數字電視的現狀和發展趨勢研究

南京廣播電視大學 唐毅敏

一、引言

隨著世界信息技術、通訊技術的迅猛發展，為廣播電視領域的發展提供了契機。數字電視作為第三代電視，為廣播電視事業的發展提供了新方向。數字電視是指電視節目信號從電視臺開始發射，經過中間傳輸環節，直至信號到接收端接收所有環節都是使用數字化信號。近些年，世界各國都在進行或者已陸續完成了數字化電視的改革，即由傳統模擬電視向數字電視的轉變。我國也計劃，在2015年全國徹底關閉模擬信號，完成數字電視全覆蓋。通過對數字電視的現狀研究，編碼、技術參數的分析，數字電視技術相對模擬電視技術的優勢，提出數字電視可能的發展趨勢，并提供發展對策。

數字電視的發展有著廣闊的前景，縱觀全球，近些年圍繞數字電視的相關產業蓬勃發展，并取得了豐盛的成果。各個國家不同的國情，使得各國數字電視的發展現狀和實施標準互不相同。

二、數字電視發展現狀研究

1.發達國家數字電視的發展現狀

數字電視技術最先出現在歐洲。20世紀80年代初期，德國、法國和英國等幾個技術力量雄厚的國家，都著手開始研究數字電視技術，并最終研究產生了MAC1、MAC2、MAC3三代數字衛星電視節目。歐洲最早的數字電視技術應用，是以1996年4月法國開播第一個商業數字電視廣播為代表的。2006年12月，荷蘭就已經停播地面模擬電視，成為世界上首個實現電視數字化的國家。2012年是歐盟規定全面停止通過模擬信號傳播電視節目的最后一年，除波蘭、保加利亞等少數技術相對落后的國家，都已完成由模擬向數字電視的改革。

縱觀全球數字電視的發展，最早將數字電視技術成功應用到生活中的國家是美國。1994年6月，美國兩顆衛星DirectTV、USSB率先實現數字電視業務播出。2001年9月，美國有線數字電視消費者已達1300多萬。而美國國家廣播者協會（NAB）的統計數據指出，截止2002年，利用數字電視技術已將美國84個城市及地區的244個電視臺改建或新建成為數字電視臺，全國數字電視覆蓋率達到75%。2009年底，美國全面完成由模擬電視向數字電視的轉換。

日本有線數字電視始建于1998年7月，并于2010年完成了國內所有有線電視的模擬轉數字化改造，2011年實現了全國模擬有線電視系統的關閉。韓國在21世紀初期也在全國范圍內進行了電視數字化改革，于2005年實現了全國范圍的數字化電視轉播，并于2011年底徹底結束了模擬電視信號的傳輸。日本、韓國兩國都在2012年以前實現了數字有線電視全國覆蓋，成功邁入數字電視時代。

2.我國數字電視的發展現狀

目前電視信號傳輸主要是通過無線電波、有線電纜光纜和衛星傳輸這三種方式，由于無線電波傳輸的信號差，畫面質量不高，接收的節目有限，并不是理想的傳輸方式，但由于條件的限制我國的一些農村和邊遠山區，還在使用這種方式。而我國城市有線電視用戶相對集中，且覆蓋率廣，適合集中管理和發展，因此發展有線數字電視應當成為我國數字電視發展的重要策略和主要方式。根據我國目前有線電視網的分布及部署現狀，采取了從有線電視切入的方式，21世紀初期，我國從城市開始全面實施有線數字電視改造工程。

2000年6月，我國基于數字化技術的第一家數字電視廣播在廣西寧南開播。它是由國家廣電總局數字廣播技術研究中心、南寧有線電視臺及四川新泰克投資有限公司三方共同合作開發，引進多個國家不同公司的產品，在國內外多家公司的頂尖技術人員的技術支持服務下共同開發完成的。

我國人口眾多，地大物博，是傳統模擬電視的生產和消費大國，而數字電視替換傳統的模擬電視是發展的趨勢，也是必然結果。2004年，是我國“數字電視年”和“數字電視產業發展年”，國家廣電總局也提出將于2015年全面關閉模擬電視系統，停止模擬電視信號的傳輸，完成全國所有地區模擬向數字化的過渡，全面實現數字電視廣播。

