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,不会降低信噪比。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噪比,就必须对各种处理设备提出较高信噪比的要求。模拟信号要求S/N>40dB,而数字信号只要求S/N>20dB。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,也即信噪比基本不变。(2)可避免系统的非线性失真的影响。而在模拟系统中,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“禁用频道”(taboochannel),而且在今后能够采用“单频率网络”(singlefrequencynetwork)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”(dynamiccombination)。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)。(11)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(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。数字电视的相关技术(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(ISDN)、DVD等;用于接收显示的手段有: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。(2)数字电视的信源编解码技术信源编解码技术包括视频压缩编解码技术及音频压缩编解码技术。数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比,在实现过程中,最为困难的部分就是对视频信号的压缩。在1920×1080显示格式下,数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而数字电视的图像不能像模拟电视的图像那样直接传输,而是要多一道压缩编码工序。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20~30Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据:(a)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。(b)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。(c)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;相反,对人眼比较敏感的信息,则尽可能减少其失真。(d)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像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。(a)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。(b)人耳对声音的方向特性。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、日本没有分歧,都采用了MPEG-2标准。MPEG(MovingPictureExpertGroup)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,MPEG-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。