[发明专利]一种数字式高清晰度电视传输方法

说明书

本发明属电视领域，特别涉及数字式高清晰度彩色电视制式。

人工重现活动景物图象的二大基本技术手段是电影和电视。由于人眼的视觉惰性，对逐幅呈现的运动景物图象序列获得满意的运动连续感的融合频率约为24Hz。而另一方面，人眼刚好感觉不到景物高度闪烁的影象重复频率——临界闪烁频率约为50Hz。临界闪烁频率并依景物的高亮度增加而增加，当景物图象亮度达到人眼忍受上限(约为300abs)时，临界闪烁频率增至约70Hz。因此，若影象重复频率高于70Hz，则人眼可感受到完全免除闪烁感的连续活动图象。

人工重现活动图象的基本要求一是运动连续感，二是消除闪烁。单纯提高重现频率当然可以满足这二方面的要求，但总要造成资源(电影：胶片长度；电视：通带宽度)的浪费。因而人们发明了种种方法，以节省资源。

在电影中采用了以24帧/秒的速度拍摄，在放映时则对每帧图象二次投光(即重复频率增为48Hz)的方法，调合了融合频率与临界闪烁频率的差距，使人类观赏到优美的电影艺术，胶片长度节省一半。

在电视传输制式发展中，由于不存在传输过程中的有形记录介质，自发明时起，就采用了另一种巧妙的“隔行扫描”的方法来弥合这一差距。一帧图象被分解为若干行，其中奇数行部分首先扫描传送，称为奇场。再扫描传送偶数行部分，称为偶场。因而导出了“一帧二场，先后传送”的隔行扫描电视制式的基本概念。对显示屏而言，图象被分割为奇偶行交错的二场，先后闪现二次，近似于二次投光的效果。但每秒传送的总行数仍保持不变，因而节省了一半的频带。

世界上现行的三大电视制式中，均采用了隔行扫描制式。其中NTSC制帧频为30Hz，场频为60Hz，用于60Hz电力网的国家和地区；PAL、SEACAM制帧频为25Hz，场频为50Hz，用于50Hz电力网的国家和地区。这是现行电视历史发展进程所形成的60Hz/50Hz二大分野。

隔行扫描的方法，在节省传输频带一半的条件下，有效地保证了运动连续性并较好地克服了闪烁。隔行扫描这一方法在电视历史上有重要的贡献，并一直沿用到目前正在发展的新一代高清晰度电视(HDTV)之中。例如，数字处理——模拟传输的MUSE(日)，HD-MAC(欧)也均采用了隔行扫描的体制。90年起开始发展的全数字式HDTV中，美ADTV，Digicipher，北欧Devine，德HATV-T等制式也采用了这种行之有效的隔行扫描体制方案。

但是，隔行扫描制由于将一帧图象分割为奇、偶行相间的二场，只近似于电影画面的全帧二次投光，这就不可避免带来了一些具有根本性质的缺陷，如：爬行现象(虚假的垂直动感)；行间闪烁(水平锐边缘因奇、偶场亮度不同引起的闪烁)；垂直清晰度降低(克尔系数0.7)等等。在对电视重现质量要求日益苛刻的今天，已成为继续提高重现质量的障碍。

逐行扫描的显示方式则可完全免除隔行扫描的爬行、行间闪烁等缺点，在同样的每帧的行数下，其主观垂直清晰度亦提高为隔行扫描制之1.3倍。这一方法首先在计算机图形显示中广泛采用，但未涉及传输。在某些专用电视设备中也偶有采用，即以逐行方式扫完全帧，并将帧频提高一倍(等于隔行制之场频)，每秒传送的行数增加一倍，占用隔行制两倍传输带宽，称为逐行扫描制电视(见张兆扬等著《数字电视原理》，科学出版社，1987年)。

新一代高清晰度电视的基本目标是提供16∶9宽高比的大屏幕电视，在屏高三倍处观察时应取得观赏35mm宽银幕电影的临场效果，在其中继续留有隔行扫描的缺陷是难于容忍的。因此，美国已有二家(DSC，CC-Digicipher)提出逐行制HDTV方案，其原理仍是借用上述逐行扫描制的概念。但由于原始带宽增加了一倍，对后续的数字压缩处理的要求更苛刻，不得已只能削减分辨率(一定程度的偷工减料)，以求降低原始带宽。据报导，这种形式的逐行HDTV电视体制已取得了较隔行制图象重现质量更高的整体效果。

本发明的任务是为新一代电视提供从摄像、传输到显示的系统组成(即传输制式)上的科学而统一的优化安排，以免除现有隔行体制中爬行、行间闪烁，垂直清晰度低等固有缺陷，同时也消除现研究中的逐行制之频带占用宽、数据量大的缺陷，为新一代高清晰度电视的高质量图象重现提供基础。