1、第五章數(shù)字電視與高明晰度電視5.1 數(shù)字電視概述5.2 數(shù)字電視規(guī)范5.3 數(shù)字電視的接納5.4 高明晰度電視 一、歐洲數(shù)字電視的發(fā)展過程與趨勢(shì) 1995年，歐洲150個(gè)組織合作開發(fā)數(shù)字視頻廣播(DVB)項(xiàng)目，并成立了DVB聯(lián)盟。DVB聯(lián)盟是一個(gè)由30多個(gè)國(guó)家的230多個(gè)成員組成的國(guó)際機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的首要目標(biāo)是在全球范圍內(nèi)發(fā)展和推廣共同的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。 DVB聯(lián)盟共同制定了數(shù)字電視的DVB（Digital Video Broadcast）標(biāo)準(zhǔn)。這是一套有關(guān)電視廣播系統(tǒng)大家庭諸多要素的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。5.1 概 述 5.1.1數(shù)字電視開展歷程2第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 其中最引人矚目的是DVB

2、數(shù)字衛(wèi)星和有線電視傳輸系統(tǒng)的規(guī)范。這些規(guī)范已作為世界一致的規(guī)范被大多數(shù)國(guó)家接受，包括中國(guó)。 大約在同一時(shí)間段，歐洲的有線網(wǎng)也開場(chǎng)向數(shù)字化轉(zhuǎn)換。 從1996年開場(chǎng)，歐洲數(shù)字電視市場(chǎng)無論從訂戶數(shù)量、還是產(chǎn)值上都有相當(dāng)高的增長(zhǎng)率。1997年底數(shù)字電視用戶數(shù)只需200萬；在許多歐盟成員中，數(shù)字電視用戶的數(shù)量相對(duì)還很低，只需4.4%的電視家庭能收看數(shù)字電視。到1999年中，歐洲數(shù)字電視有了快速開展，其中英國(guó)和瑞典既有衛(wèi)星和有線數(shù)字電視、又有地面數(shù)字電視；3第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 歐洲數(shù)字電視頻道添加得非常快，到達(dá)每年新增100個(gè)數(shù)字頻道，到1999年末歐盟已有約400個(gè)數(shù)字電視頻道。 數(shù)字電視頻

3、道主要是16：9格式數(shù)字電視、PPV和NVOD節(jié)目，同時(shí)有許多節(jié)目分類頻道(如電影、體育、記錄片、家庭購(gòu)物等)。電子節(jié)目指南(EPG)、電子商務(wù)、電視銀行、信息和新聞、游戲、電視電子郵件、電視互聯(lián)網(wǎng)接入和交互電視等業(yè)務(wù)得到了廣泛的運(yùn)用。 4第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 以英國(guó)為例，1998年11月BskyB開播衛(wèi)星數(shù)字電視，有140個(gè)頻道，并于2001年9月封鎖其衛(wèi)星模擬電視。共售出衛(wèi)星數(shù)字電視機(jī)頂盒550萬個(gè)，加上有線電視轉(zhuǎn)播，共有10192萬用戶。 英國(guó)是傳統(tǒng)地面電視廣播非常興隆的國(guó)家，有線電視并未得到充分開展，到2001年11月共有410萬用戶，其中有160萬數(shù)字用戶，當(dāng)中NTL有10

4、0萬用戶(總共280萬)、Telewest有56.4萬用戶(總共130萬)。英國(guó)的地面數(shù)字電視開展遭到世界的關(guān)注，由于開播時(shí)間幾乎和衛(wèi)星DTV平臺(tái)一樣，也是1998年10月，到2001年11月共有120萬個(gè)機(jī)頂盒 5第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視二、美國(guó)數(shù)字電視開展過程與趨勢(shì) 與歐洲和日本相比，美國(guó)對(duì)HDTV高明晰度數(shù)字電視的研討起步較晚，但是由于它在開展數(shù)字電視機(jī)方面占有優(yōu)勢(shì)，特別是1993年成立的數(shù)字HDTV大聯(lián)盟GA，使得它如今在HDTV的開展中具有舉足輕重的作用。 1994年2月，GA推出了數(shù)字HDTV大聯(lián)盟制式，它不但汲取了本國(guó)各主要數(shù)字HDTV制式的優(yōu)點(diǎn)，而且從日本和歐洲的研討中得

