[發(fā)明專利]一種數(shù)字式高清晰度電視傳輸方法

無效

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• 申請日: 1993-07-24
• 公開（公告）號: CN1052608C
• 公開（公告）日: 2000-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱維樂
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04N11/06
• 分類號: H04N11/06;H04N7/01;H04N5/44
• 代理公司: 電子科技大學專利事務(wù)所
• 代理人: 黃競躍

本發(fā)明屬電視領(lǐng)域，特別涉及數(shù)字式高清晰度彩色電視制式。

人工重現(xiàn)活動景物圖象的二大基本技術(shù)手段是電影和電視。由于人眼的視覺惰性，對逐幅呈現(xiàn)的運動景物圖象序列獲得滿意的運動連續(xù)感的融合頻率約為24Hz。而另一方面，人眼剛好感覺不到景物高度閃爍的影象重復(fù)頻率——臨界閃爍頻率約為50Hz。臨界閃爍頻率并依景物的高亮度增加而增加，當景物圖象亮度達到人眼忍受上限(約為300abs)時，臨界閃爍頻率增至約70Hz。因此，若影象重復(fù)頻率高于70Hz，則人眼可感受到完全免除閃爍感的連續(xù)活動圖象。

人工重現(xiàn)活動圖象的基本要求一是運動連續(xù)感，二是消除閃爍。單純提高重現(xiàn)頻率當然可以滿足這二方面的要求，但總要造成資源(電影：膠片長度；電視：通帶寬度)的浪費。因而人們發(fā)明了種種方法，以節(jié)省資源。

在電影中采用了以24幀/秒的速度拍攝，在放映時則對每幀圖象二次投光(即重復(fù)頻率增為48Hz)的方法，調(diào)合了融合頻率與臨界閃爍頻率的差距，使人類觀賞到優(yōu)美的電影藝術(shù)，膠片長度節(jié)省一半。

在電視傳輸制式發(fā)展中，由于不存在傳輸過程中的有形記錄介質(zhì)，自發(fā)明時起，就采用了另一種巧妙的“隔行掃描”的方法來彌合這一差距。一幀圖象被分解為若干行，其中奇數(shù)行部分首先掃描傳送，稱為奇場。再掃描傳送偶數(shù)行部分，稱為偶場。因而導(dǎo)出了“一幀二場，先后傳送”的隔行掃描電視制式的基本概念。對顯示屏而言，圖象被分割為奇偶行交錯的二場，先后閃現(xiàn)二次，近似于二次投光的效果。但每秒傳送的總行數(shù)仍保持不變，因而節(jié)省了一半的頻帶。

世界上現(xiàn)行的三大電視制式中，均采用了隔行掃描制式。其中NTSC制幀頻為30Hz，場頻為60Hz，用于60Hz電力網(wǎng)的國家和地區(qū)；PAL、SEACAM制幀頻為25Hz，場頻為50Hz，用于50Hz電力網(wǎng)的國家和地區(qū)。這是現(xiàn)行電視歷史發(fā)展進程所形成的60Hz/50Hz二大分野。

隔行掃描的方法，在節(jié)省傳輸頻帶一半的條件下，有效地保證了運動連續(xù)性并較好地克服了閃爍。隔行掃描這一方法在電視歷史上有重要的貢獻，并一直沿用到目前正在發(fā)展的新一代高清晰度電視(HDTV)之中。例如，數(shù)字處理——模擬傳輸?shù)腗USE(日)，HD-MAC(歐)也均采用了隔行掃描的體制。90年起開始發(fā)展的全數(shù)字式HDTV中，美ADTV，Digicipher，北歐Devine，德HATV-T等制式也采用了這種行之有效的隔行掃描體制方案。

但是，隔行掃描制由于將一幀圖象分割為奇、偶行相間的二場，只近似于電影畫面的全幀二次投光，這就不可避免帶來了一些具有根本性質(zhì)的缺陷，如：爬行現(xiàn)象(虛假的垂直動感)；行間閃爍(水平銳邊緣因奇、偶場亮度不同引起的閃爍)；垂直清晰度降低(克爾系數(shù)0.7)等等。在對電視重現(xiàn)質(zhì)量要求日益苛刻的今天，已成為繼續(xù)提高重現(xiàn)質(zhì)量的障礙。

逐行掃描的顯示方式則可完全免除隔行掃描的爬行、行間閃爍等缺點，在同樣的每幀的行數(shù)下，其主觀垂直清晰度亦提高為隔行掃描制之1.3倍。這一方法首先在計算機圖形顯示中廣泛采用，但未涉及傳輸。在某些專用電視設(shè)備中也偶有采用，即以逐行方式掃完全幀，并將幀頻提高一倍(等于隔行制之場頻)，每秒傳送的行數(shù)增加一倍，占用隔行制兩倍傳輸帶寬，稱為逐行掃描制電視(見張兆揚等著《數(shù)字電視原理》，科學出版社，1987年)。

新一代高清晰度電視的基本目標是提供16∶9寬高比的大屏幕電視，在屏高三倍處觀察時應(yīng)取得觀賞35mm寬銀幕電影的臨場效果，在其中繼續(xù)留有隔行掃描的缺陷是難于容忍的。因此，美國已有二家(DSC，CC-Digicipher)提出逐行制HDTV方案，其原理仍是借用上述逐行掃描制的概念。但由于原始帶寬增加了一倍，對后續(xù)的數(shù)字壓縮處理的要求更苛刻，不得已只能削減分辨率(一定程度的偷工減料)，以求降低原始帶寬。據(jù)報導(dǎo)，這種形式的逐行HDTV電視體制已取得了較隔行制圖象重現(xiàn)質(zhì)量更高的整體效果。

本發(fā)明的任務(wù)是為新一代電視提供從攝像、傳輸?shù)斤@示的系統(tǒng)組成(即傳輸制式)上的科學而統(tǒng)一的優(yōu)化安排，以免除現(xiàn)有隔行體制中爬行、行間閃爍，垂直清晰度低等固有缺陷，同時也消除現(xiàn)研究中的逐行制之頻帶占用寬、數(shù)據(jù)量大的缺陷，為新一代高清晰度電視的高質(zhì)量圖象重現(xiàn)提供基礎(chǔ)。