有意思的是,在國際上,過去的模擬電視廣播制式為三大標準體系,而如今的數(shù)字電視廣播制式也形成了三大標準體系的局面。由于過去三大標準的模擬電視廣播制式,它們互不兼容,給人們的使用帶來了極大的不方便,大家已經(jīng)吃盡了苦頭,大家仍記憶猶新。看來新的數(shù)字電視廣播標準體系,很難使大家體會到苦盡甜來的感覺。
一、模擬電視廣播制式
眾所周知,模擬電視廣播有NTSC、PLA、SECAM三種標準制式。
1、NTSC制
NTSC制標準是由美國的國家電視委員會(NTSC,National Television System Committee)在1953年12月所制定,稱為NTSC制,分為NTST-M、NTSC-N等,為北美和日本等國所采用。
NTSC制式的供電頻率為60Hz,場頻為60場/秒,幀頻為30/秒,掃描線為525行,圖像信號帶寬為6.2MHz;24比特的色彩位深,畫面的寬高比為4:3;使用的分辨率是760*486,畫面解析度為720*480,約34萬象素。這種制式的色度信號調(diào)制特點為平衡正交調(diào)幅制(即平衡調(diào)制和正交調(diào)制兩種),屬于同時制,雖然解決了黑白與彩色電視廣播的互相的兼容問題,但是存在相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定的缺點。
2、PAL制
PAL(Phase Alternating Line,意為逐行倒相)制標準是由德國(前德)在綜合NTSC制優(yōu)勢的基礎(chǔ)之上制定出來的,時間在1962年,分為PAL-B、PAL-I、PAL-M、PAL-N、PAL-D(中國采用的)等,為歐洲和中國等國所采用。
PAL制式的供電頻率為50Hz,場頻為50場/秒,幀頻為25/秒,掃描線為625行,圖像信號帶寬分別為4.2/5.5/5.6MHz;24比特的色彩位深,畫面的寬高比為5:4;使用的分辨率是720*576,畫面解析度為720*576,約40萬象素。該制式克服了NTSC制對相位失真的敏感性,它對同時傳送的兩個色差信號中的一個進行逐行倒相,而另一個進行正交調(diào)制。這樣一來,如果在信號的傳輸過程中發(fā)生了相位失真,則會由于相鄰兩行信號的相位相反起到互補作用,它屬于同時制。為此PAL制對相位失真不敏感,圖像彩色誤差較小,彩色與黑白兼容性較好;但與NTSC制相比,其編、解碼器都較復(fù)雜,信號處理也較麻煩,接收機的成本也相對較高。
3、SECAM制
SECAM(Sequentiel Couleur AMemoire,法文意為按順序傳送彩色與存儲)制標準是由法國在1962年所制定,分為SECAM-D、SECAM-K等,為法國和俄羅斯等國家所采用。
SECAM制的幀頻25幀/秒,掃描線625行,隔行掃描,畫面比例4:3,分辨率為720x576。該制式在信號的傳送過程中亮度信號每行都傳送,而兩個色差信號則是逐行依此傳送,即用行錯開傳輸時間的辦法來避免同時傳送時所產(chǎn)生的串色及由其造成的彩色失真,故它屬于同時順序制。其色度信號的調(diào)制方法與前兩個制式不同,因此它不怕干擾,彩色效果較好,但其兼容性較差。
三種模擬彩色電視系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)比較詳見下表1-1。
表1-1:三種模擬彩色電視系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)比較一覽表
二、數(shù)字電視廣播制式
目前,數(shù)字電視廣播形成有影響力的三種制式是ATSC、DVB和ISDB。我國的數(shù)字電視廣播標準已選定了DVB-S和DVB-C。
1、ATSC制式
ATSC制式的標準是由美國先進電視制式委員會(ATSC,Advanced Television System Committee)制定的,稱為ATSC制式。1997年被ITU接受為國際數(shù)字電視廣播標準。