5、到許多啟示，因此規(guī)范高，方法靈敏。1996年12月，美國(guó)正式同意了由ATSC委員會(huì)制定的主要用于地面廣播數(shù)字電視的規(guī)范，稱之為DTV。6第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 到2002年2月6日，在美國(guó)84個(gè)地面電視廣播城市和地域，已有244個(gè)數(shù)字電視臺(tái)正式播出，DTV覆蓋率已達(dá)75%。 根據(jù)CES的統(tǒng)計(jì)和估計(jì)，美國(guó)數(shù)字電視機(jī)的銷售呈穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，到2001年底，數(shù)字電視機(jī)的擁有量已達(dá)222萬臺(tái)。在售出的數(shù)字電視機(jī)中，49以下的占38%，5054的占27%，5559的占16%，超越60的占20%；其中CRT占23%，投影占77%；可接納HDTV的占86%。 7第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視三、日本數(shù)

6、字電視的開展過程與趨勢(shì) 日本是數(shù)字電視研討與開發(fā)起步最早的國(guó)家。早在1985年它就建立了1125線、每秒60幀的MUSE制式。1988年率先在漢城奧運(yùn)會(huì)進(jìn)展大屏幕HDTV試播。1989年，NHK開場(chǎng)進(jìn)展面向HDTV的廣播演示，到1991年底，這種廣播每天已定時(shí)播放8小時(shí)，SONY公司也于1990年底發(fā)行了第一盤HDTV錄像帶。 日本的MUSE制式突破了現(xiàn)有電視機(jī)的消費(fèi)方式，HDTV廣播與現(xiàn)有電視廣播并行存在。日本第一臺(tái)HDTV接納機(jī)體積很大，只適宜在百貨商店或其它公共場(chǎng)所運(yùn)用。 8第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視四、我國(guó)數(shù)字電視的開展過程與趨勢(shì) 中國(guó)在數(shù)字電視領(lǐng)域一開場(chǎng)便與科技先進(jìn)的興隆國(guó)家堅(jiān)持

7、同步。1995年中央電視臺(tái)開場(chǎng)利用數(shù)字電視系統(tǒng)播出加密頻道，利用衛(wèi)星向有線電視臺(tái)傳送4套加密電視節(jié)目。 1996年開場(chǎng)經(jīng)過衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視信號(hào)。衛(wèi)星既能發(fā)送模擬信號(hào)也能發(fā)送數(shù)字信號(hào)。目前，幾乎一切省市的電視臺(tái)都上了衛(wèi)星，發(fā)送的都是數(shù)字信號(hào)。 9第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 1998年9月，我國(guó)研制勝利第一套數(shù)字高明晰度電視系統(tǒng)，成為繼美國(guó)、歐洲和日本之后世界上第四個(gè)擁有數(shù)字高明晰度電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的國(guó)家。在9月8日至12日的5天時(shí)間里，中央電視塔利用這套系統(tǒng)試發(fā)射了數(shù)字電視節(jié)目。 10第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 從數(shù)字電視的開展趨勢(shì)來看，我國(guó)數(shù)字電視開展大致可分為三個(gè)階段。第一階段：

8、19982003年。 這一階段數(shù)字電視的有線廣播國(guó)家規(guī)范尚未完成，數(shù)字電視的產(chǎn)業(yè)鏈還無法構(gòu)成，不能夠進(jìn)展大規(guī)模的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化。 在這一階段，市場(chǎng)的熱點(diǎn)在于電視臺(tái)的設(shè)備更新與晉級(jí)，這是數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化的先行者。在SDTV規(guī)范明晰度數(shù)字電視制造播出設(shè)備大規(guī)模進(jìn)入電視臺(tái)的同時(shí)，HDTV高明晰度數(shù)字電視制造播出設(shè)備也開場(chǎng)進(jìn)入大型電視臺(tái)。 11第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視第二階段：20032005年。 我國(guó)主要城市的有線數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)化開場(chǎng)啟動(dòng)。主要城市中SDTV開場(chǎng)大規(guī)模的進(jìn)入家庭，普通模擬電視也可以經(jīng)過加裝機(jī)頂盒來實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的功能。在一些興隆地域，人們開場(chǎng)逐漸接觸HDTV。第三階段：2005202

