再進化的新世紀高畫質電視－洋洋得意報NO.19

洋洋實業團隊 撰 2007/8/16

       數位電視技術，是目前傳統類比電視技術的接班人，所謂的「數位電視」（Digital TV），是指從攝影棚到發射、傳輸、接收過程中的每一個環節都是使用數位訊號，或對該系統所有的訊號傳播都是通過由二進位數字所構成的數位訊號來完成的。由於數位電視可以允許幾種標準的訊號同時存在，因此，每個數位頻道下又可分為若干個子頻道，多頻道的播出，以能夠滿足後續頻道不斷增多的需求。數位訊號的傳輸速率為每秒19.39 MB/s（每秒位元組），如此大的資料流程傳輸速度保證了數位電視的高清晰度，克服了類比電視的先天不足，數位電視即可實現「高畫質電視」的來臨，它也是數位電視影像規格中最高的標準。

       HDTV的全名是High Definition Television，從字面上翻譯過來就是高畫質電視的意義。「高畫質電視」，又稱高清電視、高解像電視和高清晰度電視，是一種電視科技的新產品，原國際電訊聯盟的ITU-R（International Telecom Union）給高畫質電視下的定義是：『高畫質電視應是一個透明系統，一個正常視力的觀眾在距該系統顯示幕高度的三倍距離上所看到的圖像品質應具有觀看原始景物或表演時所得到的感覺』，其水平和垂直解析度（Resolution）是標準電視的四倍左右，配有多聲道環繞聲（Multi-channels Surround Sound）。HDTV是一種新的視訊顯示規格，它可以支援到 1920×1080的解析度，使用長寬比 16:9 的顯示螢幕、每秒60個畫面的更新頻率，支援MPEG-2與MPEG-4的視訊動態壓縮，壓縮比可以達到60:1，支援 Dolby AC-3或AAC 5.1的音效，有五聲道及一個超重低音聲道，同樣支援多國語音與多國字幕。

       1980年代對雙聲道、立體聲和彩色電視而言，前者重現的聲音在臨場感、音量動態範圍、音域表現…等技術，後者是指在畫面尺寸、清晰度、彩色傳真度、臨場感…等方面，而電視畫面與35mm影片相比還有差距，更比不上70mm寬銀幕影片。人們常說：『電視的畫質不如電影細膩』，主要是指電視畫面的「清晰度」遠比電影畫面差。現在所使用的625或525行電視掃描模式，只能稱之為「標準電視」（SDTV－Standard Definition Television）規格。只有把掃描線數提升到2,000條以上，電視的畫質才可以媲美35mm電影膠片的畫面，被拍攝物的細微處都可以清晰的顯現影像的立體感、細緻度與色彩的鮮明。1970年代，一向喜歡在技術領域領先的日本人開始預測電視的發展方向。電視的下一步應該怎?走？他們認為，電視應該看起來更清晰、細膩，技術用語表達就是：電視畫面要有更高的解析度（High Resolution），聲音應達到環繞音效（Surround Sound）的目標，最好與我們看到、聽到的與實物、實景的感覺一樣，具有「身歷其境」之感，相信高畫質技術（HDTV Technology）將代表全世界電視應該發展的方向。

       1982年日本的NHK STRL開始著手規劃，發展廣播設備的數位化概念，而此概念是透過Integrated Service Digital Broadcasting（ISDB）結合了電影、聲音、文字，和照片轉換成數位廣播訊號，並整合數位廣播與高畫質的技術。1990年代末期，「高畫質電視」在日本研製成功，並藉由衛星進行廣播，日本人開始享受高品質電視。西元1988年的漢城奧運會，向全世界展示日本在HDTV領域之研究成果，經由廣播衛星的HDTV轉播，呈現在世人眼前，HDTV清晰細膩與幾乎臨場感的音效，當時震撼了西方各國。日本試圖將它推向世界市場，將它變成世界性的標準，由於政治與經濟的角力，世界各先進國家拒絕了日本的推銷，開始自己研製高畫質電視，於是它們也積極加速對另一種高畫質電視系統的開發。數位化HDTV技術使日本原發展的類比HDTV失去了發展前途，但由於受到國內力量的頑強抵抗，日本官方直到1994年宣布放棄曾經注入大量資金的類比式HDTV研究計劃，轉而支持數位電視的研究與開發。美國取得了在傳播科技產業不容挑戰的霸權地位和人類進入了電視數位化時代。

