数字电视的国际标准1

自1948年提出视频数字化概念后, 经过将近40年的探索, 于1982年提出了电视演播室数字编码的国际标准 (CCIR 601号建议);;又于1984年提出了第一个实用化的、适应于会议电视和可视电话要求的H.261 标准;;1993年公布了活动图像的编码压缩标准MPEG-1;;1994年发表了MPEG-2标准, 该标准向下兼容MPEG-1, 向上兼容HDTV的图像质量;;1999年公布了MPEG-4标准;; 今后还计划发表MPEG-7标准。下面将上述国际标准逐一介绍。

    2.1. CCIR 601号建议

    为了便于国际间的节目交换，为消除数字设备之间的制式差别,和为 625行电视系统与 525行电视系统之间兼容，在 1982年 2月国际无线电咨询委员会(CCIR)第 15次全会上，通过了 601号建议，确定以分量编码为基础, 即以亮度分量Y、和两个色差分量R-Y、 B-Y为基础进行编码,作为电视演播室数字编码的国际标准。

    该标准规定: (1).不管是PAL制，还是 NTSC制电视,Y、R-Y、B-Y三分量的抽样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。(2). 抽样后采用线性量化，每个样点的量化比特数用于演播室为10bit, 用于传输为8bit。(3). Y、R-Y、B-Y三分量样点之间比例为4:2: 2。

    在 1983年 9月召开的国际无线电咨询委员会(CCIR)中期会议上，又作了三点补充：(l)明确规定编码信号是经过γ预校正的 Y、(R-Y)、B-Y)信号；(2)相应于量化级 0和 255的码字专用于同步， l到 254的量化级用于视频信号;; (3)进一步明确了模拟与数字行的对应关系，并规定从数字有效行末尾至基准时间样点的间隔，对 525行、 60场／秒制式来说为 1 6个样点，对 625行、 50场/秒制式则为 12 个样点。不论 625行／50场或 525行／60场，其数字有效行的亮度样点数都是 720，色差信号的样点数均是 360，这是为了便于制式转换。若亮度样点数被 2除，就得到色差信号的数据。

    2.2. H·261标准

    1984 年国际电报电话咨询委员会的第 15研究组成立了一个专家组,专门研究电视电话的编码问题，所用的电话网络为综合业务数据网络ISDN，当时的目标是推荐一个图像编码标准，其传输速率为 m×384kb/s(千位／秒)，m= l,2,3,4,5。这里384kb/s在 ISDN中称为 Ho通道。另有基本通道 B的速率为64kb/s, 6×B= 384kb/s。5×Ho = 30×B= 1920kb/s为窄带 ISDN的 高速率。后来因为 384kb/s速率作为起始点偏高，广泛性受限制，另外跨度也太大，灵活性受影响，所以改为 p×64kb/s, p= l， 2,3,..30。 后又把 p扩展到 32，因为 32× 64kb/s=2084kb/s, 其中 2084＝211，基本上等于2Mb/s, 实际上已超过了窄带 ISDN的 高速率 1920kb/s， 高速率也称通道容量。经过5年以上的精心研究和努力，终于在 1990年12月完成和批准了CCITT推荐书 H.261，即"采用 p×64kb/s的声像业务的图像编解码"，H.261简称 p×64。

    由于 H.261标准是用于电视电话和电视会议，所以推荐的图像编码算法必须是实时处理的，并且要求 小的延迟时间，因为图像必须和语音密切配合，否则必须延迟语音时间。当 p取l或2时，速率只能达到128kb/s, 由于速率较低只能传清晰度不太高的图像，所以适合于面对面的电视电话。当 p＞6时，速率＞384kb/s则速率较高，可以传输清晰度尚好的图像，所以适用于电视会议。

    2.3. JPEG标准

    静像数据压缩标准 JPEG(Joint Photo一graphic Experts Group)，直译为联合摄影术专家组，其中联合是指几个国际组织的联合。它是从1986年正式开始制订的。当时由两个国际组织联合支持，其一,是国际标准组织 ISO;; 其二,是国际电报电话咨询委员会 CCITT。到 1987年 l1月，国际电工委员会 IEC也参加合作，因此说 JPEG是三个国际组织合作的成果。虽然从 1986开始，经过许多次国际会议讨论和修改后，于1992年 7月 2日表决通过标准的第一部分，但是可能对有关测试标准草案(即标准的第二部分)作进一步修改。JPEG是 ISO的标准,同时也CCITT的推荐标准。

    JPEG是数字图像压缩的国际标准。它用于连续变化的静止图像，这里包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。JPEG包含两种基本压缩方法，各有不同的操作模式。第一种是有损压缩，它是以DCT(Discrete Cosine Transform)为基础的压缩方法。第二种为无损压缩，又称预测压缩方法。但 常使用的是第一种, 即DCT压缩方法，也称为基线顺序编解码(Baseline Sequential Codec)方法，因为这种方法的优点是先进、有效、简单、易于交流，因此应用广泛,是以DCT为基础的 基本、 重要的方法。

    2.4. MPEG- l标准

    MPEG 是活动图像专家组(Moving Picture Expert Group)的英文缩写。实际上，它是标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)联合技术委员会l(JTC l)的第29分委员会(SC29)的第 l l工作组(WG l l)，其全称是 WG l l of SC 29 of ISO/IEC JTCl。MPEG的任务是开发运动图像及其声音的数字编码标准，成立于1988年。

    专家组 初的任务有三个：实现 1.5Mb/s、 10Mb/s、 40Mb/s的压缩编码标准，即 MPEG-l、MPEG-2、MPEG-3。但因为 MPEG-2的功能已使 MPEG-3为多余，所以 MPEG-3于1992月撤消。MPEG-4项目是1991年5月建议并于 1993年 7月确认，其目标是甚低数码率的音频压缩编码(码率低于28．8Kb/s)。下面分别介绍各个标准。

    随着数字音频和数字视频技术的广泛应用，ISO的活动图像专家组(MPEG)在1991年11月提出了 ISO ll172标准的建议草案，通称 MPEG-1标准。该标准于 1992年 11月通过， 1993年8月公布。MPEG-1标准适用于数码率在1.5Mbps左右的应用环境，也就是为CD-ROM光盘的视频存储和放像所制定的。