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1080p/720p等高清数字电视标准详解,dhcp等
2020/5/14 22:43:46
 

目前主流清晰度主要分为720P(高清)、1080i 、1080P(全高清)、2K、4K。

传统高清数字电视的格式标准基本有三种,720P、1080i、1080p,那么这三种片源格式清晰度比较是,1080p>720p>1080i。
i是interlace,隔行,p是progresive,逐行扫描。 
720P的分辨率为 1280*720
1080P的分辨率为 1920*1080 
2K分辨率2048×1080
4K分辨率3840*2160;是全高清(FHD.1920*1080)的4倍;高清(HD.1280*720)的9倍。一部90分钟电影大小至少50G以上。


1080P和蓝光原盘的关系:
1080p是从蓝光原碟里面提取出来视频和音轨,然后重新编码压缩产生1080P。蓝光原盘一般至少30G以上,1080P一般10G以上,这是因为提取出来后的压损是X264编码的有损压缩,质量和蓝光有差距,文件越小压缩越厉害,蓝光肯定是1080p,1080p不一定是蓝光,正常35G以上就属于蓝光。无损提取封装1080P,多为TS格式,这种视频对电脑的配置和播放器要求会比较高,限于网速和电脑配置,一般没必要非蓝光不看,10G以上的1080P电影看起来已经相当爽了。

另外视频清晰度不仅仅是取决于分辨率,还要看码率、编码方式等,1080P的视频码率不能低于5000kbps,低于这个就不能称为1080P了。编码方式也很重要,1080P基本都是MKV或者RMVB,但也有其他格式,小编最喜欢是MKV格式,这种格式看起来更清晰。

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SDI,英文名字为SerialDigitalInterface,它实际是一种接口类型,即数字串行接口。
SDI接口大体可以分为:
SD-SDI(270Mbp,SMPTE259M),HD-SDI(1.485Gbps,SMPTE292M),3G-SDI(2.97Gbps,SMPTE424M)三种,从这个划分标准可以看出,速率是一个重要的指标。

SD-SDI:480i@60Hz、576i@50Hz 

HD-SDI: 720P@50/60Hz 1080i@25/30/50/60Hz  1080P@25/30Hz

3G-SDI:1080P@50/60Hz


例如:设备HD-SDI光端机设计和生产是适用于电视行业的高可靠、高性能的串行数字光传输设备,信号格式从19.4Mbps到1.485Gbps,系统支持SMPTE292、SMPTE259M、SMPTE297M、SMPTE305M、SMPTE310M以及DVB-ASI(EN50083-9)等数字电视格式的信号,满足工业级产品的要求。
3G-SDI超高清数字视频光端机是HD-SDI光端机的升级版,信号格式从19.4Mbps到2.97Gbps,系统支持符合SMPTE424M,SMPTE292M,SMPTE259M,SMPTE297M,SMPTE305M,SMPTE310M标准,以及DVB-ASI(EN50083-9)等数字电视格式的信号。


1080i和720P等高清晰(HD)视频标准出现,对接口进行了调整以处理更高的1.485Gbps数据速率,1.485-Gbps串行接口通常被称为HD-SDI接口,由SMPTE292M进行定义,它使用同样的75欧姆同轴电缆。SMPTE批准了名为SMPTE424M的新标准,在同样的75欧姆同轴电缆上,SDI数据速率加倍,达到了2.97Gbps。这一新标准也称为3-Gbps(3G)SDI,支持1080P和数字影院等分辨率更高的图像质量。目前,速率最高的数字产品为7K-SDI。

更多信号格式:
https://www.tinymind.net.cn/articles/a98de42f963799

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【技术名词解释】:

数字电视标准,按照显示格式的不同,共分为以下5种规格:
D1:480i格式,和NTSC模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz
D2:480P格式,和逐行扫描DVD规格相同,行频为31.5kHz
D3:1080i格式,分辨率为1920×1080i/60Hz,行频为33.75kHz
D4:720p格式,分辨率为1280×720p/60Hz,行频为45kHz
D5:1080p格式,分辨率为1920×1080逐行扫描,专业格式
其中以D3的1080i作为高清晰度电视的基本格式,但是也兼容720p格式的播放。而D5规格的1080p则作为高级的专业模式,普遍应用于电视台、电影制作。电视台发送的1080i和720p电视信号都是由1080p信号源转换播出的。


1080P:是美国电影电视工程师协会(SMPTE)制定的最高等级高清数字电视的格式标准,有效显示格式为:1920×1080,像素数达到207.36万。

480i是标准的ntsc电视显示模式,60hz频率,525条垂直扫描线,483条可见垂直扫描线,4:3 或 16:9,记为480i或525i。

576i是标准的pal电视显示模式,50hz频率,625条垂直扫描线,576条可见垂直扫描线,4:3或16:9,记为576i或625i。

480p是D2标准数字电视显示模式,60hz频率,525条垂直扫描线,480条可见垂直扫描线,4:3 或 16:9,记为480p或525p。Xbox 内部实际图像分辨率 640 * 480。


