高清晰度电视
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高清晰度電視 (HDTV，High Definition Television)，中國大陸和香港稱高清電視、高解像電視，而台灣則稱之為高畫質電視，是一种电视业务下的新型产品，原ITU-R给高清晰度电视下的定义是：「高清晰度电视应是一个透明系统，一个正常视力的观众處在距该系统显示螢幕高度的三倍距离上所看到的图像品质，應該得到有如觀看原始景物或表演时所得到的印象」。其水平和垂直清晰度是常规电视的两倍左右，並且配有多路环绕声。
高清电视是指传送的电视信号能达到的分辨率高于传统电视信号（NTSC、SECAM、PAL）所允许的范围。除了早期在欧洲和日本的模拟信号格式之外，高清晰度電視是透過數位信號傳送的，因此介绍的时候也会一併介绍數位电视。
歷史上，“高清电视”这个词曾被用作1930年开发的电视标准，以代替早期的试验系统。虽然在此之後 Philo T. Farnsworth、John Logie Baird和Vladimir Zworkin各自研发出不同的电视系统，但是分辨率並不是区分他们技术的主要指标。在二、三十年代后期给喧嚣的市场带来的只是专利纠纷和诉讼。大多数专利到二战之后基本上都已过期，整个世界没有统一的电视标准，市场一片空白，PAL、NTSC、SECAM和其他一些類比訊號的标准使用了大半个世纪。
“HD-Ready”（已設有高清晰度電視功能）和“HDTV-compatible”（相容高清晰度電視訊號）這兩個詞語，已為广泛的電子廠商所使用；它們表示該电视或者显示设备可以通过一种新设计的HDMI訊號接口來接收视频；而它的目的是在保护版权之下，确保数字信号只是通过这單一接口进行传输。HD-Ready的电视并不是一定要能够显示1080線的视频，或者是没有经过插补的720线全分辨率高清晰度标准，但另一方面，相容高清晰度的电视，通常只是一個帶有HDMI接口的标准解像度的电视。因此在使用HD-Ready的高清晰度電視，以及使用HDTV-compatible的高清晰度兼容的电视时，往往很容易使人混淆。
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[编辑] 標號
在谈到高清电视的时候，传输格式通常用以下的標號来解释：
- 显示器分辨率的线数
- 逐行的帧数（p）或者交织的场数（i）
- 每秒的帧数或者交织的场数
举例来说，720p60就是1280×720象素，以每秒60帧的速度逐行编码（60赫兹）；1080i50就是1920×1080像素，每秒50个场的速度交织编码（25帧）。通常帧和场的速率是不考虑的，常遇到的不是50就是60赫茲，除了1080p例外，一般的高清电视支持1080p24，1080p25或者1080p30。 帧和场的频率也可以没有分辨率来表示，举例来说24p就是每秒24个逐行帧，50i就是每秒25个交织的帧。
[编辑] 标准分辨率
图示请参见后述网页[1]
- 通常NTSC的分辨率是720×480
[编辑] 标准帧和场的速率
- 24p（电影胶片）
- 25p
- 30p
- 50p
- 60p
- 50i（PAL）
- 60i（NTSC）
[编辑] 与标准电视比较
高清电视的分辨率至少是标准电视的两倍，因此和一般的DVD和模拟电视相比，它可以展现更多的细节，而且传输高清电视的技术标准，使得无需使用信箱技术就可以处理16：9的画面，大大提升了显示效果。
[编辑] 图像比较
 高清電視提供比標清電視高四倍的解像度 |
 標清電視的解像度 |
[编辑] 格式安排
适宜广播的电视格式应是配合记录内容的特性和记录媒介的格式。场频和帧频应该和视频源相吻合，分辨率同样也应吻合。从另一方面来说，高分辨率意味着需要超过已有条件的带宽。有损压缩率在所有数字高清电视系统中使用，但是会产生图像失真。
摄影用胶片是典型的高清晰记录媒介以每秒24帧进行记录。根据现有的带宽和图像中细节和质量的数量，适宜传输视频的格式是720p24或者1080p24，如果在PAL制的国家电视上显示，就要稍微加速4％达到每秒25帧。在NTSC制（60帧/秒）国家，就要使用一种3：2下拉技术。第1个电影帧代表3个视频场（1/20秒），第2个电影帧代表2个视频场（1/30秒），然后重复处理，达到每1/12秒显示2电影帧的正确速率。（参见：电视电影）
