改進(jìn)清晰度電視IDTV

吳騰奇

每個(gè)人都在談?wù)摳咔逦入娨旽DTV。我們聽說，電視圖像將會(huì)有5：3或16：9的寬高比（代替我們現(xiàn)有4：3寬高比的電視圖像）。也有人談到要把每幀的掃描行數(shù)從525線增至1125線，或者1050，或者825行等等。

這正是問題所在?，F(xiàn)在有10個(gè)以上的新電視標(biāo)準(zhǔn)的建議，每個(gè)建議都由某一公司或某一國(guó)家認(rèn)可。每個(gè)人都認(rèn)為人們對(duì)較佳的電視圖像是期待已久了；總之，在北美和日本使用的NTSC參數(shù)已經(jīng)有超過40年的歷史了。就在525線電視圖像成為標(biāo)準(zhǔn)之際，晶體管尚未面世，更不用提到今天的數(shù)字化電腦，微處理器，和數(shù)字化儲(chǔ)存器件了。

NTSC電視有什么麼毛病？

電視機(jī)裝.上l0時(shí)顯像管時(shí)（或者20寸的顯像管），525線的圖像還不至于太壞。如果你的座位離開電視機(jī)足夠遠(yuǎn)，而不致會(huì)看到“掃描線之間的空隙”，圖像還是相當(dāng)好的。如果每幀的第一次掃描的262.5行的間隔和第二次掃描的22.5行的相對(duì)位置很正確，而且信號(hào)強(qiáng)度又足夠好，于是造成的圖像較少噪聲或雪花大部分觀眾都會(huì)滿意。

不過，假如是今天的較大螢?zāi)唬?5寸以下的直觀式螢?zāi)?，以及甚至更大的投影式電視圖像），基本的NTSC圖像的人做性質(zhì)就變得更明顯了。除了掃描線之間的空隙之外，還有一些看得見的缺陷，例如行閃爍，色點(diǎn)蠕動(dòng)（在大彩色面積之間的分界線的一種閃爍現(xiàn)象），以及較差的彩色信噪此。

幾個(gè)最近的電視新發(fā)明使許多人更認(rèn)識(shí)到普通的廣播和有線NTSC圖像是多么差。由于電視信號(hào)信息現(xiàn)有的有限帶寬，標(biāo)準(zhǔn)的電視廣播可能的最佳水平清晰度只有330線。推出SuperVHS錄像帶和激光影碟，以及較高清晰度電視監(jiān)視器和監(jiān)視器/接收機(jī)使我們可以看到的NTSC圖像具有比400線更好的水平清晰度。不過即使在觀看更清晰的圖像，極好的NTSC系統(tǒng)所用的交錯(cuò)掃描方法限制了垂直清晰度。

HDTV

許多建議的高清晰度電視系統(tǒng)中任何一個(gè)肯定可以比我們目前的NTSC系統(tǒng)提供更好的圖像。不過，有這么多的字統(tǒng)要爭(zhēng)取全世界的批準(zhǔn)，而有組織地研究這些系統(tǒng)的工作還在進(jìn)行，希望在未來五年甚至十年內(nèi)從地面發(fā)射HDTV信號(hào)似乎是過于樂觀了。很明顯，幾家主要的消費(fèi)性電子公司同樣肯定，HDTV仍然是很遙遠(yuǎn)的事情，它們已經(jīng)把注意力轉(zhuǎn)向從NTSC“擠出最好的圖像”。改進(jìn)NTSC接收的特定機(jī)制是稍有區(qū)別的，所有的公司都努力從事研制改進(jìn)清晰度電視IDTV的工作。

各種IDTV系統(tǒng)最好的一點(diǎn)就是它們不需修改廣播電臺(tái)的部分。最好把它描述成“單端”系統(tǒng)，所有IDTV體系都在接收機(jī)（或錄像機(jī)）中處理輸入的電視信號(hào)。

有三家主要的電視公司從事IDTV的工作：東芝，它宣布是第一家采用IDTV的方法；飛利浦，它供應(yīng)的電視機(jī)牌子有Magnavox，SVlvania和PhilCO，還有Philips；以及三菱。

東芝

由于東芝的宣布是在其他公司之前，我們就先看看他們做了些什么。在這系統(tǒng)中，每個(gè)262.5線的半幀的信號(hào)信息被儲(chǔ)存在一個(gè)數(shù)字化存儲(chǔ)器（1MbitX5），然后重復(fù)掃描兩次，和現(xiàn)有NTSC隔行掃描信號(hào)一樣快。

東芝稱為“高級(jí)雙掃描電視”的最新發(fā)明部件就是適應(yīng)移動(dòng)無隔行掃描的系統(tǒng)?！皫鎯?chǔ)”雙重掃描系統(tǒng)的一般缺點(diǎn)就是，景象中快速移動(dòng)物體的圖像顯得模糊或輪廓不清（幾乎像兩次曝光）。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于實(shí)際的廣播信號(hào)是一幀一幀地發(fā)送。在東芝的適應(yīng)移動(dòng)無隔行掃描系統(tǒng)中，數(shù)字化電路利用每個(gè)像素的位置確定圖像是靜止還是移動(dòng)。然后，它對(duì)移動(dòng)圖像使用行存儲(chǔ)雙重掃描，而對(duì)靜止圖像則采用幀存儲(chǔ)。

東芝系統(tǒng)有直接的好處：掃描線實(shí)際上是覺察不出的，行閃爍減至最少，垂直清晰度有效地增至450線，而噪聲電平改進(jìn)了3dB。

飛利浦系統(tǒng)

