新泽西州普林斯顿RCA公司（美国无线电公司，世界驰名的电视产品厂商之一——译注）研究所某房间内两侧排列成行的电路板架，隐在暗处的排风扇发出低沉单调的嗡声。电阻、电容和其他元件的温热气味弥漫在空气里。塞在电路板架之间的，不止一台彩色电视监视器屏幕上测试图的圆形图像鲜艳夺目。“您已经踏入未来电视的内部”，该研究所消费类产品研究部副主任J. 克莱门茨（Jon Clements）打趣说。他解释道，我们周围的这些电路有助于创造出一种先进的电视显示装置。他还说：“所有这些电路最终将会被搞成为电视机内部的几块微型集成电路芯片。”我们正对着的一台电视显示器正在成为一种高档的机型上市，“这是目前所能做到的最佳产品”，他一边说明，一边指出彩色测试圆图上的某些缺陷，我看到扫描线条尚不清晰，静止图像的少许地方有些模糊而抖动。“现在，我们将向您展示下一步，这将比现在任何人做到的还要好，”他边说边指向相邻的一台监视器。同样是测试圆图，但是清晰程度大为改进，没有可以看出来的扫描线，抖动也完全消失了，明晰的图像好像是一幅静物写生画。

克莱门茨介绍的这种电视系统是目前正在研制中的两项重大进展的第一项，这项研制工作仍然是以现行的电视制式为基础，但是却能产生出清晰程度大大提高的优质图像。请不要把这种新的系统同日本研制并已广为宣传的高清晰度电视（HDTV）搞混。HDTV固然产生出明显改进的逼真图像，但是却需要在现行的电视制式之外另起炉灶，摄像、演播、发送装置，电视台、电视接收机，甚至还有广播频段，统统都得废止，一切重新开始。由此看来，HDTV的实现将是缓慢的。而我现在所见到的不是HDTV，而是又一全新而精巧的技术杰作。RCA的技术人员和其他单位的同行正在研制的这种新品，称为帧贮机（frame-store Set），它能产生优异图像，令人叹为观止，而它所利用的还是现在由室外天线输入的同样的电视信号，其原璋是采用信号存贮芯片——计算机技术的产物之一，把信息存贮起来以后再用之产生出电视图像，对这些信息予以处理加工就能显著地提高图像质量。

这仅仅是开始。目前正在研制的一种更为先进的电视系统，演播室内经过改制的摄像机向帧贮机里传送色彩更为鲜明的图像。这套新型的摄像接收组合系统能在电视屏幕上产生出比目前最佳的电视机析像力提高两倍的图像。将来，这种信号可以完全与标准电视机和现行的电视频段兼容。从理论上讲，利用现行电视制式还能够得到更清晰的图像。技术工作者也知道现行制式的局限性以及如何去克服。但是，之所以现在才有所进展是因为技术的发展最终才成就了这样的工作，这些技术的发展包括大规模集成电路、兆字节存贮器件和数字信号处理。

事情始于五十年代中期联邦通信委员会（FCC，美国管理广播通信的官方机构——译注）的决策。当时，彩色电视趋于实用化。哥伦比亚广播公司（CBS）研制的彩色电视制式图像最佳，但是它不能与黑白电视兼容，所以CBS的整套系统，从电视台到接收机只得宣告予以废弃。联邦通信委员会决定采用RCA研制的彩色电视制式。利用这种彩电制式，已有的电视机仍可接收到黑白图像。然而，采用这种兼容制的决策是有代价的。它需要做出某些牺牲，于是便影响到时至今日的电视图像的质量。摄像机和其他设备的局限意味着电视台只发射出理论上可行的图像细节的有限部分，再加上接收机对这些已经有限的信号予以处理又进一步降格，所以不能完全再现出发射信号的全部信息。克莱门茨在他的办公室里说明三十年之久的这项折中决策方案及其为图像质量遗留下来的传统遗产，他在一块绿色的粉笔板上画着电视信号图来解释这项技术，一连串的尖峰脉冲波，就像一把梳子的梳齿，代表着由射频信号载运的原始亮度信号，这些信号

随着它们飞经显像管的荧屏产生出图像而改变着电子束的强度。要赋予图像以色彩，RCA这套彩电制式的设计师们在亮度信号的“梳齿”间引入更小的尖峰脉冲波。这些尖峰脉冲对黑白电视机不起作用，而黑白机仍可利用亮度信号，这就是这种彩电制式与黑白电视兼容的原因。而彩色电视机具有专门电路不会把隔行扫描的亮度信号与色度信号搞错，并且会把每种信号按规定路径送到适当的位置。这种彩电制式在理论概念上是精巧的，实际实施起来却需要综合考虑某些问题。其一是图像的大部分要出现徐徐缓进的亮点，这是因为所设计的电路既要把亮度信号与色度信号分开，就不可能完美精巧地做好这件事。它们之间的互扰，并随图像质量的下降而出现徐徐缓进的亮点，整机制造厂家后来有条对策，增添滤波电路去堵塞产生此弊的频率。可是这样做又引起影响图像质量的新问题，滤波电路也会阻塞亮度信号的高频部分，而这部分要载运的恰恰是精美图像的细节部分的信息，于是就会牺牲析像力，降低清晰度，当然，这还不失为是比较好的办法。实际上，我们这一代的电视观众已经习惯于这种彩电制式所产生的只有中等清晰度的彩色电视了。1979年，电视技术工作者又一次专注于此，这次是梳状滤波器的出现，它可以把亮度信号与色度信号“梳理”开来，使它们的相互干扰降至最小的程度。更为重要的是，它能让高频去载运图像细节部分的信号并且被显示出来，而不会被阻塞。但是，它也有不足之处，因为梳状滤波器与交流电源线并用，有些动作时某些场景的细节部分将会失却。克莱门茨用梳状滤波器来说明这个问题。他让我盯住装有梳状滤波器的电视屏幕上的某个点，当一种色彩变为另一种的时候，我注意到位于某种色彩边缘的点是徐缓变化的，还注意到细微地影响图像的其他干扰。

