數(shù)字電視的發(fā)展及其標準
一、什么是數(shù)字電視
??? 1.數(shù)字電視的概念???
??? 數(shù)字電視是指從演播室到發(fā)射、傳輸、接收的所有環(huán)節(jié)都是使用數(shù)字電視信號或?qū)?shù)字電視信號進行處理和調(diào)制的全新電視系統(tǒng)。該系統(tǒng)所有的信號傳播都是通過由0、1數(shù)字串所構(gòu)成的數(shù)字流來傳播的,數(shù)字信號的傳播速率可達每秒19.39M字節(jié),如此大的數(shù)據(jù)流保證了數(shù)字電視的高清晰度,克服了模擬電視的先天不足。
??? 2.數(shù)字電視的兩種主流解釋
??? (1)上世紀80年代ITT公司研制了一套數(shù)字處理芯片,在接收模擬電視信號的情況下,再經(jīng)模擬高中頻處理,最后經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)事信號進行數(shù)字處理,以改進圖像清晰度。上世紀90年代又出現(xiàn)多種具有畫中畫、倍行和其他改進的“數(shù)字電視機”,不過這些電視機接收的仍是模擬電視信號,并不是真正意義上的數(shù)字電視。
??? (2)美國的“數(shù)字電視機”(簡稱DTV)專指地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,除了目前節(jié)目制作中還有一部分是模擬的以外,從演播室到發(fā)射、傳輸、接收的所有環(huán)節(jié)都是使用數(shù)字電視信號。因此,只有這種電視機才是名副其實的數(shù)字電視機。
??? 3.數(shù)字電視的優(yōu)勢
??? 數(shù)字化是廣電行業(yè)的一次技術(shù)轉(zhuǎn)型,將會給廣播電視帶來一場變革,有線電視數(shù)字化主要帶來三個方面的變化:
??? (1)量的變化。現(xiàn)在通過有線電視網(wǎng)可以看到30~50套電視節(jié)目。數(shù)字化之后,可以看到幾百套電視節(jié)目。
??? (2)質(zhì)的變化。數(shù)字化之后,我們的電視機變成了多媒體信息終端,不僅能看電視節(jié)目,還可以聽廣播,可以獲得多種信息資訊服務(wù),可以通過電視購物、繳水電費等,成為人們生活中不可缺少的工具,成為社會現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的支撐平臺。
??? (3)方式的改變?,F(xiàn)在看電視是被動看。數(shù)字化之后,我們可以主動地看,根據(jù)自己的時間選取自己喜歡看的節(jié)目??梢哉f,廣播電視數(shù)字化在滿足公共需求和普遍要求的同時,為用戶提供了一對
一、端到端的個性化服務(wù)。
??? 4.數(shù)字電視的缺點
??? 數(shù)字電視并不是完美無缺的,它同樣存在一些弱點。例如在取樣的過程、量化誤差、壓縮編碼所帶來的信號損傷,在節(jié)目制作及傳輸過程中貫通延遲。有些損傷可以修復,并不影響圖像的最終質(zhì)量,而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影口向,但這并不能影響電視領(lǐng)域向數(shù)字化的轉(zhuǎn)變。
??? 5。數(shù)字電視的分類
??? ●按信號傳輸方式可分為:地面無線傳輸數(shù)字電視;衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視;有線傳輸數(shù)字電視。???
??? ●按圖像清晰度可分為三大類:數(shù)字高清晰度電視(HDTV);數(shù)字標準清晰度電視(SDTV);數(shù)字普通清晰度電視(LDTV).
