淺析數(shù)字化在廣播電視技術(shù)中的應(yīng)用

張占紅

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于信號(hào)和設(shè)備的數(shù)字化成為設(shè)備或者行業(yè)發(fā)展的一種主流形勢(shì)，在市場(chǎng)的需求下，人們對(duì)視音頻信號(hào)的質(zhì)量要求也越來越高，模擬電視的視音頻信號(hào)質(zhì)量相可以達(dá)到標(biāo)清標(biāo)注，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們的需求，現(xiàn)在電視信號(hào)質(zhì)量普及高清標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家廣電總局也在大力推廣超高清標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，很顯然模擬電視已經(jīng)不能滿足人們的需求，視音頻數(shù)字化或者廣播電視數(shù)字化已經(jīng)成為廣播電視的主要形式，本文主要分析一下數(shù)字技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：廣播電視，數(shù)字化

隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展，人們的對(duì)生活的要求也越來越高，在廣播電視方面，人們除了對(duì)終端設(shè)備的移動(dòng)性和便捷性要求之外，對(duì)電視的內(nèi)容也要有針對(duì)性的要求，對(duì)視音頻質(zhì)量要求相對(duì)來說也是很高的，傳統(tǒng)的模擬電視達(dá)不到這樣的要求，因此數(shù)字電視、超高清電視等越來越容易被人們接受，那么數(shù)字電視的發(fā)展離不開視音頻信號(hào)的數(shù)字化、設(shè)備的數(shù)字化，現(xiàn)階段加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)在廣電行業(yè)中各層次中的應(yīng)用，對(duì)數(shù)字化技術(shù)的更深層次的探索和研究，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成講成為廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

數(shù)字電視概念及系統(tǒng)組成

一、數(shù)字電視的概念

數(shù)字電視就是把視音頻信號(hào)和輔助信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼、傳輸，接收再傳輸?shù)浇K端設(shè)備，在這整個(gè)過程中，數(shù)字技術(shù)是必不可少，從數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的特點(diǎn)上，我們很容易得到數(shù)字電視和模擬電視相比較，優(yōu)勢(shì)還是很明顯的，主要體現(xiàn)在：信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量更好，信號(hào)傳輸?shù)男矢撸瑐鬏數(shù)膬?nèi)容更多，也可以對(duì)各種不同業(yè)務(wù)進(jìn)行傳輸，同時(shí)為了滿足不同人群的需求，也可以根據(jù)不同的人群設(shè)定不同的內(nèi)容進(jìn)行傳輸。因此數(shù)字電視取代模擬電視是必然的。

二、數(shù)字電視系統(tǒng)的組成

數(shù)字電視系統(tǒng)根據(jù)其內(nèi)容和要求，其組成主要包括以下幾個(gè)部分：

1.信源編碼：信源編碼是在不影響信號(hào)質(zhì)量的前提下對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化和壓縮，其中對(duì)模擬進(jìn)行抽樣、量化、編碼這個(gè)過程我們成為數(shù)字化過程，但在數(shù)字化過程中要注意：抽樣時(shí)必須滿足抽樣定律，在視頻信號(hào)中我們一般對(duì)亮度信號(hào)采用13.5MHZ的抽樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，色差信號(hào)采用6.75MHZ的抽樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，對(duì)音頻信號(hào)采用48KHZ抽樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，抽樣完成之后，對(duì)視頻辛哈采用8位進(jìn)行量化編碼，音頻根據(jù)清考采用16位、24位、32位等不同的位數(shù)對(duì)其進(jìn)行量化編碼。對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮時(shí)，利用信號(hào)重建時(shí)保證信號(hào)的前提下，把不重要的或者不需要的信號(hào)進(jìn)行刪除，視頻信號(hào)主要利用人眼對(duì)不同顏色的敏感度以及人眼看信號(hào)有短暫停留的特性，音頻信號(hào)主要利用人耳的聽覺特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的壓縮。

2.多路復(fù)用：多路復(fù)用是把信源編碼的數(shù)字信號(hào)或者說是節(jié)目信號(hào)以及需要增加輔助信號(hào)、業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用，從而形成TS流信號(hào)進(jìn)行信號(hào)的傳輸。

3.信道編碼：信道編碼是為了保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系列的措施，廣播電視的信道編碼常用前向糾錯(cuò)方式，包括：能量擴(kuò)撒、RS編碼、交織和卷積編碼四個(gè)過程;

（1）能量擴(kuò)散：是因?yàn)門S流信號(hào)中的能量主要集中的低頻范圍，為此在TS流信號(hào)中加入偽隨機(jī)的二進(jìn)制序列，從而把能量搬移到整個(gè)頻譜范圍內(nèi)，這個(gè)過程稱為能量擴(kuò)散;

