1.数字电视广播流程及实现手段

　　 数字电视广播，其信号流程包括制作（编辑）、信号处理、广播（传输）和接收（显示）几个过程。

　　 目前用于数字节目制作的手段主要有：数字摄像机和数字照像相机、计算机、数字编辑机、数字字幕机；用于数字信号处理的手段有：数字信号处理技术（DSP）、压缩、解压、缩放等技术；用于传输的手段有：地面广播传输、有线电视（或光缆）传输、卫星广播（DSS）及宽带综合业务网（ISDN）、DVD等；用于接受显示的手段有：阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器、等离子体显示器、投影显示（包括前投、背投）等。

　　 2.数字电视关键技术

　　 以上所述的各种手段中包括了数字电视系统中各种主要的技术，全数字高清淅度电视对各种技术要求更高。原国家科委所组织的HDTV总体组在攻关过程中涉及九个单位，包括七个专项课题。这七个专项课题虽然不完全包括数字电视广播流程中的所有技术，但涉及了所有关键技术。

　　 在这七个专项课题中信源编解码、复用、信道编解码及调制解调是HDTV的技术核心。

　　 3.数字电视的信源编解码技术

　　 信源编解码技术包括视频压缩编解码技术及音频压缩编解码技术。在我国的HDTV功能样机研制中，视频压缩编解码技术由上海交大、天津大学、电子科学研究院共同完成；音频压缩编解码技术由电子部三所完成。

　　 3.1视频编解码技术是&9;HDTV的技术难点

　　 数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中 ，最为困难的部分就是对视频信号的压缩。在1920×1080显示格式下，数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。

　　 视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20～30Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据：（1）图像时间的相关性。视频信号由连续图像组成，相邻图像有很多相关性，找出这些相关性就可减少信息量。（2）图像空间的相关性。例如图像中有一大块单一颜色，那么不必把所有像素存贮。（3）人眼的视觉特性。人眼对原始图像各处失真敏感度不同，对不敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理，即使这些信息全部丢失了，人眼也可能觉察不到；相反，对人眼比较敏感的信息，则尽可能减少其失真。（4）事件间的统计特性。事件发生的概率越小，则其熵值越大，表示信息量越大，需分配较长的码字；反之，发生的概率越大，则其熵值越小，只需分配较短的码字。

　　 3.2音频编解码技术

　　 与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。声音信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因而数字电视的声音不能象模拟电视的声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。

　　 音频信号的压缩编码主要利用了人耳的听觉特性。（1）听觉的掩蔽效应。在人的听觉上，一个声音的存在掩蔽了另一个声音的存在，掩蔽效应是一个较为复杂的心理和生理现象，包括人耳的频域掩蔽效应和时域掩蔽效应。（2）人耳对声音的方向特性。对于2KHZ以上的高频声音信号，人耳很难判断其方向性，因而立体声广播的高频部分不必重复存贮。

　　 3.3信源编解码的相关标准

　　 国际上对数字图像编码曾制订了三种标准，主要用于电视会议的H.261，主要用于静止图像的JPMG标准，主要用于连续图像的MPEG标准。

　　 在HDTV视频压缩编解码标准方面，美国、欧洲、日本设有分歧，都采用了MPEG-2标准。MPEG（Moving Picture Expert Group）意思是"运动图像专家组"，压缩后的信息可以供计算机处理，也可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配。

　　 在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比公司（Dolby）的AC-3方案，MPEG-2为备用方案。

　　 对于我国来说，今后信源编解码标准也会与美国、欧洲、日本一样采用MPEG-2标准。

　　 3.4 MPEG的相关应用

　　 MPEG-1已经广泛地用于VCD和CD-ROM等光盘产品中。MPEG-2不仅已被国际上公认为HDTV信源压缩编码的标准，而且在许多方面得到了实际的应用，例如DVD就是应用了MPEG-2标准。在国外MPEG-2解码器已做成芯片，而目前我国HDTV关键芯片仍需进口，这将制约我国HDTV的进一步发展及产业化。

　　 4.数字电视的复用系统

　　 数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看，它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。我国的HDTV功能样机，复用器部分由原广电部广播科学研究院研制开发。

　　 4.1数据的打包功能提供了网络通信的接口

　　 模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包（这是通俗的说法，其实是数据分组），然后再复合成单路。目前网络通信的数据都是按一定格式打包传输的。HDTV数据的打包将使其具备了可扩展性、分级性、交互性的基础。 付费电视是现在和将来电视发展的一个方向。复用器可对打包的节目信息进行加扰，使其随机化，接收机具有密钥才能解扰。

