数字电视技术

●数字技术●数字技术与应用I数字电视技术An Introduction to the Digital T elevision Technology于杰杨红蕾(天津市电视技术研究所天津 300191)[摘要]本文介绍了数字电视的概念、特点及优点，阑述了数字电视的技术分类，标准、现状以及发展情况。[关键词]数字电视模拟电视 编码调制标准[中图分类号]TN94[文献标识码]A[文章编号1]1007-9416 (2009) 08-0017-03数字电枧概念(3)可以实现移动接收、便携接收及各行交互式的多功能应用，如互联网接入，1.1数字电枧是电视数字化和网络化种数据增值业务，实现视频点播等各种互远程教学、 远程医疗、电子邮件、计算机后的产物动电视业务，实现加密/解密和加扰/解联网、 数据通讯、家庭保安监控等多媒体.数字电视是一个系统，是指从电视节扰功能，保证通信的隐秘性及收费业务。信息服务。目采集、制作、编辑、播出、传输、用户(4)系统采用了开放的中间件技术，能1.4数字电视的弱点端接收、显示等全过程的数字化，换句话实现各种交互式应用，可与计算机网络及数字电视并不是完美无缺的，它同样说就是系统所有过程信号全是由0、1组成互联网等的互通互连。存在着一些弱点。例如在取样的过程、量的数字流。(5)易于实现信号存储，而且存储时间化误差、 压缩编码所带来的信号损伤，在数字电视已不仅仅是传统意义上的电与信号的特性无关， 易于开展多种增值业节目制作及 传输过程中贯通延迟。有些损视，而是能提供包括图像、数据、语音等务。伤可以修复，并不影响图像的最终质量，全方位的服务，是3C融合的一个典范，是(6)由于保留了现有模拟电视枧频格而有 些损伤只能通过一些补偿措施削弱它计算机、传输平台、消费电子三个环节的式，用户端仅需加装数字电视机顶盒即可的影响， 但这并不能影响电枧领域向数字聚焦点。接收数字电视节目，利于系统的平稳过化的转变。与电视信号数字化后所带来的1.2 数字电视的优势渡，减少消费者的经济负担。好处相比，这些影响往往会被忽略。(1)现有模拟电视频道带宽为8MHz,1.3数字电视的应用范围2数字电视分类只能传送一套普通的模拟电视节目。采用(1)基本业务:只要节目源许可，用户2.1 信号传输方式数字电视后一个频道内就传送1-8套数可以收看数百套数字电视节目， 以及几十按信号传输方式可分为:地面无线传字电视节目(随着编码技术的改进，传送套调频广播节目和数字音频广播(DAB)节输数字电视 (地面数字电视) 卫星传输数数量还会进一步提高)，电视频道利用率目。字电视(卫星数字电视) 有线传输数字电大大提高。(2)扩展业务:可提供如图文电视、电视(有 线数字电视)。(2)清晰度高、音频效果好、抗干扰能视会议、数据信息广播、加密电视、视频2.2按图像清晰度可分为三大类力强。在同样覆盖范围内，数字电视的发点播等。(1)数字高清晰度电视(HDTV)错至少射功率要比模拟电视小一个数量级。.(3)增值业务:可通过双向传输系统进720线逐行 或1080线隔行扫描、屏幕宽高级别的系统操作员，4.7车辆出入管理时进行车辆登记、发卡、还卡工作。消费员管理，可任意添加和删除消费车辆出入管理系统可以对进出企业的系统可以在每个厂区大门口安装道员，发行、回收消费员操作卡，便于管理车辆进行有效的控制管理，可以实现本企闸， 设置远距离读卡设备，当在有效距离和维护。业车辆、外来车辆的控制管理，可完成车系统识别为长效卡时， 自动开启逍闸放设备管理:对系统中使用的设备建立辆出入的自动控制，出入车辆图像的自动行， 当在有效距离无法识别时，系统判断档案，以便维护和管理:对比，数据灵活的统计分析提供管理者决为访客， 进行人员和车辆登记并发卡。司消费模式设置:可设置多种消费模策参考等功能。机持卡后刷卡，系统摄像机自动抓拍图式:计算模式、定额模式、编号模式、限系统由ID卡、读卡器、道闸、发卡器、像，挡车臂自动升起，同时记录进厂时间;额限次模式、密码消费模式、限时模式等，感应线圈、车辆管理软件等组成。车辆驶过挡车器后，挡车臂自动关闭，访还有记账、记次、限次等高级功能可以进根据企业进出车辆实际情况，车辆使客持有临时卡，从相应出口离开厂区时，行组合使用.用的卡分为两种:系统识别卡片信息，同时由管理软件判断数据汇总:可查询、打印任意时段的临时卡:用于临时出入的车辆，如内卡片是否有效， 并自动调出图像由保安人多种统计数据、汇总表。