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标题: 卫视频道音视频格式知多少 [打印本页]

作者: liyf 时间: 2011-5-3 09:09
标题: 卫视频道音视频格式知多少
我们头顶上的天空越来越热闹了，因为上面的大功率广播卫星越来越多了，对于卫视发烧友而言，也就是可选择的卫星电视频道多了。当然，我们现在的卫视发烧友，已经不仅仅是停留在当年的调星高手那个“初级阶段”了，而是能“软硬兼施”的多面手，能够对数字机加以改良，会自己写卡，还能实现卫星电视频道的共享……笔者最近难得清闲几天，遂将亚太上空一些常见的卫视频道的格式剖析了一下。

通过对相关数据的分析，其实我平常遇到的一些有关电视画面和伴音的问题，在这里都可以找到答案。

我们目前接收到的绝大多数卫星电视（广播）频道都是数字格式的，而且90%以上都是基于MPEG-2压缩格式的，因此其它数字压缩格式及模拟频道不是文本的讨论重点。实际上MPEG-2是一个通用的国际标准，但在具体的压缩编码过程中，各频道可能根据需要来用不同的图像或声音压缩标准，这样就形成了多种图像或伴音格式。MPRG-2视频编码共有4种方式（称为级）：低级LL、主级ML、1440H级和14L和高级HL；MPEG-21解码共有5种处理方法（称为类）：简单类SP、主类MP、信噪比可分级类SNRP、空间可分级类SSP和高级类HP，MPEG-2的类和级的组合，理论上有4×5=20种，而常用的有11种，数字卫星广播频道90%都是采用MPEG-2的主类和主级（MP@ML）。MPEG-2标准可以兼容标清及高清频道。而音频则主要采用MPEG Layer LL 格式，根据频道需要采有不同的压缩比，于是就出现了多种音频格式、多层伴音及多声道，如高清频道采用Dolby Digital 5.1（杜比AC-3）格式。此外，亮色编码的方式还有4：2：0和4：2：2之分，视频也有彩色制式之分，国际的三大制式PAL、NTSC和SECAM，其中的SECAM制式与PAL制式的行场频和色彩空间是相同的，因而在数字化之后其码流层与PAL制完全相同，最终显示格式只取决于接收机的输出设置，画面比例有4：3和16：9之分，当然还有一些其它不规则的画面比例。如此的纷繁复杂，使得实际的数字频道画面和伴音（广播）有了不同的品质表现，有些相差还是很悬殊，当然，我们只能从显示终端上看到最终的画面，而这些有用的具体数据是不会显示的，只有通过专门的设备或软件才能分析出来。我们卫视发烧友无需拥有天价的码流分析仪，只需利用我们手中双汉卡和的MyThearte 软件，就可以将这些有用的数据提取出来供我们分析利用。

利用双汉卡，可以接收符合MPEG-2/DVB-S标准的数字电视频道，并可以利用插件解开特殊格式的伴音、4：2：2的频道及高清（HDTV）频道，还可以软解密部分加密频道。运行My Theatre 软件，正常接收某一数字频道，点击键盘上的字母L，就会在屏幕上打出其频道格式信息。下面，我们分别来看一下各个形式的频道信息。144?E超鸟C卫星上的纬来体育台中继信号，在图像下叠加的信息：Video:MP@HL4:2:2,1440×1080@29.97,4:3,16.5Mbps;Audio:MPEG Layer LL Stereo 48000Hz ,256kbps。以上信息的含义是：视频部分：它采用了MPEG-2格式中的较高级别MP@HL，即MPEG-2编码格式中的高级（HL），处理方法中的主类（MP），是4：2：0压缩方式，图像分辨率为1440×1080（水平与垂直的像素数），帧率为29.97，这表明是一个NTSC制式的图像（如果帧率是25，也就是说每秒钟有25幅图像，那么就是PAL制式，我们这里先说NTSC制，之后再讲PAL制）。图像宽高比为4：3，码率为16.5Mbps。音频部分：符合MPEG Layer LL标准，采样频率48kHz、位率256kbps的立体声伴音。

