数字电视应用特征以及编码标准分析

摘 要 文章首先针对数字电视技术本身的应用特征做出了浅要分析，对其工作过程的实现特点以及主要的调制方式进行了说明，而后进一步针对当前数字环境中主要的几个编码标准展开了必要讨论，对于深入了解数字电视领域中相关技术有着一定的积极价值。

关键词 数字电视；应用；调制；编码；标准

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）04-0252-01

当前信息环境之下，生产生活的各个方面都受到了信息化的深远影响。这种影响进一步体现在电视领域环境中，即是以数字电视作为突出表现的相关技术簇不断成熟与发展。从概念上看，数字电视又称为数位电视或数码电视，是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的二进制数字流来传播的电视类型。从制作工作的细节角度看，在数字电视领域中，从节目采集、节目制作、节目传输直到用户端，都采用数字形式，因此在当前的数字通信环境之下，在传输过程中相对于传统的模拟信号而言有着显著优势。数字电视的传播速率通常会维持在每秒19.39Mbit，并且能够同时支持多种制式信号存在，因此无论从应用特征还是物理环境以及相关技术的支持角度看，数字电视在未来必然存在极大的发展空间。

1 数字电视的应用特征分析

想要切实深入了解数字电视的应用特征，还需要从其内部的工作机制角度分析。当前数字电视广播主要的传输方式包括卫星数字电视、有线数字电视及地面无线数字电视三个主要的类别形式，其中有线数字电视与其他二者有所不同，其采用有线媒介进行信号的传输，因此在实际应用过程中，更多应用于电视信号需求相对集中的城镇区域，而在农村等需求相对分散的环境下，通常更多采用其他数字电视传输方式。进一步，在无线数字电视系统前端设备中，对于来自卫星接收机、编码器、复用器、网络适配器、DVB 网关和视频服务器等设备的传输流TS流，则不能直接进入无线数字电视网中展开传输。因此对TS流进行数字调制就成为无线数字电视系统中的关键任务。

在实现过程中，数据电视的调制工作与模拟信号调制在本质上保持一致，都是为了使待传输的信号与信道保持适应，因此在工作原理层面也比较相似。数字电视的调制任务就是实现用待传输的数字基带信号TS流去控制载波参量，从而获取到便于产生和接受的正弦波已调信号。整个数字调制解调过程，是将相应的数字信号首先送入滤波器进行梳理，而后送入调制器，调制成为能够通过数字传输信道进行传输的数字信号，而后在送达目标环境后经由解调器解调，最后进入判决器。整个过程中，在传输信号的环境下，信号传输会受到外界干扰和噪声的影响，并且这在整个数字传输的过程中也基本上可以视为唯一一个可能会影响到数字信号的环节。

对于数字电视的调制工作而言，实际环境中有多重处理方式。对于正弦载波而言，其本身具有振幅、频率以及相位三个参量用以实现对其的面熟，依据数字TS流信号所控制的参量具体特征，呈现出数字调幅、数字调频和数字调相三种基本的操作方式。而对于数字TS流信号只有有限的离散值的情况，对应的载波参量也只能相应取离散的有限个值。常规工作中可以将已调信号看作为由TS流信号去控制开关对不同参量的载波通断的结果，成为键控。

相对常见的调制方式包括四相相位键控（QPSK，Quadrature Phase Shift Keying）以及正交振幅键控（QAM，Quadrature Amplitude Modulation）两种。其中QPSK方法进一步有相位选择法和正交调制法两种，而QAM则是频带利用率很高的数字调制方式。从应用特征角度看QPSK和QAM二者都具有较高的调制效率，但是QAM对传送途径的信噪比有更高的要求，因此相对而言比较适合有线电视电缆传输，而QPSK则对信噪比要求偏低，广泛应用于卫星广播环境。

2 数字电视技术环境中的编码标准

对于数字电视的工作过程而言，调制的任务在于让数字电视信号适合于传输通道，而信道编码则是需要依据实际信道的传输环境，在信号中增加必要的冗余确保信号传输质量的实现。当前在数字电视技术环境中，国际标准化组织（ISO，International Standardization Organization）联合国际电工委员会（IEC，International Electrotechnical Commission）于1988年成立动态图像专家组（MPEG，Moving Picture Experts Group），迄今为止MPEG已经发布了四个关于活动图像及声音编码的国际标准，分别为MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以及MPEG-7。

四个标准分别用于在不同的细分领域中展开对于数字电视编码工作的指导。其中MPEG-1专注于在数字存储介质中实现对活动图像和声音的压缩编码职能，支持SIF图像格式，虽然该标准的图像质量仍然相对较低，难以满足广播级的要求，但是在商业环境中仍然大获成功，多应用于VCD等家庭影响产品环境中。MPEG-2则针对标准数字电视和高清晰度电视在多种应用环境下的压缩方案等方面的细节进行了描述，相对于MPEG-1标准而言，MPEG-2在系统和传送层面做出了诸多完善，在应用领域中更多适用于广播级数字电视工作的展开。而对于MPEG-4而言，其是在广播工作标准已经趋于成熟的环境下产生的，因此其更多关注在既有基础上扩展出对应的复用层，而这其中更是包括了多美、存储媒体以及通信等多方面的接口，这些接口为MPEG-4提供了十分广泛的应用范围。实际对于图像和声音的处理过程中，也更多强相遇对图像和声音进行更多的分解和描述处理，而非简单的压缩。

最后，MPEG-7是整个MPEG体系中的一个重点，从根本上看，它并非一个信源编码标准，而更多是一个基于内容和对象的描述标准。MPEG-7的作用在于面向对象实现更好的管理和描述，并且在元数据的基础之上对对象进行更好定义。MPEG-7目前广泛应用于节目制作、数据库中相关素材直到相关音视频对象的检索、管理和节目资源的管理、版权识别、业务端到终端交互业务以及自生成数据库等方面。

3 结论

数字电视的发展一日千里，在当前社会环境中已经日趋成熟并得到广泛应用。唯有不断深入了解和学习其中的有关知识和技术，才能确保在技术革新的大潮中立于不败之地，为打造更为完善和健全的数字电视体系作出应有贡献。

参考文献

[1]鲁业频，刘守义.数字电视基础[M].北京：电子工业出版社，2002.

[2]张琦，张远，林正豹.数字电视中心技术[M].北京：北京广播学院出版社，2000.

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