使用了"共結點"模型的4：2：2采樣結構。所謂"共結點"，是指每個彩色象素點由3個采樣來描述：一個亮度采樣，兩個色差形成的色度采樣。因為這三個采樣在時間上是重合的，所以稱為"共結點"。在525行的系統(tǒng)中，每幀有483個有效行，每行有720個象素點；在625 行的系統(tǒng)中，每幀有576個有效行。通過色度、亮度采樣的結合，在不損害圖像質(zhì)量的同時，減少所需帶寬得以實現(xiàn)。4：2：2中亮度信號的采樣頻率實際上是13.5 MHz，色差信號Cb，Cr的采樣頻率剛好是亮度采樣頻率的一半(6.75 MHz)。因為625/50系統(tǒng)行頻和525/60系統(tǒng)行頻的最小公倍數(shù)是2.25MHz, 將亮度信號和色差信號的取樣頻率數(shù)值取為2.25MHz的整數(shù)倍。

    信號的主要部分是有一定可預知性的。一個極端的例子是正弦波信號，它有高度的可預知性，因為每個周期都是相同的，且只有一個頻率，這樣就不需占用帶寬。另一個極端的例子是，噪聲信號完全不可預測。當然，實際上所有的信號都介于這兩者之間。壓縮技術總的來說就是要識別并去除這些冗余，從而減少數(shù)據(jù)量和所需帶寬。

一．CCIR 601號建議

    自1948年提出視頻數(shù)字化的概念后，經(jīng)過40年的探索，國際無線電咨詢委員會（CCIR）于1982年提出了電視演播室數(shù)字編碼的國際標準CCIR 601號建議，確定以亮度分量Y和兩個色差分量R-Y、B-Y為基礎進行編碼，作為電視演播室數(shù)字編碼的國際標準。

    CCIR 601號建議：(1)亮度抽樣頻率為525/60和625/50三大制式行頻公倍數(shù)的2.25MHz的6倍，即Y、R-Y、B-Y三分量的抽樣頻率分別為13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz�，F(xiàn)行電視制式亮度信號的最大帶寬是6MHz，13.5MHz>2*6MHz=12MHz，滿足奈奎斯特定理（抽樣頻率至少要等于視頻帶寬的兩倍）�？紤]到抽樣的樣點結構應滿足正交結構的要求，兩個色差信號的抽樣頻率均為亮度信號抽樣頻率的一半。（2）抽樣后采用線性量化，每個樣點的量化比特數(shù)用于演播室為10bit，用于傳輸為8bit。（3）建議兩種制式有效行內(nèi)的取樣點數(shù)亮度信號取720個，兩個色度信號各取360個，這樣就統(tǒng)一了數(shù)字分量編碼標準，使三種不同的制式便于轉換和統(tǒng)一。所以有效行Y、R-Y、B-Y三分量樣點之間的比例為4：2：2（720：360：360）。
另外在1983年召開的國際無線電咨詢委員會上又做了三點補充：（1）明確規(guī)定編碼信號是經(jīng)過預校正的Y、R-Y、B-Y信號；（2）相應于量化級0和255的碼字專用于同步，1到244的量化級用于視頻信號；（3）進一步明確了模擬與數(shù)字行的對應關系，并規(guī)定了從數(shù)字有效行末尾至基準時間樣點的間隔，對525/60和625/50兩種制式分別為16個和12個樣點。

二、 H.261標準

    H．261也稱P*64，即"采用P*64kb/s聲像業(yè)務的圖像編解碼",是最早的一個碼率壓縮標準。是1984年國際電報電話咨詢委員會提出的第一個實用化的、適用于會議電視和可視電話要求的標準。所用的電話網(wǎng)絡為綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)絡（ISDN），目標是推薦一個圖像編碼標準，因為圖像必須和語音密切配合，所以推薦的圖像編碼算法必須是實時處理的，并且要求最小的延時。

三、JPEG標準

    JPEG（Joint Photo -graphic Experts Group聯(lián)合圖像專家組）是數(shù)字圖像壓縮的國際標準。它從1986年正式開始制定，是國際標準化組織ISO、國際電報電話咨詢委員會CCITT、國際電工委員會IEC合作的結果，所以它是ISO的標準, 同時也是CCITT推薦的標準。