　　 4.3复用器的相关标准

　　 在HDTV复用传输标准方面，美国、欧洲、日本也没有分歧，都采用了MPEG-2标准。美国已有了MPEG-2解复用的专用芯片。我国恐怕也会采用MPEG-2作为复用传输的标准。

　　 HDTV数据包长度是188个字节，正好是ATM信元的整数倍。今后以光纤为传输介质，以ATM为信息传输模式的宽带综合业务数字网极有可能成为未来"信息高速公路"的主体设施。可用4个ATM信元来完整地传送一个HDTV传送包，因而可达到HDTV与ATM的方便接口。

　　 5.数字电视的信道编解码及调制解调

　　 数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备。我们目前所说的各国数字电视的制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面的不同，具体包括纠错、均衡等技术的不同，带宽的不同，尤其是调制方式的不同。

　　 5.1数字传输的常用调制方式

　　 正交振幅调制（QAM）：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。

　　 键控移相调制（QPSK）：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。

　　 残留边带调制（VSB）：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。

　　 编码正交频分调制（COFDM）：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。

　　 5.2美国数字电视的标准

　　 美国地面电视广播迄今仍占其电视业务的一半以上，因此，美国在发展高清晰度电视时首先考虑的是如何通过地面广播网进行传播，并提出了以数字高清晰度电视为基础的标准-ATSC。美国HDTV地面广播频道的带宽为6MHZ，调制采用8VSB。预计美国的卫星广播电视会采用QPSK调制，电缆电视会采用QAM或VSB调制。我国的HDTV样机由浙江大学承担了8VSB的信道编解码及调制解调部分的研制工作。

　　 从1995年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播（DVB-T）、数字电视卫星广播（DVB-S）、数字电视有线广播（DVB-C）的标准。欧洲数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制，8M带宽。欧洲电缆数字电视采用QAM调制。我国的HDTV样机，原电子部飞虹公司承担了COFDM制式的信道编解码及调制解调部分的研制工作。

　　 5.4日本数字电视的标准

　　 日本数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。并在1999年发布了数字电视的标准--ISDB。

　　 各国数字电视标准对比　　　

　　

	美国标准ATSC			欧洲标准DVB			日本标准ISDB
	地面	卫星	有线	地面	卫星	有线	地面	卫星	有线
调制方式	8VSB/16VSB	QPSK	QAM	2k/8kCOFDM	QPSK	QAM	分段COFDM	QPSK	QAM
视频编码方式	MPEG-2			MPEG-2			MPEG-2
音频编码方式	AC-3			MPEG-2			MPEG-2
复用方式	MPEG-2			MPEG-2			MPEG-2

　　

　　三、数字电视前景分析

　　 1. 政府应该在数字电视推广中给予巨大支持

　　 国外公司意识到数字高清晰度电视技术复杂度高，产业规模大，竞争风险大，在操作层面上采取了战略合作的方式。如美国早期的"大联盟"，英国的"数字电视集团"等。这些集团在完成联合研究开发的同时，说服政府和广播者对其支持，同时协调相关产业（计算机和通信等）共同发展的关系。总之，可认为国际上发达国家的产业内部已形成保护其发展的基本规则，使发达国家的电视产业可以从容应对数字高清晰度电视这场革命性的产业变革。

　　 我国的主管部门已认识到数字化进程中我们技术准备的不足。但由于数字电视不仅技术复杂度高，而且推动产业发展的相关因素多，仅靠企业自主开发有困难。企业普遍认为政府应有效地协调资源，将企业与科研单位组织起来，开发自主知识产权，以推动产业发展。

　　 2．数字SDTV、数模兼容电视机将首先走向市场

　　 据有关资料统计，目前国内电视机用户已达3.4亿台，保守的估计，如果我国以20年时间完成向数字高清晰度电视的过渡，替换市场将形成平均年销售约1500万台的市场规模，可见市场十分庞大。电视接收机数字化过程中，对于我国来说主要问题为数字电视市场最初的主导产品是什么。

