数字电视技术

1、    色解码电路是彩色电视机的一重要组成部分,为此在这里我们就彩色全电视信号的产生和色解码电路的基本原理加以阐述.     一，色信号的产生     描述日常生活中的一幅图象,可由两个物理参数来描述:a、是代表图象的轮廓,细节及其明暗变化的物理参数.b、是代表图象色彩及其鲜明度变化的物理参数.前者称亮度参数(即亮度信号)后者称色度参数(色度信号).在彩色电视机中,图象的色彩是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色通过不同比例来表示的,并且色度信号和亮度信号有如下关系:Y=30%R+5

2、9%G+11%B,据此要传送一个完整图象信息,我们只要传送R-Y,B-Y及Y三个图象信息分量就足够了,在接收端可通过一个解码电路就能将三基色准确还原,我们称R-Y,B-Y为色度信号.     1，色度信号的调制:在电视信号的发送端是将两个色差信号调制在一个4.43或(3.58)MHZ的副载波上形成色度信号,调制方式是采用正交平衡调幅调制方式.平行调幅方式能将无用的载频成分抑制掉,这有利于提高信号的信噪比,减小副载波对亮度信号的干扰,正交调幅是将两个色差信号R-Y和B-Y分别调制在频率相同,相位相差90度的两个色副载波上再合成输出(如图1),这样在接收机中

3、,可根据相位不同, 从合成 的已调副载波信号中,根据副载波相位的不同分别取出两个色度信号,所以正交调幅可在一个副载波上互不干扰地传送两个色差信号,而且在接收机中又易于将它们分开,所以色度信号是一个既调幅又调相的波形,它的幅度变化反映了色饱和度,相角的变化反映了色调的变化.将色度信号C和亮度信号Y以及同步、消隐等信号 混合就形成了彩色全电视信号.     2、PAL色度信号:上面说过色度信号中的相位是反映了图象的色调,实际上在信号的传输 过程中,传输系统的相位失真总是不可避免的,为了克服正交平行调幅对相位失真的敏感性,采用了逐行倒相的措施.这样就可以使相位

4、失真和干扰相互抵消.     PAL是逐行倒相的缩写,PAL制就是在正交平衡调幅制的基础上加一个逐行倒相的措施.所谓逐行倒相就是将色度信号中的R-Y分量的副载波进行逐行倒相,那么PAL色度信号表达式是:C=(B-Y)SINt±(R-Y)COSt,式中SINt和COSt是色副载波,由于B-Y的副载波和R-Y的副载波相位相差90度(正交)所以R-Y的副载波用COSt表示,式中的±表示:第N行取正,N+1行取负(逐行倒相).     3、逐行倒相的办法:在将色度进行调制的过程中,我们用一个频率为行频一

5、半的方波来控制一个倒相开关对色度信号中的R-Y分量的载波进行逐行倒相处理,我们称这个开关为PAL开关.半行频方波就是开关控制信号.为了在接收端能产生与发送端相位同步的副载波,在发送端还会产生一个很重要的信号就是色同步信号,其实色同步信号是一段色副载波信号,其相位是按半行频周期作180°变化(受PAL开关控制),我们称已调B-Y信号(B-Y*SINt)为U信号,已调R-Y信号(R-Y*COSt)为V信号.     在这里我们顺便提一提NTSC色度信号的处理和PAL的过程是一模一样的,只不过NTSC信号少了逐行倒相这一环.  &

6、#160;  二，色信号的解码     PAL-D*:PAL-D型色解码电路它又称为延时线型PAL制色解码电路,图2是它的方框图,彩色电视机的色解码实际上是一个逆编码过程,现在我们按图2走一圈看一看PAL色*是怎样完成色解码任务的.     先将彩色全电视机信号送入亮色分离电路,将色度信号C和亮度信号Y分离出来.亮度信号通过一个亮度延时线最后再送到矩阵电路,延时线的作用是为了使亮度信号和色度信号在时间上取得一致,因为色度信号在通过色通导处理后必然会引起附加延时.   

7、0; 色度信号经过两路,一路是通过一个“色同步消隐”电路将色同步信号去掉后加到延时解调器中分离出两个已调色差信号V和U,然后双双送到各自的“同步解调器”中(同步解调器的原理与视频检波一文所说到的同步检波电路一样)解调出B-Y和R-Y信号,然后再送到矩阵电路中,另一路经过一个“色同步选通”电路将色同步信号取出来, 送到“鉴相器”中和色副载波产生送来的信号进行鉴相比较,取出误差电压加至色副载波发生器从而保证副载波和发送端同步,另外,利用同步信号的摇摆性(相位按半行频周期作180°变化)在鉴相器中产生一个半行频识别信号加到PAL开关对送入PAL开关的副载波相位进行翻转(相对于收送端而言).