（高清电视之前）记录在录像带上老的内容，诸如Betacam SP是以480i60或者576i60记录的。这些需要转化成高清晰度格式（720p）来在电视上播放，但是消除交织以达到通常的720p格式可能会造成图像失真或者滤波影响最终输出的分辨率。（参见：反交织）
非电影的高清电视节目以720p或1080i格式来录制，具体采用那种格式是依据电视台的指定，但是在不同情况下，影响格式选择的因素很多。通常来说，720p更适于快速动作节目因为他使用了逐行的场，相对的1080i使用交织场就会降低快速动作节目的画面质量。而且720p经常作为在因特网上传播的高清视频的格式，因为所有的电脑显示器都是逐行显示的，绝大多数图像卡在实时反交织视频的时候进行优化。720p的视频相对与1080i或者1080p占用更小的存储空间，对解码的要求也较低，而且很少有人能够不使用缩放就可以显示1920×1080的分辨率。720p就可以在普通的1280×1024的LCD显示器上显示最高分辨率，这类显示器的价格低于250美元。而一台能够显示1080i的LCD显示器则要超过1000美元。
在北美，Fox，ABC和ESPN（ABC和ESPN是迪士尼拥有的）就在播放720p格式的节目，NBC，Universal-HD(通用电器拥有），CBS,HBO-HD,INHD,HDNet和TNT现在播放1080i格式的节目。
有调查资料显示，实际上很多普通消费者并不知道数字电视信号还存在高清与标清之分。美国消费电子协会将数字电视分为高清晰度电视(HDTV)、增强清晰度电视(EDTV)和标准清晰度电视(SDTV)三大类。其中高清晰度数字电视水平分辨率应至少达到720线，屏幕宽高比应为16:9。所谓分辨率指的是，电视机的显示图像由许多像素点构成，屏幕上像素点越多，则称为分辨率越高。如果一个屏幕分辨率为1024×768，则其每行有1024个像素点，每列有768个像素点。传统标准清晰度的显示器，点的像素为720×576，高清晰度的显示器点的像素为1920×1080，也就是常说的1080线。
而真正的数字电视不仅是电视接收机，还包含了发送、传输和接收的全过程。高清晰电视的节目源分辨率是标准清晰度节目的4倍以上，这就造成了高清信号传输与标清信号传输的带宽不同，“可以传输4套标清节目的带宽现在只能传输一套高清节目。”有关专家介绍道。
[编辑] 技术细节
MPEG-2是最常用的数字高清电视节目的压缩编码，虽然他支持4：2：2YUV色彩二次抽样和10bit量化，然而高清电视传输却使用4：2：0和8bit量化来节省带宽。有些电视台正打算使用MPEG-4作为节目的压缩编码。一些德国电视台已经随DVB-S2一起开始使用MPEG-4（ProSieben, Sat1 和3个新开播的台）。推荐使用的接收器是HUMAX PR-HD 1000，同时其他一些扩展板卡也宣称支持。似乎所有欧洲的高清电视将会使用Mpeg-4，而爱尔兰迄今为止还没有任何数字电视，他们正在考虑对所有陆地电视台的标准清晰度和高清电视节目使用MPEG-4编码。
高清电视能够拥有剧院式的音效是他利用了杜比数字编码格式（AC-3)可以支持5.1环绕声。
原来的高清信号象素屏幕纵横比是1.0，或者是1象素长＝1象素宽。新的高清压缩和录制格式（高清录像机）使用矩形象素来取得更大的压缩率，打开高清电视的消费市场。
如欲了解更多技术细节请参看高清录像机，ATSC，DVB和ISDB。
[编辑] 非技术语言来表述高清电视的优势
- 所有商业化的高清全部是数字格式的，因此信号要么传输的是优质的图像，这个图像由一系列高象素，静止的图片组成，或者根本就没有图像。你不会看到飘满雪花，有其他颜色，上下跳动的画面。
- 大多数高清节目和电影将会以16：9的比例推出，半宽屏的格式。（虽然一些电影是用更宽的比例（如 2.35:1）制作的，但是还是会在16：9的电视上出现信箱似的黑框）舊的电影和节目仍然是用4：3比例，如果用另外一种信箱格式的版本显示，会在16：9的电视的左右两边出现黑框（对全屏显示这个词的使用不当）或者，可以放大图片来充满整个屏幕，然而这会造成显示失真，画面破损。
- 信号更为干净，色彩更逼真。
- 全部显示的画面信息将是原来2到5倍。扫描线之间的距离更小，甚至没法发觉。