　　 高清晰度数字/模拟兼容电视机的市场目前已启动。目前我国数字电视标准没有制定，电视台也没有发射数字电视信号，因而现在用户不可能购买数字高清晰度电视机。但数字高清晰度电视是未来的发展方向，这一点无可质疑。对于用户来说，如果现在购买电视机，肯定要考虑几年后能不能用，目前市场上销售的模拟电视机肯定不能接收数字高清晰度电视节目。为充分考虑用户今后的利益，牡丹、TCL、康佳等目前推出了高清晰度数字/模拟兼容电视机，该型电视机可接收目前的模拟电视信号，并采用了数字处理技术，使电视信号更加细腻逼真；而且该型电视机保留了HDTV的信号接口，今后当数字电视信号发射后，可通过外接装置接收高清电视节目。这使用户的电视机在模拟至数字的过渡期中得到了合理应用。

　　 数字SDTV的市场将在未来几年内启动。从视觉效果角度分析：由于模拟信号抗干扰能力差，造成了雪花、重影、抖动、色彩混浊等现象的出现，使用户对电视图象质量不满意。数字电视抗干扰能力强，因此分辨率提高不多，图象质量已可使用户满意；从价格的角度分析：电视接收机数字化后，CRT显示器依然具有不可替代的地位，高分辨率的CRT显示器件价格昂贵，数字高清晰度电视机比数字标准清晰度电视机贵得多；此外，数字SDTV还可以为交互式服务打下良好基础。所以在数字电视发展初期，最易为我国大众接受的是数字标准清晰度电视接收机，最简单的方式就是在目前的模拟电视上加一个机顶盒就可实现数字标准清晰度电视的要求。为便于实现交互式功能、达到"三网融合"，有线数字SDTV发展的潜力最大。而数字高清晰度电视将作为企业的试制产品、技术储备，为企业下一步的发展做好准备。

　　 3.关键技术的掌握对于我国电视生产企业的发展至关重要

　　 电视对于当今任何国家来说，都是最重要的消费电子产品。数字高清晰度电视在发展初期的高昂费用使很多人预计其市场应用是10年到20年之后的事情，但近年技术上的进展，特别是数字编码、数字传输、集成电路和显示器件等方面的实用技术突破，已使在5年后逐步形成世界范围内的数字高清晰度电视市场成为可能。西方主要工业国家关于数字电视的产业技术准备和商业准备已基本完成。美国、欧洲及日本都已开始了数字电视广播。

　　 我国电子信息行业中，消费电子及其上游配套产业占有重要地位。目前我国消费电子行业的现状是总量大，而结构不尽合理，尤其关键技术掌握在国外企业手中，导致关键部件组件等基础工业技术薄弱。在目前知识经济条件下，一个重要特征是，掌握核心技术的外国企业通过对产品构成中的知识产权部分收取"许可证"费用，来获取知识收益。这将使国内企业在数字化竞争中处于不利地位，重蹈成为国外产品装配厂的覆辙。特别在我国入关后，需遵从国际商业规定，形势十分严峻。

　　 因而国内数字电视相关企业必须尽快有效掌握数字电视的关键技术（例如：集成电路、高清晰度显示器件），促使国内家电企业在新一轮消费电子市场的争夺中占据一定优势，避免巨大的消费电子市场被国外产品所充斥。

　　 4. 数字电视有着巨大的市场潜力

　　 消费电子数字化以数字电视技术的成熟为起点，原因是视频广播信息量大，它是消费电子数字化的瓶颈。数字电视的研制成功及开播，将使得信息家电成为一类独立产品进入市场，随之而来的是家庭消费数字产品的多样化，家庭娱乐设备的互联互操作的需求将十分强烈，从而引入了消费电子网络化的趋势。从另外一方面，随着以Internet为代表的计算机通信技术和业务的发展，公共网络迫切地要向家庭渗透，也形成家庭网络的需求。这两方面需求的汇聚恰好在消费电子数字化的起始阶段，而消费电子数字化又为实现家庭网络化提供了技术和市场前提。因此，在国际上形成了多种技术体制，以支持家庭内外的互联互操作，而且家庭多媒体网络日益成为未来在消费电子中最活跃的技术领域。

　　 所以随着数字电视走入消费市场，将带动一系列相关产品的高速发展。更为重要的是数字电视在很大程度上扩展了电视广播的功能和用途，为"三机合一"、"三网合一"提供了技术上的可能性，而随着时间推移，其外延及派生出的各种数字化产品将难以预料，其潜在商机是无限的。它将毫无疑问的改变人们进行生产、流通、学习、娱乐和交流的方式，使我国的电子信息产业走入一个全新的阶段，创造巨大的经济及社会效益。