部职员私车、外来访客车、送货车辆;员进行图像对比，并提示办理访客人员的“专款专用”管理:根据企业各级管理长效卡:用于公司内部的车辆，卡与返卡事宜， 待确定无误后放行。部门分级管理的特殊性，各子消费系统及车辆一一对应。中国煤化工r中，主要有以上几个功能终端设备具备其管理范围内的消费数据的为方便管理，系统可以把当然还有一些其它功显示、汇总功能。个保安室或服务台为访客管理YHC NMH G.电梯层控管理、通動及消费限额设置:可设置单次消费最高访客管理系统在同一处)，并规定外来访车载数据管理等功能，此处不在详述。额，超过该额度需输入密码。客均在此处办理登记、发卡、还卡工作。同数字技术与应用7数字技术与应用数字技术●比应为16: 9.采用杜比数字音响，能将高美国、欧洲、日本数字电视的制式、标准DVB-NIP. DVB-R. CC和DVB-R. CT.清晰格式转化为其他格式并能接收并显示不统一，主要是指在该方面的不同。(4)DVB条件接收及接口标准:条件接较低格式的信号，图像质量可达到或接近4数字电枧标准收是付费电视广播的基本部分。DVB数字35mm宽银幕电影的水平。数字电视标准是指数字电视采用的视广 播系统与其他电信网络(如SDH、ATM(2)数字标准清晰度电视(SDTV)必须音频采样、压缩格式、传输方式和服务信等)连接， 可实现DVB向电信网络的过渡。达到480线逐行扫描，能将720逐行、1080息格式等的规定。目前投入使用的有三种标准包括: DVB-C11 DVB-PDH, DVB-隔行等格式变为480逐行输出，采用杜比美国的ATSC(先进电视系统委员会)欧洲SDH，DVB- ATM. DVB-PI和DVB-数字音响。对应现有电视的分辨率，其图的DVB(数字视频广播)日本的ISDB(综合IRDI。像质量为演播室水平。服务数字广播)。每一种标准对于信源的DVB成员已经达到265个(来自35个国(3)数字普通清晰度电视(LDTV)显示处理、画面格式及传输方式等方面均有一家和地区)，主要集中在歌洲并遍及世界扫描格式低于标准清晰度电视，即低于些差别。 每一种数字电视标准又可分为卫各地， 我国的广播科学研究院和TCL电子480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的星传输、电缆传输和地面传输方式。集团也在其中。4.1美国ATSC标准4.3日本ISDB标准2.3 按照产 品类型可分为ATSC标准由四个层级组成，最高为日本数字电视首先考虑的是卫星信数字电视显示器、数字电视机顶盒和.图像层，确定图像的形式，包括象索阵列、道，采用QPSK调制。并在1999年发布了一体化数字电视接收机;幅型比和帧频。接着是图像压编层。再下数字电视的标准--ISDB. ISDB 是日本的2.4按显示屏幕 幅型比分类来是系统复用层，特定的数据被纳人不同DIBEG(数字广 播专家组)制订的数字广播.数字电视可分为4: 3和16: 9幅型比的压缩包中。最后是传输层，确定数据传系统标准，它利用一种已经标准化的复用两种类型。输的调制和信道编码方案。下面两层共同方案在一个普通的传输信道上发送各种不数字电枧技术承担普通数据的传输。上面两层确定在普同种类的信号，同时已经复用的信号也可实现数字电视的关键技术:通数据传输基础上运行的特定配置，如以通过各种不同的传输信逍发送出去。3.1信源编解码技术HDTV或SDTV,还确定ATSC标准支持的ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点，数字电视的信源(视频、音频)编解码具体图像格式。可以灵活地集成和发送多节目的电枧和其技术在1920x1080显示格式下，数字化后另外，ATSC 还开发并通过了可为采它数据业务。信号的数码率在传输中高达995Mbit/s,用50Hz帧频的国家使用的另行标准。ISDB筹划指导委员会委员17个，其他这比现行模拟电视的传输信息量大得多，ATSC成员30个，其中有美国国内成成员23个， 其成员均为日本国内电子公司.因此必须去除图像信号中的多余信息，将员20个、来自阿根延、法国、韩国等7个和广播ISDB标准定义的画面格式三种数数码率压缩到能在一个8MHz模拟电视信国家的成员10个，中国的广播科学研究院字电 视标准对比机构。道中传送。视频编码技术主要功能是完成也参加了ATSC组织。4.4三种数字电视标准的对比图像的压缩，使数字电视的信号传输量由4.2 欧洲DVB标准无论哪一种制式，它们的视频压缩技995Mbit / s减少为20Mit/ s~ 30Mbit / s。