數字電視的發(fā)展及其標準

一、什么是數字電視
1．數字電視的概念
數字電視是指從演播室到發(fā)射、傳輸、接收的所有環(huán)節都是使用數字電視信號或對數字電視信號進(jìn)行處理和調制的全新電視系統。該系統所有的信號傳播都是通過(guò)由0、1數字串所構成的數字流來(lái)傳播的，數字信號的傳播速率可達每秒19.39M字節，如此大的數據流保證了數字電視的高清晰度，克服了模擬電視的先天不足。
2．數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／數轉換成數事信號進(jìn)行數字處理，以改進(jìn)圖像清晰度。上世紀90年代又出現多種具有畫(huà)中畫(huà)、倍行和其他改進(jìn)的“數字電視機”，不過(guò)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字電視。
(2)美國的“數字電視機”(簡(jiǎn)稱(chēng)DTV)專(zhuān)指地面數字電視廣播系統。在這種系統中，除了目前節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)節都是使用數字電視信號。因此，只有這種電視機才是名副其實(shí)的數字電視機。
3．數字電視的優(yōu)勢
數字化是廣電行業(yè)的一次技術(shù)轉型，將會(huì )給廣播電視帶來(lái)一場(chǎng)變革，有線(xiàn)電視數字化主要帶來(lái)三個(gè)方面的變化：
(1)量的變化?，F在通過(guò)有線(xiàn)電視網(wǎng)可以看到30~50套電視節目。數字化之后，可以看到幾百套電視節目。
(2)質(zhì)的變化。數字化之后，我們的電視機變成了多媒體信息終端，不僅能看電視節目，還可以聽(tīng)廣播，可以獲得多種信息資訊服務(wù)，可以通過(guò)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(huì )現代服務(wù)業(yè)的支撐平臺。
(3)方式的改變?，F在看電視是被動(dòng)看。數字化之后，我們可以主動(dòng)地看，根據自己的時(shí)間選取自己喜歡看的節目?？梢哉f(shuō)，廣播電視數字化在滿(mǎn)足公共需求和普遍要求的同時(shí)，為用戶(hù)提供了一對

一、端到端的個(gè)性化服務(wù)。
4．數字電視的缺點(diǎn)
數字電視并不是完美無(wú)缺的，它同樣存在一些弱點(diǎn)。例如在取樣的過(guò)程、量化誤差、壓縮編碼所帶來(lái)的信號損傷，在節目制作及傳輸過(guò)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(guò)一些補償措施削弱它的影口向，但這并不能影響電視領(lǐng)域向數字化的轉變。
5。數字電視的分類(lèi)
●按信號傳輸方式可分為：地面無(wú)線(xiàn)傳輸數字電視；衛星傳輸數字電視；有線(xiàn)傳輸數字電視。
●按圖像清晰度可分為三大類(lèi)：數字高清晰度電視(HDTV)；數字標準清晰度電視(SDTV)；數字普通清晰度電視(LDTV).
●按照產(chǎn)品類(lèi)型可分為：數字電視顯示器、數字電視機頂盒和一體化數字電視接收機。
●按顯示屏幕幅型比分類(lèi)：數字電視可分為4：3和16：9幅型比兩種類(lèi)型。

二、數字電視標準
在數字電視傳輸碼流中，一個(gè)數據包有多大，含有多少字節，每個(gè)字節的含義是什么，甚至一個(gè)字節的某一比特位是何意義，都有明確的規定，這就是標準。目前投入使用的有三種：美國的ATSC(先進(jìn)電視系統委員會(huì ))；歐洲的DVB(數字視頻廣播)；日本的ISDB(綜合服務(wù)數字廣播)。
每一種數字電視標準又可分為衛星傳輸、電纜傳輸和地面傳輸方式。
1．美國ATSC標準
ATSC數字電視標準由四個(gè)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。第三層是系統復用層，特定的數據被納入不同的壓縮包中，如節目1圖像，節目2聲音，或者輔助數據，采用MPEG-2系統標準。最后一層是傳輸層，確定數據傳輸的調制和信道編碼方案。對于地面廣播，其標準采用Zenith公司開(kāi)發(fā)的8VSB，此系統可通過(guò)6MHz的地面廣播頻道實(shí)現19，3Mb／s的傳輸速率。該標準也包含適合有線(xiàn)電視系統高數據率的16VSB模式，可在6MHz的有線(xiàn)信道中實(shí)現38．6Mb／s的傳輸速率。下面兩層共同承擔普通數據的傳輸，上面兩層確定在普通數據傳輸的基礎上運行的特定配置，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信道內以60幀／秒進(jìn)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
掃描方式以適應現有的視頻系統。
另外，ATSC還開(kāi)發(fā)通過(guò)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(gè)，我國的廣播科學(xué)研究院也參加了ATSC組織。
2．歐洲DVB標準
DVB標準包括：DVB廣播傳輸系統、DVB基帶附加信息系統、DVB交互業(yè)務(wù)系統、DVB條件接收及接口標準。具體如下：
(1)DVB廣播傳輸系統
DVB數字廣播傳輸系統利用了包括衛星、有線(xiàn)、地面、SMATV、MNDSD在內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)??數字衛星直播系統標準。
該標準以衛星作為傳輸介質(zhì)。通過(guò)衛星轉發(fā)的壓縮數字信號，經(jīng)過(guò)衛星接收機后由衛星機頂盒處理，輸出現有模擬電視機可以接收的信號。數據流的調制采用四相相移鍵控調制(QPSK)方式，工作頻率為11門(mén)2GHz。在使用MPEG-2的MP@ML(主類(lèi)@主級)格式時(shí)，用戶(hù)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(gè)54MHz轉發(fā)器傳送速率可達68Mb／s，并可供多套節目復用。
在DVB-S標準公布之后，幾乎所有的衛星直播數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)??數字有線(xiàn)廣播電系統標準。
該標準具有1