7.1 高清电视节目制作标准(改)

５、Ｈ.264标准
H.264由ISO(国际标准化组织)和ITU(国际电信联盟)组成 的联合视频组（JVT,joint video team）制定的新一代视频 压缩编码标准。2003年获得批准。
该标准既被ITU命名为H.264，也被ISO命名为 AVC(Advaced Video Coding)，作为MPEG－4标准的第 十部份。所以也称作MPEG-4 AVC或MPEG-4/H.264 AVC。

五、数据压缩编码的分类
为了提高信息传输效率，就应当尽量减少冗余量，提高有效信息量， 所以要对数字视频图像进行数据压缩编码。
2、根据压缩编码处理器处理的像素分布范围，可分为：

帧内编码 -- 帧内编码在一帧内进行，其目的在于消除帧内图像的 空间冗余。
帧间编码 -- 在相邻两帧或几帧之间进行，利用图像信号的时间相 关性来消除冗余。这种方式对于静止图像或慢速运动 图像有很强的压缩能力，但对于快速运动的图像，由 于视图像信号冗余
2、时间相关冗余
………
………
四、电视图像信号冗余
2、时间相关冗余
序列图像是由一组连续画面组成。其中的相邻帧往往包含相同 的背景和移动物体，只不过移动物体所在空间位置略有不同， 所以后一帧的数据和前一帧的数据有许多共同的地方，只有当 整个画面内容完全改变时，数据才会发生较大变化。 这种相邻画面之间的相关性就称为时间相关性冗余。
2、MPEG-1标准
运动图象专家小组（Moving Picture Experts Group）
制定于1992年，该标准针对运动图象和声音在数字存储 时的压缩编码（NTSC制为352*240，PAL制为 352*288），编码速率为1.5 Mbps。 MPEG-1被Video CD作为核心技术，具有CD音质，输 出质量大约和传统录像机VHS信号质量相当。
3、MPEG-2标准
运动图象专家小组（Moving Picture Experts Group）
制定于1994年，是一种针对数字电视视音频的高质量压 缩标准。 MPEG-2视频编码标准是一个分等级的系列，按编码图 像的分辨率分成4个级（Levels），按所使用的编码工具 分成5个类（Profiles）。编码率3Mbps—100Mbps。
五、数据压缩编码的分类
为了提高信息传输效率，就应当尽量减少冗余量，提高有效信息量， 所以要对数字视频图像进行数据压缩编码。
1、根据压缩编码前后，图像质量有无损失可分为：

