世界通信與信息技術的迅猛發展將引發整個電視廣播產業鏈的變革，數字電視是這一變革中的關鍵環節。伴隨著電視廣播的全面數字化，傳統的電視媒體將在技術、功能上逐步與信息、通信領域的其它手段相互融合，從而形成全新的、龐大的數字電視產業。這一新興產業已經引起廣泛的關注，各發達國家根據自己的國情，已分別制定出由模擬電視向數字電視過渡的方案和產業目標。數字電視被各國視為新世紀的戰略技術。數字電視成了繼電信引爆 IT 之后的又一大 “ 熱點 ” 。

　　一、什么是模擬信號，什么是數字信號

　　不同的數據必須轉換為相應的信號才能進行傳輸：分模擬信號與數字信號

　?。?）在模擬通信系統中，原始信號（在這兒是指聲音）被直接轉化成了電信號。模擬信號的特性與個常變量有關：信號的幅度和頻率。電信號的強度（幅度）隨聲音的大小而變化，而電信號的頻率隨聲音的音質或音調而改變。模擬信號指幅度的取值是連續的（幅值可由無限個數值表示）。時間上連續的模擬信號連續變化的圖像（電視、傳真）信號等。時間上離散的模擬信號是一種抽樣信號?；螂妷盒盘?（ 如電話傳輸中的音頻電壓信號 ） 來表示 。 例如電壓 5 伏到 100 伏之間。模擬信號 ” 可以簡單的說，信號的幅度（比如：電壓、電流、場強等）隨著時間連續變化的即為模擬信號，即信號在時間上沒有突變。

　?。?）數字信號指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個數值之內。二進制碼就是一種數字信號。二進制碼受噪聲的影響小，易于有數字電路進行處理，所以得到了廣泛的應用。

　　二、 什么是數字電視

　　數字電視（ Digital television， or DTV ）含義并不是指我們一般人家中的電視機，而是采用數字信號廣播圖像和聲音的新的電視系統， 它從節目采編、壓縮、傳輸到接收電視節目的全過程都采用數字信號處理。其具體傳輸過程是：由電視臺送出的圖像及聲音信號，經數字壓縮和數字調制后，形成數字電視信號，經過衛星、地面無線廣播或有線電纜等方式傳送，由數字電視接收后，通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出原來的圖像及伴音。因為全過程均采用數字技術處理，因此，信號損失小，接收效果好。

　　三、 數字電視與數字付費費電視的概念

　　數字付費電視 = 數字電視 + 付費電視

　　數字電視廣義上講是 “ 技術概念 ”

　　付費電視是 “ 商業概念 ”

　　正如一枚硬幣的正反面才組合成一個有效值。

　　四、數字電視與數字電視機關系

　　準確地說，數字電視是指用數字技術對電視信號進行處理、傳輸、存儲、記錄、接收及控制的系統。而數字電視機是指在不改變現行傳輸體制的前提下，對視頻信號和音頻信號進行數字處理的電視接收機。前者是指一整套系統，后者僅是一種設備，是前者的一個分支。

　　五、數字電視功能

　?。?） 娛樂功能：電影、體育、時裝、綜藝等娛樂節目豐富。

　?。?）學習功能：生動有趣的百科知識，純正地道的西方英語，必使您受益匪淺。

　　（3）炒股功能：實時接收股市信息和行情，令你炒股變得如此輕松。

　　（4）音頻廣播功能：真是難以置信，數字電視同樣可以播放出美妙動聽的音樂。

　　（5）信息服務功能：通過數字電視可以獲取許多你想要得到的信息，如天氣等。

　?。?）交互功能：通過交互功能，你可以實現準視頻點播等交互功能（擴展）。

　　（7）上網功能：不需要電話線，通過機頂盒就可以瀏覽 Internet （擴展）。

　　（8）遠程教育功能：只要開辟遠程教育課程，數字電視實現遠程教育易如反掌（擴展）。

　　六、模擬電視機與數字電視機參數區別（也就是說為什么會清晰）

　　目前電視按信號傳輸可以分為 CRT 模擬電視和數字電視兩大類，模擬電視載波傳輸的為模擬信號，可以達到 325 線，數字電視載波傳輸的為數字信號，可以達到 750 線。

