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今天读到一篇关于 高清卫星电视 的文章，不错推荐给大家，同时也间接说明IPTV的差距在那里。
高清规格与清晰度的关系
日期：2011-4-19 杨建平
傻大姐去市场买鞋，800元一双进口名牌太贵，冒牌的只要400元．粗看和名牌鞋一模一样，于是想买冒牌的。又看到还有一双200元的．款式不同．质地差不多，觉得还是这双划算。再仔细挑选，发现一双100元的．颜色不一样，其他方面还行，那就买这双吧：最后她找出一双山寨鞋只要50元．很牢靠．一样能穿，于是欢欢喜喜付钱买了
傻大姐的逻辑足这样的：价格便宜一档，质地却相等。根据等号传递原理，第一双进口名牌和最后一双寨鞋质地相等，价格却查差整整16倍
傻大姐错哪哩?
图像编码格式
一个完整的高清视频，需要几百兆的码流，实际上没那么多的硬件资源可供消费。因此，数字电视图像普遍采用压缩技术，去除图像中大量的冗余信息，使码流减到资源可承受的范围内。最流行的高清压缩方案有三种：M PEG2、MPEG 4、WMV—HD。
(1)MPEG 2
一种较老的编码方式，由动态图像专业组织(Moving Pictureures ExpertsG roup)于1994年推出。方法是将整个画面分割成相等的方格，分别编码。具有实现简单，应用广泛，资源较省等优点。缺点是压缩比不够高，无法在一片红光光碟中装下一部高清电影。
90年代规划的高清架构，都离不开MPEG 2。如VCD、DVD、BD等各种光碟，以及日本BSD卫星直播。我国除中九以外的卫星，是用MPEG 2。全国数字有线电视也用它。香港地面电视中，老四台一样在用。
MPEG 2刚推出时，限定最高码流10Mbps，也就是后来的DVD9规格，无法兼容高清。一度传言会出一个高清版的MPEG 3，主要是提高码流。但后来归并到MPEG 2q3，使它的最高码流可以超过40M，就可以用于高清了，结果MPEG 3流产。
为了在一张光碟中装下一部高清电影，21世纪初，索尼发布了蓝光DVD规格，简称BD。当时只有一种成熟的压缩格式可用，那就是MPEG一2。权衡了高清电影的体积以及蓝光碟的容量之后，索尼把M PEG 2的高清码流定为40M，这已经成为经典，是目前高清码流的参考值。
在国际上，行业之间的节目交换，也是以M PEG 2为主。经常用F3盲扫的人知道，卫星上的高清SNG信号，24M属于低的，常常会发现30甚至40M的。一方面向蓝光靠拢，另一方面也是为最终的高清广播留下充分的余量。
BSD是十几年前规划的高清，用户手上的机顶盒还在用，现在依然运行M PEG 2，这给高清广播公司带来困惑。为了节约资源，今后如何更新换代，是一个值得研究的课题。
(2 )H.264
又称为MPEG 4 AVC。H．264是ITU—T(国际电联)的命名，而MPEG 4AVC是IS0／IEC(国际标准化组织)的命名。同B@H．264也是这两个组织共同组成的联合视频组(Joint Video Team)开发的标准。实际上，H 264仅仅是MPEG 4的一个子集(或第十部分)，也叫进阶视频编码AVC(Advanced VideoCoding)，其第一版于2003年完成。
打个比方。一已婚青年，男方家叫他“小虎”，女方家叫“二狗”，后来大家觉得“二狗”这名字顺口，于是就那么叫开了。在两家人眼里，这两个名字是一个人。
H．264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，画面噪声也比M PEG 2t氏。其压缩原理是侦测画面中的运动部分和相对静止部分，给运动部分更多的码流，最大限度地节约带宽。缺点是庞大的智能运算，需要消耗巨量的系统资源，包括CPU#0内存，硬件较差的系统是跑不起来的。
自从H 264推出以来，越来越被广播商认识，用户也越来越多。最近五年规划的高清广播，积极采用H．264，已经成为一种趋势。日本CS高清用的就是 H．264，香港地面波中高清频道也是用H．264，国内地面波大都也用它。香港艺华高清、台湾DISH高清、越南VTC高清、菲律宾Cignl高清、印度高清，几乎无一例外。