无损压缩编码 -- 使用压缩后的数据进行解压缩后，数据与原来的数 据完全相同。
有损压缩编码 -- 使用压缩后的数据进行解压缩后，数据与原来的数 据有所不同，但不会让人对原始资料表达的信息造 成误解。
每行有效样点数
每帧有效扫描行 取样结构 像素形状 画面宽高比 每帧扫描行数 垂直扫描类型
亮度：1920
1080 正交取样结构 方形像素 16：9 1125行
色度：960
逐行（1：1）或隔行扫描（2：1）
垂直扫描频率
取样频率 标称带宽 量化深度
逐行24帧
隔行50场
色度：37.125MHz 色度：15MHz
亮度：74.25MHz 亮度：30MHz 8bit 或 10bit
三 、高清电视的分辨率和像素比
目前的HDTV主要有三种显示分辨率：
720p--1280*720，逐行扫描(progreesive)
1080i--1920*1080，隔行扫描(interlaced)
1080p--1920*1080，逐行扫描(progreesive)
----有时也可用“@”代替“/ ”，如1080@50i,720@50p
像素比（Aspect Ratio）
像素比是指图像中的一个像素的长度和宽度之比，像素 比为1：1，称作方形像素。画面宽高比(Frame Ratio)则 是指一帧图像的长度与宽度之比。
720 576 1920 1080 * 1 1 * 1.067 1 16 9 = 4 3 1 * 1 720 480 16 9 * 0.9 1 = 4 3 16 9 960 720 * 4 3 16 9 ………
=
1280 720
=
1440 1080 *
4 3
=
=
……………
四、电视图像信号冗余
1、空间相关冗余
四、电视图像信号冗余
1、空间相关冗余
这是静态图像存在的最主要的一种数据冗余。 一副图像由许多像素组成，相邻像素之间一般具有很大的相似性（相关 性）。由于这种空间相关性，在传送这些部分时会出现连续传送许多相 同数据的情况，这显然是不必要的冗余，称为空间相关冗余。 空间压缩原理就是利用了这种画面中相邻像素间或数个相邻像素块间存 在高度的空间相关性。 帧内压缩的编码效率较低，压缩比只有两三倍。但是由于帧内压缩时各 个帧之间没有相互关系，所以压缩后的视频文件可以以帧为单位进行编 辑，它适用于电视节目制作。
4. 在图像质量和编码处理之间可分级，以适应不同复杂度的应用。
MPEG-2编码
1920*1080，25fps 视频码率:18.1Mbps 文件大小: 641MB
MPEG-4编码
1920*1080，25fps 视频码率:12.2Mbps 文件大小: 422MB
H.264编码
1920*1080，25fps 视频码率:10Mbps 文件大小: 341MB
4、MPEG-4标准
运动图象专家小组（Moving Picture Experts Group）
制定于1999年，在压缩效率和解码图像质量之间取得较 好的平衡。 MPEG-4 并不仅仅着眼于定义不同码流下的 压缩编码标准，而是更多的强调多媒体通信的交互性和
灵活性（实时多媒体监控、移动多媒体通信、虚拟三维 游戏、三维电影、飞行仿真练习）。
“ 就清晰度而言，如果是为电视台拍摄，1080i和720p没有差别。 但1080p和1080psf（逐行分段帧）在电视上播出时，效果还是要好 于1080i和720p。” ---- 保罗.惠勒 《高清电影摄影》
576/50i, 576/25p, 576/24p 480/60i, 480/30p, 480/24p 1080/50i, 1080/60i, 1080/24p, 1080/25p, 1080/30p 720/50p, 720/24p, 720/60p
逐行扫描: 23.976/24/25/29.97/30/50/59.94/60 帧 隔行扫描: 50/59.94/60 场 逐行24帧 隔行50场 色度：37.125MHz 亮度：74.25MHz
标称带宽
量化深度
亮度：30MHz
8bit 或 10bit
色度：15MHz
中国国家广电总局的HDTV标准
DVD和高清晰度电视（HDTV）是Ｍpeg-2的典型应用。
DV格式
720*576，25fps 位深:8bits 视频码率:25Mbps 文件大小: 206MB
MPEG-2压缩
720*576，25fps 位深:8bits 视频码率:4Mbps 文件大小: 31.9MB
MPEG-1压缩
352*288，25fps 位深:8bits 视频码率:1.15Mbps 文件大小: 10MB
LDTV -- 低清晰度电视，清晰度为200—300线。具有VCD图象 质量，目前已趋淘汰。 SDTV -- 即标准清晰度电视，清晰度为500—600线，具有DVD 图象质量。
HDTV -- 清晰度1000线以上，接近35mm宽银幕电影水平
二 、高清电视标准 CCIR（国际无线电咨询委员会）对HDTV的描述：
PAL
VCD DVD 352*288 25fps 720*576 25fps 1920*1080 25fps
NTSC
352*240 29.97fps 720*480 29.97fps 1920*1080 29.97fps
HDTV
1280*720 25fps
1280*720 29.97fps
随着计算机软件及网络技术的快速发展，MPEG1、MPEG2 技术的弊端就显示出来了：交互性及灵活性较低，压缩的多 媒体文件体积过于庞大，难以实现网络的实时传播。
-- 孟群，《电视节目制作技术（第二版）》
ITU（国际电信联盟）推荐的HDTV标准（ITU-R BT. 709-3）
每行有效样点数
每帧有效扫描行 取样结构 像素形状 画面宽高比 每帧扫描行数 垂直扫描类型 垂直扫描频率 取样频率
亮度：1920
1080 正交取样结构 方形像素 16：9 1125行
色度：960
５、Ｈ.264标准 H.264标准的优点：
1. 在相同的重建图像质量下， H.264比MPEG4减少50%码率。
2. 对信道时延的适应性较强，既可工作与低时延模式以满足实时 业务，如会议电视等，也可用于无时延限制的场合，如视频存 储等。
3. 提高网络适应性，加强对误码和丢包的处理，提高解码器的差 错恢复能力。
水平分辨率*垂直分辨率=影像像素数。水平、垂直分辨 1280*720, HD 率以及像素宽高比共同决定了影像的宽高比。 影像分辨率越高，传达的信息量越大 ，对景物细节的表 720*576 PAL 现就越丰富。
一 、数字电视（DTV）的分类：
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 优点。
“高清电视系统的设计要求是使观众在图象高度的大约3倍
距离处观看图象细节时，能达到或接近具有正常视觉锐度的
观看者观看原始景物的感觉。”
高清电视的清晰度相当于标清的2-3倍，采用16：9图像更加符 合人们的视觉习惯。音频方面，采用杜比公司的AC-3解码技术， 可接收和输出5.1声道信号，具有极好的音质和环绕音效。

六、视频压缩国际标准简介