高清與標清數字電視的兼容系統研究

傅蓉

摘 要：高清數字電視既是當前數字電視領域的高端市場，又是數字電視今后整體的發展方向。在全面步入高清數字電視時代之前，首先要解決的是占當前絕大多數的標清數字電視與高清電視兼容的問題。本文從兩種數字電視各自特點出發、分析了當前主要的幾種兼容方法，對高清與標清數字電視兼容系統的設計思想及目標作出了探討。

關鍵詞：高清與標清；數字電視；兼容系統；設計思想

隨著我國GDP的穩步提升，國民生活水平隨之而提高，人們對精神文明的追求也到達了一個新的層次。電視作為傳統的試聽媒介，在網絡普及率越來越高的情況下影響力逐漸下降，這就迫使電視必須做出改進方能保留自身競爭力。高清數字的出現就是電視自身改進的一個重要方面，大屏幕高清晰度的畫面顯示是電視相比于計算機的最大優勢。基于此，多個高清電視頻道已陸續在近年來開播，標志著我國電視也行已經開始邁進了數字高清晰度時代。在此過程中不可回避的問題在于標清電視早已占據了絕大多數的市場，要實現全面進入數字高清電視時代就必須考慮到眾多標清電視與高清電視的兼容問題，建立一個兼容高清與標清的系統。因此，需先了解其各自特點、把握兼容的目的、掌握兼容的方法，以設計出適當的兼容方式。

1.高清電視技術的特點與標準

1.1.高清電視與標清電視參數上的對比

高清電視簡稱HDTV（High Definition Television），所謂高清指的就是清晰度水平高。一般來說，標清電視分別率為720×576，僅有40萬像素，而高清電視分辨率為1280×720或1920×1080，像素可達到200萬。就屏幕寬高比和有效碼率而言，高清電視將原本標清4：3的比例擴大到了16：9；將標清電視165.89Mbps的碼率提高到829.44Mbps。以上參數上的比較顯而易見高清電視在性能方面的極大提高。另外在經濟方面，由于近年來來高清數字電視已成為市場主流，目前我國生產和研發電視及接受設備的廠家數不勝數，激烈的競爭也導致了價格下降，使得高清數字電視的銷量已漸漸超過了傳統標清數字電視。

1.2.高清電視信號技術標準

國家對于高清電視接收機具有嚴格、統一的標準，其中主要的控制指標在于清晰度和寬高比。對于接收機而言，首先在接受信號后不可進行低于1920×1280i/50Hz的隔行掃描，其次必須控制寬高比為16：9。再次便為分辨率的控制，即圖像像素控制，必須同時兼顧水平和垂直清晰度兩個方面，使其同時達到720以上，該步驟是圖像清晰度的關鍵控制因素。

2.高清電視信號的接口與傳輸

2.1.高清電視信號的接口

高清電視信號需采用HDMI（高清晰度多媒體接口），該接口是一種高清晰度的全數字接口，傳輸過程中，可保持原數字大小，同時包含多種聲道音頻和自動格式并且能夠控制命令的數據。相比于非數字接口，HDMI擁有更好的質量并且在模擬連接進行數字轉換時可保證零損失（分辨率越高該技術優勢越明顯），從而保證了高清電視的圖像及影音質量。

2.2.高清電視信號的傳輸

現階段高清電視信號主要有以下三種傳播方式：（1）地面傳輸，即傳統有線電視的信號傳播方式，用戶將接收天線連接到機頂盒或內置接收機的高清電視上即可。此類方式應用較普遍但也存在諸多弊端如接受頻道少、高標清切換不便等；（2）衛星傳輸，指通過衛星上的天線同接受高清電視信號再反饋給用戶，該方式較便利且可覆蓋區域大，但對于城市等用戶密集集中地點，信號存在一定的減弱，因此現階段仍僅適用于空曠的地區。（3）網絡傳輸，指通過機頂盒連接網絡接收高清信號，該方式較為簡單、便利，無需架線且因為連接網絡使得功能更為強大，可滿足人們的多方面需求，因此具有極佳的應用前景，是目前最被接收的傳輸方式。

