有意思的是,在國(guó)際上,過(guò)去的模擬電視廣播制式為三大標(biāo)準(zhǔn)體系,而如今的數(shù)字電視廣播制式也形成了三大標(biāo)準(zhǔn)體系的局面。由于過(guò)去三大標(biāo)準(zhǔn)的模擬電視廣播制式,它們互不兼容,給人們的使用帶來(lái)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(lái)新的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)體系,很難使大家體會(huì)到苦盡甜來(lái)的感覺(jué)。
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(biāo)準(zhǔn)制式。
1、NTSC制
NTSC制標(biāo)準(zhǔn)是由美國(guó)的國(guó)家電視委員會(huì)(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(guó)所采用。
NTSC制式的供電頻率為60Hz,場(chǎng)頻為60場(chǎng)/秒,幀頻為30/秒,掃描線為525行,圖像信號(hào)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(wàn)象素。這種制式的色度信號(hào)調(diào)制特點(diǎn)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(shí)制,雖然解決了黑白與彩色電視廣播的互相的兼容問(wèn)題,但是存在相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定的缺點(diǎn)。
2、PAL制
PAL(Phase Alternating Line,意為逐行倒相)制標(biāo)準(zhǔn)是由德國(guó)(前德)在綜合NTSC制優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)之上制定出來(lái)的,時(shí)間在1962年,分為PAL-B、PAL-I、PAL-M、PAL-N、PAL-D(中國(guó)采用的)等,為歐洲和中國(guó)等國(guó)所采用。
PAL制式的供電頻率為50Hz,場(chǎng)頻為50場(chǎng)/秒,幀頻為25/秒,掃描線為625行,圖像信號(hào)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(wàn)象素。該制式克服了NTSC制對(duì)相位失真的敏感性,它對(duì)同時(shí)傳送的兩個(gè)色差信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行逐行倒相,而另一個(gè)進(jìn)行正交調(diào)制。這樣一來(lái),如果在信號(hào)的傳輸過(guò)程中發(fā)生了相位失真,則會(huì)由于相鄰兩行信號(hào)的相位相反起到互補(bǔ)作用,它屬于同時(shí)制。為此PAL制對(duì)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(hào)處理也較麻煩,接收機(jī)的成本也相對(duì)較高。
3、SECAM制
SECAM(Sequentiel Couleur AMemoire,法文意為按順序傳送彩色與存儲(chǔ))制標(biāo)準(zhǔn)是由法國(guó)在1962年所制定,分為SECAM-D、SECAM-K等,為法國(guó)和俄羅斯等國(guó)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(hào)的傳送過(guò)程中亮度信號(hào)每行都傳送,而兩個(gè)色差信號(hào)則是逐行依此傳送,即用行錯(cuò)開(kāi)傳輸時(shí)間的辦法來(lái)避免同時(shí)傳送時(shí)所產(chǎn)生的串色及由其造成的彩色失真,故它屬于同時(shí)順序制。其色度信號(hào)的調(diào)制方法與前兩個(gè)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(jiàn)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(guó)的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)已選定了DVB-S和DVB-C。
1、ATSC制式
ATSC制式的標(biāo)準(zhǔn)是由美國(guó)先進(jìn)電視制式委員會(huì)(ATSC,Advanced Television System Committee)制定的,稱為ATSC制式。1997年被ITU接受為國(guó)際數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。
ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)由四個(gè)分離的層級(jí)組成:圖像層、圖像壓縮層、系統(tǒng)復(fù)用層和傳輸層,層級(jí)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(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)。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(wú)線傳輸(ATSC-T)兩種(暫不涉及衛(wèi)星傳輸)。對(duì)于地面廣播ATSC-T,其標(biāo)準(zhǔn)采用Zenith公司開(kāi)發(fā)的8VSB(Vestigial Side Band,殘留邊帶調(diào)制),此系統(tǒng)可通過(guò)6MHz的地面廣播頻道實(shí)現(xiàn)19.3Mb/s的傳輸速率。對(duì)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(shí)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(yùn)行特定配置,如HDTV(High Definition Television,高清晰度電視)或SDTV(Standard Definition Television,標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視)。上面兩層還確定ATSC標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)支持的具體圖像格式的請(qǐng)進(jìn)入。
盡管ATSC DTV(Digital Television)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)的有線電視業(yè)實(shí)際上采用的是相近但不相同的標(biāo)準(zhǔn),這是因?yàn)槊绹?guó)有線電視業(yè)在ATSC DTV標(biāo)準(zhǔn)被FCC通過(guò)之前已對(duì)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(huì)已采納了數(shù)字化有線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)了美國(guó)有線工業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和ATSC DTV的標(biāo)準(zhǔn)。另外,這些有線標(biāo)準(zhǔn)包括反映現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)圖像格式,ATSC SDTV圖像格式,同時(shí)設(shè)定了一套二級(jí)圖像格式,有線業(yè)可用于后兼容的電視上。二級(jí)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(biāo)準(zhǔn)是由歐洲數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting)集團(tuán)制定的,稱為DVB制式。是被ITU接受為第2個(gè)國(guó)際數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)已選定DVB-S、DVB-C作為我國(guó)衛(wèi)星(GB/T 17700-1999)和有線(GY/T 170-2001)數(shù)字電視廣播的標(biāo)準(zhǔn)。
3、ISDB制式
ISDB制式標(biāo)準(zhǔn)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(gè)國(guó)際數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。
1999年日本發(fā)布了ISDB標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用方案在一個(gè)普通的傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號(hào),同時(shí)已經(jīng)復(fù)用的信號(hào)也可以通過(guò)各種不同的傳輸信道發(fā)送出去。ISDB具有柔軟性、擴(kuò)展性、共通性等特點(diǎn),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(wú)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(jiàn)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(wú)線傳輸時(shí),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(qiáng)。