數(shù)字電視前端新技術(shù)初探

時間:2022-09-28 09:46:59

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數(shù)字電視前端新技術(shù)初探

摘要:計算機信息技術(shù)的發(fā)展促進了數(shù)字電視技術(shù)的進步,尤其是在“三網(wǎng)融合”的趨勢下,數(shù)字電視在我國已經(jīng)得到大范圍的推廣。如何創(chuàng)新和提高數(shù)字電視前端技術(shù),給用戶提供高質(zhì)量的服務是當前數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展的主要問題。本文對數(shù)字電視前端系統(tǒng)進行簡單分析,并對新一代的數(shù)字電視前端技術(shù)進行闡述。

關(guān)鍵詞:數(shù)字電視;前端新技術(shù);應用

數(shù)字電視不僅具有傳統(tǒng)電視觀看節(jié)目的功能,還能根據(jù)自己的愛好進行視頻點播、信息查詢等服務,同時還可以玩游戲,使廣播電視節(jié)目的功能越來越豐富,但是為了加強數(shù)字電視的服務質(zhì)量,提高數(shù)字電視的分辨率及穩(wěn)定性,還需要對數(shù)字電視前端技術(shù)進行研究。

1IP數(shù)字前端技術(shù)

1.1IP數(shù)字前端技術(shù)的產(chǎn)生

進入20世紀,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)以及電信技術(shù)得到充分發(fā)展,“三網(wǎng)融合”成為當前主要的發(fā)展趨勢,在這種形式下,廣播電視作為主要制作者和播出者面臨著巨大的挑戰(zhàn),同時也是一種前所未有的發(fā)展機遇。隨著推出了“三網(wǎng)融合”的發(fā)展目標,促進了廣播電視網(wǎng)絡運行的發(fā)展,推動了廣播電視工作的創(chuàng)新和優(yōu)化,廣播電視整體的運營結(jié)構(gòu)以及服務方式發(fā)生了翻天覆地的變化。為了順應時代的發(fā)展,建立IP數(shù)字前端技術(shù),從單一的服務向模塊化的方向邁進。隨著IP協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)中的運用,其主要作用是實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的資源共享,同時還能進行應用拓展,特別是隨著數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展,IP協(xié)議在廣播電視中也被廣泛應用。

1.2IP數(shù)字前端技術(shù)的構(gòu)建

在“三網(wǎng)融合”的背景下,需要通過IP數(shù)字前端技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字電視多元化的業(yè)務。其具體的規(guī)劃原則是以IP協(xié)議為基本的協(xié)議,并以此為核心網(wǎng)絡,組建系統(tǒng),實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的共享,進而開展多元化的業(yè)務[1]。由于ASI的碼率比較小,通過ASI來連接設備,一個線只能連接一個傳輸流,很大程度上限制了有線運營商業(yè)務的開展。除此之外,ASI的連接狀態(tài)是靜態(tài)的,很難對其進行擴展。對于信號的獲取是數(shù)字電視影視播放整個過程中的第一步,也是十分重要的環(huán)節(jié)。在這一模塊中,不僅要接收不同格式的信號源,通過解調(diào)視頻的傳輸流,進而對節(jié)目進行解擾,并將傳輸流以IP格式進行打包。如果節(jié)目源的格式不同,需要對這些節(jié)目源進行編碼處理再進行利用。編碼技術(shù)是數(shù)字電視傳輸技術(shù)的重要組成部分,通過采用MPEG-2技術(shù)或MPEG-4AVC技術(shù)對節(jié)目源進行編碼處理,使節(jié)目源的格式統(tǒng)一[2]。在信號處理方面,將通過MPEG處理過的節(jié)目進行打包并傳輸給有線用戶,通過MPEG處理過的MPTS可以轉(zhuǎn)成IP格式。數(shù)字電視使用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)可以有效提高頻譜的利用率,同時還能有效增強信號的抗干擾能力,進而提高數(shù)字電視的清晰度。在數(shù)字電視中運用比較廣泛的調(diào)制技術(shù)是正交幅調(diào)制技術(shù),在提高頻譜利用率的基礎(chǔ)上,提高信號的傳輸碼率[3]。

