淺談數(shù)字電視現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

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作者：薛海濤

數(shù)字電視是人們談?wù)撟疃嗟臒狒[話(huà)題之一。由于數(shù)字電視是種新鮮事物，一些相關(guān)報(bào)道及文章介紹中出現(xiàn)似是而非的概念，諸如“數(shù)碼電視”、“全數(shù)字電視”、“全媒體電視”、“多媒體電視”等，造成大眾感到困惑，茫然不知所措。其實(shí)，“數(shù)字電視”的含義并不是指我們一般人家中的電視機(jī)，而是指電視信號(hào)的處理、傳輸、發(fā)射和接收過(guò)程中使用數(shù)字信號(hào)的電視系統(tǒng)或電視設(shè)備。其具體傳輸過(guò)程是：由電視臺(tái)送出的圖像及聲音信號(hào)，經(jīng)數(shù)字壓縮和數(shù)字調(diào)制后，形成數(shù)字電視信號(hào)，經(jīng)過(guò)衛(wèi)星、地面無(wú)線廣播或有線電纜等方式傳送，由數(shù)字電視接收后，通過(guò)數(shù)字解調(diào)和數(shù)字視音頻解碼處理還原出原來(lái)的圖像及伴音。
一、什么是數(shù)字電視
所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的模擬電視信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號(hào)，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲(chǔ)和記錄，也可以用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、檢測(cè)和控制。采用數(shù)字技術(shù)不僅使各種電視設(shè)備獲得比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù)性能，而且還具有模擬技術(shù)不能達(dá)到的新功能，使電視技術(shù)進(jìn)入嶄新時(shí)代。
二、工作原理
將電視的視音頻信號(hào)數(shù)字化后，其數(shù)據(jù)量是很大的，非常不利于傳輸，因此數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)成為關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)方法有兩種：
一是在信源編碼過(guò)程中進(jìn)行壓縮IEEE的MPEG專(zhuān)家組已發(fā)展制訂了ISO/IEC13818(MPEG-2)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-2采用不同的層和級(jí)組合即可滿(mǎn)足從家庭質(zhì)量到廣播級(jí)質(zhì)量以及將要播出的高清晰度電視質(zhì)量不同的要求，其應(yīng)用面很廣，它支持標(biāo)準(zhǔn)分辨率16:9寬屏及高清晰度電視等多種格式，從進(jìn)入家庭的DVD到衛(wèi)星電視、廣播電視微波傳輸都采用了這一標(biāo)準(zhǔn)。
二是改進(jìn)信道編碼發(fā)展新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，提高單位頻寬數(shù)據(jù)傳送速率。如，在歐洲D(zhuǎn)VB數(shù)字電視系統(tǒng)中，數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)(DVB-S)采用正交相移鍵控調(diào)制(QPSK)；數(shù)字有線電視系統(tǒng)(DVB-C)采用正交調(diào)幅調(diào)制(QAM)；數(shù)字地面開(kāi)路電視系統(tǒng)就(DVB-T)采用更為復(fù)雜的編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制(COFDM)。
三、數(shù)字電視的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
數(shù)字電視技術(shù)與原有的模擬電視技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)信號(hào)雜波比和連續(xù)處理的次數(shù)無(wú)關(guān)。電視信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化后是用若干位二進(jìn)制的兩個(gè)電平來(lái)表示，因而在連續(xù)處理過(guò)程中或在傳輸過(guò)程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過(guò)某一額定電平，通過(guò)數(shù)字信號(hào)再生，都可能把它清除掉，即使某一雜波電平超過(guò)額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯(cuò)編、解碼技術(shù)把它們糾正過(guò)來(lái)。模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中噪聲逐步積累，而數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，基本上不產(chǎn)生新的噪聲，也即信雜比基本不變。
(2)可避免系統(tǒng)的非線性失真的影響。而在模擬系統(tǒng)中，非線性失真會(huì)造成圖像的明顯損傷。
(3)數(shù)字設(shè)備輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠。因數(shù)字信號(hào)只有“0”、“1”兩個(gè)電平，“1”電平的幅度大小只要滿(mǎn)足處理電路中可能識(shí)別出是“1”電平就可，大一點(diǎn)、小一點(diǎn)無(wú)關(guān)緊要。