支持室内接收、移动接收等需求，包术都采用 了MPEG-2标准，但是由于美国国际组织巳经制定了对图像进行压缩编码括4个系统。和欧洲等在模拟电视的制式的差别，为了的标准有JPEG(静态图像压缩编码标准)、(1)DVB传输系统:涉及卫星、有线电兼容性，它们的视频采样格式也存在差MPEG-2(运动图像压缩编码标准)等。音视，地面、SMATV. MMDS等所有传输媒别， 主要体现在行和列的分辨率及场频频编解码主要功能是完成南音信息的压.体，等缩。对伴音进行压缩编码标准有MPEG伴DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星在数字电视信号的传输中，卫星传输音压缩编码标准、AC-3等。传输具有覆盖面广、节目容量大等特点，一般采用QPSK调制技术，电缆传输一般.2数字电枧的复用系统DVB-C数字有线电视广播系统标准。采用 QAM调制技术，但地面传输采用的.数字电视的复用系统从发送端信息的系统前端可从卫星和地面发射获得信号:技术则在不同的制式中存在很大差别，如流向来看，它将视频、音频、辅助数据等pWB-T数字地面电视广播系统标准。美国的 ATSC采用的是VSB调制技术，而编码器送来的数据比特流，经处理复合成本地区覆盖最好。传输质量高，但接收费欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调单路串行的比特流，送给信遭编码及调用也高，制技术。制。接受端与此过程相反。在HDTV复用DVB-SMATV是数字卫星共用天线电ATSc ATV 优点:频谱效率高、功率传输标准方面，美园、欧洲、日本都采用视(SMATV)广播系统标准;峰均比低，明显地减少了脉冲干扰。可将了MPEG-2标准。DVB-MS高于10GHz的数字广播与原模拟NTSC信号的同频和邻频干扰减3.3数字电视的信道编解码及调制解调MMDS分配系统标准;至最小。缺点是不能抵抗多轻干扰，不支为了提高传输的频带利用率，通过调.DVB-MC低于10GHz的数字广播持移动接收。制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发MMDS分配系统标准。DVB-T优点:在基于大量小功率，工射做好准备。数字电视采用多进制调制方(2) DVB 基带附加信息系统:可传送作在同一频道的众多发射机，每一个均覆法，例如:残留边带调制(VSB);正交振幅接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图.盖一个较小的区域的这样一种单频网络来调制(QAM),四相相移键控调制(QPSK),差标等信息;说，DVB是三种标准数字地面广播系统的动四相相移键控调制(DQPSK)编码正交DVB-SI数字广播业务信息系统标准比较最佳选择。同时提供了良好的移动接频分复用调制(COFDM)等。DVB-TXT数字图文广中国煤化工其载/噪比低于8-VBS,为了提高数字电视传输的可靠性，通用于固定格式图文电视的传二的有效传输距离，对来自过纠错编码、网格编码、均衡等技术，提DVB- -SUB为数字广播字MHCN MH G扰较敏感，较高的峰/均高信号的抗干扰能力，方法如:里德一索用于字幕及图标的传送。值比，并且需要较高功率的发射机，保护罗门码、卷积码、交织、格状编码调制等。(3)DVB交互业务服务:对应标准有:间隔降低了 频谱效率并明显减少带宽的比势务薮搪应用●数字技术●数字技术与应用对于IP监控系统发展的分析Analysis Of IP CCTV Development许毅(天津市中环系统工程有限责任公司天津300060)[摘 要]本文对电视监控系统发展的趋势进行了一定的分析，同时阐述了监控系统IP化的主要因素。[关键词]监控系统IP 发展趋势 分析[中图分类号}]T931[文献标识码]A[文章编号1007-9416 (2009) 08-0019-02近年来，随着IP网络的大范围普及，以监控的范围多为一个小范围区城，如楼宇构等，都决定了它们无法胜任。人们不得及计算机、网络以及图像处理.传输技术内、园区或路段，监控点数量为几十个。但不借助网络通信技术。IP网络技术最成的飞速发展，IP视频监控技术也有长足的是 随着经济的发展和人们对安全的需求不熟、 标准化最完善、部署最广泛，无疑成发展，基于网络的IP监控系统逐步成为监断提升，现在监控范围已经扩展至整个城为大范围监控覆盖的最佳选择，控系统的主流。