9、1年。 我國(guó)主要城市將逐漸普及數(shù)字高明晰度電視的商業(yè)播出。城市中HDTV成為電視機(jī)產(chǎn)品消費(fèi)的主流。12第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 5.1.2 數(shù)字電視系統(tǒng)構(gòu)造 模擬電視最明顯的缺陷是在傳輸過程中圖像質(zhì)量的損傷， 由于信號(hào)的非線性失真積累使得圖像對(duì)比度會(huì)產(chǎn)生越來越大的畸變， 長(zhǎng)間隔傳輸后， 圖像的信噪比也會(huì)下降， 圖像的明晰度越來越低， 相位失真的累積也會(huì)使得圖像產(chǎn)生彩色失真、 鑲邊和重影。 13第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 模擬電視還有穩(wěn)定度差、 可靠性低、 調(diào)整不便、 集成、 自動(dòng)控制困難等缺陷。 數(shù)字電視從節(jié)目采集、 編輯制造到信號(hào)的發(fā)送、 傳輸和接納全部采用數(shù)字處置， 其中利用了先

10、進(jìn)的數(shù)字圖像緊縮技術(shù)、 數(shù)字信號(hào)糾錯(cuò)編碼技術(shù)、 高效的數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)等。 在處置、 傳輸過程中引入的噪波只需幅度不超越一定的門限都可以被去除掉， 即使有誤碼， 也可利用糾錯(cuò)技術(shù)糾正過來， 所以數(shù)字電視接納的圖像質(zhì)量較高。14第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 數(shù)字電視采用緊縮編碼技術(shù)， 在只能傳送一套模擬電視節(jié)目的頻帶內(nèi)傳送多套數(shù)字電視節(jié)目， 電視頻道數(shù)會(huì)相應(yīng)地迅速增多。 數(shù)字電視便于開展多種數(shù)字信息效力， 如數(shù)據(jù)廣播、 文字廣播等。 數(shù)字電視容易實(shí)現(xiàn)加密、 加擾， 便于開展各類收費(fèi)業(yè)務(wù)。 圖5-1是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖， 系統(tǒng)由信源編碼、 多路復(fù)用、 信道編碼、 調(diào)制、 信道和接納機(jī)六部分組

11、成。15第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視圖 5-1 數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖 16第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視5.2 現(xiàn)有的數(shù)字電視規(guī)范 目前數(shù)字電視廣播有三個(gè)相對(duì)成熟的規(guī)范制式： 歐洲的DVB(Digital Video Broadcasting)、 美國(guó)的ATSCAdvanced Television Systems Committee和日本的ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)。 17第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 歐洲的DVB制式運(yùn)用最廣泛、 最靈敏。 DVB制式主要包括數(shù)字衛(wèi)星電視(DVB-S)、 數(shù)字有線電視(DVB-C)和數(shù)字

12、地面廣播電視(DVB-T)三個(gè)規(guī)范， 這三個(gè)規(guī)范的信源編碼方式都是MPEG-2的復(fù)用數(shù)據(jù)包， 規(guī)定視頻采用MPEG-2編碼， 音頻采用MPEG-2第二層(MUSICAM)編碼規(guī)范。 DVB規(guī)范對(duì)于不同的傳輸媒體， 采用了不同的調(diào)制方式： DVB-S采用QPSK四相相移鍵控調(diào)制方式， DVB-C采用QAM正交幅度調(diào)制方式， DVB-T采用COFDM多載波頻分復(fù)用技術(shù)。 18第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 COFDM在抑制多徑傳輸干擾方面有著顯著的優(yōu)越性。 在傳輸比特率方面， DVB允許比特率可變， 對(duì)DVB-T而言， 在6 MHz的頻帶內(nèi)傳輸速率為3.723.8 Mb/s， 在8 MHz的頻帶內(nèi)

