韋斯談高清視頻采集壓縮技術

　　理論上，數字電視(DTV)畫面品質優于傳統的模擬電視，沒有鬼影、雪花、顫動和色彩失真等等問題。而且，模擬電視信號正如可以論證的那樣，最大的缺陷就是畫面斑點甚多，且因為對高頻信號響應不足而導致畫面不夠細膩，簡單地說，就是帶寬不夠。圖像越細致，分辨率就越高，所需要的帶寬就越大。很久以前，美國官方就把可用頻譜中的每6MHz帶寬分配給美國廣播公司的每一個頻道以提供模擬電視信號，這種對視頻帶寬的限制及其對應的顯示標準(NTSC色彩空間)，就決定了傳統電視機的特征，并在幾十年時間里決定了電視畫面的質量。隨著數字電視的出現，廣播公司看到了能更充分地利用其分配的帶寬的機會。的確，從他們的角度來看，數字電視最突出的優點莫過于容許在同樣的帶寬內傳輸更多的頻道，并且同樣能支持后續的高清晰度電視節目(HDTV)。

　　冗長的數據 帶寬的限制

　　HDTV對技術的要求非常高。傳統傳播模擬信號的NTSC信號在一個頻道6MHz帶寬內最低要使用4.2MHz的帶寬，并以29.97Hz的場頻掃描525線。經過數字量化和編碼壓縮之后，該信號可以被記錄在DVD上，其位傳輸bit率從2Mbits/s到10Mbits/s(支持自適應)，平均為4Mbits/s。比較而言，典型的HDTV具有5倍于模擬TV的分辨率。因此在同樣條件下，傳輸數據率應該是模擬信號的5倍才能達到同樣的性能。

　　無論是傳統的空中廣播(OTA)、有線電視公司的機頂盒，還是衛星電視，他們都在傳輸信號時受到帶寬的制約，在受限的帶寬上他們還要附加占用帶寬的服務，包括互動廣播、收費頻道和電視節目表等等。

　　那么，怎樣才能解決問題呢?采用壓縮技術是一種辦法。

　　數字視頻壓縮引起失真

　　目前最常用的數字視頻壓縮算法是MPEG-2。從現有的衛星電視傳輸、有線數字電視傳輸到空中數字廣播，MPEG-2在各種應用中已經被國際上廣為采用。MPEG-2首先通過運動補償去除時間冗余，然后將一幀圖像分割成一個個8x8的相素點陣，在每個點陣內使用DCT(離散余弦變換)去除空間冗余。DCT完成后通過量化和重組后壓縮就完成了，然后進行可變長編碼，最后進行霍夫曼編碼。整個壓縮過程極大的減少了比特率(>10:1壓縮比)?！　∪欢忍芈实臏p少也帶來了問題，因為編碼損失了一些原始的視頻信息，有可能引起嚴重的負作用，所以，MPEG-2被稱為有損編碼。它丟棄了被認為視覺上較為次要的圖像信息。壓縮得越大，編碼后的圖像與原始圖像的差異就越大。圖像質量和逼真度現在取決于所選擇的(或通常是施加的)壓縮級別。