- 在2006年春要发售两种预格式的碟片，一种叫做HD DVD，另一种叫做蓝光光碟。两个系统皆向下相容，可以播放现有的DVD，并且能够从中截取出接近高清电视质量的图片，但是两种系统原本是不兼容的，不过现在已经有一些厂商生产出可以兼容播放这两种格式碟片的系统。
- 更高的透明度，和清晰度使得在大屏幕电视上收看节目更为舒服、惬意。
[编辑] 运用高清技术的立体3维电视还无法实用
一些诸如："北極特快車"，迪士尼的"四眼天雞"和预计将要在2006年发布的其他6部动画片，将会发售使用可以在家里观看，具有3维效果的碟片，碟片格式尚不定，可能是一种或多种。发现高清频道现在已经播出了少量的3维效果的科学节目。绝大多数3维技术的专家预言随着高清电视的普及视频和动画技术的使用将越来越多。
[编辑] 早期的高清电视系统
[编辑] 法制 755i
[编辑] MUSE
[编辑] 運行的MUSE
[编辑] HD-MAC
[编辑] 現行系統
[编辑] 澳洲
[编辑] 巴西
[编辑] 加拿大
[编辑] 歐洲
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[编辑] 日本
[编辑] 韩国
[编辑] 墨西哥
[编辑] 美國
美國於1983年成立ATSC委員會負責制訂美國的HDTV標準，經過多年提案評比與測試，美國聯邦通信委員會於1998年正式將ATSC規格完全定案。[1]技術上採用MPEG2-TS資料流並可傳送1080p解析度的訊號。目前除美國本土外，加拿大，宏都拉斯，巴哈馬，墨西哥，韩国也使用此種規格。
[编辑] 中國大陸
2006年1月1日開始，中國中央電視台（央视）正式利用亞洲四號衛星向全國啟播一條高清電視收費頻道。央视亦會利用此高清頻道發送2008年北京奥运賽事。另外，上文广和电影频道亦开播有两条高清电视频道。
免费地面广播方面，央视在2007年1月1日开播了一套地面高清免费频道，但仅限于北京地区观众通过UHF第33频道进行接受；现在受众面较小，预计2008年内该频道会普及到上海、天津等城市。
[编辑] 香港
慈雲山的數碼電視發射塔
免費地面廣播方面，兩間免費電視台已於2007年12月31日開始高清廣播，無綫電視推出一條全日廣播的高清翡翠台（High Definition Jade）；而亞洲電視的高清頻道（aTV HD）則會每天播放2小時。兩者皆向政府承諾投資最少四億發展數碼電視。[2]啟播當日，本港只有一半人口可以收看高清電視節目。[3]
初期兩台計劃採用傳送編碼並不相同，亞洲電視選用普及多年的MPEG2提供高清節目，而無綫電視則主張採用比較先進的H.264，最終於同年10月，亞視決定跟隨無綫使用H.264制式。[4]
MPEG2優點是技術成熟，但因為數碼頻道的頻寬限制，不能進一步發展1080p等更高清晰度的廣播。[5]而優點是壓縮效率高，只需要一半頻寬就能達到MPEG2的相同畫質，更可在同一條頻譜內傳送更多頻道，而H.264為歐洲廣播聯盟（EBU）推介的技術標準。[6][5]
而收費電視經營商now寬頻電視則早已在2007年8月推出具720p清晰度的足球頻道now Sports HD（第660頻道），但月費將比標清服務高50%至60%。[7]
[编辑] 澳門
現時大部分澳門市民透過公共天線公司，收看香港兩間免費電視台的節目。多間公共天線公司已做好測試的準備，安裝了解碼器的市民可率先感受數碼廣播的新體驗，包括香港第一條標清二十四小時免費新聞財經頻道。[8][9]
[编辑] 台灣
台灣公共廣播電視集團正在推動其HDTV二年建置計畫，從台灣南北兩大都會區開始逐步建立發射台，已於2008年5月15日開始工程試播，再逐步建立其他地區的播送能力。根據前項計畫之施行內容，台灣將成立第一個無線數位HDTV頻道（HiHD頻道），並採用歐洲規格的DVB-T來傳送解析度為1080i的HD訊號。收視戶需具備「內建可接收HDTV數位信號」的電視機並加裝 UHF（特高頻）天線；或購買「第二代地面波數位電視機上盒」並加裝UHF天線，以接收、轉換訊號，然後利用HDMI或色差端子訊號線，連接至高畫質電視機觀賞HiHD頻道。 頻道節目規劃有以下五類：
紀錄片：國內外生態紀錄片、人文歷史、科學探索等。如：公視自製之「福爾摩沙的指環」、「野性蘭嶼」紀錄片。
戲劇節目：連續劇、單元劇、電視影集。如：我在墾丁*天氣晴、實習醫生。
文化藝術：各類音樂、表演藝術轉播。
