數(shù)字電視技術運行原理及應用探究

侯 滿 趙 栩

(1.陜西廣電網(wǎng)絡傳媒(集團)股份有限公司 西安分公司，陜西 西安 710061;2.陜西廣信新媒體有限責任公司，陜西 西安 710061)

隨著科技技術的日益進步，世界信息化以及網(wǎng)絡化有了一個較好的發(fā)展空間，數(shù)字電視因其突出的優(yōu)勢逐漸受到普通家庭的青睞。就目前而言，我國使用數(shù)字電視的家庭還不多，還只是一個起步的階段，因此，數(shù)字電視在我國具有巨大的發(fā)展空間。

1 數(shù)字電視技術的概念

數(shù)字電視也叫做數(shù)碼電視，它主要是利用數(shù)字電視信號進行傳播，包括從演播室發(fā)射信號、傳輸信號、接收信號等多個環(huán)節(jié)，通過由0、1 構成的二進制數(shù)字來傳播電話信號，這剛好與模擬電視相反。荷蘭最先生產(chǎn)出數(shù)字電視，后來在歐洲各地流行開來，上世紀八十年代的歐洲在這方面的技術已經(jīng)很發(fā)達。1982年，美國的數(shù)字電視公司首先研制成功新一代數(shù)字式電視機，之后開始投放市場。1996年，法國運營了世界上第一個數(shù)字電視商業(yè)廣播。二十世紀初，我國也開始引進數(shù)字電視技術，大力推行數(shù)字電視信號的應用。

2 數(shù)字電視技術的特點

與模擬電視相比較，數(shù)字電視技術有明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的模擬電視圖像信號傳遞的整個過程是在模擬體制的情況下完成的，在相關技術上存在缺陷，使模擬電視具有易受干擾、易產(chǎn)生噪音、畫面不清晰、畫面閃爍等缺點。然而，數(shù)字電視具有如下幾個特點:(1)畫面更加清晰:根據(jù)圖像的清晰度，數(shù)字電視可以分為標清數(shù)字電視以及高清數(shù)字電視兩種，高清數(shù)字電視的畫面清晰度趕得上家庭影院的效果;(2)內(nèi)容更加豐富:數(shù)字電視提供的內(nèi)容更豐富、更精彩，它不但可以提供幾十種公共電視節(jié)目，還可以提供許多付費的電視節(jié)目、咨詢服務等等內(nèi)容，用戶可以選擇自己喜歡的電影、電視節(jié)目觀看，還可以重看已經(jīng)錯過的精彩瞬間;(3)服務更加全面:數(shù)字電視的用戶不僅可以觀看電視、電影以及接收廣播等，還可以根據(jù)自己的喜好定制不同類型的圖文雜志以及電子游戲，因此數(shù)字電視的服務范圍更加寬廣;(4)傳輸信號更加可靠:與模擬電視相比，數(shù)字電視的抗外界干擾能力較強，幾乎不會出現(xiàn)噪音、畫面不清晰、跳動雪花點的情況。(5)信號的存儲更加容易:由于數(shù)字電視信號的存儲時間和信號特性沒有關系，使近年來發(fā)展良好的半導體存儲器能夠存儲多類型的信號。數(shù)字電視的以上幾個優(yōu)點使它逐漸占據(jù)了模擬電視的市場，數(shù)字電視的出現(xiàn)也正在改變我們看模擬電視的傳統(tǒng)習慣。

3 數(shù)字電視的相關技術

3.1 數(shù)據(jù)壓縮技術

與模擬電視相比較，在應用的相關技術上來說，數(shù)字電視使用的最重要的技術是壓縮視頻信號的技術。信號數(shù)字化后，在1920* 1080 的顯示格下傳輸?shù)拇a率達到了每秒995 兆字節(jié)，比模擬電視傳輸?shù)男畔⒘看蠛芏?。也正是因為傳輸?shù)男畔⒘看?，使?shù)字電視的圖像傳輸方式與模擬電視的圖像傳輸方式不一樣，數(shù)字電視必須對數(shù)據(jù)進行壓縮編碼再傳輸。數(shù)字電視的壓縮技術主要包括視頻編碼技術和音頻編碼技術。其中，視頻壓縮技術主要負責對圖像進行壓縮，使信號傳輸?shù)拇a率由原來的每秒995 兆字節(jié)降至每秒二三十兆字節(jié);音頻壓縮技術主要負責將聲音的信息量降至最小，對聲音信號進行數(shù)字化，去除聲音中的冗余部分。

