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数字电视-技术

(1)数字电视广播流程及实现手段
数字电视配件
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;用于接受显示的手段有: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。
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:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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象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。
(1)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。
(2)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、日本设有分歧,都采用了MPEG-2标准。MPEG(Moving Picture Expert Group)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。
(3)数字电视的复用系统
数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看,它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。
模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中,复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包(这是通俗的说法,其实是数据分组),然后再复合成单路。目前网络通信的数据都是按一定格式打包传输的。HDTV数据的打包将使其具备了可扩展性、分级性、交互性的基础。
付费电视是现在和将来电视发展的一个方向。复用器可对打包的节目信息进行加扰,使其随机化,接收机具有密钥才能解扰。
在HDTV复用传输标准方面,美国、欧洲、日本也没有分歧,都采用了MPEG-2标准。美国已有了MPEG-2解复用的专用芯片。我国恐怕也会采用MPEG-2作为复用传输的标准。
HDTV数据包长度是188个字节,正好是ATM信元的整数倍。今后以光纤为传输介质,以ATM为信息传输模式的宽带综合业务数字网极有可能成为未来"信息高速公路"的主体设施。可用4个ATM信元来完整地传送一个HDTV传送包,因而可达到HDTV与ATM的方便接口。

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