　　按照發光原理的不同，可以分為背投、 DLP 光顯、等離子電視（ PDP ）和液晶電視（ LCD ）。 CRT 模擬電視包括球面電視、平面直角電視、純平電視，采用的是顯像管技術。

　　市場上的等離子電視、液晶電視、 DLP 光顯都是數字電視，而背投電視由于廠家不同，可能是數字電視也可能是模擬電視。液晶電視沒有輻射，安全系數高，外觀時尚。等離子電視的清晰度高，接口全，目前最為高檔。

　　數字電視分為高清晰度電視（ HDTV ）、增強清晰度電視（ EDTV ）和標準清晰度電視（ SDTV ）三大類。

　　高清晰度電視須至少 720 線逐行或 1080 線隔行掃描、屏幕寬高比應為 16 ： 9 、采用杜比數字音響、能將高 清晰格式轉化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號。

　　增強清晰度電視必須達到 480 線掃描，采用杜比數字音響。

　　標準清晰度電視的顯示掃描格式低于 480 線逐行掃描的標準。

　　而逐行掃描電視指的是一種技術，它是相對于隔行掃描而言的，逐行的技術多用于數字電視中。

　　七、什么是電視機的 “ 掃描線數 ” 什么是像素，什么是分辨率

　?。?） 視臺發射的電視信號中，（一場是 25 幅圖像）每秒鐘包含 25 幅完整的圖像，稱為 25 幀畫面。每幀圖像都是一行一行 “ 畫 ” 成的，技術術語叫做掃描。我們通常將電視從左至右的一次掃描稱為掃描了一線，而將完成一幅完整畫面所需要完成的所有掃描次數稱為線數，從某種意義上說 ， 它等于電視的垂直方向的像素數量，如播放一幅畫面的掃描次數越多，即線數越高，則掃描攜帶的信息量就越大，掃描出的畫面就越清晰，因此高清晰度電視要求高掃描的線數 。

　?。?）I 、英文為 Pixel ，又叫 Picture element 。數字圖象是由按一定間隔排列的亮度不同的像點構成的，形成像點的單位稱“像素”，也就是說，組成圖象的最小單位是像素，像素是圖象的最小因素。從計算機技術的角度來解釋，像素是硬件和軟件所能控制的最小單位。一幅圖像是由許多象素組成的。

　　像素 ”pix 實際上是投影光學上的名詞，一個像素的大小尺寸不太好衡量，其實它就是屏幕上的一個光點。在計算機顯示器和電視機的屏幕上都使用到像素作為它們的基本度量單位，分辨率越高，像素就越小，圖像越清晰。 （3） 我們通常所看到的分辨率都以乘法形式表現的，比如 1024*768 ，其中 “1024” 表示屏幕上水平方向顯示的點數， “768” 表示垂直方向的點數。顯而易見，所謂分辨率就是指畫面的解析度，由多少象素構成數值越大，圖像也就越清晰。分辨率不僅顯示尺寸有關，還要受顯像管點距、視頻帶寬等因素的影響。

　　點距（ Dot Pitch ）是指屏幕上兩個相鄰熒光點的距離，點距越小，顯示器顯示圖形越清晰。我們可以通過點距直接計算顯示器的最大分辨率：用顯示區域的寬和高分別除以點距，即得到顯示器在垂直和水平方向最高可以顯示的點數。以 1024*768 為例，它在水平方向最多可以顯示 1024 個點，在豎直方向最多可顯示768個點，因此極限分辨率為1024*768。超過這個模式，屏幕上的相鄰象素會互相干擾，反而使圖象變動模糊不清。目前高清晰大屏幕顯示器通常采用0.24mm、0.25mm的點距，某些產品甚至達到0.21mm;

