【摘 要】高清視頻現(xiàn)在已經(jīng)完全進入人們的生活，我們的數(shù)字電視、手機、計算機都已經(jīng)支持高清視頻。本文從高清視頻的概念、高清視頻的規(guī)格以及高清視頻的編碼等方面，探討了高清視頻的技術(shù)實現(xiàn)原理。

【關(guān)鍵詞】視頻 高清 視頻編碼 數(shù)字電視

“高清”目前是一個非?；馃岬脑~語，到商店里購買電視機或者去一些電腦賣場的時候都會聽到這個名詞，不過很多人可能對高清視頻的概念并不是很了解。本文將通過專業(yè)層面來詳細解釋什么是高清視頻，幫助大家真正了解高清視頻。

一、高清視頻的概念

High Definition Television，即“高清晰度電視”，它采用了數(shù)字信號傳輸，即從電視節(jié)目的采集、制作到傳輸，以及到用戶終端的接收全部實現(xiàn)數(shù)字化，因此高清視頻給我們帶來了更高的清晰度。

要解釋高清視頻，我們首先要了解DTV。DTV是一種數(shù)字電視技術(shù)，是目前傳統(tǒng)模擬電視技術(shù)的接班人。所謂的數(shù)字電視，是指從演播室到發(fā)射、傳輸、接收過程中的所有環(huán)節(jié)都是使用數(shù)字信號，或?qū)υ撓到y(tǒng)所有的信號傳播都是通過由二進制數(shù)字所構(gòu)成的數(shù)字流來完成的。數(shù)字信號的傳播速率為19.39MB/s，如此大的數(shù)據(jù)流傳輸速度保證了數(shù)字電視的高清晰度，克服了模擬電視的先天不足。同時，由于數(shù)字電視可以允許幾種制式信號同時存在，因此每個數(shù)字頻道下又可分為若干個子頻道，能夠滿足以后頻道不斷增多的要求。高清視頻是DTV標準中最高的一種，即High Definition TV，故而稱為高清晰度電視。只有兩個DTV圖像掃描率1080（1080i/1080p）和720逐行（720p）被認為是符合高清視頻規(guī)格的，1920×1080、1280×720這些都是指高清電視機的分辨率規(guī)格，一般簡稱為1080i、1080p和720p（i=interlace，即隔行掃描；p=progressive，即逐行掃描）。高清視頻目前支持1280×720逐行掃描、1920×1080隔行掃描，1920×1080逐行掃描三種顯示模式。而傳統(tǒng)DVD視頻的解析度是480線，高清視頻效果相當于傳統(tǒng)DVD視頻的二至三倍。其中在高清視頻標準中，1080p無疑是圖像質(zhì)量最好的，但在實際生活中1080i或720p更常見。

二、1080i和720p兩個規(guī)格的對比

隔行掃描的方式在顯示靜止畫面時存在缺陷，有輕微的閃爍和爬行現(xiàn)象，720p的逐行掃描解決了閃爍現(xiàn)象，但是720p的圖像有效利用率低，因為它在行場消隱期間消耗了過多的像素，而1080i則有更多像素用來表現(xiàn)圖像。在表現(xiàn)普通電視節(jié)目、電影等慢速運行的視頻時，1080i優(yōu)勢明顯；而在表現(xiàn)體育節(jié)目等快速運動的視頻時，720p則更適合。除此之外，高清視頻的視角也由原先的4：3變成了16：9寬屏。在聲音系統(tǒng)上，高清視頻更是支持Dolby Digital（杜比數(shù)碼）5.1影院級的多聲道，帶給人更真實的聽覺享受。

三、高清視頻四種編碼

高清視頻的編碼格式有四種，即H.264、MPEG-4、MPEG-2以及WMA-HD。事實上，現(xiàn)在網(wǎng)絡上流傳的高清視頻主要以兩類文件的方式存在：一類是經(jīng)過MPEG-2標準壓縮，以tp和ts為后綴的視頻流文件；一類是經(jīng)過WMV-HD（Windows Media Video High Definition）標準壓縮過的wmv文件，還有少數(shù)文件后綴為avi或mpg，其性質(zhì)與wmv是一樣的。

（一）H.264編碼

H.264是由國際電信聯(lián)盟（iTU-T）所制定的新一代的視頻壓縮格式。H.264最具價值的部分是更高的數(shù)據(jù)壓縮比，在同等的圖像質(zhì)量，H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比當前DVD系統(tǒng)中使用的MPEG-2高2～3倍，比MPEG-4高1.5～2倍。正因為如此，經(jīng)過H.264壓縮的視頻數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡傳輸過程中所需要的帶寬更少，也更加經(jīng)濟。在MPEG-2需要6Mbps的傳輸速率匹配時，H.264只需要1Mbps～2Mbps的傳輸速率，目前H.264已經(jīng)獲得DVD Forum與Blu-ray Disc Association采納，成為新一代HD DVD的標準，不過H.264解碼算法更復雜，計算要求比WMA-HD還要高。我們知道ATI目前的Radeon X1000系列顯卡、NVIDIA的GeForce 6/7系列均加入對H.264硬解碼的支持。

（二）MPEG-4編碼

MPEG-4是網(wǎng)絡上常見的一種視頻壓縮格式，在用于網(wǎng)絡流媒體傳輸方面效果相當不錯。這種編碼方式多用于HDTV-Rip上，它把原有的高清視頻文件按照比例縮小到一定的尺寸，以減少文件的大小。采用MPEG-4壓縮的視頻文件一般后綴名為avi，與微軟的avi格式很容易混淆，從后綴名來看，無法直解區(qū)分二者，只能通過解碼器來識別。相對于高清視頻來說，MPEG-4格式 還顯得有點不夠用，因此它也不是主流的高清視頻信號來源。

（三）MPEG-2 TS編碼

和DVD視頻采用的MPEG-2格式不同的是，高清視頻采用的是MPEG-2 TS格式，這是一種視頻流格式，主要用于實時傳送節(jié)目。MPEG-2 TS格式的高清視頻文件在網(wǎng)上非常常見，一般采用mpg、tp和ts為后綴。采用MPEG-2 TS格式壓縮后的高清視頻文件通常都相當大，以一部90分鐘的電影為例，文件大小通常都在8GB以上，有的甚至超過15GB。在播放以tp和ts為后綴的高清視頻文件時也比較麻煩，因為文件中分別包含有AC3音頻信息和MPEG-2視頻信息，需要使用專門的軟件來進行播放。

（四）WMV-HD編碼

WMV-HD則是由軟件業(yè)的巨頭微軟公司所創(chuàng)立的一種視頻壓縮格式，壓縮率甚至高于MPEG-2標準，同樣是2小時的高清視頻節(jié)目，如果使用MPEG-2能壓縮至30GB，而使用WMV-HD這樣的高壓縮率編碼器，在畫質(zhì)絲毫不損失的前提下可壓縮到15GB左右。盡管WMV-HD是微軟的獨有標準，但因其在操作系統(tǒng)中大力支持WMV系列版本，從而在電腦系統(tǒng)得以迅速普及。

通過本文，相信大家對高清視頻已經(jīng)有了一個全面的了解，有些感興趣的讀者想躍躍欲試了。你已經(jīng)知道了高清視頻的基礎知識，同時也了解了高清視頻對電腦配件性能的要求和一些基本的播放知識，這就使你可以享受高清視頻了。