HDV：高清领域的DV

　　我们把HDV比喻成高清领域的DV，它们在技术上有共同也有不同。标清DV的技术特点：减少色差取样(4:2:0)，帧内压缩，较窄的磁迹(10μm)。25Mbps码率是高质量原始数据166Mbps的约1/6。高清的HDV的技术特点：减少色差取样(4:2:0)，MPEG-2帧间压缩，同DV一样的磁迹(10μm)。25Mbps码率是高清原始数据(后面有计算方法)的约1/40。

　　在取样和记录相同的前提下，压缩承担了提高成倍效率的主要任务。HDV使用MPEG-2压缩实现了高得多的压缩比(约20倍)，是否对图像有大的损伤呢？在标清领域，DVD也是使用MPEG-2压缩，可以到5Mbps甚至更低的码率，也有25倍左右的压缩比。所以，就压缩对图像质量的影响来说，HDV对高清的压缩与DVD对标清的压缩相当。这仅仅是一种比喻。

　　那么，我们是否可以更大胆地比喻，HDV与高质量标清谁好谁差哪？这虽然是一个很不严格的命题，却有很大的代表性，对用户来说，是买今天低档的高清还是买昨天高级的标清？既然是不严格的命题，就无法用准确、科学的方式回答，但我们可以提出以下几个概念：

　　Ⅰ HDV所代表的原始信息比标清大得多，有2倍以上。

　　Ⅱ HDV的摄像机和编辑环境还不能达到高标准高清的水平。

　　Ⅲ 仅从信息效率角度，HDV肯定大于高档标清。

　　Ⅳ HDV目前还不能满足高级广播制作工艺的要求。

　　Ⅴ 压缩对图像造成的损失不仅取决于压缩方式和压缩比，还取决于图像本身。比较HDV和其它格式不能忽略图像本身的因素。

　　Ⅵ标清领域已经发育完全了各个档次的产品，有非常完美的产品，HDV在高清领域还是远不完美的。

　　HDV压缩方式与它的适用范围

　　HDV使用MPEG-2 IBP帧的压缩方式，这是专业录象格式中唯一使用这种方式的。如此之大的原始数据记录在如此小的磁带上，还要达到一小时的记录时间，也只有使用这样的压缩方式。那么专业录像机为什么不宜使用MPEG-2 IBP帧的压缩方式呢？简单地说是后期编辑的原因，那么现在市场上又有如此多的编辑硬件和软件声称自己能做MPEG-2 IBP帧的编辑，到底行不行哪？这里我来引用原中央电视台技术副台长林景云先生二年前在世界广播电视杂志上的文章中关于MPEG-2 IBP帧压缩的一段：

　　在电视节目制作中，编辑精度和多代复制的质量是用户关心的首要问题。在此基础上，希望码率尽量低。MPEG-2 IBP帧方式由于采用帧间压缩，大大降低了码率，已在传输、播出中获得了广泛应用，并为国际所公认。其优越性对于节目制作也具有极大的吸引力。然而，MPEG-2的研发目标本不是面向节目制作应用，而是面向传输、播出应用，若将MPEG-2 IBP方式用于节目制作，就会出现切换问题。这些年来，一些研究机构和厂商都在探求解决办法。目前大体有三种办法：

　　一是所谓的朴素方式，即将MPEG-2码流解码为基带信号，经切换或混合、特技处理后，再编码为MPEG流。此方法的缺点是经多次解/编码后，图像质量损失太大，据介绍，损失有可能高达5dB。

　　二是所谓的有限方式，即Sony用于Betacam SX数字录像机的IB帧方式。按本人的理解，此方式名副其实，但效果尚难尽如人意。

　　第三种姑且称之为保留"历史数据"方式，即将第一次编码时的一些主要参数随主信号送出，供以后再次或多次解码、再编码用，以减小质量劣化。据介绍，采用这种方式，多次解码、编码的质量损失可以降低到0.0002dB，几乎可以忽略不计。据悉，这种方案已进入实用阶段。

　　还有很多专家的建议限于篇幅不能例举，笔者有幸与林台长一起参加了中央电视台对5大数字压缩格式的测试，根据自己的经验谈几点体会。

　　1MPEG-2是有损压缩，随着压缩次数的增加损失加大，但只要保持码率在一定水平以上，损失是较小的，我们称这个水平是透明图像的门限。比较公认的MPEG-2编码对标清图像(720×576，8bit量化)保持透明图像质量(累计编码8次)的码率是：

　　对4:2:2 MPEG-2 IBP帧为20Mbps；

　　对4:2:2 MPEG-2 IB帧(SX方式)为30Mbps；

　　对4:2:2 MPEG-2 I帧为50Mbps；

　　对4:2:0 MPEG-2 IBP帧为15Mbps；

　　如果考虑编码的累计次数不超过3次，则可以考虑码率降低为：

　　对4:2:2 MPEG-2 IBP帧为12-14Mbps；

　　对4:2:0 MPEG-2 IBP帧为8-11Mbps。

　　可以看出，GOP越长，色差取样少，复制次数少，对码率要求就低。