场频:
又称为刷新频率,即显示器的垂直扫描频率,指显示器每秒所能显示的图象次数,单位为赫兹(Hz)。场频越大,图象刷新的次数越多,图象显示的闪烁就越小,画面质量越高。注意,这里的所谓“刷新次数”和我们通常在描述游戏速度时常说的“画面帧数(通常用FPS表示)”是两个截然不同的概念。后者指经电脑处理的动态图像每秒钟显示显像管电子枪的扫描频率。
行频 = 垂直分辨率(总值,比有效值大些) *场频(画面刷新次数)
如:分辨率:800 * 600
场频:85Hz
得出:行频 = 631 * 85 = 53.64(KHz)
行频计算公式:行频=垂直分辨率×(1.04~1.08)×刷新率


隔行逐行扫描:
720P、1080i中的i是interlace,代表隔行扫描是Progressive,代表逐行扫描。这两个名词需要从模拟的CRT电视说起,传统的CRT电视,工作的原理是通过电子束在屏幕上一行行地扫描后发光来显示图象的。电视信号在传输过程中,由于受带宽的限制,只能传递隔行信号,以节省带宽。以NTSC电视机为
例,在工作的时候,把一幅525行图像分成两场来扫,第一场称奇数场,只扫描奇数行(依次扫描1、3、5…行),而第二场(偶数场)只扫描偶数行(依次扫描2、4、6…行),通过两场扫描完成原来一帧图像扫描的行数,由于人眼具有视觉暂留效应,因此看在眼中时仍是一幅完整的图象,这就是隔行扫描。NTSC制节目共525行扫描线,每秒60场图像,表示为60i或525i,如果是逐行扫描的,就称作60P或525P。PAL制节目为625行,每秒50场图像,表示为50i或625i,逐行则称为50P或625P。记住,这是针对CRT电视机的。

以上的表示方法,不仅代表了CRT电视的扫描格式,也代表摄像机拍摄的图像的格式。因为电视系统最初都是隔行扫描系统的,因此对应NTSC和PAL制电视节目的摄象机,也全部是隔行扫描的,就是说凡是电视摄象机拍摄的NTSC/PAL制节目,全部是隔行扫描信号,分别表示为525/60i和625/50i。记住,这是针对电视摄象机的。

对于模拟电视图象,以扫描行表示,PAL制表示为625/50i;NTSC表示为525/60i。对于数字信号,则以像素或分辨率来表示,比如PAL制节目,分辨率为720*576,逐行可表示为576P,隔行为576i。NTSC分辨率为720*480,逐行为480P,隔行为480i。记住,这是针对电视图象的。

上面这些知识但是对于搞清720P、1080i和1080P的概念却是必须的,说了这么些,大家应该记住,对于高清,对于720P、1080i和1080P的概念,必须从电视机、摄象机和图象格式三方面认识,电视机、摄象机和图象格式本身是不同而又关联的不同概念。

但是目前CRT已被淘汰,平板电视已取而代之。对于液晶和等离子电视而言,属于固定像素显示设备,显示图象时不需要扫描,而且各个像素点可以认为是同时发光,如果非要和隔行逐行的概念联系在一起,可以认为液晶和大多数等离子电视都是逐行扫描的。那么是不是说720P、1080i和1080P可以取消了呢,答案是否定的,因为还有一个摄象机的格式。

从摄象机角度讲,高清摄象机虽然是数字的,但是扫描方式是从模拟摄象机沿用过来的,传统的模拟摄象机,全部为隔行的,而高清摄象机,在保留隔行扫描格式的同时,还增加了逐行扫描格式。

高清摄象机不仅保留了隔行、逐行之分,而且还保留了PAL制50Hz频率和NTSC 60Hz频率的区别,虽然高清已没有PAL和NTSC的分别,但是在美国、日本、韩国这些传统的NTSC地区,仍然保留了60Hz频率系统,而我国、澳大利亚、欧洲仍保留50Hz系统。高清节目都是数字信号,因此只要以分辨率表示就可以了。HDTV在拍摄的时候就分为隔行扫描和逐行扫描两种形式,而且帧频(每秒钟显示的逐行图像数量)或场频(每秒钟显示的隔行图像)也不相同。

1280*720有5种帧频,分别为60P、50P、30P、25P、24P,可简称为720P,又可分别表示为720/60P(美国ABC电视台采用);720/50P;720/30P、720/24P(FOX台);720/25P。其中的720/50P、720/25P原本并没有,后来德国在选择高清图象标准时,曾有意选择720P系统,考虑到德国传统上是50Hz系统国家,因此一些厂家推出了支持720/50P、720/25P的摄象机,但是目前还没有任何国家选择这种标准,至多是个议题而已。

