高清晰度和标准清晰度电视的比较
高清晰度演播室信号标准
高清晰度电视数字视频信号接口
高清晰度电视广播概述
高清晰度电视是
数字电视中的一种业务
• 数字电视系统的业务
– 低清晰度电视业务
– 常规清晰度电视业务
– 高清晰度电视
– 增强电视业务
– 交互电视业务
– 声音业务
– 数据业务
高清晰度电视的定义
•“高清晰度电视应是一个透明
系统，一个正常视力的观众
在距该系统显示屏高度的三
倍距离上所看到的图象质量
应具有观看原始景物或表演
时所得到的印象”
临场感与水平视角
• 观看电视画面时会产生对画面的美感、亮
度、稳定性以及临场感等的心理效果。
• 所谓临场感，就是在看电视时完全被画面
所吸引，感觉上好象自己也成为了画面中
的一部分的那种感觉。
• 基础研究表明，当视野在水平画角上超过
20度时，就会开始产生这种“身临其境”
的现象， 当视野在水平画角上达到60度时，
这种现象就将会出现饱和。
• 因此要想增加看电视时的临场感，最好就
是让水平画角处于30度以上。
画面尺寸和水平视角
• 观看电视时的水平视角大约在大于30度时比
较合适。
• 如果画面过小，不可能获得临场感和震撼感。
• 因此画面具有足够大的绝对尺寸也是非常重
要的因素。
• 研究结果表明，画面的尺寸越大，临场感也
就越强。
• 考虑到家庭中看电视的距离（视距）以
左右为最多，当宽高比为16:9时，作为家庭
用的电视来说，屏幕在60～70英寸左右最为
合适。
最佳观看距离
• 必须从绝对距离和相对距离两方面加以考虑。
• 如果绝对的观看距离过近，为了调节眼睛的焦点，
眼球的肌肉经常处于紧张状态，眼睛容易疲劳，因
此最好观看距离最好在2m以上才较为合适。
• 根据主观评价结果，观看静止画面最合适的相对距
离为2H～3H（相当于画面高度的2倍～3倍的距离）。
• 而观看动作剧烈的画面时，如果距离画面过近会感
到头晕，所以比较合适的观看相对距离是4H。
• 综合起来看，高清晰度电视的最佳观看距离应该在
3H左右。如果观看距离为3H，宽高比为16: 9时，
水平视角是33度
扫描线与视距
• 如果人眼的视力为，折算成视角的话
就是1分。扫描线间隔达到这个视角的扫描
线数就可以被认为是该扫描线结构的能够
看到的极限。
• 从观看距离上计算，当视距为3H时，扫描
线数为1100条是最合适的。改变电视的扫
描线数对图像质量进行评价的结果表明，
当扫描线为1000条时图像的清晰度变化就
不大了
扫描格式
• 图象在时间上和空间上的抽样参数，即每
行多少像素，每帧多少行，每秒有几帧，
是隔行扫描还是逐行扫描
• 525／和625／50
• 1080×1920×F，720×1280×F， F是25
或50Hz；，24Hz，，
30Hz，或60Hz
• 1152×1920×F和1080×1920×F，F是25
或50Hz；24000/1001、30、60000/1001或
60Hz
宽高比
• 常规清晰度电视：4:3或
• 高清晰度电视(HDTV)和扩展清晰度
电视的宽高比是16:9或
• 电影的宽高比从早期的到宽银幕
的到动感宽银幕3D格式的
清晰度
• 画面的垂直方向清晰度主要由扫描线数决定，而水平
方向的清晰度则主要由信号带宽决定。根据研究发现，
当垂直和水平的清晰度大体相等时，在一定的信号带
宽时画面看上去最为清晰。
• 主观评价结果表明，增加信号带宽后图像质量提高，
但在20MHz附近就出现了饱和的倾向，因此说只要取得
大于20MHz的亮度信号就可以了。
• 关于色差信号，人眼对于色度变化的感觉比对于明暗
变化的感觉要迟钝一些，因此，带宽可以再窄些。
• 考虑到制作节目时的原素材的清晰度和在照片、打印
方面的应用，国际标准将R，G，B的信号带宽分别设定
为30MHz。
• 同时将亮度信号和色差信号的带宽比例设定为2:1。
彩色信息的表述
• R，G，B；
• Y，(R-Y)，(B-Y)；
Y=’+’+’
• Y， Pr，Pb；
Pr=(R’-Y)，Pb=(B’-Y)
• Y，U，V；
U=(B’-Y)，V=(R’-Y)