8、再送到R-Y同步解调器,解调出R-Y信号,另外色副载发生器输出另一路到B-Y同步解调器解调 出B-Y信号.最后Y信号,B-Y信号,R-Y信号均送入矩阵电路进行一系列的加减运算使之解调出三基色信号.矩阵电路作如下运算:R-Y-Y=R B-Y-Y=B -0.51(R-Y)-0.19(B-Y)+Y=G。 数字电视技术数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的，数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节，如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度，克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电视可以允许几种制式

9、信号的同时存在，每个数字频道下又可分为几个子频道，从而既可以用一个大数据流-每秒19.39兆字节，也可将其分为几个分流，例如4个，每个的速度就是每秒4.85兆字节，这样虽然图像的清晰度要一、什么是数字电视机顶盒：机顶盒的全称叫做“数字电视机顶盒”，英文缩写“STB” (Set-Top Box)。它是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它把经过数字化压缩的图像和声音信号解码还原成模拟信号送入普通的电视机。 数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目

10、。目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，如增强型电视的电子节目指南，给用户提供图文并茂的节目介绍和背景资料。同时，机顶盒具有“傻瓜计算机”能力， 这样通过内部软件功能和对网络稍加进行双向改造，很容易实现如因特网浏览、视频点播、家庭电子商务、电话通信等多种服务，可谓一网打天下。 电视从黑白电视向彩色电视过渡时，采用了兼容的办法，PAL-D制在中国一直延续到现在。 从模拟电视向高清晰度数字电视过渡，是一个跨越式的过渡，可以说无法直接兼容，也就是说目前的所有的模拟电视是不能使用的，

11、所以一步到位是不现实的，目前各国采用了一个过渡式的办法-既数字机顶盒，使用了数字机顶盒后将数字信号转变成模拟信号输入给现在的模拟电视机显示信息，这样有效地避免了电视信号在传输过程中导致的干扰和损耗，电视接收的信号质量得到了很大程度的改善。这只是一种过渡，由于模拟电视机的扫描线已定，所以它与高清晰度数字电视相比，还有相当大的距离。 高清晰度数字电视(HDTV)是未来的发展方向，到那时现在的模拟电视被全部淘汰，电视台的射、录、编设备也相应更换，人们在电视屏幕上看到的将是高清晰度的电视画面和更多的功能,HDTV会把电视带入一个崭新的时代。 有人问目前数字机顶盒接收的信号是高清晰度数字电视吗？不是，使

12、用了数字机顶盒后将数字信号转变成模拟信号输入给现在的模拟电视机显示信息，这样电视接收的信号质量虽然有了很大程度的改善，由于模拟电视机的扫描线已定，所以它与高清晰度数字电视相比，还有相当大的距离。这只是一种过渡。 二、数字电视机顶盒的主要技术 信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术是数字电视机顶盒的主要技术。 (1)信道解码 数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应

13、包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解调功能。 (2)信源解码 模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC3和MPEG2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。 (3)上行数据的调制编码 开展交互式应用，需要考虑上行数据的调制编码问题。目前普遍采用的有3种方式，采用电话线传送上行数据，采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。 (4)嵌入式CPU 嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，当数据完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视频、音频，使视频、音频和数

14、据分离开，在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波，其余的用于PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台，它要和操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理（IC卡和Smart卡）、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能，必须在普通3264位CPU上扩展许多新的功能，并不断提高速度，以适应高速网络和三维游戏的要求。 (5)MPEG2解码 MPEG2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG2技术基础上，MPEG2是包括从网络传输到高清晰度电

15、视的全部规范。MPLL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和H.261是它的子集。MPML用于DVD、SDTV，MPMH用于HDTV。 MPEG2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。 MPEG2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。 在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG2伴音

16、，美国的ATSC采用杜比AC3，因而音频解码要具有以上两种功能。 (6)数字电视机顶盒软件 电视数字化后，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外，包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现，具体如下： 1 硬件驱动层软件： 驱动程序驱动硬件功能，如射频解调器、传输解复用器、A/V解码器、OSD、视频编码器等。 2 嵌入式实时多任务操作系统：嵌入式实时操作系统是相对于桌面计算机操作系统而言的，它不装在硬盘中，系统结构紧凑，功能相对简单，资源开资较小，便于固化在存储器中。嵌入式操

