現代數字電視理論的思考與應用

摘要:數字電視取代模擬電視是電視技術發展的必然，也是目前正在悄悄發生的事實。中國是一個電視大國，數字電視的發展有其廣闊的前景。數字電視技術的研發已被國家列入“十五計劃”中的十大優先發展的信息技術產業。在數字電視技術方面，中國不可能沒有具有自主知識產權的產品和系統，同時，中國的電視市場又有別于世界其他地方(如歐洲、美國和日本)。因此，中國在其標準制定中不可能完全照搬國外的系統和技術，但我們應該借鑒目前世界上已存在的數字電視標準，規劃中國的數字電視，尤其是中間件平臺的標準，使得數字電視運營商能夠利用這個標準，推廣更多的增值性應用，不但為其本身帶來更高的經濟效益，同時也為廣大的電視用戶帶來更多的娛樂和服務。本文介紹了數字電視的概念、特點及優點，闡述了數字電視開放性平臺標準應具備的基本要求。

關鍵詞:數字電視 模擬電視 編碼 調制 標準

0 引言

數字電視技術第二代機頂盒產品以電視與互聯網相結合，硬盤的使用、VOD的發展為其主要特征。交互式應用越來越廣泛，電子商務、即時節目點播(TV Anytime)等也成為發展的趨勢。因為多樣化的增值性服務不僅能為他們吸引更多的新用戶，增進老用戶的忠誠度，同時在競爭越來越激烈的環境下，增值性服務也成為運營商有別于其他競爭者的重要特征。

在歐洲，交互式數字電視的發展領先于世界上其他國家。在這樣一個有多元化國家存在，各個國家既要求相互的獨立性，又強調聯盟的歐洲大陸，各工業、商業及科研集團之間形成了一種友好的交流協作關系。這就為各種DVB數字電視標準，特別是MHP(媒體家庭平臺)的產生，創造了一種有利的氛圍，同時歐洲對交互式應用的重視遠勝于北美地區。在這樣的環境下，MHP在歐洲有了滋生的土壤，終于出土。

1 數字電視概念

1.1 數字電視定義 數字電視是電視數字化和網絡化后的產物。數字電視是一個系統，是指從電視節目采集、制作、編輯、播出、傳輸、用戶端接收、顯示等全過程的數字化，換句話說就是系統所有過程信號全是由0、1組成的數字流。

數字電視已不僅僅是傳統意義上的電視，而是能提供包括圖像、數據、語音等全方位的服務，是3C融合的一個典范，是計算機、傳輸平臺、消費電子三個環節的聚焦點。

1.2 數字電視的優勢

1.2.1 現有模擬電視頻道帶寬為8MHz，只能傳送一套普通的模擬電視節目。采用數字電視后一個頻道內就傳送1—8套數字電視節目(隨著編碼技術的改進，傳送數量還會進一步提高)，電視頻道利用率大大提高。

1.2.2 清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強。在同樣覆蓋范圍內，數字電視的發射功率要比模擬電視小一個數量級。

1.2.3 可以實現移動接收、便攜接收及各種數據增值業務，實現視頻點播等各種互動電視業務，實現加密/解密和加擾/解擾功能，保證通信的隱秘性及收費業務。

1.2.4 系統采用了開放的中間件技術，能實現各種交互式應用，可與計算機網絡及互聯網等的互通互連。

1.2.5 易于實現信號存儲，而且存儲時間與信號的特性無關，易于開展多種增值業務。

1.2.6 由于保留了現有模擬電視視頻格式，用戶端僅需加裝數字電視機頂盒即可接收數字電視節目，利于系統的平穩過渡，減少消費者的經濟負擔。

1.3 數字電視的應用范圍

1.3.1 基本業務:只要節目源許可，用戶可以收看數百套數字電視節目，以及幾十套調頻廣播節目和數字音頻廣播(DAB)節目。

1.3.2 擴展業務:可提供如圖文電視、電視會議、數據信息廣播、加密電視、視頻點播等。

1.3.3 增值業務:可通過雙向傳輸系統進行交互式的多功能應用，如互聯網接入、遠程教學、遠程醫療、電子郵件、計算機聯網、數據通訊、家庭保安監控等多媒體信息服務。

1.4 數字電視的弱點 數字電視并不是完美無缺的，它同樣存在著一些弱點。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量，而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影響，但這并不能影響電視領域向數字化的轉變。與電視信號數字化后所帶來的好處相比，這些影響往往會被忽略。

2 關于數字電視開放性平臺標準的基本要求

一談到數字電視，人們談得比較多的自然是中間件技術，這無疑是數字電視系統最關鍵的技術之一。中間件系統的出現使得應用軟件不再依賴于各個硬件平臺，系統集成的時間因而也大大縮短。中間件也是一個比較籠統的概念，很難對它定一個標準，因為其系統架構各不相同，功能差異有別。因此我們注重的只能是其上面應用編程接口(API)所提供的功能和標準化及開放性程度。

我們可以對數字電視開放性平臺提出幾點基本要求:

2.1 它必須有一個層次性和模塊化架構，使得它能夠更好地擴展，更方便地增加新的功能。

2.2 它必須滿足數字多媒體的要求，能夠將未來家庭娛樂設施聯系在一起，起著聯結紐帶的作用，成為家庭多媒體娛樂中心(Media Home Gateway)

2.3 它必須提供一個高級應用編程接口(API)，使得各種應用的開發變得十分便利。在現代計算機編程技術中，Java這一面向對象編程語言(object-oriented language)深受廣大軟件設計制作人員的喜愛，且其“開發一次，到處運行”的超越平臺限制的特性，成為數字電視應用開發的理想工具。

2.4 HTML語言在互聯網上大量應用，支持HTML語言和提供網頁瀏覽是這一平臺不可或缺的功能。

2.5 它提供的API必須完整且統一，各個程序包有一個相同的設計模型和合理的資源管理模式。這樣應用軟件就會和諧地利用和分享系統資源，不同來源的應用便能夠在同一個機頂盒硬件平臺上共存且協調一致。

2.6 它必須支持一個標準的應用程序和數據下載協議，使得運營商能夠將其應用和數據播放到不同的硬件平臺上。

2.7 在圖形顯示及字體、字符的處理方面，我們無疑要求其功能強大、圖形界面通用且豐富，能夠高效地處理中文字體、字符集。

數字電視技術目前已進入第二代發展階段。第一代產品主要表現在數字機頂盒的設計與生產，以及一些簡單的交互式應用在機頂盒中的實現。第一代產品的深入發展使得人們對交互式應用的要求越來越高，同時數字電視運營商也紛紛認識到增值性服務的重要性。

數字電視的技術優勢必然會取代模擬電視，數字技術的應用會使電視技術開辟一個新天地。當然模擬技術在局部小范圍的電視技術上也會占有一定市場。總之數字電視為電子信息產業提供了一個難得機遇。從模擬電視廣播向數字電視廣播的過渡，將帶來上萬億元的市場，它必將成為我國新的經濟增長點。