浅析数字化在广播电视技术中的应用

张占红

摘要：随着科学技术的迅速发展，对于信号和设备的数字化成为设备或者行业发展的一种主流形势，在市场的需求下，人们对视音频信号的质量要求也越来越高，模拟电视的视音频信号质量相可以达到标清标注，但是远远达不到人们的需求，现在电视信号质量普及高清标准，国家广电总局也在大力推广超高清标准的发展，很显然模拟电视已经不能满足人们的需求，视音频数字化或者广播电视数字化已经成为广播电视的主要形式，本文主要分析一下数字技术在广播电视中的应用。

关键词：广播电视，数字化

随着科学技术和社会的发展，人们的对生活的要求也越来越高，在广播电视方面，人们除了对终端设备的移动性和便捷性要求之外，对电视的内容也要有针对性的要求，对视音频质量要求相对来说也是很高的，传统的模拟电视达不到这样的要求，因此数字电视、超高清电视等越来越容易被人们接受，那么数字电视的发展离不开视音频信号的数字化、设备的数字化，现阶段加强数字化技术在广电行业中各层次中的应用，对数字化技术的更深层次的探索和研究，結合网络化的设备和系统构成讲成为广播电视行业发展的必然趋势。

数字电视概念及系统组成

一、数字电视的概念

数字电视就是把视音频信号和辅助信号进行数字编码、传输，接收再传输到终端设备，在这整个过程中，数字技术是必不可少，从数字信号和模拟信号的特点上，我们很容易得到数字电视和模拟电视相比较，优势还是很明显的，主要体现在：信号传输的质量更好，信号传输的效率更高，传输的内容更多，也可以对各种不同业务进行传输，同时为了满足不同人群的需求，也可以根据不同的人群设定不同的内容进行传输。因此数字电视取代模拟电视是必然的。

二、数字电视系统的组成

数字电视系统根据其内容和要求，其组成主要包括以下几个部分：

1.信源编码：信源编码是在不影响信号质量的前提下对信号进行数字化和压缩，其中对模拟进行抽样、量化、编码这个过程我们成为数字化过程，但在数字化过程中要注意：抽样时必须满足抽样定律，在视频信号中我们一般对亮度信号采用13.5MHZ的抽样频率对信号进行抽样，色差信号采用6.75MHZ的抽样频率对信号进行抽样，对音频信号采用48KHZ抽样频率对信号进行抽样，抽样完成之后，对视频辛哈采用8位进行量化编码，音频根据清考采用16位、24位、32位等不同的位数对其进行量化编码。对信号进行压缩时，利用信号重建时保证信号的前提下，把不重要的或者不需要的信号进行删除，视频信号主要利用人眼对不同颜色的敏感度以及人眼看信号有短暂停留的特性，音频信号主要利用人耳的听觉特性来实现对信号的压缩。

2.多路复用：多路复用是把信源编码的数字信号或者说是节目信号以及需要增加辅助信号、业务信号进行复用，从而形成TS流信号进行信号的传输。

3.信道编码：信道编码是为了保证信号的传输质量对信号进行一系列的措施，广播电视的信道编码常用前向纠错方式，包括：能量扩撒、RS编码、交织和卷积编码四个过程;

（1）能量扩散：是因为TS流信号中的能量主要集中的低频范围，为此在TS流信号中加入伪随机的二进制序列，从而把能量搬移到整个频谱范围内，这个过程称为能量扩散;

（2）RS编码，是一种现行分组码，为了增加信号在传输过中的纠错能力的;

（3）交织：交织简单来说是把原来的信号打乱重组，从而增加信号在传输过程中的纠错突发错误的能力;

（4）卷积编码：卷积编码有三个作用，第一把原来的信号经过卷积编码分成两路信号为后面的调制做准备;第二是为了增强纠错能力;第三对信号进行收缩，从而减少信息量。

4.调制技术：信号经过哟信道编码之后具有很强的纠错能力，但是信号需要发送出去，就需要满足信号的要求，因此就要进行调制技术，在数字电视技术中一般采用多进制的正交调制技术，比如：16QAM，32QAM等调制技术。

5.信道：数字电视技术的信道一般来说有三种：卫星信道（采用QPSK调制），有线信道（光纤、同轴），地面无线信道（OFDM技术）。

三、数字化的特点

模拟信号经过数字化之后，其信号的形式等都发生了变化，但是其优点是很明显的。

1.抗干扰能力强：数字信号的传输形式只有高低电平，不存在中间项，因此在传输的过程中，信道的加性干扰对其的影响不是很大，因此其抗干扰能力明显优于模拟辛哈;

2.提高视音频信号的质量：抗干扰能力强，在一定程度上增加了信号的质量，另外信号经过数字化时，抽样频率满足奈奎斯特准则之后，信号可以无失真的进行传输，也可以通过增加抽样频率或者量化位数等参数来增加信号的编码质量，从而达到提高信号质量的要求;

3.频谱利用率高：在以往的模拟电视系统中，一个频率值传输一套电视节目，经过数字化或者编码复用之后，一个频率可以传输4-6套电视节目，频谱的利用率比以往高很高;

4.课传输的内容更多：通过数字化和信号复用之后，很多的增值业务也进行了传输，每位客户可以根据自己的需求选择不同的内容。

四、数字化在数字电视技术中的应用

视音频信号经过压缩编码、复用、信道编码、调制到发送。再经过接收端对信号进行接收、解码到终端显示，这中间数字化技术在每个阶段都有使用，无论使用哪种数字技术都要考虑以下几点因素：硬件事项的难易程度、数据存储和传输的方便程度、信号质量

1.视频数字化在数字电视中的应用

（1）视频信号经过信源编码，把模拟信号转变为数字信号，提高了信号的效率，保证了质量;

（2）在后期处理上，数字视频比模拟视频方便很多

2.音频数字化在数字电视中的应用

（1）音频在数字化时，其抽样频率可以选择，量化位数可以选择，在数字广播中，可以针对广播和电视等不同应用采用不同的参数;

（2）数字音频在后期处理或者音频制作上更具有优势

（3）数字音频质量更好

3.数字调制技术在数字电视中的应用

（1）多进制调制技术可以提高信息速率

（2）多进制调制技术可以满足不同信道的传输

（3）OFDM技术的发展可以很好的解决地面数字电视的多径干扰

总之，在新时期下的广播电视是离不开数字技术的，数字技术的发展推进广播电视的发展，数字化技术对新媒体、融媒体、智慧广电等的广播电视发展有着至关重要的作用。