17、作系统的作用与PC机上的DOS和Windows相似，用户通过它进行人机对话，完成用户下达的指定。指定接收采用多种方式如：键盘、鼠标、语音、触摸屏、红外遥控器等。 3 中间件： 开放的业务平台上的特点在于产品的开发和生产以一个业务平台为基础，开放的业务平台为每个环节提供独立的运行模式，每个环节拥有自身的利润，能产生多个供应商。只有采用开放式业务平台才能保证机顶盒的扩展性，保证投资的有效回收。 4 上层应用软件： 执行服务商提供的各种服务功能，如：电子节目指南、准视频点播、视频点播、数据广播、IP电话和可视电话等。上层应用软件独立于STB的硬件，它可以用于各种STB硬件平台，消除应用软件对硬件的依

18、赖。 (7)显示技术 就电视和计算机显示器而言，CRT显示是一种成熟的技术，但是用低分辨率的电视机显示文字，尤其是小于24×24的小字，问题就变得复杂了。电视机的显像管是大节距的低分辨率管，只适合显示720×576或640×480的图像，它的偏转系统是固定不变的，是为525行60Hz或625行50Hz设计的，而数字电视的显示格式有18种以上。上网则要符合VESA格式，显然，电视机的显示系统无法适应这么多格式。另外，电视采用低帧频的隔行扫描方式，当显示图形和文字时，亮度信号存在背景闪烁，水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换到电视机上，水平边沿就会仅出

19、现在奇场或偶场，屏显时间接近人眼的视觉暂留，会产生厉害的边缘闪烁现象，因而要用电视机上网，必须要补救电视机显示的缺陷。 根据技术难度和成本，目前用两种方法进行改进，一种是抗闪烁滤波器，把相邻三行的图像按比例相加成一行，使仅出现在单场的图像重现在每场中，这种方式叫三行滤波法。三行滤波法简单易实现。但降低了图像的清晰度，适用于隔行扫描方式的电视机。另一种方法是把隔行扫描变成逐行扫描，并适当提高帧频，这种方式要成倍地增加扫描的行数和场数，为了使增加的像数不是无中生有，保证活动画面的连续性，必须要作行、场内插运算和运动补偿，必须用专用的芯片和复杂的技术才能实现，这种方式在电视机上显示计算机图文的质量非

20、常好，但必须在有逐行和倍扫描功能的电视机上才能实现。另外把分辨率高于模拟电视机的HDTV和VESA信号在电视机上播放，只能显示部分画面，必须进行缩小这就像PIP方式，要丢行和丢场。同样为保证图像的连续性，也要进行内插运算。 (8)加解扰技术 加解扰技术用于对数字节目进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法，用户端利用IC卡解密。在MPEG传输流中，与控制字传输相关的有2个数据流：授权控制信息(ECMs)和授权管理信息(EMMs)。由业务密钥(SK)加密处理后的控制字在ECMs中传送，其中包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送

21、，并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥(PDE)的加密处理。EMMs中还包括地址、用户授权信息，如用户可以看的节目或时间段，用户付的收视费等。 用户个人分配密钥(PDK)存放在用户的智能卡(Smart Card)中，在用户端，机顶盒根据PMT和CAT表中的CAdescriptor，获得EMM和ECM的PID值，然后从TS流中过滤出ECMs和EMMs，并通过Smart Card接口送给Smart Card。Smart Card首先读取用户个人分配密钥(PDK)，用PDK对EMM解密，取出SK，然后利用SK对ECM进行解密，取出CW，并将CW通过Smart Card接口送给解扰引擎，解扰引擎

22、利用CW就可以将已加扰的传输流进行解扰。 5 数字电视机顶盒在我国的发展现状 数字电视机顶盒将改变我们现有的电视的概念，也将为互联网提供一个崭新的消费终端，而且这个消费终端将比其他任何终端如PC、手机、PDA都普及、方便、吸引人。随着各地有线数字电视的试播，数字电视机顶盒的推广与几年前相比已有长足的进步，但是数字机顶盒在国内还没有得到广泛的应用，这主要有几个原因： （1）数字机顶盒的技术含量较高，真正的产品并不是很多，许多厂商的VOD（视频点播）事实上大多处于概念阶段。 （2）网络双向改造与质量问题。由于数字电视机顶盒受网络带宽制约较大，尤其是目前国内网络发展基础薄弱，而且各种网络资源各自为阵