3.2 信道編碼和調(diào)制解碼

數(shù)字電視的信道編碼主要是為了借助糾錯編碼以及網(wǎng)絡編碼等技術增加傳輸信號的抗外界干擾能力;而調(diào)制解碼是通過對傳輸信號的調(diào)制將其調(diào)入脈沖串上，做好信號發(fā)射的準備。目前，國外數(shù)字電視的制式以及標準都不統(tǒng)一，主要是由于各國在糾錯編碼、網(wǎng)絡編碼和調(diào)制技術上的不同所造成的。

3.3 數(shù)字電視復用系統(tǒng)

數(shù)字電視的一個重要部位是復用系統(tǒng)。就信息發(fā)送的流向而言，復用系統(tǒng)可以把視頻編碼器和音頻編碼器等發(fā)送的數(shù)據(jù)比特流轉換成單路串行的數(shù)據(jù)比特流，然后傳輸給信道編碼和調(diào)制編碼。而信息接受方的流程剛好與之相反。

4 數(shù)字電視的運行原理

數(shù)字電視主要由五個部件組成，分別是信源編碼器、復用系統(tǒng)、信道編碼器和調(diào)制解碼器、傳輸信道與接收器。信源編碼器的功能就是用二進制數(shù)字模擬電視信號進行編碼，之后再壓縮信號并轉化信號，壓縮數(shù)據(jù)后產(chǎn)生的視頻、音頻與輔助數(shù)據(jù)共同構成了數(shù)字電視的三種信號源。信源編碼其實就是對信號進行數(shù)字化。復用系統(tǒng)的功能就是把數(shù)字電視的三種信號源集結在一路，再進行分包，分包過程中要對每個包做標記(有利于區(qū)分)，最后對三種信號源的數(shù)據(jù)進行合成。這個經(jīng)過合成的單一的數(shù)據(jù)流就可以復用。信道編碼器的功能是避免在信號傳輸過程中數(shù)據(jù)流出現(xiàn)錯誤，對數(shù)據(jù)進行檢錯并對出錯的數(shù)據(jù)進行糾正，這個程序非常重要，信道編碼會將基帶數(shù)據(jù)傳送到高頻波上，使信號發(fā)生改變。傳輸信道的功能是防止傳輸過程中信號出現(xiàn)漏洞，使信號準確無誤的傳送到接受端。接收器的功能主要是保障信號的接受，是上述幾個過程的逆過程。數(shù)字電視的接收器其實就是數(shù)字電視的機頂盒裝置。

數(shù)字電視主要是應用數(shù)據(jù)壓縮技術來運行，因此可以認為數(shù)字電視的運行原理就是數(shù)據(jù)壓縮技術的原理。發(fā)揮數(shù)字電視各種優(yōu)勢的要點就是應用好數(shù)據(jù)壓縮技術，數(shù)據(jù)壓縮技術主要包括壓縮編碼和改進編碼兩方面。其中，壓縮編碼的標準采用ISO/IEC13818(MPEG－2)國際標準，是MPEG 專家組制定的。改進編碼可以增加單位頻寬數(shù)據(jù)，從而提高傳送速率。

利用數(shù)字設備對聲音信號以及視頻信號進行壓縮轉換，然后傳送到接收設備(用戶的接收器)，這就可以稱作數(shù)字電視技術的傳輸原理。在接受到壓縮信號后，接收終端會對信號進行解碼，解碼后的數(shù)字信號就變?yōu)閳D像、視頻和聲音，這就經(jīng)歷了一個循環(huán)過程:先將圖像、視頻和聲音信號轉換成數(shù)字信號，再將數(shù)字信號轉換為圖像、視頻和聲音。

數(shù)字電視技術將對模擬電視信號進行數(shù)字化，模擬電視信號轉換成由0 和1 組成的二進制數(shù)字脈沖串。運用網(wǎng)絡將基帶傳輸數(shù)據(jù)傳送入網(wǎng)，通常我們以不同的頻率來區(qū)分不同的節(jié)目。為了防止出現(xiàn)未調(diào)制脈沖串的特殊情況，應進行數(shù)據(jù)流的隨機化處理，以免對系統(tǒng)信號產(chǎn)生干擾(將連“0”和連“1”信號弄亂)。另外，信道編碼器在進行糾錯操作時，以插入冗余字節(jié)的方式檢查發(fā)送終端的編碼是否正常。

