数字电视技术与发展趋势
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作者: 贾贺楠
[摘要]本文主要分析了数字电视的优缺点、数字电视分类、数字电视标准、数字电视的关键技术及数字电视发展趋势等问题。
[关键词]数字电视;技术;发展趋势
数字电视技术的飞速发展引起世界范围内的广泛关注。世界主要发达国家的数字电视产业,并相继制定了数字化进程表。根据我国的基本国情,我国已将数字电视产业发展提升到战略高度来部署。由于计算机技术和多媒体等技术应用的发展和推动,数字电视的相关技术得到了很大的进步。
一、数字电视的优缺点分析
(一)数字电视的优点
1.现有模拟电视频道带宽为8MHz,只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后一个频道内就传送多套数字电视节目,随着编码技术的改进,传送数量还会进一步提高),电视频道利用率大大提高。信号数据量少,技术成熟.价格便宜,信号不易在传输中失真,清晰度高,占用频带窄。数字电视信号可方便地在数字网络中传输,与计算机具有良好接口。
2.清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强。在同样覆盖范围内,数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。
3.可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务,实现视频点播等各种互动电视业务,实现加密/解密和加扰/解扰功能,保证通信的隐秘性及收费业务。
4.系统采用了开放的中间件技术,能实现各种交互式,可与计算机网络及互联网等的互通互联。
5.易于实现信号存储,而且存储时间与信号的特性无关,易于开展多种增值业务。
6.由于保留了现有模拟电视视频格式,用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目,利于系统的平稳过渡,减少消费者的负担。
(二)数字电视的缺点
数字电视并不是完美无缺的,它同样存在着一些弱点。例如在取样的过程、量化误差、压缩编码所带来的信号损伤,在节目制作及传输过程中贯通延迟。有些损伤可以修复,并不影响图像的最终质量,而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱它的影响,但这并不能影响电视领域向数字化的转变。与电视信号数字化后所带来的好处相比,这些影响往往会被忽略
二、数字电视分类
数字电视按信号传输方式可分为:地面无线传输数字电视(地面数字电视);卫星传输数字电视(卫星数字电视);有线传输数字电视(有线数字电视);按图像清晰度可分为三大类。(1)数字高清晰度电视(HDTV)。(2)数字标准清晰度电视(SDTV)。(3)数字普通清晰度电视(LDTV)。按照产品类型可分为:数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机;按显示屏幕幅型比分类。数字电视可分为4:3和16:9幅型比两种类型
三、数字电视标准的比较
数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种:美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。每一种标准对于信源的处理、画面格式及传输方式等方面均有一些差别。每一种数字电视标准又可分为卫星传输、电缆传输和地面传输方式。无论哪一种制式,它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准,但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别,为了兼容性,它们的视频采样格式也存在差别,主要体现在行和列的分辨率及场频等。在数字电视信号的传输中,卫星传输一般采用QPSK调制技术,电缆传输一般采用QAM调制技术,但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别,如美国的ATSC采用的是VSB调制技术,而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调制技术。
四、数字电视的关键技术
1 .模/数变换。将每一个像素的数值转换成0和1组成的二进制代码。其原理是将时间和幅度均连续的模拟信号通过取样、量化、编码三个过程变换成时间和幅度均离散的数字信号。取样是以一定的时间间隔抽取模拟信号在该瞬间的电流或电压数值的过程。取样定理是只要满足 fs ≥ 2fc ,就可以无失真地从取样后的离散信号中还原原来的模拟信号。量化是将模拟信号的动态范围A(一般标准电平为1V)等分为若干小区间,当模拟信号的样值落在某一区间时,就用该区间的中值来近似表示它。量化将原来在幅度上连续的模拟信号的样值变成了只能取若干个离散的数值(各个小区间的中值)。编码是将每个小区间的中值(即量化值)用一个不同的2进制代码来表示。
2.压缩编码技术。预测编码:根据过去已知数据对当前编码数据Xi进行预测,得到预测值Xi,与实际值Xi比较,得到差值 △Xi = Xi-Xi,只传输该差值△Xi,若预测较准确,则差值必定很小,就可以大大压缩数据。其中最常用的有:前向预测Xi= Xi-1;平均值预测;平面(二维)预测。变换编码:选择一种合适的变换,将一组数据变换成另一组数据,使数据量减少。其中最常用的有:哈德曼变换和离散余弦变换(DCT)。
五、数字电视发展趋势
伴随着电视的数字化,传统的电视媒体将在技术、功能上逐步与信息、通信领域的其他手段相互融合,从而形成全新的、庞大的数字电视产业。数字电视发展趋势有以下方面:(1)在相关政策的进一步推动下,各地数字电视的转换工程将发力冲刺,数字电视呈现爆炸式普及态势。(2)相对于机顶盒存在着占空间、接线多、不美观等缺点,数字一体机内置有数字电视高频头,可以直接接收和解码数字电视节目源,无须使用机顶盒就能直接接收并显示数字信号,将数字接收、解码与显示融为一体,真正实现“三模式、真高清、全数字”,代表着数字电视的发展方向。(3)家庭数字电视不仅可以收看电视节目,而且还可以视频、互动、缴费、发短信等。(4)高清节目的覆盖范围将会大面积扩大,数量上也会增多,更多的消费者可以欣赏到更多的高清节目频道。□(编辑/丹桔)
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