根据国外大量的理论研究和实际观测，普遍认为在同等图像质量条件下，H．264的压缩比，是MPEG一2的1 5到2倍，根据服务类型有所不同。例如，对于高清图像来说，H．264比M PEG 2节约1．5倍码流。对于标清图像来说，能节约2倍码流。对于lPTV来说，可以节约2倍以上。
根据老祖宗蓝光的定义，MPEG 2码流40M，H．264码流26M，两者之比就是1．5左右。我们姑且称这个l．5叫“铁律”，因为离开它，本文无法讨论下去。
(3)WMV二HD
又叫VC一1，其前身也叫WMV 9(Windows Media Vide0 9)。这是微软公司独创的编码方式，压缩比率介于MPEG 2和H．264之间，但系统资源比H．264节省，主要用在电脑系统中。
三种编码，MPEG 2的专利费最少，对硬件要求最低。H．264与VC一1的专利费近似，但因为H．264是两个组织共同开发的，所以价格比较稳定，就算要提价也要经过一段时间的商议。微软是最让人提心吊胆的公司，虽然现在的定价较合理，但谁知道以后会有什么情况发生?擅自提价的做法，历史上也曾经有过先例。因此，除了台湾夭折的FVD光碟曾经用过WMV 9之外，亚洲所有的卫星、有线、地面高清中，都没有用到VC一1编码。本文就此略过。
信道解调和带宽增益
首先说明一下，视频码流(以下简称码流)应该比总码流小一点点，因为还有伴音和其他附加数据包需要传送。我们下面的讨论都是略去伴音的，视频码流还没酽足实际的总码流，是一个大约的数值，但误差不会很大。
此外，本文只谈硬件资源和编码方法，不谈节目制作的优劣。节目本身好，在H．264上很漂亮，在MPEG2一样可以。而高清频道也常常播放4：3的标清内容，这样就不好比较了。
日本NHK在70年代制定现代高清电视标准的时候，就已经发明了16：9，以及1 080i等技术规格。实际上，还有很多关于清晰度的参数，例如视频通道的带宽要大于30M Hz，相当于我们现在数字码流的27Mbps。而下面我们将看到，高清广播升级到数字之后，没有一个频道超过这个数值。或者说，现在的数字高清，清晰度并没有80年代的模拟高清更好。这个问题看似匪夷所思，但却是事实!
半码高清这个名词是我发明的，已经成为高清总动员论坛上常用的网络词汇。但是，它却从来没有被精确定义过，以至于造成某些人的误会和滥用。因此，我认为有必要加以解释和规范，使它真正成为一个高清技术用语。
什么是全码或半码?需要找一个参考标准。上面谈到，蓝光的MPEG 2码流用40Mbps，而H．264的码流用26Mbps，这是我们讨论问题的原始依据。
先看看实际的硬件资源。卫星的标准转发器是36M Hz带宽，有线或无线只有8MHz带宽。所以，卫星可以用调频，有线无线只能是调幅。从有模拟电视以来一直都是这样，数字时代也是如此。
对于DVB—S广播来说，如果用MPEG 2，一个标准转发器的有效码流只有36M，连传一个MPEG2蓝光电影也不行。而卫星转发器租金昂贵，广播商希望能传输两套高清，那么每套高清的码流只能是1 7M，典型的例子是6B卫星的CCTV—HD和CCTVl一HD。
5年前开播的CHC—HD，用DVB—S格式，22M码流，后来才发现不上不下，遂降低到20M，最后又再降到l 9M，依然装不下两套高清。见图l中的红线(下同)。
另一个“CCTV高清影视”频道，开播时也是22M，结果倒闭了。它的后继者CCTV—HD(图2)为了与CCTVl一HD(图3)同挤一室，最后也不得不瘦身到17M。现在，这个标准已经应用到国内其它8套卫星高清中。
如果想进一步提高码流，需要DVB—S2帮忙。它的8PSK调制可以增加带宽三成，使总有效码流提高到51 M，这样就可以把一个转发器中的两套高清码流，提高到最大24M。典型的例子是日本的BSD，它使用的调制方式ISDB—S也是用的8PSK。例如BS— hi频道的码流是19M(图4)，BS—J的码流达到最大24M(图5)。
一个卫星转发器是36M HZ，这个是硬件基础，我们不能离开实际环境而漫天要价。如果是QPSK调制，最终获得的码流和转发器带宽相当，可以认为是1：1。但采用8PSK调制之后，等效带宽被放大到51Mbps。这51÷36=1．4倍，被叫做“带宽增益”(SLOT)。