    Motion-JPEG用于空間連續(xù)變化的靜止圖像，包括灰度等級和顏色兩方面的連續(xù)變化。JPEG包含兩種基本壓縮方法，一種是以DCT（Discrete Cosine Transform離散余弦變換）為基礎的壓縮方法，另一種是無損壓縮（又稱為預測壓縮方法）。由于JPEG沒有利用時間方向上的冗余，因此JPEG在幀內(nèi)編碼方式上提供了多種多樣的方法和選擇。

四、MPEG標準
（一）MPEG簡介

    MPEG（Moving Picture Expert Group活動圖像專家組）是運動圖像和聲音的數(shù)字編碼標準。它是標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）制訂的。實際上MPEG是一個標準系列，有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7。
1．MPEG-1標準

    MPEG-1 標準可以處理各種類型的活動圖像，MPEG-1 所支持的輸入圖像格式有兩種：352*240*30和352*288*25。其基本算法對于壓縮水平方向360個象素、豎直方向288個象素的空間分辨力，每秒24至30副畫面的運動圖像有很好的效果。在MPEG-1標準中的一幀圖像是成逐行掃描的圖像。

    MPEG-1 標準采用了一系列的技術獲得高壓縮比：（1）對色差信號進行亞取樣以減少數(shù)據(jù)量；（2）采用運動補償技術減少時間冗余度；（3）做二維DCT變換去除空間相關性；（4）對DCT分量進行量化，將量化后的DCT分量按頻率重新排序；（5）將DCT分量進行變字長編碼；（6）對每數(shù)據(jù)塊的直流分量進行預測。
MPEG-1 是一個開放統(tǒng)一的標準，它為工業(yè)標準而設計，可適用于不同帶寬的設備。盡管其圖像質(zhì)量僅相當于VHS視頻的質(zhì)量，還不能滿足廣播級的要求，但已廣泛應用于VCD等家庭視像產(chǎn)品中。它也被用于數(shù)字電話網(wǎng)絡上的視頻傳輸，如非對稱數(shù)字用戶線路（ADSL）、視頻點播（VOD）以及教育網(wǎng)絡等。MPEG-1也可被用作記錄媒體或是在Internet上傳輸音頻。

2．MPEG-2標準

    MPEG-2（Generic Coding of Moving Picture Associated Audio Information活動圖像及有關聲音信息的通用編碼）。是由MPEG開發(fā)的第二個標準，按計劃于1994年11月正式確定為國際標準。在此標準制訂期間國際電信聯(lián)盟電信標準化部門（ITU-T）成立了一個有關ATM的圖像編碼專家組。

    MPEG-2標準特別使用于廣播級數(shù)字電視的編碼和傳送。它是針對數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應用下的壓縮方案和系統(tǒng)層的詳細規(guī)定，并不是MPEG-1的簡單升級，MPEG-2在系統(tǒng)和傳送方面作了更加詳細的規(guī)定和進一步的完善，并兼顧了與ATM信元的適配問題。

    MPEG-2中的圖像類型分四種：I幀，或稱內(nèi)碼幀，采用幀內(nèi)編碼，不參照其他幀，是完整的獨立編碼幀，必須存儲或傳輸；P幀，或稱預測幀，參照前一個I幀或P幀做運動補償編碼；B幀,或稱雙向預測幀，參照前一個或后一個I幀或P幀做雙向運動補償編碼；D幀，或稱直流幀（DC），只含直流分量，是為快放功能設計的。

    MPEG-2標準目前有9個部分，統(tǒng)稱為ISO/IEC13818國際標準。各部分的內(nèi)容如下：

    以上六部分均已獲得通過，成為正式的國際標準，并在數(shù)字電視領域得到了廣泛的實際應用。ATM視頻編碼專家組與MPEG將ISO/IEC13818標準的第一、二部分合并，因此上述兩個部分也成為ITU-T的標準，分別為：ITU-TRec.H.220系統(tǒng)和ITU-TRec.H.262視頻。

