淺談數(shù)字電視基本知識

董強(qiáng)生

山東廣播電視臺 山東 濟(jì)南250000

0 引言

隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,電視領(lǐng)域發(fā)生了一系列的變化,電視數(shù)字化的進(jìn)程明顯加快,2020年已經(jīng)全面關(guān)停模擬電視無線發(fā)射,數(shù)字信號已經(jīng)全面取代模擬信號,電視會議、數(shù)字電視及高清晰度電視等新技術(shù)正迅速走進(jìn)我們的生活。電視系統(tǒng)的全面數(shù)字化使節(jié)目制作、傳輸直到播出帶來了革命性的變化。數(shù)字廣播電視的雙向化和數(shù)字化,廣播電視和互聯(lián)網(wǎng)的融合,預(yù)示著一個全新信息化時代的到來。本文就數(shù)字電視的概念,分類及標(biāo)準(zhǔn)做了簡單的闡述。

1 數(shù)字電視的概念

1.1 數(shù)字電視定義 數(shù)字電視(DTV)是數(shù)字電視系統(tǒng)的簡稱,是音頻、視頻和數(shù)據(jù)信號從信源編碼、信道編碼和調(diào)制、接收和處理等均采用數(shù)字技術(shù)的電視系統(tǒng)。

數(shù)字電視系統(tǒng)的電視信號從編輯、發(fā)送、傳輸?shù)浇邮盏日麄€過程,都以數(shù)字信號的形式進(jìn)行處理。只在現(xiàn)行電視廣播系統(tǒng)演播室或電視廣播系統(tǒng)的某些部分,采用數(shù)字處理技術(shù)、器材和設(shè)備,來改善性能或增加功能,不是真正意義上的數(shù)字電視系統(tǒng)。

1.1.1 數(shù)字電視分類 按掃描標(biāo)準(zhǔn)、圖像格式和圖像質(zhì)量分類:標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)和高清晰度電視(HDTV)。

按傳輸途徑和方式分類:衛(wèi)星數(shù)字電視、有線數(shù)字電視和地面數(shù)字電視。

按服務(wù)方式分類:面向公眾的數(shù)字電視廣播和只服務(wù)于付費(fèi)用戶的條件接收數(shù)字電視。

1.1.2 數(shù)字電視特點(diǎn)

(1)信噪比可不隨數(shù)字信號處理次數(shù)的增加而逐次下降。

(2)圖像可更清晰,音質(zhì)可更高。

(3)頻譜資源得以充分利用,便于增加節(jié)目數(shù)量和服務(wù)形態(tài)。

(4)便于開展條件(CA)業(yè)務(wù)。

(5)便于開展增值業(yè)務(wù)。

(6)易于存儲和復(fù)制。

(7)便于數(shù)字處理和計算機(jī)處理。

(8)便于控制和管理。

(9)具有可擴(kuò)展性、可分級性和互操作性。

(10)便于與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合(3C融合)。

1.2 數(shù)字電視系統(tǒng)的組成 數(shù)字電視系統(tǒng)主要有前端、傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)和接收顯示終端三部分組成,前端包括信源處理、信號處理和傳輸處理;傳輸與分配網(wǎng)絡(luò)包括衛(wèi)星、有線寬帶網(wǎng)絡(luò)、地面無線發(fā)射和各級光纖/微波網(wǎng)絡(luò);接收顯示終端包括機(jī)頂盒加顯示器、數(shù)字電視一體機(jī)和計算機(jī)接收卡和顯示器。

2 數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)

目前國際電工委員會(IEC)和國際電信聯(lián)盟(ITU)的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲的DVB-T、美國的ATSC和日本的ISDB-T[1]。通過數(shù)字電視的三種傳輸途徑來闡述標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn) 衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)幾乎均采用DVB-S技術(shù),DVB-S采用四相相移鍵控(QPSK,Quater nary phase-shift Keying)調(diào)制方式;日本的衛(wèi)星數(shù)字電視采用ARIB STD-B20標(biāo)準(zhǔn),調(diào)制方式為8PSK(八相相移鍵控);我國的衛(wèi)星數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)是國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局1999.3 .23發(fā)布的GB-T 17700-1999《衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼調(diào)制》國家標(biāo)準(zhǔn),于1999 年10 月1 日實(shí)施,該標(biāo)準(zhǔn)與ITU-R BO.1211,即DVB-S的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制方式等效。