      北美、日本、澳洲…等地各類高畫質電視服務陸續推出下，帶動了內容、服務、電視機與機上盒（STB－Set Top Box）等硬體周邊產品需求商機。HDTV的廣播傳送方式不局限於地面廣播（Terrestrial）的方式，衛星廣播（DBS－Direct Broadcasting Satellite）、有線電視（CATV）、寬頻電視（Broadband－WMV-HD）也是HDTV應用的範圍。這裡以HDTV發展大致三大主流分析日本、歐洲與北美系統（包含美國、加拿大）的發展。

日本方面：
HDTV的研究始於1960年日本的NHK STRL（Science and Technical Research Laboratories），是最早發展HDTV的國家。1980年代，新力公司（Sony）與NHK（Japan Broadcasting Corporation）像電影界的製片推出了一整套叫「NHK Hi-vision」系統，採用1125行、每秒60圖像的「MUSE」系統（Multiples Sub-myquist Sampling Encoding）。NHK STRL建議以「Hi-Vision」作為HDTV的通稱。1989年，NHK開始進行HDTV的廣播演示，到了1991年底，每天定時播放8小時。而日本用的MUSE系統影像為類比、聲音為數位，頻寬就佔了27MHz，由於資料量大，非常浪費頻道的資源，所以它只有運用廣播衛星播送；

歐洲方面：
1981年歐洲廣播聯盟（EBU－European Broadcasting Union）執行Eureka計畫，發展類比式的高畫質系統，歐盟1986年研製的HDTV，採用1250行、每秒50圖像的「HD-MAC」（High-Definition Multiplexed Analog Component）系統。歐盟的HDTV也要通過衛星播送，但它還附加 了一個轉換器，因而普通電視機也能接收HDTV節目。為了排斥日本成熟的HDTV技術，歐盟規定歐洲衛星不得轉播非MAC制的電視節目；大螢幕電視機必須配裝HDTV轉換器。1993年歐洲成立DVB（Digital Video Broadcasting）協會，期間歐規的HDTV的研究已到的成熟的階段，進而作為發展其數位電視的基礎；

北美方面：
美國從1988年開始研製HDTV技術。研製一開始充分應用數位壓縮技術，解決了利用現有的電視設備傳送和播送問題，使得不用衛星播送HDTV的夢想得以實現。1993年5月美國，也終於達成統一的HDTV系統標準，也有了HDTV研究推展團隊－大聯盟GA（Grand Alliance）的成立，GA是由AT&T、GI、MIT、Philips、Sarnoff、Thomson及Zenith等公司組成。美規的HDTV系統白皮書已於1995年年底公佈，同年中，經由美國FCC採用通過，HDTV的標準或稱為先進電視（ATV- Advanced TV），後來稱之為「ATSC」（Advanced Television Systems Committee）美規數位電。此舉把視標準歐州和日本的HDTV技術排斥在美國市場。

       傳統的電視系統，包含北美洲、日本以及我國的所採用的NTSC，英國、德國、西歐及中國所採用的PAL，還有法國、東歐和俄國所採用的SECAM。這其中的差異性是在於掃描線數的不同，而產生不同的畫面解析度。因此，各地區的電視在製作內容時，需以當地的標準為主要的拍攝格式，而為了讓所攝製的內容可以在不同國家播映，不同掃瞄格式間的轉換因此變得必要。電視數位化後，HDTV技術採用方式，目前主要包含：歐洲的Digital Video Broadcasting（DVB）格式、美國的Advanced Television System（ATSC）格式、日本所成立的ISDB格式三種。基於過去這種多規格並行的不相容的經驗，HDTV時代的來臨，應邁向製播統一標準之路。

       雖然廣播級HDTV格式標準已經於1990年建立，對於掃描線數的數量是主要爭議點，未達成共識，而經過三種不同版本的研究討論之後，終於在2000年時推出第四個版本之後得到統一。HDTV強調畫面解析度可達720p（Progressive）或1080i（Interlaced）水準，依傳輸方式不同，可分成類比式與數位式二種。目前HDTV的主要廣播格式包含了上述DVB、ATSC、ISDB三種格式，皆採用各標準所訂定的掃描線數製播，製播標準的通過，提供了HDTV統一標準的基礎。HDTV製播規定了視訊必須至少具備「非交錯式」（Progressive）720條掃描（720p，或稱之為逐行掃描）或「交錯式」（Interlaced）1080條（1080i，或稱之為隔行掃描），DVD標準只有為480條，畫面寬橫比例則為16:9。HDTV有三種格式，分別為：720p（1280×720p，非交錯式），1080i（1920×1080i，交錯式），1080p（1920×1080p，非交錯式），其中網路上流傳的以720p和1080i最為常見，我國目前最常使用的HDTV數位電視的製作與試播，大都為交錯式1920×1080i的格式為主。