??? ●按照產(chǎn)品類型可分為:數(shù)字電視顯示器、數(shù)字電視機頂盒和一體化數(shù)字電視接收機。
??? ●按顯示屏幕幅型比分類:數(shù)字電視可分為4:3和16:9幅型比兩種類型。
二、數(shù)字電視標準
??? 在數(shù)字電視傳輸碼流中,一個數(shù)據(jù)包有多大,含有多少字節(jié),每個字節(jié)的含義是什么,甚至一個字節(jié)的某一比特位是何意義,都有明確的規(guī)定,這就是標準。目前投入使用的有三種:美國的ATSC(先進電視系統(tǒng)委員會);歐洲的DVB(數(shù)字視頻廣播);日本的ISDB(綜合服務(wù)數(shù)字廣播)。
??? 每一種數(shù)字電視標準又可分為衛(wèi)星傳輸、電纜傳輸和地面?zhèn)鬏敺绞健?br>??? 1.美國ATSC標準
??? ATSC數(shù)字電視標準由四個分離的層級組成,層級之間有清晰的界面。最高層為圖像層,確定圖像的形式,包括像素陣列,幅型比和幀頻。第二層是圖像壓縮層,采用MPEG-2圖像壓縮標準。第三層是系統(tǒng)復用層,特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中,如節(jié)目1圖像,節(jié)目2聲音,或者輔助數(shù)據(jù),采用MPEG-2系統(tǒng)標準。最后一層是傳輸層,確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制和信道編碼方案。對于地面廣播,其標準采用Zenith公司開發(fā)的8VSB,此系統(tǒng)可通過6MHz的地面廣播頻道實現(xiàn)19,3Mb/s的傳輸速率。該標準也包含適合有線電視系統(tǒng)高數(shù)據(jù)率的16VSB模式,可在6MHz的有線信道中實現(xiàn)38.6Mb/s的傳輸速率。下面兩層共同承擔普通數(shù)據(jù)的傳輸,上面兩層確定在普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上運行的特定配置,如HDTV或SDTV(標準清晰度電視)。上面兩層還確定ATSC標準支持的具體圖像格式,共有18種格式(HDTV6種、SDTV12種),14種采用逐行掃描方式。
??? (1)HDTV,1920像素(H)x1080像素(V),寬高比16:9,幀頻60Hz/隔行掃描制,幀頻30Hz及24Hz/逐行掃描制;
??? (2)HDTV,1280.像素(H)X720像素(V),寬高比16:9,幀頻60Hz及30Hz、24Hz/逐行掃描制;
??? (3)SDTV,704像素(H)x480像素(V),寬高比16:9或4:3,幀頻60Hz/隔行掃描制,幀頻60Hz及30Hz、24Hz/逐行掃描制;
??? (4)SDTV,640像素(H)x480像素(V),寬高比4:3,幀頻60Hz/隔行掃描制,幀頻60Hz、30Hz、24Hz/逐行掃描制。
??? HDTV除一種之外,圖像格式都采用逐行掃描。因為1920x1080格式不適合在6MHz信道內(nèi)以60幀/秒進行逐行掃描,故以隔行掃描取代之。SDTV的640x480圖像格式與計算機的VGA格式相同,以保證與計算機的適用性二在所有12種SDTV格式中,有9種采用逐行掃描,保留3種為隔行
掃描方式以適應現(xiàn)有的視頻系統(tǒng)。
??? 另外,ATSC還開發(fā)通過了在幀頻為50Hz的國家使用的另行標準。HDTV的像素陣列相同,但幀頻為25Hz和50Hzo SDTV格式的垂直分辨率為576行而水平分辨率則不同;也包含352x288格式,適應必要的窗口設(shè)置?;?0Hz版本的ATSCDTV標準使采用幀頻為50Hz的國家更易于使用。
ATSC成員30個,我國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。
2.歐洲D(zhuǎn)VB標準??
??? DVB標準包括:DVB廣播傳輸系統(tǒng)、DVB基帶附加信息系統(tǒng)、DVB交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)、DVB條件接收及接口標準。具體如下:????
