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数字电视技术运行原理及应用探究

2013-04-11

河南科技 2013年12期
关键词:信道编码高清编码

侯 满 赵 栩

(1.陕西广电网络传媒(集团)股份有限公司 西安分公司,陕西 西安 710061;2.陕西广信新媒体有限责任公司,陕西 西安 710061)

随着科技技术的日益进步,世界信息化以及网络化有了一个较好的发展空间,数字电视因其突出的优势逐渐受到普通家庭的青睐。就目前而言,我国使用数字电视的家庭还不多,还只是一个起步的阶段,因此,数字电视在我国具有巨大的发展空间。

1 数字电视技术的概念

数字电视也叫做数码电视,它主要是利用数字电视信号进行传播,包括从演播室发射信号、传输信号、接收信号等多个环节,通过由0、1 构成的二进制数字来传播电话信号,这刚好与模拟电视相反。荷兰最先生产出数字电视,后来在欧洲各地流行开来,上世纪八十年代的欧洲在这方面的技术已经很发达。1982年,美国的数字电视公司首先研制成功新一代数字式电视机,之后开始投放市场。1996年,法国运营了世界上第一个数字电视商业广播。二十世纪初,我国也开始引进数字电视技术,大力推行数字电视信号的应用。

2 数字电视技术的特点

与模拟电视相比较,数字电视技术有明显的优势。传统的模拟电视图像信号传递的整个过程是在模拟体制的情况下完成的,在相关技术上存在缺陷,使模拟电视具有易受干扰、易产生噪音、画面不清晰、画面闪烁等缺点。然而,数字电视具有如下几个特点:(1)画面更加清晰:根据图像的清晰度,数字电视可以分为标清数字电视以及高清数字电视两种,高清数字电视的画面清晰度赶得上家庭影院的效果;(2)内容更加丰富:数字电视提供的内容更丰富、更精彩,它不但可以提供几十种公共电视节目,还可以提供许多付费的电视节目、咨询服务等等内容,用户可以选择自己喜欢的电影、电视节目观看,还可以重看已经错过的精彩瞬间;(3)服务更加全面:数字电视的用户不仅可以观看电视、电影以及接收广播等,还可以根据自己的喜好定制不同类型的图文杂志以及电子游戏,因此数字电视的服务范围更加宽广;(4)传输信号更加可靠:与模拟电视相比,数字电视的抗外界干扰能力较强,几乎不会出现噪音、画面不清晰、跳动雪花点的情况。(5)信号的存储更加容易:由于数字电视信号的存储时间和信号特性没有关系,使近年来发展良好的半导体存储器能够存储多类型的信号。数字电视的以上几个优点使它逐渐占据了模拟电视的市场,数字电视的出现也正在改变我们看模拟电视的传统习惯。

3 数字电视的相关技术

3.1 数据压缩技术

与模拟电视相比较,在应用的相关技术上来说,数字电视使用的最重要的技术是压缩视频信号的技术。信号数字化后,在1920* 1080 的显示格下传输的码率达到了每秒995 兆字节,比模拟电视传输的信息量大很多。也正是因为传输的信息量大,使数字电视的图像传输方式与模拟电视的图像传输方式不一样,数字电视必须对数据进行压缩编码再传输。数字电视的压缩技术主要包括视频编码技术和音频编码技术。其中,视频压缩技术主要负责对图像进行压缩,使信号传输的码率由原来的每秒995 兆字节降至每秒二三十兆字节;音频压缩技术主要负责将声音的信息量降至最小,对声音信号进行数字化,去除声音中的冗余部分。

3.2 信道编码和调制解码

数字电视的信道编码主要是为了借助纠错编码以及网络编码等技术增加传输信号的抗外界干扰能力;而调制解码是通过对传输信号的调制将其调入脉冲串上,做好信号发射的准备。目前,国外数字电视的制式以及标准都不统一,主要是由于各国在纠错编码、网络编码和调制技术上的不同所造成的。

3.3 数字电视复用系统

数字电视的一个重要部位是复用系统。就信息发送的流向而言,复用系统可以把视频编码器和音频编码器等发送的数据比特流转换成单路串行的数据比特流,然后传输给信道编码和调制编码。而信息接受方的流程刚好与之相反。

4 数字电视的运行原理

数字电视主要由五个部件组成,分别是信源编码器、复用系统、信道编码器和调制解码器、传输信道与接收器。信源编码器的功能就是用二进制数字模拟电视信号进行编码,之后再压缩信号并转化信号,压缩数据后产生的视频、音频与辅助数据共同构成了数字电视的三种信号源。信源编码其实就是对信号进行数字化。复用系统的功能就是把数字电视的三种信号源集结在一路,再进行分包,分包过程中要对每个包做标记(有利于区分),最后对三种信号源的数据进行合成。这个经过合成的单一的数据流就可以复用。信道编码器的功能是避免在信号传输过程中数据流出现错误,对数据进行检错并对出错的数据进行纠正,这个程序非常重要,信道编码会将基带数据传送到高频波上,使信号发生改变。传输信道的功能是防止传输过程中信号出现漏洞,使信号准确无误的传送到接受端。接收器的功能主要是保障信号的接受,是上述几个过程的逆过程。数字电视的接收器其实就是数字电视的机顶盒装置。

