我國(guó)數(shù)字電視制作技術(shù)分析

馬蘭

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀，突出的問(wèn)題在于數(shù)字信號(hào)源較少。然后重點(diǎn)介紹了數(shù)字電視制作過(guò)程使用的主要設(shè)備，接著詳細(xì)介紹了數(shù)字電視的原理和目前的制作技術(shù)。我國(guó)采用的數(shù)字電視制作方案是清華DMB-T方案和上海交大ADTB-T方案，而數(shù)字電視制作技術(shù)隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展也有了越來(lái)越多的制作手段，如虛擬演播室系統(tǒng)等。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視 DMB-T 虛擬演播室 制作技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN949 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）10（b）-0011-01

1 我國(guó)數(shù)字電視發(fā)展現(xiàn)狀

高清晰數(shù)字電視（HDTV）是美國(guó)首先提出的，美國(guó)聯(lián)邦委員會(huì)（FCC）在1995年確定了HDTV地面廣播和產(chǎn)品的規(guī)格。1998年美國(guó)正式開(kāi)播數(shù)字高清電視節(jié)目。1999年10月1日，我國(guó)再進(jìn)行50周年建國(guó)慶典的時(shí)候開(kāi)始試播數(shù)字電視節(jié)目。截止到目前，我國(guó)已經(jīng)有部分省市開(kāi)展了數(shù)字電視的運(yùn)行。按照國(guó)家廣播電影電視總局的發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，到2003年底，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的有線電視網(wǎng)絡(luò)80多個(gè)[1]，用戶(hù)數(shù)200余萬(wàn)人；到2005年底，已經(jīng)到達(dá)了2000萬(wàn)用戶(hù)規(guī)模；從2008年開(kāi)始年開(kāi)始，全面推行地面數(shù)字電視；計(jì)劃到2015年，全部關(guān)閉還存在的模擬電視，完成從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的完全轉(zhuǎn)換。伴隨著數(shù)字化電視的發(fā)展，相關(guān)的數(shù)字化設(shè)備，如彩電、機(jī)頂盒等產(chǎn)品也陸續(xù)進(jìn)行更新?lián)Q代，各大廠商圍繞數(shù)字電視技術(shù)展開(kāi)了空前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)[1]。但是高清數(shù)字電視目前仍然面臨著一個(gè)主要問(wèn)題，就是信號(hào)源的提供偏少。因?yàn)槭湛锤咔鍞?shù)字電視節(jié)目不僅設(shè)備要支持，最主要的還是要有高清信號(hào)的來(lái)源。目前雖然不少省市地區(qū)已經(jīng)開(kāi)通的高清數(shù)字電視信號(hào)，但相對(duì)全國(guó)高清數(shù)字設(shè)備的發(fā)展而言還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還有是高清信號(hào)節(jié)目的費(fèi)用時(shí)普通電視信號(hào)的8～10倍，昂貴的價(jià)格和偏少的節(jié)目信號(hào)是目前制約我國(guó)數(shù)字電視發(fā)展的主要瓶頸。

2 數(shù)字電視制作設(shè)備

與高清數(shù)字電視相關(guān)的主要設(shè)備可大致分類(lèi)如下。

2.1音響制作設(shè)備

數(shù)字電視音響制作系統(tǒng)主要有音頻信號(hào)源、聲音效果處理及合成、記錄與播出3個(gè)部分。其中，音頻信號(hào)源用于現(xiàn)場(chǎng)采集和音頻素材；聲音效果處理與合成主要包括調(diào)音臺(tái)；記錄與播出由存儲(chǔ)介質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)直播、現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)組成。

2.2數(shù)字電視錄音設(shè)備

主要包括數(shù)字磁帶錄音機(jī)，光盤(pán)錄音機(jī)，閃存卡數(shù)字錄音機(jī)和硬盤(pán)錄音機(jī)[2]。數(shù)字音頻磁帶錄音機(jī)以磁帶為載體，采用類(lèi)似于錄像機(jī)的旋轉(zhuǎn)式磁頭系統(tǒng)，音頻數(shù)據(jù)不壓縮，保真度高，便于流動(dòng)使用，并且記錄的時(shí)間長(zhǎng)，缺點(diǎn)是容易磨損，不便于搜索，因此適用于錄制節(jié)目的母帶和電視臺(tái)的節(jié)目交流。磁盤(pán)光盤(pán)數(shù)字錄音機(jī)以磁光盤(pán)為載體，采用ATRAC壓縮技術(shù)，使人們基本分辨不出音質(zhì)的變化，便于搜索和具有較好的抗震性，適用于錄制節(jié)目、轉(zhuǎn)錄播出等。硬盤(pán)錄音機(jī)以硬盤(pán)為載體，編輯、復(fù)制和搜索都比較快速，功能十分強(qiáng)大。