23、， 因此它的大范围普及推广还需时日。 （3）服务不力、缺乏专业的ICP，即信息和节目资源贫乏。如VOD业务推广应用的一大难点就是节目源的开放以及片源、版权。国家有线电视主干网的建立、专业供片商的出现可在一定程度上缓解这一难题。许多厂家纷纷开发基于宾馆、酒店、小区的VOD系统，也是为了避开这一难题。 （4）资费偏高，对多数用户而言也是不小的开支。中国人的消费心理是可以承受一次性较大的购置成本，却不大愿意接受长期持续不断的、没有明显回报的消费支付。 尽管当前数字机顶盒的推广受到了很大的限制，但是数字电视机顶盒不仅是用户终端，也是网络终端，它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视(如视频

24、点播等)，并能接入因特网，使用户享受电视、数据、语言等全方位的信息服务。随着数字技术、多媒体技术和网络技术的发展，数字电视机顶盒功能将逐步完善，尤其是单片PC技术的发展，将促使数字电视机顶盒内置和整个成本下降，让大多数用户在普通模拟电视机上实现既能娱乐，又能上网等多种服务。 三、数字电视机顶盒新动向 数字电视机顶盒面临淘汰 新标准明年上市面临淘汰 新标准明年上市 据悉，联邦规章管理者于美国东部已经采纳了新的设备标准以加快向更高音视频质量的数码电视的转变。 联邦通信委员会（FCC）以5比0的投票结果通过了可将数字电视信号直接接入电视机而不需要机顶盒和额外电缆的设备标准。为了观看收费电视，用户要向

25、电视机中插入一个由他们的有线电视服务商提供的安全卡。 制造商希望能于明年底发售具有这种即插即用技术的高清晰度电视机。他们称，联邦通信委员会的决定将提高消费者的需求和刺激公司提高产量，进一步普及这种新型电视机。 与传统的模拟电视不同，数字电视信号使用的是计算机语言，其图象更加清晰，同时还具有其它潜在性能，如互联网接入、视频游戏以及同一频道中的多套节目等。数字信号可通过卫星、有线或无线广播传送。大打折扣，却可大大增加信息的种类，满足不同的需求。例如在转播一场体育比赛时，观众需要高清晰度的图像，电视台就应采用每秒19.39兆字节的传播；而在进行新闻广播时，观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象，所以

26、没必要采用那么高的清晰度，这时只需每秒3兆字节的速度就可以了，剩下16.39兆字节可用来传输别的内容。 如今，数字电视是人们谈论最多的热闹话题之一。由于数字电视是种新鲜事物，一些相关报道及文章介绍中出现似是而非的概念，诸如“数码电视”、“全数字电视”、“全媒体电视”、“多媒体电视”等，造成大众感到困惑，茫然不知所措。其实，“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机，而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收

27、后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。 数字电视的原理 将电视的视音频信号数字化后，其数据量是很大的，非常不利于传输，因此数据压缩技术成为关键。实现数据压缩技术方法有两种：一是在信源编码过程中进行压缩，IEEE的MPEG专家组已发展制订了ISO/IEC13818(MPEG-2)国际标准，MPEG-2采用不同的层和级组合即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的高清晰度电视质量不同的要求，其应用面很广，它支持标准分辨率16:9宽屏及高清晰度电视等多种格式，从进入家庭的DVD到卫星电视、广播电视微波传输都采用了这一

28、标准。二是改进信道编码，发展新的数字调制技术，提高单位频宽数据传送速率。如，在欧洲DVB数字电视系统中，数字卫星电视系统(DVB-S)采用正交相移键控调制(OPSK)；数字有线电视系统(DVB-C)采用正交调幅调制(QAM)；数字地面开路电视系统就(DVB-T)采用更为复杂的编码正交频分复用调制(COFDM)。 数字电视的分类 数字电视可以按以下几种方式分类： (1)按信号传输方式分类：可以分为地面无线传输(地面数字电视)、卫星传输(卫星数字电视)、有线传输(有线数字电视)三类。 (2)按产品类型分类：可以分为数字电视显示器、数字电视机顶盒、一体化数字电视接收机。 (3)按清晰度分类：可以分为