ATSC數(shù)字電視標準由四個分離的層級組成:圖像層、圖像壓縮層、系統(tǒng)復(fù)用層和傳輸層,層級之間有清晰的界面。最高層為圖像層,確定圖像的形式,包括像素陣列,幅型比和幀頻。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(fù)用層,特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中,如節(jié)目1圖像、節(jié)目2聲音,或者輔助數(shù)據(jù),均采用MPEG-2系統(tǒng)標準。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,按傳輸媒介基本上分為有線傳輸(ATSC-C)和地面無線傳輸(ATSC-T)兩種(暫不涉及衛(wèi)星傳輸)。對于地面廣播ATSC-T,其標準采用Zenith公司開發(fā)的8VSB(Vestigial Side Band,殘留邊帶調(diào)制),此系統(tǒng)可通過6MHz的地面廣播頻道實現(xiàn)19.3Mb/s的傳輸速率。對于ATSC-C采用高數(shù)據(jù)率的16VSB模式,可在6MHz的有線信道中實現(xiàn)38.6Mb/s的傳輸速率。
下面兩層共同承擔(dān)普通數(shù)據(jù)的傳輸,上面兩層確定在普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上,運行特定配置,如HDTV(High Definition Television,高清晰度電視)或SDTV(Standard Definition Television,標準清晰度電視)。上面兩層還確定ATSC標準支持的具體圖像格式,共有18種格式,其中HDTV有6種,SDTV有12種;采用逐行掃描方式有14種。
欲了解ATSC標準支持的具體圖像格式的請進入。
盡管ATSC DTV(Digital Television)標準包含了高數(shù)據(jù)率的16VSB傳輸模式以適應(yīng)有線電視系統(tǒng),而美國的有線電視業(yè)實際上采用的是相近但不相同的標準,這是因為美國有線電視業(yè)在ATSC DTV標準被FCC通過之前已對發(fā)展不同的數(shù)字化技術(shù)投入大量的資金。作為ATSC的重要成員,有線電視通信工程協(xié)會已采納了數(shù)字化有線系統(tǒng)的標準,此標準協(xié)調(diào)了美國有線工業(yè)現(xiàn)行標準和ATSC DTV的標準。另外,這些有線標準包括反映現(xiàn)行標準的一級圖像格式,ATSC SDTV圖像格式,同時設(shè)定了一套二級圖像格式,有線業(yè)可用于后兼容的電視上。二級圖像格式與ATSC DTV格式相同,包括HDTV和SDTV兩種格式。
2、DVB制式
DVB制式標準是由歐洲數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting)集團制定的,稱為DVB制式。是被ITU接受為第2個國際數(shù)字電視廣播標準。我國已選定DVB-S、DVB-C作為我國衛(wèi)星(GB/T 17700-1999)和有線(GY/T 170-2001)數(shù)字電視廣播的標準。
3、ISDB制式
ISDB制式標準是由日本的數(shù)字廣播專家組(DIBEG,Digital Broadcasting Experts Group)制定的,稱為ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播)制式。2001年被ITU接受為第3個國際數(shù)字電視廣播標準。
1999年日本發(fā)布了ISDB標準,該標準首先考慮的是衛(wèi)星傳輸,采用QPSK調(diào)制。ISDB制式利用一種已經(jīng)標準化的復(fù)用方案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(fù)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,可以靈活地集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
三、數(shù)字電視廣播3種制式的比較
1、調(diào)制方式:依據(jù)衛(wèi)星、有線和地面無線的傳輸媒介的不同,采用的調(diào)制方式也不同ATSC制式與DVB和ISDB制式選用的調(diào)制方式有所不同,詳見下表2-2。網(wǎng)格編碼的多電平殘留邊帶(VSB,Vestigial Side Band)調(diào)制方式是單載波調(diào)制,而編碼的正交頻分復(fù)用(COFDM,Codrthogonal Frequency Division Multiplexing)和QAM調(diào)制方式為多載波調(diào)制。在地面無線傳輸時,多載波調(diào)制方式要比單載波調(diào)制方式抗多徑衰落性強。