　　場頻（Vertical Scanning Frequency） 場頻又稱為 “ 垂直掃描頻率 ” ，指每秒鐘屏幕刷新的次數，以 Hz （赫茲）為單位。注意，這里的所謂 “ 刷新次數 ” 和我們通常在描述游戲速度時常說的 “ 畫面幀數 ” 是兩個截然不同的概念：后者指經電腦處理的動態圖象每秒鐘顯示顯管電子槍的掃描頻率：熒光屏上涂的是中短余輝熒光材料，否則會導致圖像變化時前面圖象的殘影滯留在屏幕上，但如此一來，就要求電子槍不斷的發復 “ 點亮 ” 、 “ 熄滅 ” 熒光點。這種更新每秒鐘進行的次靈敏就是電子槍的掃描頻率，即 “ 垂直掃描頻率 ” 。它與圖像內容的變化沒有任何關系，即便屏幕上顯示的是靜止圖像，電子槍也照常更新。掃描頻率過低會導致屏幕有明顯的閃爍感，即穩定性差，容易造成眼鏡疲勞。早期顯示器通常支持 60Hz 的掃描頻率，但是不久以后的調查表明，仍然有 5% 的人在這種模式下感到閃爍，因此 VESA 組織于 97 年對其進行修正，規定 85Hz 逐行掃描為無閃爍的標準場頻。

　　行頻（ Horizontal Scanning Frequency ） 行頻又稱為 “ 水平掃描頻率 ” 指電子槍每秒在熒光屏上掃描過的水平線數量，等于 “ 垂直分辨率 x 場頻 ” （畫面刷新次數）。顯而易見，行頻是一個綜合分辨率和場的參數，它越大就意味著顯示器可以提供的分辨率越高，穩定性越好。以 Windows 應用來看，我們至少需要 800x600 的分辨率，和 85Hz 的場頻，因此顯示器的行頻至少應為 “600x85=51KHz” 。（注意場頻的單位是 KHz， 千赫）

　　視頻帶寬 （Band Width） 視頻帶寬是指每秒鐘電子槍掃描過的總象素，等于 “ 水平分辨率 x 垂直分辨率 x 場頻（畫面刷新次數） ” 。與行頻相比，帶寬更具有綜合性也就更直接的反應顯示器性能。但通過上述公式計算出的水平帶寬只是理論值，在實際應用中，為了避免圖像邊緣故的信號衰減，保持圖像四周清晰，電子槍的掃描能力需要大于分辨率尺寸，水平方向通常要大 25% ，垂直方向要大 8% ，所以實際視頻帶寬的計算公式為 “ 水平分辨率 x125%x 垂直分辨率 x108%”， 即 “ 行幀 x135% 。仍然以上面的標準為例 ： 800x600x85Hz 圖像模式， 實際帶寬為 “800x600x85x135%=55.1MHz” 。（帶寬采用的單位為 MHz， 兆赫）

　　八、 數字電視的基本原理

　　在傳統的模擬電視中，模擬全電視信號通過調制在無線電射頻載波上發送出去。廣播信道可以是地面廣播、有線電視網或衛星廣播。數字電視則是將電視信號進行數字化采樣，其信號的數據率是很高的，演播室質量的數字化電視信號的數據率在 200Mbps 。要在原模擬電視頻道帶寬內傳輸如此高速率的數字信號是不可能的，因此，必須發展數據壓縮技術。 （1. 意思是說在原來的 8M 帶寬上傳送大數據率的數字信號是不可能是，必須采用壓縮技術 2. 現在數字電視在原模擬 8M 帶寬上要傳送 6—9 套節目，所以必須采用壓縮技術）

　　實現數據壓縮技術方法有兩種：一種是信源、第二種是信道也可以說傳輸技術

　　信源編碼過程中進行壓縮，利用人類聽覺視覺效應去除信號中的多余成分，在不影響收聽收看效果的前提下盡量壓縮數據率 ; 二是改進信道編碼，發展新的數字調制技術，提高單位頻寬數據傳送速率。

　　什么是信源：

　　國際上對數字圖像編碼曾制訂了三種標準，分別是主要用于電視會議的 H.261 、主要用于靜止圖像的 JPMG 標準和主要用于連續圖像的 MPEG 標準。

　　簡單的說就是節目源，信源要解決的問題就是數字音視頻海量數據編碼壓縮問題，故也稱數字音視頻編碼解碼技術 l 信源的編碼方面有兩項國際標準： MPEG-1 MPEG2 （ 就是壓縮解壓縮標準 ） 信源編碼是把節目源的模擬圖聲信號變為數字信號，再經過 MPEG-2 壓縮編碼，形成數字信號源，并根據多個節目傳輸的要求，編為復用碼流。 MPEG-2 是未來的廣播電視數字壓縮的國際標準。采用不同的層和級組合即可滿足從家庭質量到廣播級質量以及將要播出的高清晰度電視質量不同的要求，其應用面很廣。從進入家庭的DVD到衛星電視、廣播電視微波傳輸都采用了這一標準。

