浅谈数字电视技术的发展

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  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。
  
  数字电视标准
  
  数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种:美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。
  
  美国ATSC标准
  ATSC标准由四个层级组成,最高为图像层,确定图像的形式,包括象素阵列、幅型比和帧频。接着是图像压缩层。再下来是系统复用层,特定的数据被纳入不同的压缩包中。最后是传输层,确定数据传输的调制和信道编码方案。下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV;还确定ATSC标准支持的具体图像格式。
  
  欧洲DVB标准
  欧洲数字电视标准为DVB,即Digital Video Broadcasting,数字视频广播。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。欧洲有线数字电视采用QAM调制。
  DVB-T(ETS 300 744)为数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量,理论上与有线电视系统相当,本地区覆盖好。采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式,在8MHz带宽内能传送4套电视节目,传输质量高;但其接收费用高。
  DVB-S(ETS 300 421)为数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式,工作频率为11/12GHz。在使用MPEG-2MP@ML格式时,用户端若达到CCIR 601演播室质量,码率为9Mb/s;达到PAL质量,码率为5Mb/s。一个54MHz转发器传送速率可达68Mb/s,可用于多套节目的复用。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。
  DVB-C(ETS 300 429)为数字有线电视广播系统标准。它具有16、32、64QAM(正交调幅)三种调制方式,工作频率在10GHz以下。采用64QAM时,一个PAL通道的传送码率为41.34Mb/s,可用于多套节目的复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号,在终端需要电缆机顶盒。
  
  日本ISDB标准
  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。ISDB是日本的DIBEG(数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。
  ISDB筹划指导委员会委员17个,其他成员23个,其成员均为日本国内电子公司和广播ISDB标准定义的画面格式三种数字电视标准对比机构。
  
  中国的数字电视
  
  早在1996年。我国便开始了数字电视的研究工作,数字电视被列入原国家科委“八五”重大科技产业工程项目。并成立了数字高清晰度电视的总体组。1999年10月,高清晰度方案被成功用于国庆50周年大典的数字电视现场直播。后国家将数字电视发展计划纳入“十五”高新技术的12个重大专项之列。数字电视研究工作全面启动。
  
  中国数字电视标准
  信源编码技术标准:中国的数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完全兼容,也可以兼容MPEG-4AVC44.264国际标准基本层。其压缩水平可达MPEG-2标准的2-3倍。
  信道传输技术标准:中国的卫星数字电视标准采用欧洲DVB-S标准。(编者注:中国的卫星即将采用自主研发的新标准ABS-S)中国有线数字电视的标准还在报批过程中,大中型城市有线电视台多采用欧洲的DVB-T标准在试播。
  条件接收系统标准(CA)、用户管理系统(SMC)已制定完成。
  
  未来数字电视的技术发展方向
  随着美国、欧洲、日本、韩国和中国陆续开播数字电视和强制规定模拟电视终结表,数字电视市场正在快速崛起。未来数字电视的技术的发展方向也越来越明朗化。
  多标准数字电视:由于目前欧洲、北美、韩国和中国等大多数主要地区仍处于模拟电视与数字电视的转换过渡时期,因此市场上仍然有不少希望既能接收模拟电视节目又能接收数字电视节目的多功能电视机。所谓的数字电视一体机,他们也可以采用机顶盒+模拟电视的解决方案来实现。
  大屏幕数字电视:随着现代人起居室的不断变大,用户市场对大屏幕数字电视的需求也在不断增长。目前,总体上讲,LCD数字电视是业界的发展主流。但随着技术的进步,近期50英寸有望成为液晶和等离子电视新的分界点。
  高清化:随着高清节目源的增多,图像水平清晰度大于800线的高清数字电视(HDTV)越来越成为数字电视的主流,相应的数字电视机顶盒以及编解码芯片也要适应这一发展的要求。
  互联网数字电视:数字电视的下一个重要发展方向就是连接互联网。未来的消费者不必再为了检查邮箱、发送电子邮件、在线玩网络游戏、下载和播放网络视频、甚至收看流媒体视频(即IPTV),而必须跑到书房去独自呆在PC或笔记本电脑之前,他将可以直接在客厅舒适的沙发上用无线鼠标或无线键盘体验上述PC的所有功能。
  DTV+PVR:PVR(个人视频录像机)也是未来数字电视的下一个重要发展方向,随着未来的数字电视集成DSP或多媒体处理器,PVR功能将逐步融合到未来基于硬盘或微硬盘的数字电视产品中。
  支持更丰富的互联接口:未来的数字电视还将支持更多的互联接口。如USB2.0、USBOn-the-Go、SD卡、MMC卡、1394和Wi-Fi等,以无缝实现与数码相机、数码摄像机、移动硬盘、PC、笔记本电脑、PMP、智能手机、数码打印机等数字设备的连接,共享相互之间的音视频信息。
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