1920*1080的情况更加复杂,隔行的表示为1080i,逐行的表示为1080P。在美国、日本场频为60Hz,可表示为1080/60i,在我国、欧洲、澳大利亚,则为1080/50i,这两种格式都可称为1080i。事情并未因此而结束,为了方便高清节目的制作和交换,世界范围内统一采用了1080/24P的标准,这种标准还被作为数字电影摄像机的标准,著名的《星战前传》就是用1080/24P摄像机拍摄的,很多高清电视剧,比如《大宅门》也是1080/24P的,简称为1080P。

但是这仍不是1080P的全部内涵,对于平板电视,实际上可以认为没有1080i和1080P的区别,因为目前图象处理电路技术发展非常快,运算速度非常快,处理能力非常强,均具有倍线技术。所谓倍线技术就是把隔行的1080i的图象处理成逐行的1080P的图象,可以把1080/50i完美处理成1080/50P,1080/60i处理成1080/60P,包括1080/24P的节目,更可非常轻松地处理为1080/50P或1080/60P。而且任何一台平板电视都有这种电路,稍微高档的平板电视处理效果都不错。

结论:对于高清节目,实际上720P、1080i和1080P的概念已经没有实际意义了,以720代表1280*720,1080代表1920*1080就可以了,因为即使是1080i的图象,平板电视也可处理成1080P的。对于平板电视,720P、1080i和1080P更没有意义,平板电视全部可以认为是逐行的,清晰度高低由分辨率决定的,按照高清国标要求至少要达到1280*720,当然是1920*1080的物理分辨率最佳了,但是这和720P、1080i和1080P已经没有什么关系。唯一还需要720P、1080i和1080P概念的,就是高清摄象机,但是对于电视观众而言,我们只要看节目就好了,至于用什么格式摄象机拍摄的节目,并不影响观看效果。

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帧率、码流与分辨率之间关系
公式:
带宽 / (码流 * 8) = 同时在线人数
文件大小 = 时间×码率/8

一个视频文件的大小为5.86M,播放时长为3分7秒:
1,该文件对应的码流就是5.86 * 1024 * 1024 * 8 / (3 * 60 + 7) =262872.95657754bps
2,10M独享带宽能支撑的同时在线人数10* 1024 * 1024 / 262872.95657754 =39.889078498294
3,支撑1000人同时在线的系统最少需要的带宽数为262872* 1000 / (1024 * 1024) = 250.69427490234M


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附:
各种接口说明https://blog.csdn.net/ls1792304830/article/details/83474180


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HDCP(High -bandwidth Digital Content Protection):高带宽数字内容保护技术。HDTV(高清电视)时代即将来临,为了适应高清电视的高带宽,出现了HDMI。HDMI是一种高清数字接口标准,它可以提供很高的带宽,无损地传输数字视频和音频信号。为了保证HDMI或者DVI传输的高清晰信号不会被非法录制,就出现了HDCP技术。

HDCP技术规范由Intel领头完成,当用户进行非法复制时,该技术会进行干扰,降低复制出来的影像的质量,从而对内容进行保护。

 

在电脑平台上受到HDCP技术(简称DP)保护的数据内容在输出时会由操作系统中的COPP驱动(认证输出保护协议)

首先验证显卡,只有合法的显卡才能实现内容输出,

随后要认证显示设备的密钥,只有符合HDCP要求的设备才可以最终显示显卡传送来的内容。

HDCP传输过程中,发送端和接受端都存储一个可用密钥集,这些密钥都是秘密存储,发送端和接受端都根据密钥进行加密解密运算,这样的运算中还要加入一个特别的值KSV(视频加密密钥)。同时HDCP的每个设备会有一个唯一的KSV序列号,发送端和接受端的密码处理单元会核对对方的KSV值,以确保连接是合法的。

 

HDCP加密过程

会对每个像素进行处理,使得画面变得毫无规律、无法识别,只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行逆向处理,完成数据的还原。在解密过程中,HDCP系统会每2秒中进行一次连接确认,同时每128帧画面进行一次发送端和接受端同步识别码,确保连接的同步。为了应对密钥泄漏的情况,HDCP特别建立了“撤销密钥”机制。每个设备的密钥集KSV值都是唯一的,HDCP系统会在收到KSV值后在撤销列表中进行比较和查找,出现在列表中的KSV将被认做非法,导致认证过程的失败。这里的撤销密钥列表将包含在HDCP对应的多媒体数据中并将自动更新

(DVOL本文转自:中国DV传媒 http://www.dvol.cn)

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