(4)易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)，而且存儲(chǔ)時(shí)間與信號(hào)的特性無(wú)關(guān)。例如，幀存儲(chǔ)器可用來(lái)實(shí)現(xiàn)幀同步和制式轉(zhuǎn)換等處理,獲得各種新的電視圖像特技效果。
(5)由于采用數(shù)字技術(shù)，與計(jì)算機(jī)配合可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制和調(diào)整。
(6)數(shù)字技術(shù)可實(shí)現(xiàn)時(shí)分多路，充分利用信道容量，利用數(shù)字電視信號(hào)中行、場(chǎng)消隱時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)文字多工廣播。
(7)壓縮后的數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)數(shù)字調(diào)制后，可進(jìn)行開(kāi)路廣播，在設(shè)計(jì)的服務(wù)區(qū)內(nèi)(地面廣播)，觀眾將以極大的概率實(shí)現(xiàn)“無(wú)差錯(cuò)接收”(發(fā)“0”收“0”，發(fā)“1”收“1”)，收看到的電視圖像及聲音質(zhì)量非常接近演播室質(zhì)量。
(8)可以合理地利用各種類(lèi)型的頻譜資源。以地面廣播而言，數(shù)字電視可以啟用模擬電視、禁用頻道，而且在今后能夠采用“單頻率網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)，例如 l套電視節(jié)目?jī)H占用同 1個(gè)數(shù)字電視頻道而覆蓋全國(guó)。此外，現(xiàn)有的 6MHz模擬電視頻道，可用于傳輸 l套數(shù)字高清晰度電視節(jié)目或者 4-6套質(zhì)量較高的數(shù)字常規(guī)電視節(jié)目，或者 16-24套與家用 VHS錄像機(jī)質(zhì)量相當(dāng)?shù)臄?shù)字電視節(jié)目。
(9)在同步轉(zhuǎn)移模式(STM)的通信網(wǎng)絡(luò)中，可實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的“動(dòng)態(tài)組合”。這時(shí)由于壓縮后的圖像數(shù)據(jù)量較少，便可插入其它業(yè)務(wù)（如電視節(jié)目指南、傳真、電子游戲軟件等），而不必插入大量沒(méi)有意義的“填充比特”。
(10)很容易實(shí)現(xiàn)加密/解密和加擾/解擾技術(shù)，便于專(zhuān)業(yè)應(yīng)用（包括軍用）以及廣播應(yīng)用（特別是開(kāi)展各類(lèi)收費(fèi)業(yè)務(wù)）。
(11)具有可擴(kuò)展性、可分級(jí)性和互操作性，便于在各類(lèi)通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。
(12)可以與計(jì)算機(jī)“融合”而構(gòu)成一類(lèi)多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，成為未來(lái)“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”(NII)的重要組成部分。
四、數(shù)字電視的發(fā)展趨勢(shì)
世界通信與信息技術(shù)的迅猛發(fā)展將引發(fā)整個(gè)電視產(chǎn)業(yè)鏈變革，數(shù)字電視是這一變革的關(guān)節(jié)環(huán)節(jié)，伴隨著電視廣播的全面數(shù)字化，傳統(tǒng)的電視媒體將在技術(shù)功能上逐步與信息、通信領(lǐng)域的其他手段相互融合，從而形成全新的、龐大的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)。電視數(shù)字化是電視發(fā)展史上又一次重大的技術(shù)變革。數(shù)字電視不但是一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和節(jié)目源生產(chǎn)等多個(gè)部分相互支持和匹配的技術(shù)系統(tǒng)，而且將對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)影響并促進(jìn)其發(fā)展。目前數(shù)字電視發(fā)展趨勢(shì)：
（一）在相關(guān)政策進(jìn)一步的推動(dòng)下，各地?cái)?shù)字電視的轉(zhuǎn)換工程將發(fā)力沖刺，數(shù)字電視呈現(xiàn)爆炸式普及態(tài)勢(shì)。
（二）相對(duì)于機(jī)頂盒存在著占空間、接線多、不美觀等缺點(diǎn)，數(shù)字一體機(jī)內(nèi)置有數(shù)字電視高頻頭，可以直接接收和解碼數(shù)字電視節(jié)目源，無(wú)需使用機(jī)頂盒就能直接接收并顯示數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字接收解碼與顯示融為一體，真正實(shí)現(xiàn)“三模式、真高清、全數(shù)字”。
（三）在數(shù)字電視中，采用雙向信息傳輸技術(shù)，增加交互能力，賦予了電視全新的功能，使人們自己的需求獲取各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，不僅可以收看高清的電視節(jié)目，還可以網(wǎng)上購(gòu)物，遠(yuǎn)程教學(xué)，交費(fèi)等，使電視成為信息家電。
數(shù)字電視是數(shù)字信息技術(shù)的產(chǎn)物，以數(shù)字化、交互性為特色，它把電視傳播方式與信息技術(shù)集于一身。同時(shí)數(shù)字電視播出系統(tǒng)能有效地節(jié)省頻道資源。