飛利浦把IDTV的想法更推進(jìn)一步。和東芝的方法相同，飛利浦的IDTV采用無隔行掃描；因此每1/60秒掃描525行而不是262.5行。不過在這時(shí)，“附加”的線下只是單純重復(fù)同一幀。附加的線是利用數(shù)字化而產(chǎn)生，使用所謂中心值濾波器的插入法來填補(bǔ)“行之間的空隙”。附加線的電視信號(hào)值是在逐點(diǎn)逐點(diǎn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過選擇而成為插入線相鄰三線的中心值或中值。這三條線是在插入線之上那一條線，在插入線之下的那一條線，以及在上一次的半幀中和插入線對(duì)應(yīng)的那條線。產(chǎn)生插入線的信息來自數(shù)字化行存儲(chǔ)器和半幀存儲(chǔ)器。

按照飛利浦研究人員的意見，這種方法確實(shí)具有全幀525線圖線的所有優(yōu)點(diǎn)。

除了通過中心濾波器的方法把掃描線加倍之外（這種方法使現(xiàn)在垂直清晰度改進(jìn)了大約40%），飛利浦發(fā)明了兩級(jí)數(shù)字化降噪系統(tǒng)，它可以獲得10—12db的用戶選擇級(jí)電視降噪，造成更清晰和“更乾掙”的重現(xiàn)圖像。降噪是由濾波器產(chǎn)生的，這濾波器具有一個(gè)延遲裝置，它含有一幀的視頻數(shù)據(jù)；以及控制濾波器的深度防止移動(dòng)物體產(chǎn)生模糊圖像的移動(dòng)檢測(cè)器。移動(dòng)檢測(cè)器從半幀儲(chǔ)存數(shù)據(jù)減去輸入的視頻信號(hào)。半幀的差別增大（在螢屏上顯示出移動(dòng)），降噪就會(huì)減少以防止圖像模糊不清。

最后，飛利捕IDTV系統(tǒng)還裝有數(shù)字化梳形濾波器，它顯著地減少其他NTSC的干擾影響，例如懸點(diǎn)和點(diǎn)蠕動(dòng)現(xiàn)象等。同時(shí)，這濾波器也容許從S-VHS錄像帶和激光影碟的局部節(jié)目源獲得完整的480綾水平清晰度。裝有這種復(fù)雜的IDTV技術(shù)的電視機(jī)將以飛利浦的牌子銷售。

除了與ZDTV有關(guān)的好處之外，新電視機(jī)還有個(gè)特點(diǎn)，它有一個(gè)雙重電視調(diào)諧器和圖中圖（PIP）增強(qiáng)器，讓觀眾在觀看主要節(jié)目時(shí)，可以同時(shí)看其他頻道有什么出現(xiàn)；而且觀眾可以在觀看主要節(jié)目時(shí)同時(shí)看到螢?zāi)簧嫌袌D中圖節(jié)目的小方框。

三菱的IDTV

把NTSC電視節(jié)目升級(jí)而又不必徹底大修整個(gè)NTSC系統(tǒng)的最新最引人注意的例子之一是三菱電氣公司提出的。和普通的NTSC電視不同，三菱IDTV圖像并沒有點(diǎn)蠕動(dòng)和行蠕動(dòng)的現(xiàn)象（通常是與交替掃描半幀和隔行電視掃描有關(guān)的）。

三菱IDTV系統(tǒng)也消除了其他NTSC造現(xiàn)象，通常是顏色失真等，在普通的電視機(jī)中圖像含有對(duì)角線的行或邊時(shí)這種情況特別明顯。

三菱IDTV系統(tǒng)的一個(gè)突出特點(diǎn)是它能夠恰當(dāng)?shù)刂胤藕锌焖僖苿?dòng)的景像。能夠這樣做是利用一個(gè)11兆位存儲(chǔ)器和徽處理器，它們根據(jù)電視信號(hào)的內(nèi)容而改變信號(hào)處理的作用。舉個(gè)例，說，在靜止圖像的情況下，半幀插入，或者相同半幀的儲(chǔ)存和重復(fù)來“填入”掃描線之間并不會(huì)引起問題。不過，在快速移動(dòng)景像的情況，利用行存儲(chǔ)和插入此雖然三菱的IDTV系統(tǒng)現(xiàn)在需要兩個(gè)較大的箱子，它可以縮小成為手心裹的大規(guī)模集成電路半幀存儲(chǔ)和插入是更適合和更有效。

可惜的是，三菱系統(tǒng)（和日立合作）仍只處于試驗(yàn)階段。目前它的原型硬件充滿整個(gè)箱子，比三菱用作示范的兩個(gè)35寸電視機(jī)所占空間還大。雖然三菱的工程師宣布，所有信號(hào)處理電路可以集中在七片大規(guī)模集成電路而放在一只手掌內(nèi)，這樣可能會(huì)把電視機(jī)的價(jià)格提高20-25%，而三菱公司對(duì)投入大量資金把兩個(gè)箱子的電路變成所需的大規(guī)模集成電路似乎還顯得猶豫不決。產(chǎn)生猶豫不決的原因是由于HDTV越來越大的陰影。有這么多的HDTV系統(tǒng)可供考慮，而一般的傳播媒介對(duì)HDTV的談?wù)撛絹碓蕉?，三菱恐怕，如果HDTV突然標(biāo)準(zhǔn)化了，人們會(huì)開始忽視他們的NTSC電視機(jī)（附有或沒附有IDTV）而選擇HDTV電視機(jī)，三菱在IDTV的大量投資恐怕還來不及回收。