【摘要】從高清問(wèn)世到HDV出現(xiàn)，技術(shù)一直在等待市場(chǎng)，市場(chǎng)卻在等待技術(shù)的效率更高；數(shù)字視頻的多樣性體現(xiàn)了對(duì)視頻信息利用的效率；HDV方式體現(xiàn)了信息效率的提高；壓縮是提高信息效率的工具；高效率不等于高質(zhì)量；在質(zhì)量和效率的權(quán)衡中還會(huì)有新的格式出現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字高清與HDV 多樣性與效率 效率與質(zhì)量 格式與壓縮
一. 從高清問(wèn)世到HDV出現(xiàn)，技術(shù)一直在等待市場(chǎng)
對(duì)高清這個(gè)命題，普遍認(rèn)為是技術(shù)在等待市場(chǎng)。早在十幾年前，日本就開(kāi)始了模擬高清電視廣播，我國(guó)也從國(guó)慶50周年開(kāi)始了中國(guó)的數(shù)字高清試播，又是5年過(guò)去了，高清的技術(shù)已經(jīng)更趨成熟，但應(yīng)用還是不能普及，普通觀眾對(duì)高清還是要等待。在當(dāng)前技術(shù)革命的大潮中，技術(shù)更新的速度更快，在很多領(lǐng)域，我國(guó)應(yīng)用新技術(shù)的時(shí)間也大大提前，與世界是基本同步的。但在高清領(lǐng)域卻還是跟不上世界的步伐，成熟的技術(shù)在等待市場(chǎng)。
HDV的出現(xiàn)給沉寂的高清市場(chǎng)一股新鮮的氣息，這種稱(chēng)為低成本高清的技術(shù)將高清節(jié)目的制作成本降低到與我們今天的標(biāo)清的成本相當(dāng)。人們期望和等待這個(gè)新的技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)整個(gè)電視市場(chǎng)的發(fā)展。HDV能起到推動(dòng)這個(gè)市場(chǎng)的作用嗎?
在進(jìn)入數(shù)字高清的前沿，我們提出一個(gè)信息效率的問(wèn)題，所謂信息效率是接收到信息與原始信息的比例。我們把信息傳遞的過(guò)程分為制造信息、傳輸信息、接收信息幾個(gè)環(huán)節(jié)，接收信息對(duì)信息的效率是最重要的。我們提出接收信息的概念不只是電視解碼接收的圖像質(zhì)量，而是人對(duì)節(jié)目質(zhì)量的實(shí)際感受。我們的攝像機(jī)成倍地提高清晰度，我們建立了新的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，我們還更新了高清的電視機(jī)，但我們?nèi)藢?duì)信息的實(shí)際感知是否能成倍地增加?
人對(duì)電視信息的接收受人的行為活動(dòng)的影響，也與人的專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練有關(guān)。在接收信息的層次上，人對(duì)內(nèi)容信息的接收優(yōu)先于對(duì)質(zhì)量信息的接收。所以，制作信息的增加與接收信息的增加不是等比例的。當(dāng)技術(shù)的進(jìn)步不能被市場(chǎng)所消化或認(rèn)同，誰(shuí)為增加的成本埋單?這就是技術(shù)等待市場(chǎng)的原因。
二. 數(shù)字視頻的多樣性體現(xiàn)了對(duì)視頻信息利用的效率
在數(shù)字電視的范疇里，高清、標(biāo)清、電影和其它顯示媒體共存。高清的出現(xiàn)是為了提高人們對(duì)電視收看效果的滿(mǎn)意度，人們希望在電視里看到的畫(huà)面像真實(shí)景物那樣逼真，像在電影院欣賞電影的感覺(jué)一樣。在今天的多媒體時(shí)代，人們對(duì)電視顯示的期待完全超出了傳統(tǒng)電視的范疇，是一個(gè)多功能的信息顯示屏。在這個(gè)基礎(chǔ)上，人們開(kāi)始制定數(shù)字高清的標(biāo)準(zhǔn)。我們從美國(guó)FCC數(shù)字廣播規(guī)格的圖表中可以看到數(shù)字電視和數(shù)字高清是一個(gè)很大的范疇，它即要體現(xiàn)人對(duì)視覺(jué)的要求，也要體現(xiàn)人對(duì)信息資源利用的合理性。
不同應(yīng)用環(huán)境造成了數(shù)字電視的多樣性。人的視覺(jué)感受是多方面的，清晰度是最首要的，相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的720×576（PAL制），數(shù)字高清電視的標(biāo)準(zhǔn)為1080i（水平像素按寬高比16∶9推算上限為1920）和720p（水平像素按寬高比16∶9推算上限為1280），大大提高了電視清晰度水平。電視誕生以來(lái)，一直采用限定技術(shù)質(zhì)量來(lái)保持較高的信息效率，降低制作、傳輸和接收的成本。如，電視使用隔行掃描技術(shù)用以節(jié)約頻帶資源，同時(shí)也留下畫(huà)面垂直細(xì)節(jié)閃爍和垂直運(yùn)動(dòng)圖像模糊的問(wèn)題；在25幀50場(chǎng)/秒（PAL制）的方式下，觀看的閃爍感是顯而易見(jiàn)的，顯示運(yùn)動(dòng)圖像明顯模糊，尤其在慢放和靜幀時(shí)更加突出。數(shù)字電視要兼容多種顯示環(huán)境，在不同的環(huán)境下人對(duì)電視信息的接收效率是有差別的，比如人在觀看靜止圖像時(shí)對(duì)畫(huà)面的閃爍非常敏感；人在安靜的環(huán)境下欣賞電影對(duì)畫(huà)面的清晰度和聲音質(zhì)量要求高；在新聞節(jié)目中人對(duì)內(nèi)容更加關(guān)注。所以數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中即要提高清晰度也采用了逐行掃描和提高幀頻到50幀技術(shù)，改善這方面的收看效果。