我们可以看出，这个中继信号的标准还是很高的，因为标准的NTSC制式MPEG-2/DVB-S图像是720×480，单个图像的码率在5Mbps 左右，而此信号高达16.5mbps ，实际上可以将其看作一个高清信号源。虽然它的图像比例是4：3，与我们通常认为的HDTV的16：9的比例（我们常见的高清格式是1280×720、1920×1080i、1920×1080p）并不吻合，但它的本质还是HDTV。我们在通常的电视机上观看此图像，则人的面部是拉长的，如果在16：9的电视机上来看，则是正常的，也就是说它的频道源本身是16：9的，只是在传送的时候压成了4：3，这一点我们也可以在录制完此频道回放时得到证明。用超级解霸来播放双汉卡录制的视频图像，通过截取一帧图像，就可以看到图片格式的确是1440×1080的（通过超级解霸截图得到的图片都是视频的原始分辨率），但图像在水平方向是被压缩的，如果将其变为1920×1080格式，则就是正常的图像。当然，高清图像的比例是16：9的，但反过来16：9宽高比的图像并不是一定是高清图像，我们还是称之为准高清频道
源吧。此中继信号的播出时间是从每周三、四、五、六的18：30分，以及周日的17点开始。由于并非常态频道，所以普通接收机是收不到的。这一点大家在收视时应注意，否则是收不到信号的，接收参数：12362V13328。

真正符合MPEG-2/DVB-S标准的NTSC制式图像格式是720×480，宏观卫视、香港CNN中继信号和年代都是这种格式，但其中还是有区别的；CNN香港SNG图像是4：2：2格式的，其它的不同点主要是在音频上，它们都是符合MPEG Layer LL音频标准的，但在采样率、压缩率、声道采用上各不相同，音频采样99%都是48kHz的，MAC还采用了立体声伴音，其它两个是单声道的伴音，压缩率各不相同，当然是数值越大越好，不过192kbps已是相当错的了。华视和民视两个台则采用了704×480的分辨率，都采用了256kbps 的压缩率，但一个是双重单声道（Dual Mono），另一个是立体声伴音。都说泛美8号上的民视和民视新闻台的面质音质一流，看一看人家采用的视频码流和音频指标，比其它卫视频道高出很多，画质和音质能不出色吗？
很多卫视发烧友一直对146?E Ku波段上的垂直极化频道耿耿于怀，不是因为频道的信号弱收不下来，而是由于接收到的画面是变形的。尤其是GOD频道，图像是上下拉长的，无论用接收机接收还是用双汉卡来接收，图像比例看上去都不协调，特别是人物表现时更加明显。这是什么原因呢？原来这组频道的分辨率是640×480的，大家对这个数字很熟吧，它就是早期电脑上的VGA模式。尽管它是标准的4：3模式，但画面为什么是拉长的呢？此外，同样格式的卡拉OK频道为什么却是正常的画面呢？其实这个问题很好解释，如果你的电视机是16：9（日本本土的N制电视机大多为此形式）的，或者你的数字接收机的视频输出可在16：9和4：3之间切换（注意，有些数字机中虽有此项目且可以调节，但实际不起作用），那么你就会看到正常的画面，原来这个频道源的原始画面的比例就是16：9的，与我们上面提到的纬来体育台的中继信号类似，这下知道原因了吧。真正的纬来体育台采用的却是544×480分辨率，采用192kbps 的压缩率的立体声伴音，当然同格式还有几个不同伴音模式节的目，慈济大爱频道，各卫星上的节目源画面量都不错。是我们熟知的智库教学频道（想必大家都收过这组中的频道吧，当然现在此组频道已升级为V2.5系统了）。这个频道采用了极为少见的160kbps 的压缩率伴音，而以日本节目内容为主的JET TV，采用的则是最常见的128kbps立体格式。大家可能注意到了，我们接收到的采用的N制的卫视频道多是台湾频道，也有日本和菲律宾的频道，因为这些国家和地区均采用NTSC彩色制式，而且我们大家都比较熟悉。以上频道大多是亚太2R上的频道，这我们不得不说一下东森系列频道，东森的节目最初在亚洲2号的Ku波段上免费播出了很长一段时间，后来才转到现在的卫星上。这组频道的格式均为528×480，这使我想起了它的下行频率是恰好是12528MHz，其频道伴音和画质都相当不错。