??? (1)DVB廣播傳輸系統(tǒng)
??? DVB數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)利用了包括衛(wèi)星、有線、地面、SMATV、MNDSD在內(nèi)的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準中:DVB-S\DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。
??? 1)DVB-S(ETS 300421)??數(shù)字衛(wèi)星直播系統(tǒng)標準。????
??? 該標準以衛(wèi)星作為傳輸介質(zhì)。通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的壓縮數(shù)字信號,經(jīng)過衛(wèi)星接收機后由衛(wèi)星機頂盒處理,輸出現(xiàn)有模擬電視機可以接收的信號。數(shù)據(jù)流的調(diào)制采用四相相移鍵控調(diào)制(QPSK)方式,工作頻率為11門2GHz。在使用MPEG-2的MP@ML(主類@主級)格式時,用戶端
達到CCIR601演播室質(zhì)量的碼率為9Mb/s,達到PAL質(zhì)量的碼率為5Mb/s。一個54MHz轉(zhuǎn)發(fā)器傳送速率可達68Mb/s,并可供多套節(jié)目復用。
??? 在DVB-S標準公布之后,幾乎所有的衛(wèi)星直播數(shù)字電視均采用該標準,我國也選用了DVB-S標準。
??? 2)DVB-C(ETS 300 429)??數(shù)字有線廣播電系統(tǒng)標準。
??? 該標準具有16、32、64QAM三種方式,工作頻率在10GHz以下。采用64QAM正交調(diào)幅調(diào)制時,?個PAL通道傳送碼率為47.34Mb/s,還可供多套節(jié)目復用。2001年國家廣電總局頒布的行業(yè)標準《有線數(shù)字電視廣播信道編碼和調(diào)制規(guī)范》等同于DVB-C標準。
??? 3)DVB-T(ETS 300 744)??數(shù)字地面廣播系統(tǒng)標準。
??? 這是最復雜的DVB傳輸系統(tǒng)?,F(xiàn)在采用編碼正交頻分復用(COFDM)調(diào)制方式,8MHz帶寬內(nèi)能傳送4套電視節(jié)目,傳輸質(zhì)量高,頻道較少。
??? 4)DVB-SMATV(ETS 300 473)??數(shù)字SMA’IV(衛(wèi)星共用天線電視)廣播系統(tǒng)標準。5)DVB-MS(ETS 300 748)?--高于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準。
??? MMDS是采用調(diào)幅微波向多點傳送,分配多頻道電視節(jié)目的系統(tǒng)。該標準基于DVB-S,使攜帶大量節(jié)目的微波信號直接入戶。用DVB-S接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MS信號。
??? 6)DVB?MC(ETS 300 749)??低于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準
??? 該標準基于DVB-C,使攜帶大量節(jié)目的微波信號直接入戶。用DVB-C接收機配上一個MMDS頻率變換器就可接收DVB-MC信號。
(2)DVB基帶附加信息系統(tǒng)
??? DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)除傳送普通的視頻\音頻信號外,還需傳送接收舊D調(diào)諧、節(jié)目指南,以及圖文、字幕、圖標等信息。
??? 1)DVB-S1(ETS 300。468)??數(shù)字廣播業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)標準。
??? 該標準由一系列的表和描述符構(gòu)成,它們給出了有關(guān)DVB業(yè)務(wù)或節(jié)目的所有參數(shù)。
??? 2)DVB-TXI(ETS 300 472)??數(shù)字圖文廣播系統(tǒng)標準。
??? 該標準用于固定格式圖文電視的傳送。
??? 3)DVB-SUB(ETS 300 743)??數(shù)字廣播字幕系統(tǒng)標準。
??? 該標準用于字幕及圖標(臺標等)的傳送。
??? (3)DVB交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)
??? 在通用DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,進一步構(gòu)成交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要素包括與其他相關(guān)國際標準兼容的交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)獨立協(xié)議,傳送交互服務(wù)過程命令與控制信號的回傳信道等。
??? 1)DVB-N,P(ETS 300 802)/DVB交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)獨立協(xié)議標準。
??? 2)DVB?RCC(ETS 300 800)--CALX/系統(tǒng)DVB反傳信道標準。????
