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二、数字电视相关技术简介
1.数字电视广播流程及实现手段
数字电视广播,其信号流程括制作(编辑)、信号处理、广播(传输)和接收(显示)几个过程。
目前用于数字节目制作的手段主要有:数字摄像机和数字照像相机、计算机、数字编辑机、数字字幕机;用于数字信号处理的手段有:数字信号处理技术(DSP)、压缩、解压、缩放等技术;用于传输的手段有:地面广播传输、有线电视(或光缆)传输、卫星广播(DSS)及宽带综合业务网(ISDN)、DVD等;用于接受显示的手段有:阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器、等离子体显示器、投影显示(括前投、背投)等。
2.数字电视关键技术
以上所述的各种手段中括了数字电视系统中各种主要的技术,全数字高清淅度电视对各种技术要求更高。原国家科委所组织的HDTV总体组在攻关过程中涉及九个单位,括七个专项课题。这七个专项课题虽然不完全括数字电视广播流程中的所有技术,但涉及了所有关键技术。
在这七个专项课题中信源编解码、复用、信道编解码及调制解调是HDTV的技术核心。
3.数字电视的信源编解码技术
信源编解码技术括视频压缩编解码技术及音频压缩编解码技术。在我国的HDTV功能样机研制中,视频压缩编解码技术由上海交大、天津大学、电子科学研究院共同完成;音频压缩编解码技术由电子部三所完成。
3.1视频编解码技术是&9;HDTV的技术难点
数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比,在实现过程中 , 为困难的部分就是对视频信号的压缩。在1920×1080显示格式下,数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输,而是要多一道压缩编码工序。
视频编码技术主要功能是完成图像的压缩,使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20~30Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据:(1)图像时间的相关性。视频信号由连续图像组成,相邻图像有很多相关性,找出这些相关性就可减少信息量。(2)图像空间的相关性。例如图像中有一大块单一颜色,那么不必把所有像素存贮。(3)人眼的视觉特性。人眼对原始图像各处失真敏感度不同,对不敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理,即使这些信息全部丢失了,人眼也可能觉察不到;相反,对人眼比较敏感的信息,则尽可能减少其失真。(4)事件间的统计特性。事件发生的概率越小,则其熵值越大,表示信息量越大,需分配较长的码字;反之,发生的概率越大,则其熵值越小,只需分配较短的码字。
3.2音频编解码技术
与视频编解码相同,音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。声音信号数字化后,信息量比模拟传输状态大得多,因而数字电视的声音不能象模拟电视的声音那样直接传输,而是要多一道压缩编码工序。
音频信号的压缩编码主要利用了人耳的听觉特性。(1)听觉的掩蔽效应。在人的听觉上,一个声音的存在掩蔽了另一个声音的存在,掩蔽效应是一个较为复杂的心理和生理现象,括人耳的频域掩蔽效应和时域掩蔽效应。(2)人耳对声音的方向特性。对于2KHZ以上的高频声音信号,人耳很难判断其方向性,因而立体声广播的高频部分不必重复存贮。
3.3信源编解码的相关标准
国际上对数字图像编码曾制订了三种标准,主要用于电视会议的H.261,主要用于静止图像的JPMG标准,主要用于连续图像的MPEG标准。
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