3、MPEG-4標準

    MPEG-4是音視頻對象（Object）的編碼，是以內(nèi)容為中心的描述方法。MPEG-4標準主要應用于視像電話（Videophone），視像電子郵件（VideoEmail）和電子新聞（ElectronicNews）等。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術、壓縮和傳輸數(shù)據(jù)，以求從最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。MPEG-4的目標是建立一個通用有效的編碼方法，對稱之為音視頻對象的應用音視頻數(shù)據(jù)格式進行編碼，這些音視頻對象可以是自然的（Natural）或合成的（Synthetic）。MPEG-4標準支持7個新功能，可粗略的分3類：基于內(nèi)容的交互性、高壓縮率和靈活多樣的存取模式。

（1）基于內(nèi)容的交互性
MPEG-4是第一個使你由被動變?yōu)橹鲃樱ㄔ试S你加入其中，即有交互性）的動態(tài)圖像標準。MPEG-1或MPEG-2中采用的是矩形、方塊的塊處理圖像的方法，也就是把整幀的圖像分割成固定尺寸、固定開頭的子塊來進行處理。而在MPEG-4中則首次采用了對象（Object）的概念：視頻對象（VO）、音頻對象（AO）。它將一幅圖像按內(nèi)容分塊，如圖像中的場景，畫面上的物體被分割成不同的子塊，將感興趣的物體從場景中截取出來進行編碼處理。
（2）高壓縮率（Compression）
MPEG-4標準將提供更好的主觀視覺質(zhì)量的圖像。對多個并發(fā)數(shù)據(jù)流的編碼，MPEG-4將提供對一景物的有效多視覺編碼，加上多伴音聲道編碼及有效的視聽同步。在立體視頻應用發(fā)面，MPEG-4將利用此功能在足夠的觀察視點條件下有效的描述三維自然景物。
（3）靈活多樣的存�。║niversal Access）
"靈活多樣"是指允許采用各種有線網(wǎng)和各種存儲媒體。MPEG-4是第一個在其音頻、視頻表示規(guī)范中考慮信道特性的標準�；�于內(nèi)容的尺度可變性是MPGE-4的核心，內(nèi)容尺度可變性就意味著給圖像中的各個對象分配優(yōu)先級，比較重要的對象用較高的空間或時間分辨率表示。一旦圖像中所含對象的目錄及相應的優(yōu)先級確定后，其他的基于內(nèi)容的功能就比較容易實現(xiàn)了。

4、MPEG-7標準

    MPEG-7-多媒體內(nèi)容描述接口，它的由來是1+2+4（因為沒有MPEG-3、MPEG-5、MPEG-6）。MPEG-7是針對存儲形式（在線、離線）或流形式的應用而指定的，并且可以在實時和非實時環(huán)境中操作。它的功能將和其他MPEG標準互為補充，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4是內(nèi)容本身的表示，而MPEG-7是有關內(nèi)容的信息，它是滿足特定需求的視聽信息的標準表示，并建立在其他MPEG標準的基礎之上。

    MPEG-7只規(guī)定內(nèi)容描述格式，而不規(guī)定如何從原始的多媒體資料中抽取內(nèi)容描述的方法。MPEG-7是規(guī)定一個用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標準集合，還將對定義其他描述符及其結構（描述方案）以及他們之間的關系的方法進行標準化。這種描述（也就是描述符和描述方案的組合）將與內(nèi)容本身關聯(lián)起來，以便對用戶感興趣的素材進行快速高效的搜索。MPEG-7還將標準化一種用來定義描述方案的語言，即描述定義語言（DDL）。帶有與之相關的MPEG-7數(shù)據(jù)的AV素材，就可以加上索引，并可進行檢索。這些素材可能包括靜止的圖像、圖形、3D模型、音頻、視頻、語言以及關于這些成份如何組成一個多媒體表述的信息。在這些通用數(shù)據(jù)類型中的特殊情況可能包括面部表情和個人特征。

5、MPEG-21

    MPEG-21正式名稱稱為多媒體框架（Multimedia Framework），是一個剛開始制定的國際標準。它的口號是：將標準集成起來支持和諧的技術以管理多媒體商務。