3.高標清兼容系統設計思想

由于高標清兼容系統存在著不同的需求，故需要從不同的角度入手，卻別對待。對于高標清兼容系統的設計，要把握其設計目的，即從需求的方向來設計。目前來說主要是針對高標清信號的切換，分別有“獨立切換”、“單一的高清加變換”、“高標清兼容同播”和“高標清混合同步切換”四種模式。下面分別對其逐個進行分析。

3.1.獨立切換

獨立切換系統的設計思想是在制作過程中重新啟動切換臺，以使高、標清信號得以相互轉換。基于此需求，該系統首先需要切換臺設備同時兼容高清與標清兩種信號，如接入時僅有高清信號，則應制作需求利用重啟切換臺來將之轉變為標清信號，使信號再兩種清晰度情況下自然、順暢的轉換。該系統有點在于操作簡單，只需重啟切換臺即可解決高清和標清系統的兼容問題，但其缺點在于需事先將高清與標清信號分開布置，系統本身較復雜，制作系統難度大。

3.2.單一的高清加變換

該系統同樣能夠兼容高清與標清信號，但由于其需要從信號源直接接受信號，信號輸出通道單一，僅在輸出的終端進行信號的轉換，雖然在終端增設變換系統可轉換系統模式使其達到高清或標清的狀態，但在同一時刻下，系統只能在高、標清兩種狀態中選擇其中一種使其處于單一的控制狀態。由于是單一信號加變換系統的模式，該系統最為簡單，操作簡便，缺點在于轉換效果不穩定，容易造成信號延遲或模式變換不受控制等情況。

3.3.高標清兼容同播

兼容同播的設計思想是建立高清與標清兩個系統，再利用雙系統同時控制各自信號達到統一的控制。這需要設置一個總得控制面板來同時控制兩個不同的通道主機，以使高標清信號省略上下變換的步驟直接進入到切換臺中。該系統優缺點均十分鮮明，優點在于獲得高標清信號的兼容實現了兩種信號的同時切換，且操作簡便不、信號不易受影響。缺點是系統過于龐大，需要大量的資金購置設備及設計系統，前期投入漫長且復雜。該系統于現階段并非十分成熟，在構圖、文字處理等諸多方面還存在一些需要改進的地方。倘若從業者進行更多的研究并能優化該系統的設計步驟、簡化系統設備，該系統必定將獲得有更廣闊的使用空間。

3.4.高標清混合同步切換

該系統模式下高標清信號的輸入及輸出均處在混合的狀態，所謂混合同步切換指的是將高標清信號同時包括起來，在兩種信號間進行切換以獲得最高清晰度、分辨率的圖像，再更具兩種系統不同的寬高比進行調整，尋求圖幅與畫面清晰度的最佳平衡。混合同步切換的有點在于能有有效的提高畫面清晰度、可隨意調試混合兩種信號，缺點是在高標清信號切換時無法避免信號延遲的現象，造成畫面卡頓，影響收視。

4.結束語

隨著人們物質水平的提高，在精神追求方面必然會有更多的要求，高清電視的出現符合現代人類對美的不斷追求，高清晰度、高保真的畫面才能帶給人們更真切的視覺享受。在科技飛速進步、信息化高度發展的當代，高清數字電視必須跟緊潮流，不斷發展自身功能來滿足人們全方位的需求。從上述各種兼容方式來看，技術上仍存在諸多待解決的問題，如何做好高清與標清數字電視的兼容，使電視行業全面過渡到高清數字電視時代，還需要相關從業者們如節目提供商、網絡運營商和設備制造商們通力合作，探索出最優的方式，推動高清數字電視市場的發展。

參考文獻

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