三、數字電視標準研究

數字電視系統的穩定運行，沒有一個統一的規則或標準是無法有力執行或實現的。標準的規定不僅可以理順數字信號的處理流程，而且可以規范配套設備的接口，盡量統一數字電視外圍設備的類型和參數。

數字電視均采用MPEG-2壓縮編碼方式。電視信號經過數字化以后會帶來非常高的碼率，如果不采用壓縮技術，數字信號將會占用巨大的帶寬資源，如一個通道就會占用100MHz的帶寬空間。因此，為了減少帶寬的占用壓力，必須在數字信號的傳輸和存儲中引入壓縮技術，壓縮碼率是數字化技術中一項十分重要的技術參數。MPEG-2就是一種高質量的音、視頻壓縮標準，對普通及高清數字電視的各類應用和系統都作了詳細規定，被人稱為用于廣播電視的視頻壓縮標準。MPEG-2標準共分為9個部分，其中6個部分獲得認證通過，并已在數字電視領域廣泛應用。其中系統、圖像及聲音為最主要的3部分，它們是聲音、圖像數字化的基礎標準。系統它描述多個視頻、音頻和數據基本碼流合成傳輸碼流及節目碼流的方式；視頻它描述視頻編碼方式；音頻它描述與MPEG-1音頻標準反向兼容的音頻編碼方式。MPEG-2包含4個級和5個類，“級”按編碼圖像的分辨率定義，“類”按所使用的編碼工具集合分類。MPEG-2這種“級”“類”組合的方式可以滿足從家庭低端畫質需求到廣播級質量及高清電視質量的要求，支持標清、高清、16∶9寬屏等多種格式，應用范圍廣泛。

MPEG-2編碼壓縮系統提供的高壓縮率，使節目素材來源更加寬泛，在碼率到達一定程度時可以提供令人非常滿意的圖像質量，以展現其出色性能。

數字電視標準涉及多個領域，其按傳輸方式可分為地面（無線）傳輸，有線傳輸，衛星傳輸，手持設備傳輸四類。四類傳輸方式所用的標準、使用國家都各不相同。詳細參數對比見數字電視傳輸標準對比表（表一）。

四、數字電視技術優勢分析

數字電視技術較傳統的模擬電視技術有著巨大的優勢。

1.數字電視信號質量高，抗干擾能力強。數字電視的信號都是以二進制形式的兩種電平來表示，在連續處理或傳輸過程中如果摻入雜波或失真，利用糾錯及編解碼技術都可以將錯誤糾正，能保證信號質量基本不變，使得用戶接收到的音視頻質量和電視臺發送的質量基本相同。模擬信號在傳輸過程或不斷處理的情況下摻入失真與雜波，它的噪聲是不斷累積的，不易糾正，再經過長距離的傳輸或多次復制處理，模擬信號將會大打折扣，對畫面質量影響較大，無法達到節目發送端初始的圖像和聲音質量。

2.數字電視信號傳輸效率、帶寬利用率高。在模擬信號狀態下，6-8MHz的帶寬內只能傳輸一套模擬電視節目，而經過壓縮技術處理的數字電視信號能傳送4至6套高圖像質量的電視節目。

3.利用數字技術，實現頻譜資源的多功能復用。運用技術可以實現數據信息、電子出版物、多路立體聲、圖文多工廣播及電視傳真廣播，以獲得更多的廣播功能、帶來更多的經濟收益。

4.方便信號的存儲和記錄。隨著大規模集成電路的不斷發展和改進，可以將一段時間的信號存儲于電路中。經過數字化的電視信號可以存儲于不同的介質中，如磁帶、光盤、硬盤等，這些存儲方式不僅能保證音視頻素材或節目的高質量及數據安全性，更重要的是具有足夠的存儲空間，便于多節目存儲。

表一 數字電視傳輸標準對比表

5.數字化技術便于節目的制作與錄制。數字化技術的引入可以進行更多創意性、特效的操作，如：字幕編輯、特寫鏡頭處理、三維特技、非線性編輯等。

6.數字電視設備，利用超大規模集成電路技術，使設備體積不斷縮小，成本不斷降低，性能不斷提升。

7.電視數字化技術，引入了全新的雙向互動概念。將傳統電視的一對多廣播方式轉變為復合模式，即既保留原有的一對多廣播方式，又擴展點對點的點播互動方式。這樣不同的用戶就可以按照自己的需要點播節目和獲得信息。

