数字电视概念

1、二、 数字电视概念 1电视数字化的含义 近年来，国内外各种媒体报道和各类广告宣传中“数码电视” 一词频频出现，市场上的彩电也是名目繁多。什么“超平面数字 化彩电” 、 “数码彩霸” 、 “全数码多媒体” ，真是打起了“数码战” 。 这些名目中，绝大多数是指模拟电视机的数字化。这种模拟电视 机的数字化是在不改变现行电视广播发射和传输系统的前提下， 在电视机的内部采用了某些局部数字处理技术， 将经过图像检波 后的视频信号， 经过伴音鉴频后的音频信号以及其它部分进行了 一些数字化处理；另外还采用了倍行、倍场、伴音增强或 OSD （屏幕显示）等技术处理，以此达到部分改善和提高图像质量的 目的。模拟电视

2、机数字化并非真正意义上的数字电视，但其对电 视的收视效果有一定程度的提高。 也可以说是电视数字化发展的 第一步。 电视数字化发展的第二步是实现整个电视系统数字化，即电 视发送端要发送的信号直接变成数字信号， 然后在数字微波或数 字光纤等信道上进行传输。 在电视的接收端用数字化的电视接收 机将收到的数字图像信号恢复成电视图像。这种方式，在数字电 视系统中，除电视发送端的 CCD 或摄像管的输出信号和电视接 收端的显示器件的输入信号是模拟信号外， 其余各个环节都是数7 字信号。这才是真正意义上的电视数字化，这也就是我们常说的 数字电视。在本书以后的章节中，如无特殊说明，所谓的电视数 字化就是指数字

3、电视。 数字电视确切地说，就是以“0”和“1”组合成的数字电视 信号代替现行的模拟电视信号进行电视节目的制作、 电视信号的 处理、传输、存储、记录、接收和控制的系统。这里的数字电视 信号，可以是直接生成的数字电视信号，如动画、字幕机和数字 摄像机产生的信号， 也可以是由模拟信号经过数字化处理后产生 的数字电视信号。 图6-1表示数字电视系统的组成。图中，编码完成模拟电视 信号到数字电视信号的变换； 解码完成数字电视信号到模拟电视 信号的变换。 数字电视信号的存储媒质可以是各种半导体存储电路 (RAM,ROM,EPROM 等);也可以是视频激光光盘(VCD,DVD),后者就 是永久性的存储媒质。

4、为了减小数据量,常常对数字电视信号进8 行压缩编码后再传输或存储. 2数字电视的分类 （1）按清晰度高低进行分类 标准清晰度数字电视（SDTV） 标准清晰度数字电视又称作现行数字电视，也就是将目前的 现行广播电视系统数字化。现行的彩色电视经过五六十年的发 展，在全世界形成了三大彩色电视制式。其中 NTSC 制（扫描行 数为525行，场频为60HZ）与 PAL制（扫描行数为625行，场 频 50HZ）得到了广泛的应用。由于历史的原因，这两种制式无 法统一起来。 将这两种现行电视系统数字化后就形成了标准清晰 度数字电视。标准清晰度数字电视的清晰度为 704×576（PAL 制）或704&

5、#215;480（NTSC 制）。标准清晰度数字电视是当前数字电9 视的发展方向。欧洲就采用了先发展标准清晰度数字电视，再发 展高清晰度数字电视的做法。所以，可以说标准清晰度数字电视 是向高清晰度数字电视过渡的最佳选择。 高清晰度数字电视 高清晰度数字电视是发达国家以改善电视图像的质量为目的 而研制出的新的电视制式。标准清晰度数字电视的出现，已基本 满足了普通家庭收看电视的需要。但是作为以丰富文化生活、欣 赏艺术节目为主要目的的广播电视， 人们对现有的标准清晰度数 字电视仍然不够满意， 希望在家庭能得到影院中高质量电影画面 的效果。为此目的，经过分析发现，现有的广播电视制式无法达 到上述要求。

6、当然不能达到上述要求，并不是受电视技术本身的 限制，而是受现有电视体制的限制。为此，高清晰度数字电视将 电视的扫描行数提高到1000 行以上，将电视画面由现行的43 幅型扩展到 169 幅型，并把图像尺寸加大（一般采用 30 英寸 以上的大屏幕），再加上多路立体声效果，能产生在家里看电影 的效果。这就是真正的高清晰度数字电视。 （2）按数字电视传输的方式分类 数字卫星电视（DVB-S） 数字卫星电视是以卫星作为传输介质，经过卫星转发的压缩 数字信号，通过卫星接收机后由卫星机顶盒处理，输出现有模拟 电视机可以接收的信号。该传输方式覆盖面广，节目量大。目前 世界各国统一采用正交移相键控（QPSK）

7、调制方式，工作频率为10 11/12GHZ。我国中央电视台和全国绝大多数省级电视台于 1999 年全部采用MPEG-2 信源压缩编码和QPSK 调制传输信号， 其中采 用亚-2 卫星转发的就有20 多个省市电视台。 数字有线电视（DVB-C） 数字有线电视是以有线电视网作为传输介质，应用范围广。 目前世界各国均采用正交振幅调制 （QAM）。 它具有16， 32， 64QAM 三种工作方式，工作频率在10GHZ以下。采用64QAM正交振幅调 制时，一个 PAL 通道的传输码率为 41.34Mbit/S,还可供多套节 目复用。系统的前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要 有一个有线电视机顶盒。