13、， 傳輸速率為4.931.7 Mb/s。 DVB-C和DVB-S已被世界各國(guó)采用。 19第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 ATSC規(guī)范視頻緊縮采用MPEG-2規(guī)范， 音頻緊縮采用ATSC規(guī)范A52(即杜比公司的AC-3)， 節(jié)目復(fù)用遵照MPEG-2規(guī)范， 能完成各種碼流的組合和調(diào)整。 地面電視廣播系統(tǒng)中， 采用網(wǎng)格編碼Trellis Code8電平殘留邊帶8-VSB調(diào)制方式， 在6 MHz的頻帶內(nèi)可傳送一路HDTV節(jié)目， 傳輸比特率為19.39 Mb/s； 有線電視網(wǎng)中采用16-VSB調(diào)制方式， 在6 MHz的頻帶內(nèi)可傳送兩路HDTV節(jié)目， 傳輸比特率為38.78 Mb/s。 20第五章 數(shù)字電

14、視與高明晰度電視 5.2.1 ATSC規(guī)范 1. 系統(tǒng) ATSC規(guī)范采用了ITU-R Tech Group 113(數(shù)字電視地面廣播方式)的方式， 由信源編碼和緊縮、 業(yè)務(wù)復(fù)用和傳送、 RF發(fā)送三個(gè)子系統(tǒng)組成， 信源編碼與緊縮用來得到視頻、 音頻和輔助數(shù)據(jù)流。 輔助數(shù)據(jù)(Ancillary data)是指控制數(shù)據(jù)、 條件接納控制數(shù)據(jù)和與視頻、 音頻節(jié)目有關(guān)的數(shù)據(jù)。 21第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 業(yè)務(wù)復(fù)用和傳送把視頻、 音頻和輔助數(shù)據(jù)流打成一致格式的數(shù)據(jù)包并合成一個(gè)數(shù)據(jù)流。 RF發(fā)送也稱為信道編碼和調(diào)制。 信道編碼的目的是從遭到傳輸損失的信號(hào)中恢復(fù)出原信號(hào)， 在地面?zhèn)鬏斨胁捎?VSB調(diào)制，

15、 在有線電視中采用16VSB調(diào)制。 22第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 5.2.2 DVB規(guī)范 1. DVB是一個(gè)完好的系統(tǒng) DVB是以歐洲為主， 世界上有200多個(gè)組織參與開發(fā)的工程。 DVB是一套完好的數(shù)字電視處理方案， 得到了廣泛的運(yùn)用。 DVB系統(tǒng)的主要規(guī)范有： DVB-S用于1112 GHz頻段的數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)， 適用于多種轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬與功率， 傳輸層的數(shù)據(jù)碼速率最大為38.1 Mb/s。 23第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 DVB-C用于8 MHz數(shù)字有線電視系統(tǒng)， 與DVB-S兼容， 傳輸層的數(shù)據(jù)碼速率最大為38.1 Mb/s。 DVB-T用于6、 7、 8 MHz地面數(shù)字電視系統(tǒng)，

16、 傳輸層的數(shù)據(jù)碼速率最大為24 Mb/s。 DVB-CS用于數(shù)字衛(wèi)星共用天線電視系統(tǒng)SMATV， 由DVB-C和DVB-S改動(dòng)得出， 效力于共用天線電視系統(tǒng)安裝。 24第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視DVB-SI業(yè)務(wù)效力信息系統(tǒng)， 可對(duì)DVB解碼器進(jìn)展設(shè)置。 DVB-TXT固定格式文本傳送規(guī)范。 DVB-CI用于條件接納及其他運(yùn)用的DVB通用接口。 DVB-DATA用于多媒體數(shù)據(jù)廣播的技術(shù)規(guī)范。 此外還有多種DVB回傳信道和網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)范。 25第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 5.2.3 ISDB-T規(guī)范 日本ISDB-T規(guī)范采用頻寬分段傳輸正交頻分復(fù)用調(diào)制方式(Bandwidth Segment