29、低清晰度数字电视(图像水平清晰度大于250线)、标准清晰度数字电视(图像水平清晰度大于500线)、高清晰度数字电视(图像水平清晰度大于800线，即HDTV)。VCD的图像格式属于低清晰度数字电视(LDTV)水平，DVD的图像格式属于标准清晰度数字电视(SDTV)水平。 (4)按显示屏幕幅型分类：可以分为4：3幅型比和16：9幅型比两种类型。 (5)按扫描线数(显示格式)分类：可以分为HDTV扫描线数(大于1000线)和SDTV扫描线数(600800线)等。 数字电视的优点 数字电视技术与原有的模拟电视技术相比，有如下优点： (l)信号杂波比和连续处理的次数无关。电视信号经过数字化后是用若干位二

30、进制的两个电平来表示，因而在连续处理过程中或在传输过程中引入杂波后，其杂波幅度只要不超过某一额定电平，通过数字信号再生，都可能把它清除掉，即使某一杂波电平超过额定值，造成误码，也可以利用纠错编、解码技术把它们纠正过来。所以，在数字信号传输过程中，不会降低信杂比。而模拟信号在处理和传输中，每次都可能引入新的杂波，为了保证最终输出有足够的信杂比，就必须对各种处理设备提出较高信杂比的要求。模拟信号要求 S/N40dB，而数字信号只要求S/N20dB。模拟信号在传输过程中噪声逐步积累，而数字信号在传输过程中，基本上不产生新的噪声，也即信杂比基本不变。 (2)可避免系统的非线性失真的影响。而在模拟系统中

31、，非线性失真会造成图像的明显损伤。 (3)数字设备输出信号稳定可靠。因数字信号只有“0”、“l”两个电平，“l”电平的幅度大小只要满足处理电路中可能识别出是“l”电平就可，大一点、小一点无关紧要。 (4)易于实现信号的存储，而且存储时间与信号的特性无关。近年来，大规模集成电路(半导体存储器)的发展，可以存储多帧的电视信号，从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能。例如，帧存储器可用来实现帧同步和制式转换等处理,获得各种新的电视图像特技效果。 (5)由于采用数字技术，与计算机配合可以实现设备的自动控制和调整。 (6)数字技术可实现时分多路，充分利用信道容量，利用数字电视信号中行、场消隐时间，可实现

32、文字多工广播(Teletext)。 (7)压缩后的数字电视信号经数字调制后，可进行开路广播，在设计的服务区内(地面广播)，观众将以极大的概率实现“无差错接收”(发“0”收“0”，发“ l”收“l”)，收看到的电视图像及声音质量非常接近演播室质量。 (8)可以合理地利用各种类型的频谱资源。以地面广播而言，数字电视可以启用模拟电视?quot；禁用频道(taboo channel)，而且在今后能够采用“单频率网络”(single frequency network)技术，例如 l套电视节目仅占用同 1个数字电视频道而覆盖全国。此外，现有的 6MHz模拟电视频道，可用于传输 l套数字高清晰度电视节目或

33、者 4-6套质量较高的数字常规电视节目，或者 16-24套与家用 VHS录像机质量相当的数字电视节目。 (9)在同步转移模式(STM)的通信网络中，可实现多种业务的“动态组合”(dynamic combination)。例如，在数字高清晰度电视节目中，经常会出现图像细节较少的时刻。这时由于压缩后的图像数据量较少，便可插入其它业务(如电视节目指南、传真、电子游戏软件等)，而不必插入大量没有意义的“填充比特”。 (10)很容易实现加密解密和加扰解扰技术，便于专业应用(包括军用)以及广播应用(特别是开展各类收费业务)。 (ll)具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信信道特别是异步转移模式(

34、ATM)的网络中传输，也便于与计算机网络联通。 (12)可以与计算机"融合"而构成一类多媒体计算机系统，成为未来"国家信息基础设施"(NII)的重要组成部分。 数字电视的技术 (1)数字电视广播流程及实现手段 数字电视广播，其信号流程包括制作(编辑)、信号处理、广播(传输)和接收(显示)几个过程。 目前用于数字节目制作的手段主要有：数字摄像机和数字照像相机、计算机、数字编辑机、数字字幕机；用于数字信号处理的手段有：数字信号处理技术(DSP)、压缩、解压、缩放等技术；用于传输的手段有：地面广播传输、有线电视(或光缆)传输、卫星广播(DSS)及宽带综合业务网

