淺析數字化在廣播電視技術中的應用

張占紅

摘要：隨著科學技術的迅速發(fā)展，對于信號和設備的數字化成為設備或者行業(yè)發(fā)展的一種主流形勢，在市場的需求下，人們對視音頻信號的質量要求也越來越高，模擬電視的視音頻信號質量相可以達到標清標注，但是遠遠達不到人們的需求，現在電視信號質量普及高清標準，國家廣電總局也在大力推廣超高清標準的發(fā)展，很顯然模擬電視已經不能滿足人們的需求，視音頻數字化或者廣播電視數字化已經成為廣播電視的主要形式，本文主要分析一下數字技術在廣播電視中的應用。

關鍵詞：廣播電視，數字化

隨著科學技術和社會的發(fā)展，人們的對生活的要求也越來越高，在廣播電視方面，人們除了對終端設備的移動性和便捷性要求之外，對電視的內容也要有針對性的要求，對視音頻質量要求相對來說也是很高的，傳統(tǒng)的模擬電視達不到這樣的要求，因此數字電視、超高清電視等越來越容易被人們接受，那么數字電視的發(fā)展離不開視音頻信號的數字化、設備的數字化，現階段加強數字化技術在廣電行業(yè)中各層次中的應用，對數字化技術的更深層次的探索和研究，結合網絡化的設備和系統(tǒng)構成講成為廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

數字電視概念及系統(tǒng)組成

一、數字電視的概念

數字電視就是把視音頻信號和輔助信號進行數字編碼、傳輸，接收再傳輸到終端設備，在這整個過程中，數字技術是必不可少，從數字信號和模擬信號的特點上，我們很容易得到數字電視和模擬電視相比較，優(yōu)勢還是很明顯的，主要體現在：信號傳輸的質量更好，信號傳輸的效率更高，傳輸的內容更多，也可以對各種不同業(yè)務進行傳輸，同時為了滿足不同人群的需求，也可以根據不同的人群設定不同的內容進行傳輸。因此數字電視取代模擬電視是必然的。

二、數字電視系統(tǒng)的組成

數字電視系統(tǒng)根據其內容和要求，其組成主要包括以下幾個部分：

1.信源編碼：信源編碼是在不影響信號質量的前提下對信號進行數字化和壓縮，其中對模擬進行抽樣、量化、編碼這個過程我們成為數字化過程，但在數字化過程中要注意：抽樣時必須滿足抽樣定律，在視頻信號中我們一般對亮度信號采用13.5MHZ的抽樣頻率對信號進行抽樣，色差信號采用6.75MHZ的抽樣頻率對信號進行抽樣，對音頻信號采用48KHZ抽樣頻率對信號進行抽樣，抽樣完成之后，對視頻辛哈采用8位進行量化編碼，音頻根據清考采用16位、24位、32位等不同的位數對其進行量化編碼。對信號進行壓縮時，利用信號重建時保證信號的前提下，把不重要的或者不需要的信號進行刪除，視頻信號主要利用人眼對不同顏色的敏感度以及人眼看信號有短暫停留的特性，音頻信號主要利用人耳的聽覺特性來實現對信號的壓縮。

2.多路復用：多路復用是把信源編碼的數字信號或者說是節(jié)目信號以及需要增加輔助信號、業(yè)務信號進行復用，從而形成TS流信號進行信號的傳輸。

3.信道編碼：信道編碼是為了保證信號的傳輸質量對信號進行一系列的措施，廣播電視的信道編碼常用前向糾錯方式，包括：能量擴撒、RS編碼、交織和卷積編碼四個過程;

（1）能量擴散：是因為TS流信號中的能量主要集中的低頻范圍，為此在TS流信號中加入偽隨機的二進制序列，從而把能量搬移到整個頻譜范圍內，這個過程稱為能量擴散;

（2）RS編碼，是一種現行分組碼，為了增加信號在傳輸過中的糾錯能力的;

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

（4）卷積編碼：卷積編碼有三個作用，第一把原來的信號經過卷積編碼分成兩路信號為后面的調制做準備;第二是為了增強糾錯能力;第三對信號進行收縮，從而減少信息量。

4.調制技術：信號經過喲信道編碼之后具有很強的糾錯能力，但是信號需要發(fā)送出去，就需要滿足信號的要求，因此就要進行調制技術，在數字電視技術中一般采用多進制的正交調制技術，比如：16QAM，32QAM等調制技術。

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

三、數字化的特點

模擬信號經過數字化之后，其信號的形式等都發(fā)生了變化，但是其優(yōu)點是很明顯的。

1.抗干擾能力強：數字信號的傳輸形式只有高低電平，不存在中間項，因此在傳輸的過程中，信道的加性干擾對其的影響不是很大，因此其抗干擾能力明顯優(yōu)于模擬辛哈;

2.提高視音頻信號的質量：抗干擾能力強，在一定程度上增加了信號的質量，另外信號經過數字化時，抽樣頻率滿足奈奎斯特準則之后，信號可以無失真的進行傳輸，也可以通過增加抽樣頻率或者量化位數等參數來增加信號的編碼質量，從而達到提高信號質量的要求;

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

4.課傳輸的內容更多：通過數字化和信號復用之后，很多的增值業(yè)務也進行了傳輸，每位客戶可以根據自己的需求選擇不同的內容。

四、數字化在數字電視技術中的應用

視音頻信號經過壓縮編碼、復用、信道編碼、調制到發(fā)送。再經過接收端對信號進行接收、解碼到終端顯示，這中間數字化技術在每個階段都有使用，無論使用哪種數字技術都要考慮以下幾點因素：硬件事項的難易程度、數據存儲和傳輸的方便程度、信號質量

1.視頻數字化在數字電視中的應用

（1）視頻信號經過信源編碼，把模擬信號轉變?yōu)閿底中盘枺岣吡诵盘柕男?，保證了質量;

（2）在后期處理上，數字視頻比模擬視頻方便很多

2.音頻數字化在數字電視中的應用

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

（2）數字音頻在后期處理或者音頻制作上更具有優(yōu)勢

（3）數字音頻質量更好

3.數字調制技術在數字電視中的應用

（1）多進制調制技術可以提高信息速率

（2）多進制調制技術可以滿足不同信道的傳輸

（3）OFDM技術的發(fā)展可以很好的解決地面數字電視的多徑干擾

總之，在新時期下的廣播電視是離不開數字技術的，數字技術的發(fā)展推進廣播電視的發(fā)展，數字化技術對新媒體、融媒體、智慧廣電等的廣播電視發(fā)展有著至關重要的作用。