??? 3)DVB?RCT(ETS 300 801)--PSTN/ISDN的DVB反傳信道標準。
??? (4)DVB條件接收及接口標準
??? DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)中有些業(yè)務(wù)傳送的是加擾的條件接收信息。條件接收的通用接口,使IRD(綜合解碼接收機)能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)與其他電信網(wǎng)絡(luò)(例如PDH、SDH、ATM等)的連接擴展了DVB技術(shù)的應用范圍,其與這些電信網(wǎng)絡(luò)的接口實現(xiàn)了DVB向電信網(wǎng)絡(luò)的過渡。此外還有用于連接專業(yè)設(shè)備及舊D的接口。
??? 1)DVB-CI(EN 50221)??條件接收及其他應用的通用接口標準o
??? 2)DVB?PDH(ETS 300 813)--PDH(準同步數(shù)字系列)網(wǎng)絡(luò)DVB接口標準o
??? 3)DVB-SDH(ETS 300 814)--SDH(同步數(shù)字系列)網(wǎng)絡(luò)DVB接口標準。
??? 4)DVB-ATM(ETS 300 815)--ATM網(wǎng)絡(luò)DVB接口標準。
??? 5)DVB?PI? (EN 50083-9)--CA-IV/SMAIV前端及類似的專業(yè)設(shè)備接口標準。
??? 6)DVB?IPDI(EN 50201)wDVB?IRD接口標準。
??? DVB成員已經(jīng)達到265個,我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。
??? 3.日本ISDB標準
??? ISDB是日本的DIBEG(Digital Broad?casting Experts Group數(shù)字廣播專家組)制訂的數(shù)字廣播系統(tǒng)標準,它利用一種已經(jīng)標準化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號,同時已經(jīng)復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送出去。
??? 可以預言在不遠的將來ATSC、DVB、ISDB等數(shù)字電視標準都將不覆存在,取而代之的是統(tǒng)一的國際數(shù)字電視標準。
?? 三、中國的數(shù)字電視
??? 1.中國數(shù)字電視的發(fā)展
??? 自從國家科技部?995年批準實施中國高清晰度電視重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目以來,中國的數(shù)字電視已經(jīng)歷了十年的發(fā)展,并取得了舉世矚目的成績。2000年以來,國家設(shè)立了數(shù)字電視研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化專項,重點是研究和制定自主知識產(chǎn)權(quán)的國家數(shù)字電視標準、數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化和應用推廣試驗,包括批準北京、上海、深圳3個試驗區(qū)和2個測試實驗室,批準立項系列產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目。數(shù)字電視發(fā)展計劃被納入“十五”高新技術(shù)的12個重大專項之列,數(shù)字電視研究工作全面啟動。
??? 2.中國數(shù)字電視的標準
??? 目前我國已頒發(fā)的與數(shù)字電視相關(guān)的標準如下:
??? (1)數(shù)字(高清晰度)電視標準體系。
??? (2)數(shù)字電視基礎(chǔ)標準,具體如下:
??? 1)GB/T7400.11數(shù)字電視術(shù)語;2)GY/T134數(shù)字電視圖像質(zhì)量主觀評價方法;3)GY/T144廣播電視SDH干線網(wǎng)管理接口協(xié)議;4)GY/T145廣播電視SDH干線網(wǎng)網(wǎng)元管理信息模型規(guī)范;5)GY/Z174數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息(S1)規(guī)范;6)GY/Z175數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)(CA)規(guī)范。????