    目前，基于因特網(wǎng)的物品交易正在轉化為電子化的數(shù)字內(nèi)容分發(fā)和交易，在新的商業(yè)市場中，要將與媒體內(nèi)容相結合的不同的知識產(chǎn)權區(qū)分開來越來越困難。所以需要一種綜合性的解決方案，以一種協(xié)調(diào)的方式管理和發(fā)送不同的內(nèi)容形式，并且要對多媒體服務的用戶完全透明。為了支持這種新的商務，需要一個多媒體的框架，這個框架需要一個由其結構就可理解的共享的模式，以保證發(fā)送電子內(nèi)容的系統(tǒng)可以互操作，并保證簡化交易。

    總體來說，MPEG優(yōu)于其他壓縮/解壓縮方案。首先，由于在一開始它就是作為一個國際化的標準來研究制定的，所以，MPEG具有很好的兼容性；其次，MPEG能夠比其他算法提供更好的壓縮比，最高可達200：1；最重要的是MPEG在提供高壓縮比的同時對圖像損失很小。

    MPEG-2還有不同的處理方法，稱為類（Profiles），每一類都包括壓縮和使用方法的一個集合。不同的類意味著使用不同集合的碼率壓縮工具，MPEG-2共分五類。使用最少工具的類稱為簡單類（SP：Simple profile）;比簡單類高的是主類（MP：Main profile）,可使用所有簡單類使用的壓縮工具，但加了一種雙向預測的方法。在相同比特率的情況下，將給出比簡單類更好的圖像質(zhì)量。

    "級"和"類"的若干組合構成MPEG-2視頻編碼標準在某種特定應用下的子集。對某一輸入格式的圖像，采用特定集合的壓縮編碼工具，產(chǎn)生規(guī)定速率范圍內(nèi)的編碼碼流。目前的標準數(shù)字電視采用的是MP@ML主類和主級，而HDTV采用的是MP@HL主類和高級。不是所有的級和類的組合都有用，20個所選組合中只有11種是有可能有實際應用的。

數(shù)字錄像機

    錄像機是電視節(jié)目制作的基本工具，后期制作每經(jīng)過一次處理，錄像帶的圖像質(zhì)量就會下降一次，這就使模擬節(jié)目的制作受到很大的限制。圖像質(zhì)量下降的主要原因是錄放通道的噪聲和多次編解碼，因此只有采用數(shù)字分量記錄方式才能克服這一缺點。由于視頻信號取樣結構處理有4：2：2、4：1：1、4：2：0格式之分，壓縮方式有場內(nèi)DCT、幀內(nèi)DCT和MPEG-2之分，碼率壓縮比不同，記錄碼率有200Mb/s左右、90 Mb/s左右、25 Mb/s和50 Mb/s之分，磁帶寬度有3/4、1/2、1/4英寸以及MP與ME之分等等，數(shù)字錄像機的格式十分多樣。例如：不壓縮的D1、D5格式，2：1壓縮的Digital Betacam格式，5：1壓縮的DVCPRO（D7）和DVCAM格式，10：1壓縮的Betacam SX 格式，3.3：1壓縮的DVCPRO 50和Digital-S(D9)格式等。

1 、D-1格式數(shù)字錄像機

    D-1格式數(shù)字錄像機可以直接記錄符合ITU-R601建議的分量編碼數(shù)字視頻信號和符合AES/EBU格式的數(shù)字音頻信號。數(shù)字視頻信號的數(shù)碼率為216 Mb/s，對于525行/60場制式，每幀有效行數(shù)為485，每行記錄720個亮度樣值和2*360個色度樣值，每樣值為8比特量化，凈數(shù)碼率為168 Mb/s。

2 、D-2格式數(shù)字錄像機

    復合信號數(shù)字錄像機的數(shù)碼率僅為分量數(shù)字錄像機的一半，磁帶消耗量也較小，D-2格式復合信號數(shù)字錄像機可以用來取代模擬C格式錄像機，它具有C格式錄象機所有的功能，同時它又有復制多代不會出現(xiàn)質(zhì)量明顯下降的優(yōu)點。和D-1格式一樣，D-2格式也可以錄制4路具有專業(yè)質(zhì)量的數(shù)字或模擬音頻信號，音頻數(shù)據(jù)也記錄兩次，以提高誤碼保護能力，音頻與視頻可以獨立進行編輯。