市范围，甚至是跨地域监控，同时监控点最终雅典奥运会采用了全IP的监控系IP视频监控市场的发展吸引了众多厂的数量也急剧上升，可能是几百，甚至几统。商进入该领域，一方面，Pelco. Indigo.千上万个。如雅典奥运会的安防监控系其次，监控的应用在不断深化:监控Bosch. Verint 等传统的安防监控厂商开始统， 整个系统遍布雅典城市的各个区域，系统发展今天， 人们对图像的应用已经不推出各自的IP监控方案，另一方面Cisco.同时对近50个大型场所进行监控防范，同仅仅是简单看的要求，还存在存储和计算Alcatel.中兴等通信厂商紛纷进入视频监时还有城市中其 他关键区域的监控，整个的需求。控领城，监控市场将迎来新一轮洗牌。监控范围达250平方公里，监控点数量超首先是监控图像的存储，在实际应用笔者认为，以下几个因素推动了监控过千个。中，很多事故往往是事后发现的，这就衢的IP化。当面对这些大范围、远距离、广跨度要将监控的图像信息保存下来用于事后追1监控本身 的需求监控的需求时，不论是视频矩阵，还是查取证，对于很多重要位置，存储甚至比.首先，监控的范围在不断扩大:以往DVR， 其产品定位及设计，组网的体系架实时查看更加重要。监控规模越大，对图特/赫兹率。中国有线数字电视的标准还在报批过级城市 的有线电视基本完成向数字化过ISDB-T和DVB-T非常类似，根据分程中， 大中型城市有线电视台多采用欧洲渡。层和窄带接收同时实现固定、移动和便携的DVB-T标准在试播。中国的地面数字(2)数字电视现实的困难接收，是日本制式的特点:与DVB-T相电视标准方案目 前还在制定过程之中。要发展数字电视面临的问题还很多。比，ISDB-T增加了部分接收和分层传输(3)条件接收系统标准(CA).用户管理一是原先电视台设备的更换，节目的制功能。系统(SMC)巳制定完成。作成本高于模拟电视。这直接造成数字5中国的数字电视5.2 数字电视现状及发展:电视初期节目源紧张。二是数字电视的早在1996年，我国便开始了数字电视(1)中国数字电视规划:基础是双向电视网络，现有网络由单向的研究工作，数字电视被列人原国家科委国家广电总局制定了《我国有线电视改为双向改造成本较高，难度很大。三是“八五"重大科技产业工程项目，并成立了向数字 化过渡时间表》。.我国数字电视标准的不确定也影响了数数字高清晰度电视的总体组。1999 年10●2003 年数字电视标准出台(未按期实字电视的进程。月，高清晰度方案被成功用于国庆50周年现)(3)数字电视的前景大典的数字电视现场直播。后国家将数字()2005年进行数字电视的商业播出，数字电视的技术优势必然会取代模拟电视发展计划纳人“十五”高新技术的12有线数字电视用户超过3000万户，直辖电视，数字技术的应用会使电视技术开辟个重大专项之列，数字电视研究工作全面市、 东部地区地(市)级以上城市、中部地一个新天地。当然模拟技术在局部小范围启动。区省会市和部分地(市)级城市、西部地区的电视技术上也会占有一定市场。总之数5.1 中国数字电视标准部分省会市的有线电视完成向数字化过字电视为电子信息产业提供了一个难得机.(1)信源编码技术标准:度，遇。从模拟电视广播向数字电视广播的过中国的数字音视频编解码标准工作组●2008 年用数字电视转播奥运会，东渡， 将带来上万亿元的市场，它必将成为制定了面向数字电视和高清激光视盘播放部地区县以 上城市、中部地区地(市)级城我国新的经济增长点。机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完市和大分县级城市、西部地区部分地(市)6结语全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC / H.级以上城市和少数县级城市的有线电视基通过一段时间对数字电视的拓展学264国际标准基本层，其压缩水平可达本完成向数字化过渡:中国煤化工了解和认识了数字电视的MPEG-2标准的2-3倍。●2010年全面实现数字rMH以数字电视的概念、 应用、(2)信道传输技术标准部地区县级城市、西部地区大CNMH G标准等各种知识，看到了中国的卫星数字电视标准采用欧洲城市的有线电视基本完成向数字化过渡;数字电视技术的高速发展同时也坚定了对DVB-s标准。●2015年停播模拟信号，西部地区县这方面知识的兴趣和探索精神。数字技术与应用:9