??? (3)演播室參數(shù)標準,具體如下:
??? 1)GB/T14857演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范;2)GB/T17953 4:2:2數(shù)字分量圖像信號的接口;3)GY/T155高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值;4)GY/T156演播室數(shù)字音頻參數(shù);5)GY/T157演播室高清晰度電視數(shù)字視頻信號接口;6)GY/T158演播室數(shù)字音頻信號接口;7)GY/T1594:4:4數(shù)字分量視頻信號接口;8)GY/T160演播室數(shù)字電視輔助數(shù)據(jù)信號格式;9)GY/T-161數(shù)字電視附屬數(shù)據(jù)空間內(nèi)數(shù)字音頻和輔助數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)范;10)GY/T 162高清晰度電視串行接口中作為附屬數(shù)據(jù)信號的24比特數(shù)字音頻格式; 11)GY/T 163數(shù)字電視附屬數(shù)據(jù)空間內(nèi)時間碼和控制碼的格式;12)GYB-164演播室串行數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng);13)GB/T14919數(shù)字聲音信號源編碼技術(shù)規(guī)范;14)GB/T14920四聲道數(shù)字聲音副載波系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范;15)GY/r 167數(shù)字分量演播室的同步基準信號;16)GY/T 165電視中心播控系統(tǒng)數(shù)字播出通路技術(shù)指標和測量方法。
(4)視頻編碼及復用標準
??? 1)GB/T17975.2信息技術(shù)??運動圖像及其伴音信號的通用編碼;2)MPEG-2視頻標準在數(shù)字(高清晰度)電視廣播中的實施準則(征求意見稿);3)MPEG-2系統(tǒng)標準在數(shù)字(高清晰度)電視廣播中的實施準則(征求意見稿)。
??? (5)信道編碼及調(diào)制標準
??? 1)GB/T 17700?1999衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼及調(diào)制標準;2)GY廳170-2001有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)信道編碼及調(diào)制規(guī)范;3)GY/T143有線電視系統(tǒng)調(diào)幅激光器發(fā)送機和接收機入網(wǎng)技術(shù)條件和測量方法;4)GY/T146衛(wèi)星數(shù)字電視上行站通用規(guī)范;5)GY/Tl47衛(wèi)星數(shù)字電視接收站通用技術(shù)要求;6)GY/T148衛(wèi)星數(shù)字電視接收機技術(shù)要求;7)GY/T149衛(wèi)星數(shù)字電視接收站測量方法??系統(tǒng)測量;8)GY/T150衛(wèi)星數(shù)字電視接收站測量方法??室內(nèi)單元測量;9)GY/T151衛(wèi)星數(shù)字電視接收站測量方法??室外單元測量。
??? 3.中國數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃
??? 2005年3月國家廣電總局調(diào)整了發(fā)展目標,新目標為1000萬戶。過渡計劃為:
??? 第一階段:到2005年,直轄市、東部地區(qū)地(市)以上城市、中部地區(qū)省會市和部分地(市)級城市\西部地區(qū)部分省會市的有線電視完成
向數(shù)字化過渡。
??? 第二階段:到2008年,東部地區(qū)縣以上城市、中部地區(qū)地(市)級城市和大部分縣級城市、西部地區(qū)部分地(市)級以上城市和少數(shù)縣級城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。
??? 第三階段:到2010年,中部地區(qū)縣級城市、西部地區(qū)大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。
??? 第四階段:到2015年,西部地區(qū)縣級城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。
??? 對于西部廣大農(nóng)村和偏遠地區(qū)以及不適合發(fā)展有線電視的地區(qū),可以考慮向衛(wèi)星接收方面發(fā)展。
??? 結(jié)束語
??? 發(fā)展是硬道理,2006年是”十一五”開局之年,實現(xiàn)廣播影視數(shù)字化的發(fā)展目標是廣電業(yè)在十五期間形成的共識,推進廣電數(shù)字化是廣電人在“十一五”期間的重要任務(wù)。機遇、挑戰(zhàn)、競爭、合作相伴而生,行業(yè)間和網(wǎng)絡(luò)間的融合成為發(fā)展趨勢。
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