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数字电视前端新技术初探

摘要计算机信息技术的发展促进了数字电视技术的进步,尤其是在“三网融合”的趋势下,数字电视在我国已经得到大范围的推广。如何创新和提高数字电视前端技术,给用户提供高质量的服务是当前数字电视技术发展的主要问题。本文对数字电视前端系统进行简单分析,并对新一代的数字电视前端技术进行阐述。

关键词:数字电视;前端新技术;应用

数字电视不仅具有传统电视观看节目的功能,还能根据自己的爱好进行视频点播、信息查询等服务,同时还可以玩游戏,使广播电视节目的功能越来越丰富,但是为了加强数字电视的服务质量,提高数字电视的分辨率及稳定性,还需要对数字电视前端技术进行研究。

1IP数字前端技术

1.1IP数字前端技术的产生

进入20世纪,互联网信息技术以及电信技术得到充分发展,“三网融合”成为当前主要的发展趋势,在这种形式下,广播电视作为主要制作者和播出者面临着巨大的挑战,同时也是一种前所未有的发展机遇。随着推出了“三网融合”的发展目标,促进了广播电视网络运行的发展,推动了广播电视工作的创新和优化,广播电视整体的运营结构以及服务方式发生了翻天覆地的变化。为了顺应时代的发展,建立IP数字前端技术,从单一的服务向模块化的方向迈进。随着IP协议在互联网中的运用,其主要作用是实现各个系统之间的资源共享,同时还能进行应用拓展,特别是随着数字电视技术的发展,IP协议在广播电视中也被广泛应用。

1.2IP数字前端技术的构建

在“三网融合”的背景下,需要通过IP数字前端技术实现数字电视多元化的业务。其具体的规划原则是以IP协议为基本的协议,并以此为核心网络,组建系统,实现网络资源的共享,进而开展多元化的业务[1]。由于ASI的码率比较小,通过ASI来连接设备,一个线只能连接一个传输流,很大程度上限制了有线运营商业务的开展。除此之外,ASI的连接状态是静态的,很难对其进行扩展。对于信号的获取是数字电视影视播放整个过程中的第一步,也是十分重要的环节。在这一模块中,不仅要接收不同格式的信号源,通过解调视频的传输流,进而对节目进行解扰,并将传输流以IP格式进行打包。如果节目源的格式不同,需要对这些节目源进行编码处理再进行利用。编码技术是数字电视传输技术的重要组成部分,通过采用MPEG-2技术或MPEG-4AVC技术对节目源进行编码处理,使节目源的格式统一[2]。在信号处理方面,将通过MPEG处理过的节目进行打包并传输给有线用户,通过MPEG处理过的MPTS可以转成IP格式。数字电视使用的数字调制技术可以有效提高频谱的利用率,同时还能有效增强信号的抗干扰能力,进而提高数字电视的清晰度。在数字电视中运用比较广泛的调制技术是正交幅调制技术,在提高频谱利用率的基础上,提高信号的传输码率[3]。

2AVS+技术

AVS+技术在数字电视中的主要作用是增强数字电视的3D效果,提高数字电视的清晰度,同时还能有效降低运营成本。AVS+是在AVS标准的基础上发展起来的,并对AVS技术进行了创新和优化,被广泛地应用于地面数字技术和IPTV领域。AVS+技术满足数字电视飞速发展的对于画面质量和信号传输效率的需求,提高了数字电视的硬件性能。AVS+与AVS两者的内容基本上是一致的,但是AVS+能够兼容AVS,同时有效提高了编码的效率。

3H.265编码技术

3.1H.265技术的出现

目前,我国数字电视技术发展迅速,在这种背景下H.264由于其自身的局限性已经明显不能满足数字电视发展的需求,特别是4K数字电视技术对于视频编码的要求比较高,急需对现有的编码技术进行升级,研究出更为先进的编码技术。4K数字电视的分辨率极高,相对于传统的像素分辨率来说,4K提供的清晰度是传统像素分辨率的4倍以上,相应也就需要更大的储存空间,这增加了在传输过程中的负担,同时导致传输速度减缓。

3.2H.265编码技术

H.265技术的应用主要是为了在保证视频质量的前提下,提高视频编码的效率,满足数字点数发展过程中的高分辨率、高帧率和高压缩率的要求,相对于H.264技术的压缩性能而言,H.265技术提高了近40%,H.265技术应用了许多全新的技术,使其编码结构更加灵活,效率更高。

3.3H.265技术的核心

尽管H.265技术的编码结构以及编码方式的主要方法基本相同,但是由于H.265技术将宏块原来的16×16变成64×64,不仅减少了宏块内容的参数信息,同时还减少了宏块的数量,进而提高了数字视频的分辨率和压缩率,并且H.265技术的编码结构更加灵活。传统的广播电视中SAO在Deblock的后面,为了提高视频的质量、压缩率,减少码流,可以将图像的像素值加减一个偏移,通过这种方式,SAO可以使码流减少2%~6%。H.265技术对运算的方法进行改进,采用多种运算并行的方式的芯片。

3.4H.265技术的展望

目前,在全球范围内主流广播电视运营商普遍选择H.264技术,而H.265技术是在H.264技术上发展起来的,不仅具有H.264技术的功能,同时还在此基础上进行了优化和创新,H.265技术迟早会取代H.264技术,成为数字电视主要使用的技术。因此,H.265技术拥有更广泛的发展前景,同时它能兼容更多的编码器。

4统计复用技术

4.1统计复用技术的背景

随着社会经济的不断发展,人们对生活质量的要求越来越高,人们对数字电视的需求越来越大。因此,运营商要保证电视节目的质量、效率,同时简化设备,减少设备的费用,降低运营成本,并在此基础上不断扩充节目源和频道的数量。为了有效解决这些问题,出现了统计复用技术。通过使用统计复用技术,计算出固定编码复用后在宽带中多占的比例,并对各路信号的特征进行分析,以提高信道资源的利用率。

4.2统计复用的主要框架结构

在数字电视系统中,统计复用技术通常与编码器结合在一起共同使用,根据节目源的实际需求来分配码率,使频谱得到充分利用。通常情况下,统计复用结构有两种,一种是闭环统计复用架构,它要求编码器集中配置;另一种是开环复用结构,这种方式对编码器没有太多的要求,允许编码分散配置。通过严格控制编码器,提高了系统的性能。

4.3统计复用的实际应用

通过统计复用技术,能够对宽带的资源进行充分利用,因此在数字电视中应用广泛。随着数字电视技术不断发展,目前在我国得到大范围推广,数字电视的用户越来越多,导致信号传输率减缓,频点资源紧张,为了解决这个问题,可以通过统计复用技术。通过使用统计复用技术,在保证数字电视画面质量的基础上,压缩视频流,从而降低宽带的占有率,提高传输效率。

5结语

随着科学技术不断发展,以及“三网融合”的时代背景下,数字电视技术营运而生。所以,加强对图像处理技术的研究尤为关键。在提高画面质量的前提下,要通过先进的技术来提高资源的利用率,电视信号的传输率,进而提高用户的体验质量。与此同时,市场需要的多样化也将给数字电视技术的发展带来动力,而数字前端技术最为先进的数字电视技术,其发展前景将会越来越广阔。

作者:杨学军 单位:宁夏广播电视网络有限公司传输中心

参考文献:

[1]洪文亮.浅析数字电视前端技术[J].科学之友,2012(11):148-149.

[2]张守劲,陈琼.数字电视前端新技术发展与应用[J].有线电视技术,2016(10):59-51.

[3]葛亚玲.数字电视前端设备及技术浅析[J].才智,2012(35):56-57.

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