• Y， C；
C = U sin(2fsct+SCH0)±
V cos(2fsct+SCH0)
SDTV
HDTV亮度公式
•而ITU-R 和SMPTE274M
以及我国使用的亮度公式是：
Y=’+’+
22B’
Pb=(B’-Y)
Pr=(R’-Y)
高清晰度和标准清晰度电视的比较
尽管在亮度的动
态范围和彩色还原方
面胶片仍优于电视。
但是1997年CBS所做
主观评价实验的结论
是：“高清晰度电视
的分辨率与35毫米胶
片的放映质量相当”
HDTV SDTV
宽高比 16:9 4:3
扫描行数 1125 (x3) 625 (x7)
像素数 1920x1080 720x576
音 频 立体声/环绕立体声 单声道/立体声
彩色还原 扩展色域 标准色域
关于数字（高清晰度）电视标准问题
1999年，广电总局组织成立了数字（高清晰度）电视标准工作
组，组织国内专家开展数字电视标准的研究制订工作。确定
数字（高清晰度）电视标准体制为： 1、演播室参数标准；2、
视频编码及复用标准；3、音频编码标准；4、信道编码及调
制标准；5、频率规划标准。
2000年10月，国家计委批准了将国家质量技术监督局和广电总
局关于数字电视标准研究制定的实施方案和数字电视系统测
试实验室项目列入2000年国家数字技术产业发展计划和国家
数字（高清晰度）电视研究开发及产业化专项工程计划。
GY/T 162 高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的
24比特数字音频格式
演
播
室
参
数
标
准
GB/T 14857 演播室数字电视编码参数规范
GB/T 17953 4:2:2数字分量图像信号的接口
GY/T 155 高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值
GY/T 157 演播室高清晰度电视数字视频信号接口
GY/T 156 演播室数字音频参数
GY/T 163 数字电视附属数据空间内时间码和控制码的格式
GY/T 160 演播室数字电视辅助数据信号格式
GY/T 161 数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的
传输规范
GY/T 159 4:4:4数字分量视频信号接口
GY/T 164 演播室串行数字光纤传输系统
GY/T 158 演播室数字音频信号接口
数字（高清晰度）电视标准完成情况
复
用
标
准
视
频
及
GB/T 17975信息技术 - 运动图像及其伴音信号的
通用编码第2部分：视频
MPEG-2视频标准在数字（高清晰度）电视广播
中的实施准则(征求意见稿)
MPEG-2系统标准在数字（高清晰度）电视广播中的
实施准则(征求意见稿)
码
标
准
音
频
编
信息技术 - 运动图像及其伴音信号的通用编码
第2部分：音频（报批）
AC-3音频编码标准(征求意见稿)
数字（高清晰度）电视广播音频技术规范(征求意见稿)
调
制
标
准
信
道
编
码
及
GB/T 17700-1999卫星数字电视广播信道编码及调制标准
有线数字电视广播系统信道编码及调制标准（报批）
地面数字电视广播系统信道编码及调制标准(在研)
标
准
频
率
规
划
地面数字电视频率规划参数标准(在研)
地面数字电视频率规划方法标准(在研)
高清晰度演播室信号标准
1、根据《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》标准，
我国高清电视演播室采用1080/50/2:1和1080/24/1:1格式。
2、《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》是高清晰度电视
信号基带传输标准。规定了数字信号与模拟信号波形的定时
关系、视频数据格式、视频定时基准码、辅助数据和消隐数
据的格式。与SMPTE 292M和ITU-R -2建议书内容
基本一致。
3、《演播室数字音频参数》和《演播室数字音频信号接口》与
