數(shù)字視音編解碼與電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用研究

李強(qiáng)

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)字視音的發(fā)展，其中，最主要的發(fā)展方向?yàn)槎嗝襟w音頻，主要包括數(shù)字視音編解碼和電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳輸技術(shù)等的快速發(fā)展，數(shù)字視音編解碼與電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸在后期的集成電路中得到了應(yīng)用，使高效壓縮和數(shù)字傳輸對(duì)音頻節(jié)目來(lái)說(shuō)不再是難題。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視音；計(jì)算機(jī)技術(shù)；傳輸技術(shù)；壓縮技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.130

就當(dāng)前而言，視頻節(jié)目正逐步趨向現(xiàn)代化，而且各方面的技術(shù)水平也有所提高，尤其是多媒體技術(shù)，隨著時(shí)代的進(jìn)步得到了不斷的發(fā)展。近幾年來(lái)，社會(huì)上不斷涌現(xiàn)出了數(shù)字壓縮技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、微電子技術(shù)、顯示技術(shù)、固體攝像技術(shù)、傳輸技術(shù)、記錄技術(shù)等高新技術(shù)。這些技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于數(shù)字視頻的傳輸以及電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用都有著十分重要的意義，使數(shù)字化傳輸最終得以實(shí)現(xiàn)。

1 數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)分析

信源編碼是指動(dòng)畫(huà)、符號(hào)、音頻等各種帶有編碼的數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，其是現(xiàn)代數(shù)字傳媒的基礎(chǔ)。一切事物都是依據(jù)基礎(chǔ)而存在的，所以不論是什么數(shù)據(jù)的傳輸處理，都要遵循這個(gè)原則，包括藍(lán)色激光磁盤(pán)機(jī)等一系列視聽(tīng)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品和多媒體通信產(chǎn)品。音頻和視頻的編碼與解碼不同于文本符號(hào)，二者的主要任務(wù)不一樣。以音頻數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻為例，其對(duì)內(nèi)存的要求很高，例如，4∶4∶4抽樣PAL彩色視頻的傳輸速度要求是普通傳輸?shù)?0倍，而一些藍(lán)光視頻的傳輸速度要求甚至達(dá)到了1 GB/s。常規(guī)的內(nèi)存?zhèn)鬏攲拵遣豢赡芡瓿蛇@種任務(wù)的。數(shù)字音頻和視頻信息主要用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，這就要求我們掌握更多的先進(jìn)壓縮技術(shù)。同時(shí)，還要考慮如何在保證質(zhì)量的同時(shí)，高效地壓縮這些文件。由于音頻數(shù)據(jù)量小于視頻數(shù)據(jù)量，所以壓縮對(duì)于整個(gè)文件來(lái)說(shuō)都是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。

就目前而言，為了保證壓縮的質(zhì)量和效率，市場(chǎng)上主要采用以下幾種壓縮技術(shù)：①無(wú)失真壓縮技術(shù)。這種壓縮算法主要是基于統(tǒng)計(jì)分析的最優(yōu)熵編碼，主要用于長(zhǎng)碼和可變長(zhǎng)度編碼技術(shù)。②有損壓縮技術(shù)。這種有損壓縮算法可以消除視頻信號(hào)的空間冗余和時(shí)間冗余，主要用于自適應(yīng)量化、幀插值、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償以及“Z”字形排序技術(shù)與DCT的變換。③頻帶壓縮技術(shù)。該技術(shù)主要是根據(jù)人眼對(duì)色彩敏感度高，但難以區(qū)分色差這一原理，對(duì)全分辨率Y像素值進(jìn)行采樣，形成CB和CR像素采樣的像素值的圖像編碼，以有效控制傳輸速度。利用視頻編碼技術(shù)將100 Mbps的圖像數(shù)據(jù)壓縮到2 Mbps，甚至更低水平，也可以正常使用。值得一提的是，最近幾年，半導(dǎo)體技術(shù)得到了很大的發(fā)展，ITU-T和MPEG音頻和視頻編解碼技術(shù)成為當(dāng)前市場(chǎng)上較為通用的兩種編解碼技術(shù)。ITU系列的優(yōu)勢(shì)在于可以較好地傳輸語(yǔ)音影評(píng)，有利于個(gè)人之間的交流，但流傳不是特別廣；MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)是目前市場(chǎng)上比較通用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，它的主要工作就是負(fù)責(zé)視頻和語(yǔ)音的傳輸、壓縮，功能比較全面。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)與263標(biāo)準(zhǔn)是該類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，也是最低要求。為了滿(mǎn)足先進(jìn)視頻壓縮技術(shù)的多樣化需求，2001 ISO和ITU形成了聯(lián)合視頻組（JVT），且在H.26L的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——H.264。JVT標(biāo)準(zhǔn)與之前的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別就在于JVT標(biāo)準(zhǔn)加入了正交變換等效果、4×4整數(shù)多方向空間預(yù)測(cè)技術(shù)以及其他一些操作手段。這有利于提高壓縮的速度和效率。就目前的情況來(lái)看，JVT標(biāo)準(zhǔn)能在保障視頻質(zhì)量的同時(shí)，使壓縮速度達(dá)到原來(lái)的2倍；同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，適用人群較廣。

2 數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)

地面、有線和衛(wèi)星是我們通俗意義上的數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)。其中，地面數(shù)字操作較為簡(jiǎn)單，就是在地面上建設(shè)高臺(tái)，發(fā)射信號(hào)。這樣，使用地面網(wǎng)絡(luò)的人們就可以接收到信號(hào)觀看視頻節(jié)目。這是最原始，也是最基礎(chǔ)的方式。有線電視傳播網(wǎng)絡(luò)則是利用光纖和其他枝干電纜為傳輸途徑來(lái)傳輸信息，這種技術(shù)在城市范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸取代了地面數(shù)字的地位。由于其方便操作、穩(wěn)定性較好，一般的用戶(hù)都會(huì)在電視機(jī)上安裝一個(gè)機(jī)頂盒用來(lái)接收信號(hào)。衛(wèi)星數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)就是我們平時(shí)常說(shuō)的衛(wèi)星電視，通過(guò)地面發(fā)射塔，將信號(hào)發(fā)射到幾萬(wàn)米的高空衛(wèi)星中，再利用同步衛(wèi)星將其發(fā)射到地面。這樣，地面用戶(hù)利用一個(gè)俗稱(chēng)“鍋蓋”的東西，就可以有效接收信號(hào)了。

3 我國(guó)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)

我國(guó)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)主要有：①保護(hù)間隔的-A填充技術(shù)。為了防止一些信息的紊亂，可在數(shù)字電視地面?zhèn)鬏斶^(guò)程中加入保護(hù)間隔。這樣，就能有效避免傳輸過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性。②聯(lián)合視頻組。③前向糾錯(cuò)編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯(cuò)技術(shù)。由于多載波技術(shù)相對(duì)于單載波技術(shù)來(lái)說(shuō)信噪較大，所以開(kāi)發(fā)出了這種系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)合處理信噪的技術(shù)，以有效減少多載波技術(shù)的系統(tǒng)信噪。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，各種信息傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，多媒體音頻技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳輸技術(shù)等的高速發(fā)展，數(shù)字視音編解碼與電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸變得成熟起來(lái)，所以，我們要對(duì)數(shù)字視音編解碼與電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行深入研究，促進(jìn)這些技術(shù)在數(shù)字視頻傳輸中的應(yīng)用。

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〔編輯：王霞〕