N制图像的最后一种格式是480×480的，这是什么格式？莫不是放出的图像是正方形的？不错，就是正方形的！采用这种格式的频道还出乎意料得多，像146?E梦幻直播中的频道大多数都是这种格式，难怪图像质量如此之差！当然，图像差的主要原因还在于一个转发器中压缩的频道太多了，不过其伴音都是标准的双声道，令人不解的是，日本的124/128直播频道也采用了这个格式，但它的画面质量还不错，这是因为它在一个转发器中一般只压缩了5套频道，和梦幻的十几套频道当然不能同日而语，而且其伴音均为256kbps的压缩率的立体声伴音，而其中CH370的历史频道伴音采用了Joint Stereo(混合立体声）模式，比较少见。大家还应注意，无论哪种格式的图像，尽管我们采集的单帧图片或播放软件播放时并不一定是4：3或16：9的格式，但我们在全屏播放时还是正常的，如480×480这种格式，截图显然就是方形的，用电脑播放软件（电脑上的超级解霸或WMP）在非全屏下也是方形的，但在全屏状态下播放就是正常的4：3图像。其实这个480×480格式就是N制的SVCD格式，而720×480就是N制的DVD格式，也就是说我们的卫视频道就是DVD级的水平。SCVD和DVD采用的都是MPEG-2压缩方式。而2/3DVD格式就是SVCD格式，即720×2/3=480，而N制的VCD格式是352×240，刚好是DVD格式的一半，即1/2DVD，即704×1/2=352，480×1/2=240，在水平和垂直上都各为一半，所以VCD相对于DVD而言，其画质当然是很差了。而上面提到的1440×1080格式，水平扫描线刚好是DVD的一倍，即720×2=1440，其清晰度就可想而知了。

以上我们说的是NTSC制，下面我们来看一下PAL制频道，我国采用的就是PAL制式，所举的例子大都是我国的卫视频道了。当然，我们先要看是刚试播不久的央视高清频道。其视频：MP@HL 4:2:0,图像格式1920×1080@25，宽高比为16：9，视频码率24.1Mbps；音频：Dolby Digital 5.1（杜比AC-3数字5.1声道环绕立体声），采样频率48kHz，位率采用目前最高的384kbps。从音视频格式上看，是真正的高清电视（HDTV）格式，它采用了MPEG-2格式中的较高级别MP@HL，可想而知其图像质量是非常优秀的。1920×1080i是最常见的高清格式，而标准的PAL制MPEG-2/DVB格式是720×576，也就是PAL制DVD的水平。其实我国上星的频道大都采用这个标准，只是音频的方式各式各样。新疆卫视，除采用标准的图像格式外，其音频也用到了384kbps，是目前PCM格式中最高的一种。央视的音乐频道，音频用到了256kbps，是目前央视系列频道中唯一一个采用立体声伴音的频道（不包括中数传媒中央视付费频道）。采用PAL制720×576格式加立体声伴音的还有亚洲四号C波段上的留学世界和青年学苑。它们分别采用了224kbps和192kbps的编码。深圳卫视、中央电视2台及金鹰卡通频道，它们都采用了单声道伴音，伴音码率也依次递减，尤其是湖南金鹰卡通频道竞采用了96kbps这种很少见的编码形式。而央视经济频道采用的128kbps的编码很有代表性，几乎所有的中央台的频道的伴音都是这种形式，这种格式相当于我们常听的MP3格式，况且MP3都是立体声的，而电视伴音却是单声道的，真希望国家级的大电视台尽快采用立体声伴音，也不枉与其优良的画质相匹配，因为中央人民广播电台的各套广播早已经都是立体声的了。

704×576格式可以看作是PAL制式MPEG-2/DVB-S的标准格式，因为采用这种格式的频道也不在少数，靓妆频道和旅游频道都是这种格式，虽然都是256kbps的编码，但一个是立体声伴音，而一个却是单声道的伴音，反差是很大的。我们这次测试所选用的频道都是有一定代表性的，一贯为烧友们认为画质优良的欧洲五套频道当然不能放过。亚洲2号上的欧洲五套星是较早的DVB-S数字频道，加之附有多套的广播频道，尽管语言听不懂（最初还有MCM欧洲音乐台），但却一直是卫视烧友们的收视热点，但相关的测试结果使我们颇感吃惊，原来它采用的是544×576分辨率，也是非常标淮的格式，DW（德国电视台）、RAL（意大利电视台），不过都采用了立体声伴音。由于采用了较大的动态码率，其画面质量还是相当不错的。还有一个非标的格式，那就是梨园频道，它采用了480×576，根据这个比例推算，其截图应是上下拉长的，事实上确实如此，单帧图片，其实这个格式就是PAL制的SVCD（超级VCD）。其实这也见怪不怪，NISC制式的卫视频道中不也有许多是这种格式的吗？

