數字電視相關技術及應用 （3）

二、數字電視相關技術簡介
　　1.數字電視廣播流程及實現手段
數字電視廣播，其信號流程括制作（編輯）、信號處理、廣播（傳輸）和接收（顯示）幾個過程。
目前用于數字節目制作的手段主要有：數字攝像機和數字照像相機、計算機、數字編輯機、數字字幕機；用于數字信號處理的手段有：數字信號處理技術（DSP）、壓縮、解壓、縮放等技術；用于傳輸的手段有：地面廣播傳輸、有線電視（或光纜）傳輸、衛星廣播（DSS）及寬帶綜合業務網（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（括前投、背投）等。
　　2.數字電視關鍵技術
以上所述的各種手段中括了數字電視系統中各種主要的技術，全數字高清淅度電視對各種技術要求更高。原國家科委所組織的HDTV總體組在攻關過程中涉及九個單位，括七個專項課題。這七個專項課題雖然不完全括數字電視廣播流程中的所有技術，但涉及了所有關鍵技術。
在這七個專項課題中信源編解碼、復用、信道編解碼及調制解調是HDTV的技術核心。
　　3.數字電視的信源編解碼技術
信源編解碼技術括視頻壓縮編解碼技術及音頻壓縮編解碼技術。在我國的HDTV功能樣機研制中，視頻壓縮編解碼技術由上海交大、天津大學、電子科學研究院共同完成；音頻壓縮編解碼技術由電子部三所完成。
　　3.1視頻編解碼技術是&9;HDTV的技術難點
數字電視尤其數字高清晰度電視與模擬電視相比，在實現過程中 ， 為困難的部分就是對視頻信號的壓縮。在1920×1080顯示格式下，數字化后的碼率在傳輸中高達995Mbit/s，這比現行模擬電視的傳輸信息量大得多。因而數字電視的圖像不能象模擬電視的圖像那樣直接傳輸，而是要多一道壓縮編碼工序。
視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數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：（1）圖像時間的相關性。視頻信號由連續圖像組成，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）事件間的統計特性。事件發生的概率越小，則其熵值越大，表示信息量越大，需分配較長的碼字；反之，發生的概率越大，則其熵值越小，只需分配較短的碼字。
　　3.2音頻編解碼技術
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。聲音信號數字化后，信息量比模擬傳輸狀態大得多，因而數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象，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。
　　3.3信源編解碼的相關標準
國際上對數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，主要用于連續圖像的MPEG標準。