2.3磁帶編輯錄像機(jī)和編輯控制器

目前有多個(gè)廠家提供了磁帶編輯錄像器，如索尼、松下等公司生產(chǎn)的各種型號(hào)的錄放機(jī)、便攜式錄像機(jī)等。編輯控制器的主要功能是通過(guò)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，如RS-422A等遙控編輯錄像機(jī)的工作狀態(tài)和工作方式，以控制完成各種電子編輯操作的設(shè)備。

3 我國(guó)數(shù)字電視制作技術(shù)分析

國(guó)家廣電總局在2006年9月頒布了我國(guó)地面數(shù)字電視國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用清華DMB-T方案和上海交大ADTB-T方案的融合體，前者采用單載波調(diào)制，后者采用多載波調(diào)制。單載波調(diào)制降序要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流調(diào)制到單個(gè)載波上進(jìn)行傳送，如8-QAM，32-QAM，64-QAM或者8-VSB等。QAM調(diào)制也稱(chēng)為正交幅度調(diào)制，簡(jiǎn)稱(chēng)正交調(diào)幅，一般記為n-QAM，n表示各種調(diào)制映射到星座圖上的模數(shù)[3]。多載波調(diào)制將信道分成若干正交子信道，將告訴數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低俗子數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳傳輸，一般記為n-COFDM，n表示子載波數(shù)目。多載波調(diào)制也叫編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制。多載波調(diào)制與單載波調(diào)制的工作原理基本相同，主要區(qū)別在于是否將需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組。下面分別對(duì)兩種調(diào)制技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)ADTB-T和DMB-T的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)分析。

如果采用16-QAM調(diào)制方式，它的最高碼率為24Mbit/S，載波頻率是6MHz；而如果采用多載波調(diào)制，在碼率相同為24Mbit/S時(shí)，采用3780-OFDM多載波調(diào)制，3780個(gè)載波平均傳送的碼率大約是6.3bit/S。這樣一來(lái)，理想情況下載波的最高頻率就可以選的很低。但是，由于我國(guó)HDTV的行掃描頻率大約為32kHz，為了防止出現(xiàn)輸出信號(hào)間斷的情況，選用的載波最低頻率不能低于32kHz；另一方面，多載波調(diào)制在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)分批處理的時(shí)候，每次都需要等3780個(gè)載波傳送的數(shù)據(jù)全部到達(dá)之后才能進(jìn)行一次性處理，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次加工，如此會(huì)消耗較長(zhǎng)的時(shí)間。但是，載波頻率低能夠降低信號(hào)在傳輸過(guò)程中的多經(jīng)反射干擾，因此我們需要綜合很亮單載波和多載波技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇一個(gè)合適的載波頻率。目前采用數(shù)字延時(shí)平衡技術(shù)可以有效降低單載波多經(jīng)反射干擾。

目前，由于計(jì)算機(jī)、微電子、通信、激光技術(shù)以及信息處理等技術(shù)的迅速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心集圖像與聲音處理于一體的多媒體技術(shù)開(kāi)始廣泛參與到數(shù)字電視節(jié)目制作的每個(gè)方面，尤其是在電視節(jié)目后期制作環(huán)節(jié)中，突出地表現(xiàn)在出現(xiàn)了非線性編輯和功能強(qiáng)大地非線編系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)，數(shù)字圖像處理技術(shù)以及數(shù)字音頻技術(shù)，使得數(shù)字電視制作技術(shù)越來(lái)越多，越來(lái)越方便。虛擬演播室系統(tǒng)（VSS）是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和色鍵技術(shù)的不斷改進(jìn)出現(xiàn)的全新的優(yōu)秀制作技術(shù)。它不需要實(shí)際場(chǎng)景，只需要提供演員和道具即可?，F(xiàn)場(chǎng)所有的布景全部使用單一的藍(lán)色，作為將來(lái)扣取圖像的基準(zhǔn)色，前景由不同機(jī)位的攝像機(jī)拍攝素材，實(shí)景現(xiàn)場(chǎng)將被合成到計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫(huà)生成的虛擬場(chǎng)景中[4]。由此，能夠產(chǎn)生近似真實(shí)的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭萌.論述我國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[EB/OL].

[2] 徐乙天.我國(guó)數(shù)字電視制作技術(shù)研究[J].科學(xué)應(yīng)用，2010，10：116-116.

[3] 陶顯芳.我國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)對(duì)比與分析[J].創(chuàng)新應(yīng)用，2007，11：58-61.

[4] 惠新標(biāo).數(shù)字電視技術(shù)基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2005，7.