2.2 有線數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 有線數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)幾乎均采用DVB-C技術(shù),DVB-C采用多電平正交幅度調(diào)制(QAM Quadrature Amplitude Modulation),日本的有線數(shù)字電視采用了ITU-T J.83C標(biāo)準(zhǔn),調(diào)制方式為QAM;我國的有線數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)是國家電影電視總局2001.0 5.2 4發(fā)布的GY/T 170-2001《有線數(shù)字電視廣播信道編碼與調(diào)制規(guī)范》,該標(biāo)準(zhǔn)等效采用國際電信聯(lián)盟ITU-T J.83建議書,并參考了國際電工委員會IEC60728-9。

2.3 地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)主要有歐洲、北美和日本三種標(biāo)準(zhǔn),美國的地面數(shù)字電視采用ATSC(Advanced Television Systems Committee),ATSC視頻編碼采用了MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),音頻編碼采用了5.1 聲道Dolby AC-3。歐洲地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)采用了DVB-T 技術(shù),DVB-T采用編碼正交頻分復(fù)用(COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)調(diào)制方式,視頻編碼采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的第2部分,音頻編碼采用MPEG-1層2和Dolby AC-3;日本的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)采用了ISDB-T(地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播),調(diào)制方式為BST-OFDM(頻帶分段傳輸正交頻分復(fù)用),視頻編碼采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),音頻編碼采用MPEG-2 AAC(先進(jìn)音頻編碼)標(biāo)準(zhǔn)。我國的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)采用國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局2006年8月30日發(fā)布、2007年8月1日實(shí)施的GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》[2]。

2.4 三種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的比較 無論哪一種制式,它們的視頻壓縮技術(shù)都采用了MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別,為了兼容性,它們的視頻采樣格式也存在差別,主要體現(xiàn)在行和列的分辨率及場頻等,在數(shù)字電視信號的傳輸中,衛(wèi)星傳輸一般采用QPSK 調(diào)制技術(shù),電纜傳輸一般采用QAM 調(diào)制技術(shù),但地面?zhèn)鬏敳捎玫募夹g(shù)則在不同的制式中存在很大差別,如美國的ATSC采用的是VSB調(diào)制技術(shù),而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用OFDM調(diào)制技術(shù)。ATSC系統(tǒng)能較好地支持固定接收,發(fā)射機(jī)數(shù)字化改造和接收機(jī)成本較低;DVB-T 為多載波調(diào)制,具有抗回波發(fā)射能力,能較好地支持固定接收和移動接收,既能用于多頻網(wǎng)(MSN),也能用于單頻網(wǎng)(SFN);ISDB-T的一個很大的特點(diǎn)是同時適用于便攜終端移動接收。

3 數(shù)字電視現(xiàn)狀及發(fā)展

3.1 數(shù)字電視的現(xiàn)狀 數(shù)字電視作為新型的電視技術(shù),在國內(nèi)外都得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,為人們的生活和社會的發(fā)展帶來便利,隨著我國2020年全面關(guān)停模擬電視信號無線發(fā)射,預(yù)示著模擬電視和數(shù)字電視共同存在的時期結(jié)束,全面進(jìn)入數(shù)字電視時代。

3.2 數(shù)字電視的發(fā)展 數(shù)字電視是未來發(fā)展的方向,數(shù)字電視較以往的模擬電視有了明顯的優(yōu)勢,已成為當(dāng)今電視行業(yè)的主力軍,深受群眾的喜愛,這樣的現(xiàn)狀為數(shù)字電視帶來更大的發(fā)展空間,為了隨著電視技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,高清數(shù)字電視、手機(jī)電視和衛(wèi)星直播電視都會走進(jìn)百姓的生活,我們必須順應(yīng)時代發(fā)展的要求,在高速發(fā)展的時期進(jìn)一步做好電視數(shù)字化的改造。