　　什么是信道：

　　信道技術即可說是傳輸技術（包括射頻、調制解調技術）數字電視方可接收，解決人在不同的傳輸物理介質上傳輸數字信號的問題。目前，數字電視的傳輸途徑可分為三種：數字衛星電視、數字有線電視和數字地面開路電視。這三種數字電視的信源編碼方式相同，都是 MPEG-2 的復用數據包，但由于它們的傳輸途徑不同，它們的信道編碼也采用了不同的調制方式。

　　九、數字電視傳輸方式 識別模擬與數字電視

　　［QAM］ 正交振幅調制、調制頻率高，要求傳送途徑的信噪比高，適合有線電視電纜傳輸

　?。跶PSK］ 鍵控移相調制、調制效率高，要求傳送途徑信噪比低，適合衛星廣播

　?。踁SB］ 殘留邊帶調制、抗多徑傳播效應好（即消除重影效果好）適合地面廣播。

　　［COFDM］ 編碼正交頻分調制、抗多徑傳播效應和同頻干擾好、適合地面廣播。

　　CRT 模擬電視　DTV 數字電視 　LCD 液晶 　PDP 等離子

　　十、數字電視分類

　?。?）按信號傳輸方式分類：可分為地面無線傳輸 （ 地面數字電視 ） 、衛星傳輸 （ 衛星數字電視 ） 、有線傳輸 （ 有線數字電視 ） 三類。

　　（2）按產品類型分類：可分為數字電視顯示器、數字電視機頂盒、一體化數字電視接收機。

　　（3）按清晰度分類：可分為：SDTV 低清晰度數字電視 （ 圖像水平清晰度低于 480 線 ） 、

　　EDTV 標準清晰度數字電視 （ 圖像水平清晰度大于 480 線 ）、HDTV 高清晰度數字電視 （ 圖像水平清晰度大于 800 線，即 HDTV） 。

　?。?）按顯示屏幕幅型分類：可分為 4 ： 3 幅型比和 16 ： 9 幅型比兩種類型。 5. 按掃描線數 （ 顯示格式 ） 分類：可分為 HDTV 掃描線數 （ 大于 1000 線 ） 和 SDTV 掃描線數 （600 ～ 800 線 ） 等。

　?。?）數字電視 1080i 和 720p 之間的區別： 1080i 是隔行持描，雖然訕面上已達 1000 線，但一幅畫面分兩次掃描奇偶數，所以一次掃描 500 線 /720p 是逐行掃描可以達到 720 線。

　　十一、 與傳統的模擬電視相比，數字電視有哪些優勢？（直觀上看的優勢）

　?。? ）高清晰度的電視畫面：清晰度可與 DVD 相媲美。

　　（2 ）優質的音響效果：采用了數字技術，使得數字電視的伴音更趨逼真。

　　（3 ）內容豐富：節目套數增多。

　　（4 ）便捷的節目指南：電子節目指南方便快速找到自己喜歡的頻道。

　?。? ）抗干擾能力強：數字電視受其他電器的干擾很小，因此畫面穩定。

　?。? ）擴展功能多：機頂盒除了一些基本功能外，還具有上網、點播等功能。

　　十二、 數字電視的優點（技術上比較）

　　數字電視技術與原有的模擬電視技術相比，有如下優點：

　　（1）信號雜波比和連續處理的次數無關。電視信號經過數字化后是用若干位二進制的兩個電平來表示，因而在連續處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過某一額定電平，通過數字信號再生，都可能把它清除掉，即使某一雜波電平超過額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯編、解碼技術把它們糾正過來。所以，在數字信號傳輸過程中，不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中，每次都可能引入新的雜波，為了保證最終輸出有足夠的信雜比，就必須對各種處理設備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求 S/N 》 40dB ，而數字信號只要求 S/N 》 20dB 。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累，而數字信號在傳輸過程中，基本上不產生新的噪聲，也即信雜比基本不變。