要在螺丝壳里做道场，让36M转发器挤进两套高清，上面谈到的1 7M(QPSK)和24M(8PSK)最高码流，几乎是铁定不能动的。你想弄出两套28M是不行的，搞成15M又有点浪费。所以说，究竟用多大的码流，不是拍脑袋想出来，而应该根据实际的转发器硬件资源而定。
1 7M和24M，只相当于蓝光MPEG 2的一半码流。因此，相对蓝光来说，卫星上的高清，天生就是半码频道。这是高清广播不适合用1080P的原因。
现在撇开蓝光，重新定义高清广播的标准，把1 7-24M码流定义为全码广播，因为这已经是高清广播的最高码流了。这样就把蓝光和高清广播区分开来，蓝光走高画质路线，高清广播走多样化路线，这也是行业分工所必须的。
按照BSD的MPEG2全码24M来计算，根据l．5这个铁律，可以相抗衡的H．264码流应该是1 6M，这样就能在51 M码流中挤进3套高清。可惜亚洲的高清广播商还是认为太奢侈了，最好能挤进4套。采用8PSK并且过度压缩之后，每套只有1 2M或以下。为了防止码流过低造成跳帧，再把分辨率缩水到l440 X1 080，典型的例子就是日本的CS，这就是半码频道的由来。
半码高清，是一个笼统的概念，并非码流正好是全码的50％。我认为只要比全码缩水三成以上，就可以定义为半码。现在CS既减低码流，又降低分辨率，说它是半码高清，名符其实。有线和无线
有线使用VHF+UHF全频段，无线只使用UHF频段，每个频道的带宽都是8MHz。由于采用调幅方式，可以获得极高的带宽增益。例如，国内数字有线使用 64QAM调制，等效带宽高达38M总码流，SLOT接近5倍!例如，珠海有线中，每个频点打包2套MPEG 2的全码高清还绰绰有余，完整转发了6A／68上的国内高清。
国标数字无线也用64QAM多载波调制，等效带宽可达21 M总码流，SLOT是2．6倍。由于总码流比数字有线低，就无法全码转发2套国内高清，需要利用下面叙述到的其它技术方能实现。
这里我们看到，卫星的SLOT最低，无线高一点，有线最高。这是因为卫星信号要经过36000千米的路程，要求极强的抗天气干扰的能力，就要牺牲码流。无线传输只有200千米，SLOT就能提高。而有线是在电缆内传输的，各种干扰很小，SLOT就能做大。
以港澳地面波为例，它21 M总码流好比一个箱子，你放大件物品就只能少放几个，如果是d＼件物品就能多放一些，只要不超过箱子的容量。
香港586频点中的高清翡翠台，试播时用H．264压缩方式，码流l 5M，接近标准的全码广播1 6M，剩余5M可以插播l个高质量的标清频道。但后来想插播2个标清了，也就是现在大家看到的J2和互动新闻，一度将高清翡翠的码流降到l3M(图6)，结果还不行，最后降到目前的12M以下(图7)。这种现象，我称它为“瘦身运动”。
澳门高清采用MPEG 2压缩，试播时用了13M码流(图8)。但这个频道主要用来播放深夜的英超足球实况，画面很动感，显然码流太低，最近已经调高到l 6M以上(图9)，剩下3M左右只安排了l套标清。这是亚洲高清广播中，唯一码流被升高的例子。
深圳l地面波中，786频点打包了2套高清，但总码流却只有21 M。因此，把6B卫星上CCTV—HD：乖0CCTVl一HD转成H，264，码流也降到1 0M,bJ,下，这就是典型的半码高清。只要对比过6B卫星上同样的全码频道，马上就会发现画质不同，特别是动态画质的影响较大。
亚洲高清台也做过瘦身运动。3年前试播时用l 5M，降到现在1 3M(图1 0)，比高清翡翠台高了1 M，却还要插入4个低码流的标清。这得益于另一种“动态码流分配”技术，我们下面还要详细讨论。
亚洲高清台被艺华转发后，进一步瘦身。保持H．264压缩方式不变，利用动态码流分配，最大码流9M(图1 1)，最低4M(图1 2)，叫它半码高清一点不过分。虽然静态画质影响不大，但动态画质肯定有影响。艺华这个频道最高码流曾经一度达到l 2M，但毕竟系统没有这么多码流资源，造成跳帧。经过高清总动员论坛向艺华请求，现在降到9M，基本流畅了。这个例子说明，要合理安排总码流这个“容器”，装太少东西会浪费，但装太多就会溢出，只有做到平衡才是最好。 |
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那年,我们看了U2演唱会 (2008-3-2) courier 
发表于 2011-5-28 00:46
您就直接说买啥最好得了。