35、(ISDN)、DVD等；用于接受显示的手段有：阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器、等离子体显示器、投影显示(包括前投、背投)等。 视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为2030Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据： (1)图像时间的相关性。视频信号由连续图像组成，相邻图像有很多相关性，找出这些相关性就可减少信息量。 (2)图像空间的相关性。例如图像中有一大块单一颜色，那么不必把所有像素存贮。 (3)人眼的视觉特性。人眼对原始图像各处失真敏感度不同，对不敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理，即使这些信息全部丢失了，人眼也可能觉察不到

36、；相反，对人眼比较敏感的信息，则尽可能减少其失真。 (4)事件间的统计特性。事件发生的概率越小，则其熵值越大，表示信息量越大，需分配较长的码字；反之，发生的概率越大，则其熵值越小，只需分配较短的码字。 与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。声音信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因而数字电视的声音不能象模拟电视的声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。 音频信号的压缩编码主要利用了人耳的听觉特性。 (1)听觉的掩蔽效应。在人的听觉上，一个声音的存在掩蔽了另一个声音的存在，掩蔽效应是一个较为复杂的心理和生理现象，包括人耳的频域掩蔽效应和时域掩蔽效应。 (2)人耳对声

37、音的方向特性。对于2KHZ以上的高频声音信号，人耳很难判断其方向性，因而立体声广播的高频部分不必重复存贮。 国际上对数字图像编码曾制订了三种标准，主要用于电视会议的H.261，主要用于静止图像的JPMG标准，主要用于连续图像的MPEG标准。 在HDTV视频压缩编解码标准方面，美国、欧洲、日本设有分歧，都采用了MPEG-2标准。MPEG(Moving Picture Expert Group)意思是“运动图像专家组”，压缩后的信息可以供计算机处理，也可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配。 在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比公司(Dolby)的AC-3方案，MPE

38、G-2为备用方案。 对于我国来说，今后信源编解码标准也会与美国、欧洲、日本一样采用MPEG-2标准。 (3)数字电视的复用系统 数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看，它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。 模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包(这是通俗的说法，其实是数据分组)，然后再复合成单路。目前网络通信的数据都是按一定格式打包传输的。HDTV数据的打包将使其具备了可扩展性、分级性、交互性的基础。 付费电视是现在和将来电视

39、发展的一个方向。复用器可对打包的节目信息进行加扰，使其随机化，接收机具有密钥才能解扰。 在HDTV复用传输标准方面，美国、欧洲、日本也没有分歧，都采用了MPEG-2标准。美国已有了MPEG-2解复用的专用芯片。我国恐怕也会采用MPEG-2作为复用传输的标准。 HDTV数据包长度是188个字节，正好是ATM信元的整数倍。今后以光纤为传输介质，以ATM为信息传输模式的宽带综合业务数字网极有可能成为未来"信息高速公路"的主体设施。可用4个ATM信元来完整地传送一个HDTV传送包，因而可达到HDTV与ATM的方便接口。 (4)数字电视的信道编解码及调制解调 数字电视信道编解码及调制

40、解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备。我们目前所说的各国数字电视的制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面的不同，具体包括纠错、均衡等技术的不同，带宽的不同，尤其是调制方式的不同。 数字传输的常用调制方式有： 正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。 键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。 残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好(即消除重影效果好)，适合地面广播。 编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地

41、面广播和同频网广播。 美国地面电视广播迄今仍占其电视业务的一半以上，因此，美国在发展高清晰度电视时首先考虑的是如何通过地面广播网进行传播，并提出了以数字高清晰度电视为基础的标准-ATSC。美国HDTV地面广播频道的带宽为6MHZ，调制采用8VSB。预计美国的卫星广播电视会采用QPSK调制，电缆电视会采用QAM或VSB调制。 从1995年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)的标准。欧洲数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制，8M带宽。欧洲电缆数字电视采用QAM调制。 日本数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。并在1999年发布了数字电视的标准-ISDB 数字电视的用途 在数字电视中，采用了双向信息传输技术，增加了交互能力，赋予了电视许多全新的功能，使人们可以按照自己的需求获取各种网络服务，包括视频点播、网上购物、远程教学、远程医疗等新业务，使电视机成为名副其实的信息家电。 数字电视提供的最重要的服务就是视频点播(VOD)。VOD是一种全新的电视收视方式，它不像传统电视那样，用户只能被动地