　　（2） 可避免系統的非線性失真的影響。而在模擬系統中，非線性失真會造成圖像的明顯損傷。

　　（3） 數字設備輸出信號穩定可靠。因數字信號只有 “0” 、 “l” 兩個電平， “l” 電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能 識別出是 “l” 電平就可，大一點、小一點無關緊要。

　?。?） 易于實現信號的存儲，而且存儲時間與信號的特性無關。近年來，大規模集成電路 （ 半導體存儲器 ） 的發展，可 以存儲多幀的電視信號，從而完成用模擬技術不可能達到的處理功能。例如，幀存儲器可用來實現幀同步和制式轉換等處理 ， 獲得各種新的電視圖像特技效果。

　?。?） 可以與計算機 “ 融合 ” 而構成一類多媒體計算機系統，成為未來 “ 國家信息基礎設施 ”（NII） 的重要組成部分。

　?。?） 數字技術可實現時分多路，充分利用信道容量，利用數字電視信號中行、場消隱時間，可實現文字多工廣播 （Teletext） 。

　?。?） 壓縮后的數字電視信號經數字調制后，可進行開路廣播，在設計的服務區內 （ 地面廣播 ） ，觀眾將以極大的概率實現 “ 無差錯接收 ”（ 發 “0” 收 “0” ，發 “ l” 收 “l”） ，收看到的電視圖像及聲音質量非常接近演播室質量。

　?。?） 可以合理地利用各種類型的頻譜資源。以地面廣播而言，數字電視可以啟用模擬電視 ？quot; 禁用頻道 “（taboo channel） ，而且在今后能夠采用 ” 單頻率網絡 “（single frequency network） 技術，例如 l 套電視節目僅占用同 1 個數字電視頻道而覆蓋全國。此外，現有的 6MHz 模擬電視頻道，可用于傳輸 l 套數字高清晰度電視節目或者 4-6 套質量較高的數字常規電視節目，或者 16-24 套與家用 VHS 錄像機質量相當的數字電視節目。

　?。?） 在同步轉移模式 （STM） 的通信網絡中，可實現多種業務的 ” 動態組合 “（dynamic combination） 。 例如，在數字高清晰度電視節目中，經常會出現圖像細節較少的時刻。這時由于壓縮后的圖像數據量較少，便可插入其它業務 （ 如電視節目指南、傳真、電子游戲軟件等 ） ，而不必插入大量沒有意義的 ” 填充比特 “ 。

　?。?0） 很容易實現加密/解密和加擾/解擾技術，便于專業應用 （ 包括軍用 ） 以及廣播應用 （ 特別是開展各類收費業務 ） 。 （ll） 具有可擴展性、可分級性和互操作性，便于在各類通信信道特別是異步轉移模式 （ATM） 的網 絡中傳輸，也便于與計算機網絡聯通。

　　13 、數字電視各國家用的標準

　?。?1 ）美國在發展高清晰度電視時首先考慮的是如何通過地面廣播網進行傳播，并提出了以數字高清晰度電視為基礎的標準 -ATSC. 美國 HDTV 地面廣播頻道的帶寬為 6MHZ ，調制采用 8VSB 。預計美國的衛星廣播電視會采用 QPSK 調制，電纜電視會采用 QAM 或 VSB 調制。

　　（ 2 ）日本數字電視首先考慮的是衛星信道，采用 QPSK 調制。并在 1999 年發布了數字電視的標準 --ISDB 。

　?。?3 ）歐洲數字電視首先考慮的是衛星信道， 8M 帶寬

　　數字電視地面廣播 （DVB-T） 地面廣播數字電視采用 COFDM 調制、

　　數字電視衛星廣播 （DVB-S） 采用 QPSK 調制

　　數字電視有線廣播 （DVB-C） 電纜數字電視采用 QAM 調制。

　　（ 4 ）我國數字電視標準是移植歐洲數字廣播標準 DVB 由（ ISO/ICE 13818 描述）基礎上制定的（我國電視標準中最后的懸念數字電視地面廣播傳輸標準和數字有線廣播久拖未決）有線傳輸2000年前后形成國內市場，由于當時我國未能開發出成熟的、可以產業化的技術，無力制定自己的標準，國家廣電總局遂將歐洲有線傳輸DVB-C確定為行業標準并開始試用。僅3年時間，歐洲DVB-C標準迅速覆蓋國內主要城市，客觀上已成為有線傳輸的 “ 事實標準 ” 。