像圖1中FCC表那樣的許多標(biāo)準(zhǔn)就是針對(duì)不同應(yīng)用采取不同技術(shù)以保證一定的信息效率和低成本。我國(guó)的數(shù)字電視肯定不會(huì)那么復(fù)雜，但逐行掃描和提高幀頻是應(yīng)當(dāng)要采用或兼容的。
不同的方式各有優(yōu)勢(shì)，有品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)也有價(jià)格的優(yōu)勢(shì)。如果即考慮高清晰度，又滿(mǎn)足逐行掃描和高幀頻，把它們都包含在一種制式里（如1920×1080/50p），對(duì)資源的占用的效率就低，技術(shù)復(fù)雜，且價(jià)格高，市場(chǎng)難以接受。所以，數(shù)字高清還是多種制式并存，針對(duì)不同的需求采用不同的制式。對(duì)我國(guó)的具體情況來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)清晰度的720×576/50i，高清的1080/50i和720/50p。在眾多的標(biāo)準(zhǔn)中，1920×1080/i無(wú)疑是清晰度指標(biāo)最高的，也是我國(guó)的數(shù)字高清電視演播室標(biāo)準(zhǔn)；1280×720p在清晰度方面介于1920×1080與標(biāo)清之間，但采取了逐行掃描和2倍的幀頻，觀看效果在另一方面得到改善，總體的信息量與1920×1080i相當(dāng)。從信息的效率來(lái)說(shuō)1080/i對(duì)一般電視類(lèi)節(jié)目更高，720/p對(duì)特殊類(lèi)電視節(jié)目和電影、多媒體更有優(yōu)勢(shì)。對(duì)當(dāng)前的HDV來(lái)說(shuō)，當(dāng)前攝像機(jī)和顯示器還不支持1080的上限1920×1080，而比較容易達(dá)到1280×720，普通電視和顯示器普遍支持逐行掃描和2倍的幀頻。所以在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下，1280×720/p的信息效率明顯更高，在目前來(lái)說(shuō)是比較實(shí)惠的。
三. HDV方式體現(xiàn)了信息效率的提高
我們把HDV比喻成高清領(lǐng)域的DV，首先在技術(shù)上看一看它們的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。標(biāo)清的DV采用減少色差取樣（4:2:0），幀內(nèi)壓縮，較窄的磁跡（10μm）。25Mb/s碼率是DV原始數(shù)據(jù)125Mb/s的約1/5。高清的HDV采用減少色差取樣（4:2:0），MPEG-2幀間壓縮，同DV一樣的磁跡（10μm）。25Mb/s碼率是HDV原始數(shù)據(jù)1/20。HDV在記錄信息與DV相同的條件下，卻傳送了更多的原始信息，提高了電視節(jié)目信息的效率。
HDV出現(xiàn)了，如何看待以前的DV甚至高質(zhì)量的標(biāo)清設(shè)備?有人更大膽地比喻，HDV與高質(zhì)量標(biāo)清誰(shuí)好誰(shuí)差呢?這雖然是一個(gè)很不嚴(yán)格的命題，卻有很大的代表性，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是買(mǎi)今天低檔的高清還是買(mǎi)昨天高級(jí)的標(biāo)清?我們?cè)谶@里強(qiáng)調(diào)幾個(gè)概念：
a.HDV的原始信息比標(biāo)清大得多，有明顯的區(qū)別。
b.HDV的攝像機(jī)和編輯環(huán)境還不能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)高清的水平。
c.僅從信息效率角度，HDV肯定大于高檔標(biāo)清。
d.HDV目前還不能滿(mǎn)足高級(jí)廣播制作工藝的要求。
e.壓縮對(duì)圖像造成的損失不僅取決于壓縮方式和壓縮比，還取決于圖像本身。比較HDV和其它格式不能忽略圖像本身的因素。
f.標(biāo)清領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)育完全了各個(gè)檔次的產(chǎn)品，有非常完美的產(chǎn)品，HDV在高清領(lǐng)域還是遠(yuǎn)不完美的。
四. 壓縮是提高信息效率的工具
HDV在色差信號(hào)取樣率和記錄碼率與DV相同的前提下，壓縮承擔(dān)了成倍提高信息效率的主要任務(wù)。HDV使用MPEG-2壓縮實(shí)現(xiàn)了高壓縮比（約20倍），是否對(duì)圖像有大的損傷呢?在標(biāo)清領(lǐng)域，DVD也是使用MPEG-2壓縮，可以到5Mb/s甚至更低的碼率，也有25倍左右的壓縮比。所以，就壓縮對(duì)圖像質(zhì)量的影響來(lái)說(shuō)，HDV對(duì)高清的壓縮與DVD對(duì)標(biāo)清的壓縮相當(dāng)。這僅僅是一種比喻。
HDV使用MPEG-2 IBP幀的壓縮方式，這是專(zhuān)業(yè)錄像格式中唯一使用這種方式的。如此之大的原始數(shù)據(jù)記錄在如此小的磁帶上，還要達(dá)到一小時(shí)的記錄時(shí)間，也只有使用這樣的壓縮方式。那么專(zhuān)業(yè)錄像機(jī)為什么不宜使用MPEG-2 IBP幀的壓縮方式呢?簡(jiǎn)單地說(shuō)是后期編輯的