最后我们来看一下数字形式的广播频道，这包括纯广播频道和电视频道中附带的广播频道，但其本质是一样的，（用My Theatre 收听卫星广播频道时不会有图像出现的，但如果在切换至广播频道前是电视频道，则会有静止的图像出现在屏幕上，否则就是黑屏，以下广播截图均带有静止的电视画面）是亚洲3S上的中央人民广播电台第三套频道--音乐之声，这套立体声广播频道在全国各大城市均有覆盖，采用的就是卫星上的信号源。它采用了MPGE Layer ll Stereo 48000Hz 256kbps标准，理论上已非常接近CD的音质，实际听感也相当的好，鑫诺一号C波段上4067V5990的节目与之完全相同。亚洲2号上的欧洲五套上附带的广播频道也曾一度被烧友追棒，因为那时可选择的广播频道实在太少，德国之声第五套（DW5）广播频道，只是一个192kbps的混合立体声模式，真正的立体声广播频道很少（双声道并不意味着是立体声广播）。看来当时标注的广播频道是立体声是有一些问题的，大部分频道都是单声道广播：RDP国际台是128kbps的音声道广播，而RFL-2则码率减少一个，为64kbps，但作为语言广播仍效果不错。YLESAT1虽然也是64kbps的码率，但其采样频率为32kHz,在卫星广播中是极少见的，这也是笔者第一次遇到，也许全球仅此一个。泛美8号上的纯音乐频道是大家较为喜欢的，但其音频指标并没有中央人民广播电台的指标高：R&B（红蓝音乐）指标算高的，音频码率为224kbps，HMV日本音乐台为192kbps,其余大部分频道均为128kbps，好有每个频道都是立体声的。从性能指标上看，确实不如中央人民广播电台节目的音质，事实上也是如此，如用光纤传送，专业解码器解码，就很容易听出差别来。现在主要的卫星广播音乐频道有三组：一是鑫诺1号C波段上的4067V5990，亚洲3S卫星Ku波段的1266H5990与之相同。另一组是泛美8号C波段上3860H28000的有背景音乐，再有就是亚太2R Ku波段上的12679V15000，大部分与泛美8号上的节目相同，且在此基础上又增加了一些台湾自己的频道，码率比泛美8号上的同频道又有所减小。总之，从音质角度讲，中央人民广播电台的卫星广播音质最好，泛美8号上的背景音乐次之，亚太2R上的音乐广播最差，说是“最差”是相比较而言，实际收听效果还是可以的。

以上我们简单地浏览了一下亚太上空一些数字卫视频道的音频和视频格式，文中提及的频道只是一些常见的典型频道，并不是说仅此频道是这些格式，其实，格式的多样化才使得频道质量多样化。My Theatra 软件只能显示免费频道的音视频信息，对于加密音视频信息是无能为力的，但我们可以通过其它软件来查看，也可以将频道先录制下来，用播放软件来查看其属性，同样可以得到较详细的信息，这类软件是很多的。另外，像日本的高清卫视频道，采用特定的加密方式，其格式也是1920×1080i的，音频采用AAC编码的5.1声道环绕声系统（通过光纤输出接至专用解码器解码，当然也是需要节目源支持的），也是符合MPEG-2音频规范的。AAC可同时支持多达48个音轨，15个低频音轨以及更多种的采样率和比特率、多种语言的兼容能力、更高的解码效率，目前数字卫视频道音视频的最高标准就是数字高清电视(HDTV） AC-3杜比环绕立体声。虽然在我们头顶上的天空中，这种频道源并不多，但在网上却可以下载到很多这些格式的文件，而且大多数是免费的。我们如果没有条件接收这些卫星高清电视频道的话，不妨先从网上下载一些高清节目来看一下，或刻成DVD碟片，与朋友们分享。当然，这里面又要有一大堆学问了。如此看来，卫星电视发烧友玩高清的时代即将来临了。

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