    為了減少機械結構的復雜性并降低價格，D-2格式采用了兩個記錄通道方式，而沒有采用D-1格式的4記錄通道方式，但仍使用與D-1格式一樣的19mm盒式帶。D-2格式的記錄波長比D-1格式更短，磁帶采用13um厚的金屬粒子帶，并使記錄時間分別增加到32、94、208分鐘。設計過程中，還盡量使D-2格式的信號處理與D-1格式相類似，以減少對新集成電路的要求，但D-2格式不能與D-1格式兼容，它以經(jīng)濟實用為第一目的。

3 、D-3格式數(shù)字錄像機

    D-3是一個經(jīng)濟有效的數(shù)字復合錄像機產(chǎn)品家族。它們特別適用于現(xiàn)存的廣播環(huán)境。D-3格式具有非常好的慢動作，降低了功耗以及大約只有C格式機機架空間一半等各種優(yōu)點也促使人們在轉播車和體育轉播設備中使用D-3格式數(shù)字錄像機。

4 、D-5格式數(shù)字錄像機

    D-5格式基于D-3格式的設計，目前是最高質(zhì)量和最高性能的數(shù)字錄像機，記錄碼率最高達300 Mb/s。能重放D-3格式帶，而且是數(shù)字重放。其帶速是D-3格式的一倍。為了保持在相同磁跡間距的情況下使記錄通道數(shù)從2個增加到4個，數(shù)字信號處理、記錄和重放放大器、旋轉變壓器和磁頭等幾乎都加倍。

5 、Betacam SX格式數(shù)字錄像機

    該格式系列產(chǎn)品的數(shù)字一體化攝錄機及數(shù)字視頻磁帶錄像機采用MPEG-2 4：2：2P@ML壓縮算法，在保證高圖像質(zhì)量的同時有效高壓縮比為10：1，可錄制8比特4：2：2數(shù)字分量視頻信號，并可記錄重放4通道16比特不壓縮的數(shù)字音頻信號，使用1/2英寸MP(金屬粒子)帶，部分型號如DNW-A65P和DNW-A75P還可還可兼容重放模擬信號的Betacam 和Betacam SP格式帶子，從而使 Betacam SX向全數(shù)字話環(huán)境過渡更經(jīng)濟合理。

6、DVCAM格式

7、DVCPRO 25 及DVCPRO 50格式

    DVCPRO也是在家用DV格式的基礎上由松下開發(fā)的專業(yè)格式。 有三種不同的應用：DVCPRO HD（ATV）100 Mb/s；DVCPRO 25 Mb/s；DVCPRO 50 Mb/s。

    DVCPRO 25格式，圖像處理中采用4：1：1的取樣格式，即取樣頻率的亮度為13.5MHZ，色差為6.75MHZ，壓縮比為5：1，記錄碼率為25 Mb/s。實際上DVCPRO對于輸入信號，經(jīng)4：1：1轉化后進行記錄，重放時對4：1：1離帶信號進行內(nèi)插重新形成4：2：2標準格式信號輸出。

    DVCPRO 50格式為標準的4：2：2輸入和輸出，內(nèi)部處理也是4：2：2格式，視頻數(shù)據(jù)率為50 Mb/s，壓縮比為3.3：1，確保了高畫質(zhì)圖像，是屬于廣播級數(shù)字錄像機格式。使用1/4英寸的MP磁帶，而且能夠以DVCPRO 25格式記錄并可重放DVCPRO 25格式記錄的節(jié)目磁帶。

8 、Digital -S(D9)格式

    日本JVC公司與1995年4月公布新型數(shù)字錄像機格式：Digital-S格式，使用使用大量普及的1/2英寸W-VHS高密度金屬帶，可做到2小時的長時間記錄，有較好的實用性。

   該格式的錄像機采用4：2：2格式，8比特量化處理，并采用基于DCT的幀內(nèi)編碼和50Mb/s視頻碼率，3.3：1的壓縮比，滿足CCIR601模擬信號數(shù)字化的國際專業(yè)標準，確保了多代復制后的圖像高清晰度和色彩效果。

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