本文從三點詳細介紹數(shù)字電視相關技術:
(1)數(shù)字電視廣播流程及實現(xiàn)手段
數(shù)字電視廣播,其信號流程包括制作(編輯)、信號處理、廣播(傳輸)和接收(顯示)幾個過程。
目前用于數(shù)字節(jié)目制作的手段主要有:數(shù)字攝像機和數(shù)字照像相機、計算機、數(shù)字編輯機、數(shù)字字幕機;用于數(shù)字信號處理的手段有:數(shù)字信號處理技術(DSP)、壓縮、解壓、縮放等技術;用于傳輸?shù)氖侄斡校旱孛鎻V播傳輸、有線電視(或光纜)傳輸、衛(wèi)星廣播(DSS)及寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)(ISDN)、DVD等;用于接受顯示的手段有:陰極射線管顯示器(CRT)、液晶顯示器、等離子體顯示器、投影顯示(包括前投、背投)等。
視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮,使數(shù)字電視的信號傳輸量由995Mbit/s減少為20~30Mbit/s。視頻編碼計算時主要有以下客觀依據(jù):(1)圖像時間的相關性。視頻信號由連續(xù)圖像組成,相鄰圖像有很多相關性,找出這些相關性就可減少信息量。(2)圖像空間的相關性。例如圖像中有一大塊單一顏色,那么不必把所有像素存貯。(3)人眼的視覺特性。人眼對原始圖像各處失真敏感度不同,對不敏感的無關緊要的信息給予較大的失真處理,即使這些信息全部丟失了,人眼也可能覺察不到;相反,對人眼比較敏感的信息,則盡可能減少其失真。(4)事件間的統(tǒng)計特性。事件發(fā)生的概率越小,則其熵值越大,表示信息量越大,需分配較長的碼字;反之,發(fā)生的概率越大,則其熵值越小,只需分配較短的碼字。
與視頻編解碼相同,音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。聲音信號數(shù)字化后,信息量比模擬傳輸狀態(tài)大得多,因而數(shù)字電視的聲音不能象模擬電視的聲音那樣直接傳輸,而是要多一道壓縮編碼工序。
音頻信號的壓縮編碼主要利用了人耳的聽覺特性。(1)聽覺的掩蔽效應。在人的聽覺上,一個聲音的存在掩蔽了另一個聲音的存在,掩蔽效應是一個較為復雜的心理和生理現(xiàn)象,包括人耳的頻域掩蔽效應和時域掩蔽效應。(2)人耳對聲音的方向特性。對于2KHZ以上的高頻聲音信號,人耳很難判斷其方向性,因而立體聲廣播的高頻部分不必重復存貯。
國際上對數(shù)字圖像編碼曾制訂了三種標準,主要用于電視會議的H.261,主要用于靜止圖像的JPMG標準,主要用于連續(xù)圖像的MPEG標準。
在HDTV視頻壓縮編解碼標準方面,美國、歐洲、日本設有分歧,都采用了MPEG-2標準。MPEG(Moving Picture Expert Group)意思是"運動圖像專家組",壓縮后的信息可以供計算機處理,也可以在現(xiàn)有和將來的電視廣播頻道中進行分配。
在音頻編碼方面,歐洲、日本采用了MPEG-2標準;美國采納了杜比公司(Dolby)的AC-3方案,MPEG-2為備用方案。
對于我國來說,今后信源編解碼標準也會與美國、歐洲、日本一樣采用MPEG-2標準。
(2)數(shù)字電視的復用系統(tǒng)
數(shù)字電視的復用系統(tǒng)是HDTV的關鍵部分之一。從發(fā)送端信息的流向來看,它將視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)等編碼器送來的數(shù)據(jù)比特流,經(jīng)處理復合成單路串行的比特流,送給信道編碼及調(diào)制。接受端與此過程正好相反。
模擬電視系統(tǒng)不存在復用器。在數(shù)字電視中,復用器把音頻、視頻、輔助數(shù)據(jù)的碼流通過一個打包器打包(這是通俗的說法,其實是數(shù)據(jù)分組),然后再復合成單路。目前網(wǎng)絡通信的數(shù)據(jù)都是按一定格式打包傳輸?shù)。HDTV數(shù)據(jù)的打包將使其具備了可擴展性、分級性、交互性的基礎。
付費電視是現(xiàn)在和將來電視發(fā)展的一個方向。復用器可對打包的節(jié)目信息進行加擾,使其隨機化,接收機具有密鑰才能解擾。
在HDTV復用傳輸標準方面,美國、歐洲、日本也沒有分歧,都采用了MPEG-2標準。美國已有了MPEG-2解復用的專用芯片。我國恐怕也會采用MPEG-2作為復用傳輸?shù)臉藴省?/P>
HDTV數(shù)據(jù)包長度是188個字節(jié),正好是ATM信元的整數(shù)倍。今后以