现在我们再回到本文开始时所介绍的帧贮显示，图像轮廓鲜明，线条流畅，看来无可挑剔。按照克莱门茨的说法，奥妙在于使用帧贮机，可以使色度与亮度信号完全得到分离。帧存贮还有其他优点。普通的电视屏1/60秒展示半幅图像（262.5行扫描线）（这是美国电视制式的扫描线数，与我国不同——译注），接下来的1/60秒另外262.5行再“扫”在屏幕上，而且是插在第—批扫描线之间。这种隔行扫描每1/30秒产生出整幅的525行（我国为625行——译注）的图像，利用人的视差错觉，人们看到的是一幅幅单独的图像。然而，在RCA的帧贮系统中，电路把这个分为两半的图像结合起来，每1/60秒显示一幅完整的图像。这就是所谓的顺序扫描技术，图像是从上到下顺序依次逐渐完成的。摆脱掉传统的隔行扫描就产生了重要的优势。隔行扫描的电视系统产生出技术工作者称为垂直分量的一种不希望的信号，因为它会引起闪烁等问题而使图像质量下降。而整幅图像先被存贮，然后再以从上到下顺序扫描的方式重现，上述的弊病就不复存在了。结果就会使图像质量显著提高。但是，尽管顺序扫描优点明显，也还有缺点，而且需要通盘考虑：一幅场景可能拖曳一系列模糊的重影，问题在于帧贮器并未考虑到它会增加1/60秒的图像扫描时间。RCA和其他一些单位正在致力攻克这个难点。

“需要动作适应处理”，克莱门茨说，这种处理是靠复杂的动作电路关闭帧贮的功能，只准确地在图像中发生动作的像点上起作用。“我们做到这点是以像素为基础的”，克莱门茨解释说，并指出屏幕上每个像素的分解与控制对动作适应电路的成功至关重要。我还得知另一个令人惊讶的事实：顺序扫描图像看上去比普通电视图像清晰得多，但是其实并未包含有更多的细部。RCA的老研究人员D. 帕列卡德（Dalton Pritchard）说：“您得到的还是同样的信息，只是以不同方式显示而已。您可能觉得所看到的图像更好，因为这是以一种更为明晰和无闪烁的方式得到的图像。”再有，现行电视制式约三分之一的水平扫描线由于制式自身的局限性而被浪费，从而也使图像质量下降和减少图像的细部大约也是三分之一的程度。而顺序扫描制的摄像机具有两倍的扫描线，能够恢复浪费的扫描线。超出的扫描线在成为标准的525行电视广播信号前被滤掉，而接收机配装上滤波器能够重现图像的细节。结果就是现行的隔行扫描制式失去图像上约三分之一的垂直向的细节部分，而顺序扫描制式大约只失去十分之一。

致力于这种使图像优化的新技术的研究正在推而广之。据官方的《电视文摘》（Television Digest）报道说，通用电气（GE）、日立、国际电报电话（ITT）、帕纳索尼克（Panasonic）、菲利浦（Philips）、RCA、索尼、东芝、增你智（Zenith）等知名电视厂商都在以最快速度应用这项新技术，首批新机型将会一个接一个像滚雪球似地问世。那么还有多久，这种顺序扫描制式的电视接收机才会上市呢？能够处理数字式信号的电视机已经销售一段时候了。RCA的专家们认为，数字式存贮器芯片的价格降到足以存贮整帧的电视图像前几年就会上市。多数厂家正在目睹这些进展，其他也已注意到这条新路。上述新技术一旦推广，就将产生出现行电视制式中固有的，而一直未披表现出来的特性。人人都认为HDTV在不久将来不会实用化，因为要载运1125行图像的信息需要传送的信息量太大了。传输一路HDTV信号，需要约等于目前的五个电视频道的频段，或者说30兆赫。HDTV广播要用通信卫星传播，而这又与现行广播电视频段不相符合。即使如此，在如何传输增强信息量信号这件事上也会有所进展。正在研制的主要技术是，不增加频带宽度，怎样沿用现有的传输网路塞进更多的信息。日本的日立公司技术人员发现，把高析像力的信息插入到“空闲”的频率空间，提高每条扫描线（水平析像力）的细部。克莱门茨说：“利用同样的帧存技术可以在标准的四兆赫频道得到相当于六兆赫的信息量。日本的目标是1990年实现广播化。美国也在搞这样的研究，或者说，几年内我们也可以跟上去。英国与其他西欧国家所搞的类似研制工作，称为MAC制式。”专家们预测，宽带传输频道的直播卫星到家庭的卫星电视直播系统将导致巨幅壁式电视显示问世，其清晰度可以同现在的电影嫂美。而1125行HDTV，这项主要由日本厂商研制的新电视制式，使得人们更容易接受上述预测。在这个期间，全世界的电视工作者将以极大的热情，在三十多年前诞生的现行彩电制式的范围内，致力改进图像质量。

[Popular Science，1987年1月]