休閒娛樂：綜藝、旅遊或美食觀光節目等。
運動賽事：運動賽事轉播，如2008北京奧運賽事。[10][11]
2008年3月7日，中華電信多媒體內容傳輸平台（MOD）開播HDTV節目（2008年北京奧運棒球「8搶3」資格賽僅限3月7日至3月14日），但收視戶必須先安裝「光世代」（FTTx）下行10Mbps、上行2Mbps，使用的機上盒必須是「MOD205」，機上盒遙控器必須是「MRC-23」，建議使用支援1080p或1080i節目訊號的電視機，同時必須使用HDMI界面（若使用色差端子，則必須請工程師來更新機上盒軔體）；符合上列條件的收視戶，不需申請，即可在MOD的「HD高畫質」專區直接點選、收看各HDTV節目。[12]
[编辑] 錄影、壓縮和錄影媒體
[编辑] 未來媒體
[编辑] 廣播裝置
[编辑] VP6
[编辑] HD DVD 與 藍光光碟
[编辑] 高清攝影機
[编辑] 高清電視地面廣播系統對照表
| 系統 | ATSC | DVB-T | ISDB-T |
|---|---|---|---|
| 訊源編碼 | |||
| 影像 | Main Profile syntax of ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2 – Video) | ||
| 音訊 | ATSC Standard A/52 (Dolby AC-3) | ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2 – Layer II Audio) and Dolby AC-3 | ISO/IEC 13818-7 (MPEG-2 – AAC Audio) |
| 傳送系統 | |||
| 通道編碼 | |||
| 外部編碼 | R-S (207, 187, t = 10) | R-S (204, 188, t = 8) | |
| Outer interleaver | 52 R-S block | 12 R-S block | |
| 內部編碼 | rate 2/3 trellis code | PCC: rate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8; constraint length = 7, Polynomials (octal) = 171, 133 | |
| Inner interleaver | 12 to 1 trellis code | bit-wise, frequency | bit-wise, frequency, selectable time |
| Data randomization | 16-bit PRBS | ||
| 調變 | 8-VSB and 16-VSB | COFDM QPSK, 16QAM and 64QAM Hierarchical modulation: multi-resolution constellation (16QAM and 64QAM) Guard interval: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 of OFDM symbol Two modes: 2k and 8k FFT |
BST-COFDM with 13 frequency segments DQPSK, QPSK, 16QAM and 64QAM Hierarchical modulation: choice of three different modulations on each segment Guard interval: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 of OFDM symbol Three modes: 2k, 4k and 8k FFT |
[编辑] 資料來源
- United States Federal Standard 1037C
- DTV channel protection ratios
- DVB HDTV standard
- Images formats for HDTV, article from the EBU Technical Review .