5 數(shù)字電視的應用探究

我國的數(shù)字電視起步較晚，它開始于廣西南寧市的數(shù)字電視廣播臺。隨著我國經(jīng)濟增長速率的進一步加快，數(shù)字電視也得到了更大的發(fā)展，慢慢地取締了傳統(tǒng)的模擬電視，通過觀看數(shù)字電視，人們可以看到更清晰地電視畫面，享受更好的音效，人們也具有更大的自主選擇權。然而在這種形勢下，數(shù)字電視既有大的發(fā)展機遇，也會遭遇大的挑戰(zhàn)。二十一世紀以來，電腦和互聯(lián)網(wǎng)的普及使大多數(shù)人認為電視已經(jīng)落伍了，人們通過互聯(lián)網(wǎng)能夠更加迅速的獲得世界各地的信息，更快的了解世界，從而影響了電視的地位。電視上廣告過多也增加了人們的厭惡感。

數(shù)字電視要得到更好的發(fā)展必須在保留原有電視觀眾的基礎上，吸引更多的觀眾，這就必須對節(jié)目進行創(chuàng)新并改善其質(zhì)量。數(shù)字電視可以結合網(wǎng)絡或進行頻道租賃來增加節(jié)目的多樣性?？傮w來說，數(shù)字化技術才剛剛起步，隨著數(shù)字化的發(fā)展，數(shù)字電視技術將有以下幾個應用:(1)高清數(shù)字電視的應用:數(shù)字電視比傳統(tǒng)的模擬電視具有更高的清晰度，高清數(shù)字電視更有發(fā)展前途，高清數(shù)字電視愛技術方面要求較高，傳送端信號要強，接收端設備的接受水平較高，并且接收端信號的分辨率要較高;(2)網(wǎng)絡電視:網(wǎng)絡電視是利用互聯(lián)網(wǎng)進行播放，它可以提供更多精彩的節(jié)目，不僅有轉播節(jié)目、直播節(jié)目，還可以點播節(jié)目，并且網(wǎng)絡電視可以根據(jù)用戶的需要及時調(diào)整網(wǎng)絡電視節(jié)目的制作;(3)手機電視:手機電視的發(fā)展收到了不少年輕人的青睞，手機電視更具有針對性，更富有個性。

6 數(shù)字電視的發(fā)展趨勢

隨著科學技術的迅速發(fā)展，在電視領域中數(shù)字技術有大的發(fā)展空間，數(shù)字電視必將替代傳統(tǒng)的模擬電視。數(shù)字電視畫面清晰、內(nèi)容豐富、服務全面等優(yōu)點受到了廣大觀眾的青睞，觀眾的選擇性加強，人們可以選擇自己喜愛的電視節(jié)目觀看并進行互動、溝通，拉近了電視節(jié)目與人們之間的距離，也可以滿足用戶的個性化需求。隨著時代的進步，數(shù)字電視將向著高清數(shù)字電視、網(wǎng)絡電視以及手機電視的方向發(fā)展，也可以向著無線數(shù)字電視和衛(wèi)星直播電視方向發(fā)展，特別是高清數(shù)字電視具有廣闊的發(fā)展前途。數(shù)字電視的快速發(fā)展必將為電視領域闖出一片新天地，招攬更多的用戶，并能對人們的生活產(chǎn)生較大影響，改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞?，為我國的?jīng)濟發(fā)展提供新的增長點。

7 結語

經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展，必將吸引更多的普通家庭使用數(shù)字電視，數(shù)字電視也在慢慢的改變?nèi)藗兊纳罘绞?。隨著數(shù)字電視技術的不斷進步，數(shù)字電視的發(fā)展趨向?qū)嘣较虬l(fā)展，趨向高清數(shù)字電視、網(wǎng)絡電視和手機電視，吸引更多的人們使用，滿足人們的多方面需求。數(shù)字電視技術將會在電視市場引起巨大的變革，引起電視領域新一輪的改革。因此，數(shù)字電視技術的發(fā)展空間相當廣闊，將來數(shù)字電視將會被廣泛使用，豐富人們的日常生活。

［1］曉平.國內(nèi)數(shù)字電視發(fā)展狀況［J］.傳媒新視點，2010(02).

［2］錢勇.交互技術下的數(shù)字電視探析［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011(10).

［3］盧官明.數(shù)字電視原理［M］.北京機械工業(yè)出版社，2011(09).

［4］程漢嬰，龔曉鳴.數(shù)字電視技術的發(fā)展和最新進展［J］.中國有線電視，2012(02).