数字电视主要是应用数据压缩技术来运行,因此可以认为数字电视的运行原理就是数据压缩技术的原理。发挥数字电视各种优势的要点就是应用好数据压缩技术,数据压缩技术主要包括压缩编码和改进编码两方面。其中,压缩编码的标准采用ISO/IEC13818(MPEG-2)国际标准,是MPEG 专家组制定的。改进编码可以增加单位频宽数据,从而提高传送速率。

利用数字设备对声音信号以及视频信号进行压缩转换,然后传送到接收设备(用户的接收器),这就可以称作数字电视技术的传输原理。在接受到压缩信号后,接收终端会对信号进行解码,解码后的数字信号就变为图像、视频和声音,这就经历了一个循环过程:先将图像、视频和声音信号转换成数字信号,再将数字信号转换为图像、视频和声音。

数字电视技术将对模拟电视信号进行数字化,模拟电视信号转换成由0 和1 组成的二进制数字脉冲串。运用网络将基带传输数据传送入网,通常我们以不同的频率来区分不同的节目。为了防止出现未调制脉冲串的特殊情况,应进行数据流的随机化处理,以免对系统信号产生干扰(将连“0”和连“1”信号弄乱)。另外,信道编码器在进行纠错操作时,以插入冗余字节的方式检查发送终端的编码是否正常。

5 数字电视的应用探究

我国的数字电视起步较晚,它开始于广西南宁市的数字电视广播台。随着我国经济增长速率的进一步加快,数字电视也得到了更大的发展,慢慢地取缔了传统的模拟电视,通过观看数字电视,人们可以看到更清晰地电视画面,享受更好的音效,人们也具有更大的自主选择权。然而在这种形势下,数字电视既有大的发展机遇,也会遭遇大的挑战。二十一世纪以来,电脑和互联网的普及使大多数人认为电视已经落伍了,人们通过互联网能够更加迅速的获得世界各地的信息,更快的了解世界,从而影响了电视的地位。电视上广告过多也增加了人们的厌恶感。

数字电视要得到更好的发展必须在保留原有电视观众的基础上,吸引更多的观众,这就必须对节目进行创新并改善其质量。数字电视可以结合网络或进行频道租赁来增加节目的多样性。总体来说,数字化技术才刚刚起步,随着数字化的发展,数字电视技术将有以下几个应用:(1)高清数字电视的应用:数字电视比传统的模拟电视具有更高的清晰度,高清数字电视更有发展前途,高清数字电视爱技术方面要求较高,传送端信号要强,接收端设备的接受水平较高,并且接收端信号的分辨率要较高;(2)网络电视:网络电视是利用互联网进行播放,它可以提供更多精彩的节目,不仅有转播节目、直播节目,还可以点播节目,并且网络电视可以根据用户的需要及时调整网络电视节目的制作;(3)手机电视:手机电视的发展收到了不少年轻人的青睐,手机电视更具有针对性,更富有个性。

6 数字电视的发展趋势

随着科学技术的迅速发展,在电视领域中数字技术有大的发展空间,数字电视必将替代传统的模拟电视。数字电视画面清晰、内容丰富、服务全面等优点受到了广大观众的青睐,观众的选择性加强,人们可以选择自己喜爱的电视节目观看并进行互动、沟通,拉近了电视节目与人们之间的距离,也可以满足用户的个性化需求。随着时代的进步,数字电视将向着高清数字电视、网络电视以及手机电视的方向发展,也可以向着无线数字电视和卫星直播电视方向发展,特别是高清数字电视具有广阔的发展前途。数字电视的快速发展必将为电视领域闯出一片新天地,招揽更多的用户,并能对人们的生活产生较大影响,改变人们的工作方式,为我国的经济发展提供新的增长点。

7 结语

经济和科学技术的快速发展,必将吸引更多的普通家庭使用数字电视,数字电视也在慢慢的改变人们的生活方式。随着数字电视技术的不断进步,数字电视的发展趋向将会往多元化方向发展,趋向高清数字电视、网络电视和手机电视,吸引更多的人们使用,满足人们的多方面需求。数字电视技术将会在电视市场引起巨大的变革,引起电视领域新一轮的改革。因此,数字电视技术的发展空间相当广阔,将来数字电视将会被广泛使用,丰富人们的日常生活。

[1]晓平.国内数字电视发展状况[J].传媒新视点,2010(02).

[2]钱勇.交互技术下的数字电视探析[J].现代商贸工业,2011(10).

[3]卢官明.数字电视原理[M].北京机械工业出版社,2011(09).

[4]程汉婴,龚晓鸣.数字电视技术的发展和最新进展[J].中国有线电视,2012(02).

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