视频信号格式无关的音频基带传输标准，称AES/EBU数字音
频。
4、《数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范
》规定了在数字高清晰度电视信号中嵌入数字音频和辅助数
据的规范。
高清晰度电视数字视频信号接口
数据取样结构（1125/50/2:1格式）
• 亮度信号Y：正交取样，取样位置逐行、逐帧重复
• 色差信号CB、CR：与亮度取样点隔点重合（4:2:2取样）
• 有效样值数：1920X1080
• 线性10（推荐）或 8 比特量化
• 视频数据：4 1019
• 黑电平：64
• 消色电平：512（消隐数据）
• 同步基准数据：0 3和1020 1023
• 亮度信号Y和时分复用的色差信号CB、CR组成20比特字，
复用组合方式如下：
• (CB1 Y1) (CR1 Y2) (CB3 Y3) (CR3 Y4) …
高清晰度电视数字视频信号接口
数字信号与模拟信号的定时关系
取样频率：
T=1/
= μS
数字全行：2640T
数字有效行：1920T
数字消隐行：720T
同步字EAV：4T
同步字SAV：4T
分辨率估算：
1MHZ带宽对应29TVL
微秒 50 %
模拟行消隐
720T
OH
模拟全行 微秒
528T 192T
4T 4T
数字行消隐
视频数据块
视频数据 Y、R、G、B
数字有效行
1920T
数字全行
2640T
模拟行正程
微秒
复用视频数据 CB/CR
E
A
V
S
A
V
E
A
V
S
A
V
E
A
V
E
A
V
高清晰度电视数字视频信号接口
数字视频的帧/场结构（隔行扫描）
切换行：7、569
行场消隐中有：
定时基准码
行序号码
校验码
辅属数据空间
相当于兆
字节/秒的传输
码率
SAV和EAV在场消
隐期仍存在
EAV 行序号
0
2
2
0
2
2
6
6
4
4
6
6
1
20
21
560
561
563
564
583
584
1123
1124
11257
7
5
5
7
7
3
3
1
1
3
3
数字行消隐
SAV
一
帧
第
一
场
第
二
场
第一场有效视频
第二场有效视频
F/V/H的取值
数字全行（2640T）
数字有效行（1920T）
• 数字视频信号使用定时基准码（SAV和EAV）实现信号
的行、场同步，在帧/场消隐期仍然存在。
• 定时基准码由四个字组成：
有效视频起始（SAV）：3FF/000/000/XXX
有效视频结束（EAV）：3FF/000/000/ XXX
高清晰度电视数字视频信号接口
视频定时基准码（SAV和EAV）
H比特 “SAV” 或 “ EAV”
V比特 “帧/场正程”或 “帧/场消隐”
F比特 场识别 （逐行扫描F=“0”）
P比特 4个保护比特 与H/V/F相关的纠错码
1 F V H P3 P2 P1 P0 0 0XXX
：
高清晰度电视数字视频信号接口
串行接口（HD SDI）
• 串行数据流包括：视频数据、定时基准码、行序号码、
校验码、辅助数据和消隐数据
• 亮度数据Y和复用的色差数据CB/CR经过复用、并/串转
换和加扰转换成串行比特码流
• 传输顺序为：CB、Y、CR、Y、CB、Y、CR、Y...…
• 行序号码：LN0、LN1
• 校验码CRCC占两个数据字，用于检测视频有效行、
EAV和行序号数据中的误码，其生成多项式为：
EDC(x) = x18+x5+x4+1
• 串行接口数据码率为： =
高清晰度电视数字视频信号接口
串行接口（HD SDI）
• 信道编码：加扰的反转非归零码（NRZI），加扰生成多
项式：G(x) = (x9+x4+1)(x+1)
• 使用同轴电缆和BNC连接器，特性阻抗是75Ω
• 信号幅度：800mV
• 在高于1/10时钟频率时的输出抖动应小于眼图间隔
• 使用Belden 1649或VS2001同轴电缆，传输距离约300米
• 单模光接口：用于长距离传输，GY/T 164-2000《演播室
串行数字光纤传输系统》
• 以上特性与标准数字电视串行接口（ITU-R ）的
SDI码流基本相同
