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中国数字高清电视的兴起之数字电视标准 |
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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。
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