8、DVB-C 实际上是利用原有的模拟电视频 道 （49.75-863.25MHZ）， 采用信道兼容的方式传送数字有线电视， 也就是说所传送的数字有线电视不应干扰模拟电视的画面与声 音，同样同一频道的模拟电视也不应干扰同频道的数字有线电 视。 数字地面电视（DVB-T） 数字地面广播电视是数字电视传输方式中最复杂的一种传输 技术。数字地面发射的传输容量，在理论上大致与有线电视系统 相当。 由于地面数字广播实际上采用与模拟电视同频段来传送数 字电视，因此，必须使调制方式有利于实现频道兼容。现采用的 是正交频分复用（COFDM）调制方式。8MHZ带宽内能传送4 套数 字电视节目，本地区覆盖好，而且传输

9、质量高。 3 彩色电视到数字电视的演变11 如前所述，传统的模拟电视所具有的缺陷极大地限制了它的 应用，模拟体制电视已没有更多的发展空间，不能满足人们的更 高要求。在此基础上人们又进行了不断的研究，于是新的电视 数字电视就应运而生了。尽管 1948 年首次提出了视频数字 化的概念，但真正的研究始于60 年代。在电视领域称雄的日本， 在 60 年代末即着手从人们的视觉生理研究起，探索新一代电视 的途径，提出了所谓的模拟高清晰度电视（HDTV）的设想。其 目的仅仅是满足人们对高质量画面的愉悦感和临场感。 欧洲则推 出了 HD-MAC 制式的模拟数字混合的高清晰度电视系统，并于 1992 年通过卫星

10、进行了巴塞罗那奥运会的实况传播。当时众多 的专家都趋向于模拟传输技术。 美国对数字电视的研究起步比较晚，在1988年美国提出的高 清晰度电视的技术原则是必须与彩色NTSC 兼容。 后来虽取消了 兼容，但仍然要求节目兼容，并遵守现有地面频道划分规定。90 年代初，美国也进行了高清晰度电视广播制式的研究。最初是支 持日本 MUSE（多重亚抽样编码）制的，但随着形势的发展，高 清晰度电视所蕴含的潜在的巨大商业价值， 令美国人意识到必须 不遗余力地投入到这一市场。 当时由于对高清晰度电视制式各执 一词，相持不下，美国联邦委员会便将所提交的六套方案进行了 测试，结果表明，四套全数字传输系统明显优于模拟传

11、输系统， 从而使数字传输电视系统占据了主导地位。此后，数高清晰度电 视的研究突飞猛进，最终使欧洲放弃了 HD-MAC 制式，使日本12 为 MUSE 投入了巨额开发经费后，进退两难，最终决定采用全 数字制式。全数字式 HDTV 的出现进一步显示了数字电视的巨 大优势，其表现如下： （1）抗干扰能力强，画面清晰度高 由于数字电视信号是以“0”和“1”的组合代替现行的模拟 电视信号，因而在连续处理或连续传输过程中可能会引入杂波， 但杂波的幅度只要不超过某一额定电平， 都可通过数字信号再生 来消除，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、解码技术予以纠正。所以在信号传输过程中，不会

12、降低 信杂声比，也基本上不产生新的杂波。故数字电视具有很高的抗 干扰能力。正因为如此，数字电视信号在传输过程中能保持信杂 比基本不变，故接收端的图像质量基本保持与发端一致，因而大 大提高了信号质量，保证了电视画面的高清晰度。 （2）可充分利用频率资源 在现行的模拟电视系统中，一套电视节目占用的带宽是 8MHz，而数字电视信号经视频压缩后，一套电视节目占用的带 宽仅为 0.500.75MHz。这样，在模拟电视的一个频带内能同时 传送 16 套质量较高的标准清晰度（SDTV）数字电视节目，从 而在有限的电视频带内能容纳的电视频道数将会大大增加， 提高 了频谱资源的利用率，有利于科学、合理地进行频谱

13、资源的重新 规划。 （3）声像俱佳13 在数字电视中，采用了如下的措施：其一，亮度信号和色度 信号、色差信号 R-Y和 B-Y能获得充分的分离而不失真；其二， 采用了帧存储器可将电视机的隔行扫描变换成逐行扫描， 克服了 隔行扫描存在的行间闪烁缺点；其三，利用数字技术设计的行场 同步分频电路，可以实现抗干扰性很强的同步，使图像稳定。正 因如此，数字电视具有很高的图像质量。表现在画面上，图像清 晰度高，几乎无雪花干扰点、重影和彩色失真。伴音由于采用了 高保真环绕立体声，所以声音清晰、悦耳。 （4）易于实现存储 随着大规模集成电路的发展，数字电视信号的存储技术逐渐 趋于成熟。在数字电视中可存储多帧电

14、视信号，包括成帧图像的 存储，从而能进行包括时间轴和空间的二维、三维处理，得以实 现模拟方法难以得到的多种信号处理功能。例如，帧存储器可用 来实现帧同步和制式转换等处理，以获得各种新的电视图像特 技，增强了电视屏幕的艺术效果。数字电视信号还具有极强的可 复制性。 （5）服务多样化 数字电视、计算机和数字通信设备都是数字化设备，数字电 视的发展促进三者的融合，产生了多种新的信息业务，必将成为 未来的国家信息基础设施的重要组成部分。计算机网、通信网、 有线电视网三网合一，必将显示出强大的功能。电视是由电视台 播送电视节目的概念将被打破， 数字电视不仅仅可以用于播放电14 视节目，而且可以提供多种交互式服务,以实现网上购物及上网 浏览、交互式电视教育、图文杂志阅读、电子游戏等。 （6）可实现多种业务动态组合 在一套普通的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。如电子节目指南、传真、电子游戏软件等。 （7）便于过渡 数字电视保存了现有模拟电视画面格式，