（2）RS編碼，是一種現(xiàn)行分組碼，為了增加信號(hào)在傳輸過中的糾錯(cuò)能力的;

（3）交織：交織簡(jiǎn)單來說是把原來的信號(hào)打亂重組，從而增加信號(hào)在傳輸過程中的糾錯(cuò)突發(fā)錯(cuò)誤的能力;

（4）卷積編碼：卷積編碼有三個(gè)作用，第一把原來的信號(hào)經(jīng)過卷積編碼分成兩路信號(hào)為后面的調(diào)制做準(zhǔn)備;第二是為了增強(qiáng)糾錯(cuò)能力;第三對(duì)信號(hào)進(jìn)行收縮，從而減少信息量。

4.調(diào)制技術(shù)：信號(hào)經(jīng)過喲信道編碼之后具有很強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，但是信號(hào)需要發(fā)送出去，就需要滿足信號(hào)的要求，因此就要進(jìn)行調(diào)制技術(shù)，在數(shù)字電視技術(shù)中一般采用多進(jìn)制的正交調(diào)制技術(shù)，比如：16QAM，32QAM等調(diào)制技術(shù)。

5.信道：數(shù)字電視技術(shù)的信道一般來說有三種：衛(wèi)星信道（采用QPSK調(diào)制），有線信道（光纖、同軸），地面無線信道（OFDM技術(shù)）。

三、數(shù)字化的特點(diǎn)

模擬信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化之后，其信號(hào)的形式等都發(fā)生了變化，但是其優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。

1.抗干擾能力強(qiáng)：數(shù)字信號(hào)的傳輸形式只有高低電平，不存在中間項(xiàng)，因此在傳輸?shù)倪^程中，信道的加性干擾對(duì)其的影響不是很大，因此其抗干擾能力明顯優(yōu)于模擬辛哈;

2.提高視音頻信號(hào)的質(zhì)量：抗干擾能力強(qiáng)，在一定程度上增加了信號(hào)的質(zhì)量，另外信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化時(shí)，抽樣頻率滿足奈奎斯特準(zhǔn)則之后，信號(hào)可以無失真的進(jìn)行傳輸，也可以通過增加抽樣頻率或者量化位數(shù)等參數(shù)來增加信號(hào)的編碼質(zhì)量，從而達(dá)到提高信號(hào)質(zhì)量的要求;

3.頻譜利用率高：在以往的模擬電視系統(tǒng)中，一個(gè)頻率值傳輸一套電視節(jié)目，經(jīng)過數(shù)字化或者編碼復(fù)用之后，一個(gè)頻率可以傳輸4-6套電視節(jié)目，頻譜的利用率比以往高很高;

4.課傳輸?shù)膬?nèi)容更多：通過數(shù)字化和信號(hào)復(fù)用之后，很多的增值業(yè)務(wù)也進(jìn)行了傳輸，每位客戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同的內(nèi)容。

四、數(shù)字化在數(shù)字電視技術(shù)中的應(yīng)用

視音頻信號(hào)經(jīng)過壓縮編碼、復(fù)用、信道編碼、調(diào)制到發(fā)送。再經(jīng)過接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收、解碼到終端顯示，這中間數(shù)字化技術(shù)在每個(gè)階段都有使用，無論使用哪種數(shù)字技術(shù)都要考慮以下幾點(diǎn)因素：硬件事項(xiàng)的難易程度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)姆奖愠潭取⑿盘?hào)質(zhì)量

1.視頻數(shù)字化在數(shù)字電視中的應(yīng)用

（1）視頻信號(hào)經(jīng)過信源編碼，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，提高了信號(hào)的效率，保證了質(zhì)量;

（2）在后期處理上，數(shù)字視頻比模擬視頻方便很多

2.音頻數(shù)字化在數(shù)字電視中的應(yīng)用

（1）音頻在數(shù)字化時(shí)，其抽樣頻率可以選擇，量化位數(shù)可以選擇，在數(shù)字廣播中，可以針對(duì)廣播和電視等不同應(yīng)用采用不同的參數(shù);

（2）數(shù)字音頻在后期處理或者音頻制作上更具有優(yōu)勢(shì)

（3）數(shù)字音頻質(zhì)量更好

3.數(shù)字調(diào)制技術(shù)在數(shù)字電視中的應(yīng)用

（1）多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)可以提高信息速率

（2）多進(jìn)制調(diào)制技術(shù)可以滿足不同信道的傳輸

（3）OFDM技術(shù)的發(fā)展可以很好的解決地面數(shù)字電視的多徑干擾

總之，在新時(shí)期下的廣播電視是離不開數(shù)字技術(shù)的，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展推進(jìn)廣播電視的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)對(duì)新媒體、融媒體、智慧廣電等的廣播電視發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。