數字電視技術運行原理及應用探究

侯 滿 趙 栩

(1.陜西廣電網絡傳媒(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，世界信息化以及網絡化有了一個較好的發展空間，數字電視因其突出的優勢逐漸受到普通家庭的青睞。就目前而言，我國使用數字電視的家庭還不多，還只是一個起步的階段，因此，數字電視在我國具有巨大的發展空間。

1 數字電視技術的概念

數字電視也叫做數碼電視，它主要是利用數字電視信號進行傳播，包括從演播室發射信號、傳輸信號、接收信號等多個環節，通過由0、1 構成的二進制數字來傳播電話信號，這剛好與模擬電視相反。荷蘭最先生產出數字電視，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很發達。1982年，美國的數字電視公司首先研制成功新一代數字式電視機，之后開始投放市場。1996年，法國運營了世界上第一個數字電視商業廣播。二十世紀初，我國也開始引進數字電視技術，大力推行數字電視信號的應用。

2 數字電視技術的特點

與模擬電視相比較，數字電視技術有明顯的優勢。傳統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、易產生噪音、畫面不清晰、畫面閃爍等缺點。然而，數字電視具有如下幾個特點:(1)畫面更加清晰:根據圖像的清晰度，數字電視可以分為標清數字電視以及高清數字電視兩種，高清數字電視的畫面清晰度趕得上家庭影院的效果;(2)內容更加豐富:數字電視提供的內容更豐富、更精彩，它不但可以提供幾十種公共電視節目，還可以提供許多付費的電視節目、咨詢服務等等內容，用戶可以選擇自己喜歡的電影、電視節目觀看，還可以重看已經錯過的精彩瞬間;(3)服務更加全面:數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，數字電視的抗外界干擾能力較強，幾乎不會出現噪音、畫面不清晰、跳動雪花點的情況。(5)信號的存儲更加容易:由于數字電視信號的存儲時間和信號特性沒有關系，使近年來發展良好的半導體存儲器能夠存儲多類型的信號。數字電視的以上幾個優點使它逐漸占據了模擬電視的市場，數字電視的出現也正在改變我們看模擬電視的傳統習慣。

3 數字電視的相關技術

3.1 數據壓縮技術

與模擬電視相比較，在應用的相關技術上來說，數字電視使用的最重要的技術是壓縮視頻信號的技術。信號數字化后，在1920* 1080 的顯示格下傳輸的碼率達到了每秒995 兆字節，比模擬電視傳輸的信息量大很多。也正是因為傳輸的信息量大，使數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，數字電視必須對數據進行壓縮編碼再傳輸。數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，使信號傳輸的碼率由原來的每秒995 兆字節降至每秒二三十兆字節;音頻壓縮技術主要負責將聲音的信息量降至最小，對聲音信號進行數字化，去除聲音中的冗余部分。

3.2 信道編碼和調制解碼

數字電視的信道編碼主要是為了借助糾錯編碼以及網絡編碼等技術增加傳輸信號的抗外界干擾能力;而調制解碼是通過對傳輸信號的調制將其調入脈沖串上，做好信號發射的準備。目前，國外數字電視的制式以及標準都不統一，主要是由于各國在糾錯編碼、網絡編碼和調制技術上的不同所造成的。

3.3 數字電視復用系統

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

4 數字電視的運行原理

數字電視主要由五個部件組成，分別是信源編碼器、復用系統、信道編碼器和調制解碼器、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，壓縮數據后產生的視頻、音頻與輔助數據共同構成了數字電視的三種信號源。信源編碼其實就是對信號進行數字化。復用系統的功能就是把數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(有利于區分)，最后對三種信號源的數據進行合成。這個經過合成的單一的數據流就可以復用。信道編碼器的功能是避免在信號傳輸過程中數據流出現錯誤，對數據進行檢錯并對出錯的數據進行糾正，這個程序非常重要，信道編碼會將基帶數據傳送到高頻波上，使信號發生改變。傳輸信道的功能是防止傳輸過程中信號出現漏洞，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。數字電視的接收器其實就是數字電視的機頂盒裝置。

數字電視主要是應用數據壓縮技術來運行，因此可以認為數字電視的運行原理就是數據壓縮技術的原理。發揮數字電視各種優勢的要點就是應用好數據壓縮技術，數據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據，從而提高傳送速率。

利用數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，解碼后的數字信號就變為圖像、視頻和聲音，這就經歷了一個循環過程:先將圖像、視頻和聲音信號轉換成數字信號，再將數字信號轉換為圖像、視頻和聲音。

數字電視技術將對模擬電視信號進行數字化，模擬電視信號轉換成由0 和1 組成的二進制數字脈沖串。運用網絡將基帶傳輸數據傳送入網，通常我們以不同的頻率來區分不同的節目。為了防止出現未調制脈沖串的特殊情況，應進行數據流的隨機化處理，以免對系統信號產生干擾(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，以插入冗余字節的方式檢查發送終端的編碼是否正常。

5 數字電視的應用探究

我國的數字電視起步較晚，它開始于廣西南寧市的數字電視廣播臺。隨著我國經濟增長速率的進一步加快，數字電視也得到了更大的發展，慢慢地取締了傳統的模擬電視，通過觀看數字電視，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，數字電視既有大的發展機遇，也會遭遇大的挑戰。二十一世紀以來，電腦和互聯網的普及使大多數人認為電視已經落伍了，人們通過互聯網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。

數字電視要得到更好的發展必須在保留原有電視觀眾的基礎上，吸引更多的觀眾，這就必須對節目進行創新并改善其質量。數字電視可以結合網絡或進行頻道租賃來增加節目的多樣性。總體來說，數字化技術才剛剛起步，隨著數字化的發展，數字電視技術將有以下幾個應用:(1)高清數字電視的應用:數字電視比傳統的模擬電視具有更高的清晰度，高清數字電視更有發展前途，高清數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)網絡電視:網絡電視是利用互聯網進行播放，它可以提供更多精彩的節目，不僅有轉播節目、直播節目，還可以點播節目，并且網絡電視可以根據用戶的需要及時調整網絡電視節目的制作;(3)手機電視:手機電視的發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 數字電視的發展趨勢

隨著科學技術的迅速發展，在電視領域中數字技術有大的發展空間，數字電視必將替代傳統的模擬電視。數字電視畫面清晰、內容豐富、服務全面等優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目觀看并進行互動、溝通，拉近了電視節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，數字電視將向著高清數字電視、網絡電視以及手機電視的方向發展，也可以向著無線數字電視和衛星直播電視方向發展，特別是高清數字電視具有廣闊的發展前途。數字電視的快速發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生較大影響，改變人們的工作方式，為我國的經濟發展提供新的增長點。

7 結語

經濟和科學技術的快速發展，必將吸引更多的普通家庭使用數字電視，數字電視也在慢慢的改變人們的生活方式。隨著數字電視技術的不斷進步，數字電視的發展趨向將會往多元化方向發展，趨向高清數字電視、網絡電視和手機電視，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，數字電視技術的發展空間相當廣闊，將來數字電視將會被廣泛使用，豐富人們的日常生活。

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