17、ed Transmission OFDM)。 該調(diào)制方式可以在6 MHz帶寬中傳送HDTV效力或多節(jié)目效力。 與DVB不同， ISDB-T規(guī)范將整個(gè)帶寬分割成一系列的頻率段稱為OFDM段。 ISDB-T提供了幾種調(diào)制方式的組合(DQPSK、QPSK、 16QAM、 64QAM)和內(nèi)編碼的編碼率(code rate)(12、 23、 34、 56、 78)。 這些參數(shù)對(duì)每個(gè)OFDM段可以獨(dú)立選擇。 26第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 ISDB-T的模擬帶寬有5.6 MHz(寬帶ISDB-T)和430 kHz (窄帶ISDB-T)兩種選擇， 寬帶ISDB-T由13個(gè)OFDM段組成， 可以分層傳輸，

18、 也就是說， 各個(gè)OFDM段可以具有不同的參數(shù)， 這樣就可以滿足綜合業(yè)務(wù)接納機(jī)的需求。 窄帶ISDB-T僅由一個(gè)OFDM段構(gòu)成， 適宜語音和數(shù)據(jù)廣播。 寬帶接納機(jī)可以接納窄帶信號(hào)， 窄帶接納機(jī)可以接納寬帶信號(hào)的中心頻率段。 27第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視5.3 高明晰度電視1、什么是高明晰度電視 國(guó)際無線電咨詢委員會(huì)CCIR為高明晰度電視下的定義是：“當(dāng)觀看間隔為屏幕高度三倍時(shí)，高明晰度電視機(jī)的垂直明晰度和程度明晰度應(yīng)是現(xiàn)行電視的兩倍以上，畫面的寬高比169， 配有多聲道優(yōu)質(zhì)伴音。 28第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 高明晰度電視(HDTV， High Definition Televis

19、ion)是指程度明晰度和垂直明晰度大約為目前模擬彩色電視系統(tǒng)的2倍， 寬高比為169的數(shù)字電視系統(tǒng)。 根據(jù)ITU的定義， 一個(gè)具有正常視覺的觀眾在間隔高明晰度電視機(jī)大約是顯示屏高度3倍的地方所看到的圖像質(zhì)量應(yīng)與觀看原景象或扮演時(shí)所得到的印象一樣。 29第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 規(guī)范明晰度電視(SDTV， Standard Definition Television)是指質(zhì)量相當(dāng)于目前模擬彩色電視系統(tǒng)(PAL、 NTSC、 SECAM)的數(shù)字電視系統(tǒng)， 也稱為常規(guī)電視系統(tǒng)。 其來源是ITU-R 601 規(guī)范的422的視頻， 經(jīng)過某些數(shù)據(jù)緊縮處置后所能到達(dá)的圖像質(zhì)量， 明晰度約為500電視野

20、。 30第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 目前，曾經(jīng)有一些國(guó)家按上述要求研制出高明晰度電視，其畫面明晰逼真，幾乎和35mm電影膠片的放映效果不相上下， 其伴音那么與激光唱機(jī)的音質(zhì)一樣。 高明晰度電視分為模擬HDTV系統(tǒng)和數(shù)字HDTV系統(tǒng)兩大類型。早期研制的HDTV屬模擬系統(tǒng)，而近期各國(guó)研制的HDTV那么趨向數(shù)字系統(tǒng)。31第五章 數(shù)字電視與高明晰度電視 作為世界科技前沿的美國(guó)，為了迎接高明晰度電視的挑戰(zhàn)，曾經(jīng)提出一個(gè)口號(hào)，要“經(jīng)過高明晰度電視發(fā)明一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。 日本、歐洲以及亞洲“四小龍的韓國(guó)、臺(tái)灣也紛紛斥巨資進(jìn)展開發(fā)和研討。在HDTV初創(chuàng)階段，日本人的技術(shù)曾一度領(lǐng)先。 1991年日本首先向市場(chǎng)投放了彩色高明晰度電視機(jī)，但價(jià)錢高達(dá)1萬美圓，而且他們的模擬圖像顯然不合多媒體潮流，市場(chǎng)反響平平。面對(duì)日本咄咄逼人的攻勢(shì)，西歐國(guó)家首先應(yīng)戰(zhàn)，推出了“尤里卡95方案。32第五