让广播电视技术飞的更高
时间：2021-04-02 08:05:25 来源：达达文档网 本文已影响 人 
数字技术的出现给信息处理提供了非常有力的技术手段,可以说现代信息技术是借助数字技术的兴起而发展起来的。数字技术的出现给科学研究、工业生产和人们的日常生活带来了历史性的变革,把人类带入了信息化和数字化社会。
一、数字技术的特征
数字技术的出现,从根本上改变了人们对信号与系统的认识。数字技术具有以下特点:(1)引入二值形成的数字信号,利用电路的两个稳态来表示信息,对电路中各元器件的精度要求不高,便于实现,易于电路的集成化。(2)数字信号便于计算机进行算法处理,容易实现过程控制及信息显示,同时具有极强的数据处理能力和良好的操作控制手段。(3)由于采用二值电平逻辑,数字器件具有一定的纠错能力,能有效抑制噪声和各种干扰信号的影响,比模拟器件的可靠性高。在数字信息传输过程中可以利用纠错编码技术,实现信息的无差错传输和存储。(4)数字系统的精度可以通过增加二进制的位数和方法得到提高。模拟信号在传输过程中容易受到噪声的干扰,其系统的精度往往做不高,而数字系统只需增加量化的比特数,减少量化噪声,就能得到满意的精度。(5)数字技术提高了资源的利用率。数字信息压缩技术可以在不失真或少失真的情况下,降低数据传输率,减少占用信道带宽,减少占用存储介质空间。(6)数字系统部件的通用性强、可扩展性好。
二、数字系统的技术手段
数字系统的支撑技术是大规模集成电路,在数字信息处理与传输系统中,数字化传输、数字化交换、数字化压缩以及数字化存储技术有着举足轻重的地位。
1、数字化传输:在信号的传输过程中,模拟信号存在噪声积累的问题,传输距离受到很大制约,数字信号则可以重复再生,传输距离不受限制。采用信道纠错技术,即在传输信息比特的同时,按照一定规则传输少量的附加比特,在接收端用于对信息比特进行检错和纠错,以消除信息比特在传输过程中因噪声和干扰引起的传输错误,这样使数字传输系统抗噪声、抗干扰能力大大加强。
2、数字交换技术:分组交换技术,即发送方把数据按照一定要求“打包”,每个数据包附加上序号、发方地址和收方地址等信息,数据包一般以最短路线传输到收方,一旦这条路线出现阻塞,可以走迁回路线,而且不同的数据包可以走不同的路线,接收方把收到的数据包按次序重新编排好后再使用。目前分组交换技术已经从早期的X.25协议分组交换发展到帧中继(FR)快速分组交换,以及最新的异步传输模式(ATM)信元交换技术。
3、数字存储技术:信息存储介质是信息技术的重安组成部分。我们最早的记录方式一直采用模拟信号记录方式,其突出的缺点是:无论使用何种介质保存,模拟数据将随着时间的推移,信号失真会愈来愈严重,信息存储时间受到很大限制。信息存储技术有两个趋势,一个是记录介质从磁技术转变为光技术,提高了信号记录密度;另一个是记录技术从模拟方式转变为数字方式,以便利用数据压缩技术和数据纠错技术,提高了数据记录密度和存储的可靠性。一张直径为12 cm的CD-ROM光盘容量达650 MB,且数字光盘保存期限达50年以上。
4、数字处理技术:利用各种算法对数字信号进行处理,如数字滤波器、频谱分析等。可以从噪声中提取信号,得到处理对象的信号参数。数字控制系统采用计算机完成控制器的功能,实现自适应控制、模糊控制、智能控制。在信息的数字化传输和存储过程中,数据压缩十分必要。例如数字电视数据量:图像传输码率为 167 Mbps,声音传输码率为1.5 Mbps,若采用QPSK调制方式需要近200 MHz带宽,相当于25个频道的模拟电视信道资源,这样的数字电视不可能实用化。实际上要求数字电视占用频道带宽与模拟电视一致,信息压缩在模拟信号方式几乎无法实现,在数字信号方式下进行却比较方便。数字压缩理论和方法是多媒体技术的核心,运动图像编码MPEG算法,它使运动视频成为一种计算机可以识别的数据,MPEG-2可以把数字电视200 Mbps的码率压缩到15 Mbps左右,把高清晰度电视1 Gbps的码率压缩到25 Mbps。这样,用于传送1路模拟电视的带宽,可以用来传送4路数字电视和1路高清晰度电视。
三、广播电视数字化
对于广播电视系统,如何把数字技术的基本特征体现出来,利用数字技术的基本技术手段来改善其工作环境,提高技术水平,并充分利用其频率资源开展新的信息业务,乃是在数字化进程中所要思考的问题。如数字视、音频工作站,它把A/D和D/A转换技术、DSP技术、计算机技术、数字压缩技术、数字存储技术、局域网技术等有机地结合起来,给广播电视音频录制、编辑、播出、存储带来了一场技术革命,大大提高了电台、电视台工作效率和质量。
数字技术进入广播业,产生了数字音频广播(DAB)。其音质将达到CD高保真立体声质量,同时可以把数据与声音混合编码进行传输,实现真正的数据广播,使DAB收音机不仅能收听音频广播,而且可以接收数据广播,如天气预报、交通信息、股市行情等。一旦实现卫星数字音频广播,就可以从根本上解决了覆盖面问题。数字音频广播不仅提高了声音质量,更重要的是提供信息服务。
数字技术进入电视业,其产物就是数字视频广播(DVB)、非线性节目制作、数字化节目采集等。数字视频广播(DVB)将从卫星广播、有线传输、无线传输三种方式逐步推广开来。同时,数字化将彻底改变目前电视单纯接收节目频道的状况,将提供交互式电视服务,如电视节目点播。非线性节目制作则充分体现数字化的优点,对节目制作进行一次彻底革命,解决了以往节目制作中存在的工作量大、节目水平有限等种种缺点,它以计算机为平台,利用数字压缩技术实现了节目制作的高效率高水平。数字化节目采集的实现,也彻底解决了以往节目采集手段中设备笨重、质量有限、损耗大等缺点,它利用数字压缩和数字存储技术实现无磁带节目采集,与非线性节目制作系统配合,极大地提高了工作效率和节目质量。
电视技术的数字化通常是指视、音频信息的数字化,包括视、音频信号的获取、存储、处理、传输,以及在此基础上的电视设备的数字化。通常采用数据压缩技术是对视、音频信息进行压缩,降低数字视、音频信息的带宽和存储,保证了数字技术在电视领域的实际应用。电视图像的视频信号都具有较高的冗余,一帧画面中相邻像素的幅值可能很接近,形成了空间冗余度;同时相邻几帧画面的部分信息可能重复出现,又形成了时一间冗余度。去除这些冗余,并不会引起信息的明显丢失,压缩编码的目的就是减少视频数据的冗余。常见的编码技术有:预测编码、变换编码、子带编码、统计编码等。
目前常用的压缩技术有:
1)帧内压缩: 是以静止图像的压缩技术为基础对数字视频的压缩。如M一JPEG, DVPRO即压缩空间冗余。
2)帧间压缩: 针对运动图像进行的压缩,常见的有:MPEG一2,MPEG- 4,用于压缩时间冗余。
总之,广播电视向数字化过渡具有着重要意义。数字化后的广播电视,将以全新的面貌出现在公众面前,更好的为公众提供服务。由于数字技术的发展,历史给予了广播电视一次新的发展机遇,抓住机遇,迎接挑战,广播电视事业就会得到新的发展,在国内信息产业中占有一席之地。