　　數字電視地面廣播（研究階段）

　　數字電視衛星廣播 （DVB-S） 采用 OPSK 調制

　　數字電視有線廣播 （ DVB-C ） 采用 QAM 調制（試用）

　　14、數字電視技術介紹

　　從整個電視系統來說，發展數字電視可以分兩步走

　?。╨） 局部設備數字化。

　　發送端：即攝像機輸出為模擬信號，經模擬、數字轉換 （A/D） 變成數字信號，在演播室的數字設備中進行處理，如數字特技處理等，處理完后，又轉換成 （D/A） 模擬信號，再用電視發射機發射。

　　接收端：收到信號以后，檢波成視頻信號，再經 A/D 變換成 0 數字信號，在接收機中進行數字處理 （ 如數字降噪、數字輪廓校正、數字去重影、畫中畫等 ） ，再由 D/A 變換在顯像管上顯示出高度清晰、噪聲很小的鮮艷圖像

　　（2） 全系統實現數字化，即把要發送圖像直接變換成數字信號，經編碼壓縮再變換成適合于傳輸的碼型，在數字微波、數字光纖信道上傳輸，在接收端再將所收到的數據恢復成電視圖像，在通道的所有環節上電視信號都是以數字形式傳送的。圖 l-l 為演播室數字處理框圖。信號源為彩色攝像機送出 R 、 G 、 B 信號后，均經 A/D 變換成數字視頻信號送至節目制作單元同時還有數字錄像機、數字特技以及數字制式轉換器送來的信號均送入節目制作單元中，經節目制作以后的信號，再送至 D/A 變換器中，變成模擬信號，然后送往電視發射機。

　　發端由攝像機產生彩色電視圖像，經 A/D 變換后，變為數字視頻信號送入信源編碼中。信源編碼承擔著圖像數據壓縮功能，它去掉信號中的冗余部分，使傳輸碼率降低。經信源編碼后的圖像信號送入多路復用器中與數字音頻信號進行多路復用，然后送入信道編碼器，信道編碼即為糾錯編碼，提高信號在傳輸中的抗干擾能力。這是因為數據碼流經長距離傳輸后不可避免地會引入噪聲而發生誤碼。因此，加入糾錯碼以提高其抗干擾能力。經糾錯編碼后的信號送入輸出接口電路。輸出接口電路起碼型變換作用，即把單極性碼變成有利于傳輸的雙極性碼。遠距離傳輸時，可以采用數字微波線路，也可以采用數字光纖線路，以接力傳輸方式，站與站的距離可達 50 公里。收端的過程與發端相反，接收端收下信號后，輸入接口電路把雙極性信號變為單極性信號，再送入信道解碼中，在信道解碼中可糾正由傳輸所造成的誤碼，然后信號送入解多路復用，再分別送入視頻、音頻處理電路中，還原成模擬的視頻、音頻信號。

　　電視接收天線接收下來的信號經高頻通道、中頻放大，然后，送至視頻檢波得到模擬信號。再經 A/D 變換，變為數字信號，送入數字處理器中，進行數字降噪、數字輪廓校正、數字去重影、行頻加倍、去閃爍處理、畫中畫處理等，最后送入 D/A 變換器中，變成模擬信號供顯象管顯示。電視發射高頻部分和電視接收高頻通道部分均為模擬系統，這是因為在接近 1000MHz 頻率要實現數字化 ， 就目前的技術水平不可能完成。

　　目前我們說的數字電視通常指的是標準清晰度。目前各網絡公司的數字前端都是標清的。只有少數幾家數字前端采用高清制作，但我們接收到的數字信號經機頂盒轉換又變成模擬信號進入電視機。