8.數字電視設備的擴展性與兼容性，有利于電視設備與計算機設備及網絡的聯通，有望融合成一個新興的多媒體系統。

五、數字電視發展趨勢研究

目前，我國大部分的城市已經使用數字電視，并已經進入常態化的使用階段。經歷數字化的轉變后，電視節目資源得到了極大的豐富，從模擬電視時代的40多套節目，增加到80多套節目，節目內容也由普通的電視臺類節目，擴展加入信息、娛樂等多類綜合節目內容。形式由傳統的廣播新增互動功能。

數字電視的發展趨勢主要有以下幾個方面。

1.隨著人們對圖像清晰度要求越來越高，不斷提高節目源的質量，大力推廣高清數字電視的使用將成為未來數字電視發展的趨勢。

2.不斷完善交互系統。交互系統的出現實現了對節目內容、觀看時間的自主選擇，改變了以往被動接受廣播的模式。

3.互聯網技術的應用。數字電視連接到互聯網，用戶不再需要為了發送電子郵件、玩網絡游戲、觀看網絡視頻，坐在計算機前，而直接可以躺在沙發上，面對客廳的數字電視，利用無線鍵盤、鼠標實現所有計算機上的操作。

4.豐富的接口。未來的數字電視還應該支持更多的接口，如USB3.0，SD、CF卡，1394火線和Wi-Fi等，實現與多類主流數碼產品，如數碼相機、數碼攝像機、個人電腦、移動存儲設備、智能手機、網絡打印機等的無縫連接，達到音視頻信息共享的目的。

5.移動技術。全新的戶外移動數字電視傳媒，已經逐漸走進了大家的生活，公交、地鐵等多種公共交通工具都已接入或安裝了移動數字電視設備。它利用數字電視技術，通過無線發射，地面接收的方式進行節目的廣播。

6.數字電視一體機。現在市面上銷售的數字電視還不是真正意義上的數字電視，而是個利用數字技術的顯示終端，只有在此設備上加機頂盒，通過機頂盒接收并轉換格式，才是真正意義的數字電視。未來只有將機頂盒集成在電視機中，與電視機融為一體，才能稱為真正的數字電視機。

六、數字電視發展對策

通過研究與分析，數字電視已稱為全球電視技術發展的趨勢，而且已經在有條不紊的進行，已成為電視發展史上的又一次技術革命。目前數字電視技術開發的領域還相對狹窄，還需不斷的開發，不少政策、技術上的問題還有待解決，任需不斷的改進與完善。

我國數字電視的發展還應采取以下對策：

1.注重數字電視產業的政策法規制定。國家相關部門應從實際出發，不斷制定和完善數字電視產業發展的政策，保證我國數字電視健康、蓬勃的發展。

2.加快數字電視建設。建立數字電視硬件及接口參數標準，實現與數字電視相配套的統一標準，并對設備制作商、運營商、消費者等起到規范和引導的作用。

3.政策支持，提升對數字電視的認識。廣播電視領域的工作人員，要充分認識數字電視發展的必然性和優越性，轉變傳統觀念，以創新的思維投入到工作當中，不斷提高數字電視服務質量。

4.完善數字電視的市場運營模式。計算機網絡已經成為人們利用數字電視的主要渠道，人們通過數字電視上網發郵件、學習、以及各類寬帶增值服務，而網絡就是市場化運營的直接切入點。這就要求我們必須有與數字電視配套的系統設備、相關的應用軟件及終端設備，以此為基礎不斷改進，研究出一種最佳的市場運營模式。

5.重視人力資源開發。積極引進數字電視技術方面的相關優秀人才，不斷進行技術創新，不斷促進數字電視的發展。

6.更多資源的免費開放。更多教育資源、財經信息、影視作品的免費提供，可以讓更多的消費者習慣使用數字電視的交互系統，提高數字電視使用率。

7.進一步豐富電視節目內容，提高節目源質量。節目內容的豐富以及畫面質量的提升，都可以不斷提高消費者使用數字電視的積極性。

七、結束語

數字電視的成功推出，使數字電視技術完全替代了模擬電視技術，符合電視技術發展規律，已成為全球電視技術發展的趨勢。我們只有不斷的改進和完善現有的數字電視系統，適應社會的發展和消費者的需求，才能推動數字電視技術繼續快速向前發展。

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