- High Definition for Europe - a progressive approach, article from the EBU Technical Review .
- High Definition (HD) Image Formats for Television Production, technical report from the EBU
- Digital Terrestrial HDTV Broadcasting in Europe , technical report from the EBU
- TV Azteca Plans HDTV Mexican Rollout
- ^ Advanced Television Systems Committee：《history of ATSC》。http://www.atsc.org/fccdtv.html, （英文）
- ^ 廣播事務管理局秘書處．“《廣播事務管理局二零零五年十二月十七日會議：亞視與無綫有關數碼地面電視節目服務的投資計劃》”，廣播事務管理局新聞稿，2005年12月17日．于2007年6月4日查阅．
- ^ 明報．“半數市民率先體驗 覆蓋率明夏增至75％”，雅虎香港新聞，2007年11月27日．
- ^ 香港立法會（2007年11月12日）．數碼地面電視廣播推行進度（PDF）．
- ^ 5.0 5.1 EBU（2005年5月1日）．FUTURE HIGH DEFINITION TELEVISION SYSTEMS（PDF）． 技術建議，同時可參閱1080p
- ^ 香港特別行政區電訊管理局．“數碼地面電視廣播服務技術制式（英文）”，香港特別行政區電訊管理局，2006年6月4日．于2007年6月4日查阅．
- ^ 王晨燕（2007年7月20日）．香港now寬頻下月首播高清英超．
- ^ 亞洲電視新聞（2007年12月30日）．澳門電視觀眾可收看香港高清及標清頻道．
- ^ 澳門每日時報（2007年12月30日）．Digital broadcasting to be available by local Cable TV．
- ^ 台灣公廣集團：《高畫質電視與第二單頻網建置計畫》。2007年。http://www.pts.org.tw/~web02/2years/hdtv-1.htm, （正体中文）
- ^ 《公視新聞稿-新聞局補助、公視建置 台灣第一個高畫質無線數位電視頻道HiHD開播》，2008年5月16日
- ^ 中華電信MOD官方網站，進入後在左方選單上點選「HD高畫質」。（正体中文）
[编辑] 參看
[编辑] 外部連結
- ATSC
- CDTV Canadian Digital Television official website
- HDTV Info Information on HDTV
- HDTV Magazine HDTV Resource
- HD Beat High definition consumer information, listings and reviews.
- Home Theater Network What to look for in HDTVs.
- HDTV Forum Your High Definition Forum
- Hi Definition Hardware Useful information on Hi Definition compatible hardware.
- HDTV Consumer Info Information for people unfamiliar with HDTV technology.
- UKHDTV.net UK Resource For HDTV News & Information
- HDTV Broadcasting Info Information for people looking to get HDTV
- HKPCUG Digital HDTV Wiki HKPCUG 香港數碼廣播資訊 Wiki
- 社團法人台灣數位電視協會 社團法人台灣數位電視協會（正体中文）
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| 這個圖表以格子的大小說明了總體的橫向和縱向像素解析度，並沒有準確地反映出這些格式的螢幕形狀（縱橫比），即是4:3或16:9。 | ||||||||