2AVS+技術(shù)

AVS+技術(shù)在數(shù)字電視中的主要作用是增強數(shù)字電視的3D效果,提高數(shù)字電視的清晰度,同時還能有效降低運營成本。AVS+是在AVS標準的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,并對AVS技術(shù)進行了創(chuàng)新和優(yōu)化,被廣泛地應用于地面數(shù)字技術(shù)和IPTV領(lǐng)域。AVS+技術(shù)滿足數(shù)字電視飛速發(fā)展的對于畫面質(zhì)量和信號傳輸效率的需求,提高了數(shù)字電視的硬件性能。AVS+與AVS兩者的內(nèi)容基本上是一致的,但是AVS+能夠兼容AVS,同時有效提高了編碼的效率。

3H.265編碼技術(shù)

3.1H.265技術(shù)的出現(xiàn)

目前,我國數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展迅速,在這種背景下H.264由于其自身的局限性已經(jīng)明顯不能滿足數(shù)字電視發(fā)展的需求,特別是4K數(shù)字電視技術(shù)對于視頻編碼的要求比較高,急需對現(xiàn)有的編碼技術(shù)進行升級,研究出更為先進的編碼技術(shù)。4K數(shù)字電視的分辨率極高,相對于傳統(tǒng)的像素分辨率來說,4K提供的清晰度是傳統(tǒng)像素分辨率的4倍以上,相應也就需要更大的儲存空間,這增加了在傳輸過程中的負擔,同時導致傳輸速度減緩。

3.2H.265編碼技術(shù)

H.265技術(shù)的應用主要是為了在保證視頻質(zhì)量的前提下,提高視頻編碼的效率,滿足數(shù)字點數(shù)發(fā)展過程中的高分辨率、高幀率和高壓縮率的要求,相對于H.264技術(shù)的壓縮性能而言,H.265技術(shù)提高了近40%,H.265技術(shù)應用了許多全新的技術(shù),使其編碼結(jié)構(gòu)更加靈活,效率更高。

3.3H.265技術(shù)的核心

盡管H.265技術(shù)的編碼結(jié)構(gòu)以及編碼方式的主要方法基本相同,但是由于H.265技術(shù)將宏塊原來的16×16變成64×64,不僅減少了宏塊內(nèi)容的參數(shù)信息,同時還減少了宏塊的數(shù)量,進而提高了數(shù)字視頻的分辨率和壓縮率,并且H.265技術(shù)的編碼結(jié)構(gòu)更加靈活。傳統(tǒng)的廣播電視中SAO在Deblock的后面,為了提高視頻的質(zhì)量、壓縮率,減少碼流,可以將圖像的像素值加減一個偏移,通過這種方式,SAO可以使碼流減少2%~6%。H.265技術(shù)對運算的方法進行改進,采用多種運算并行的方式的芯片。

3.4H.265技術(shù)的展望

目前,在全球范圍內(nèi)主流廣播電視運營商普遍選擇H.264技術(shù),而H.265技術(shù)是在H.264技術(shù)上發(fā)展起來的,不僅具有H.264技術(shù)的功能,同時還在此基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化和創(chuàng)新,H.265技術(shù)遲早會取代H.264技術(shù),成為數(shù)字電視主要使用的技術(shù)。因此,H.265技術(shù)擁有更廣泛的發(fā)展前景,同時它能兼容更多的編碼器。

4統(tǒng)計復用技術(shù)

4.1統(tǒng)計復用技術(shù)的背景

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對生活質(zhì)量的要求越來越高,人們對數(shù)字電視的需求越來越大。因此,運營商要保證電視節(jié)目的質(zhì)量、效率,同時簡化設備,減少設備的費用,降低運營成本,并在此基礎(chǔ)上不斷擴充節(jié)目源和頻道的數(shù)量。為了有效解決這些問題,出現(xiàn)了統(tǒng)計復用技術(shù)。通過使用統(tǒng)計復用技術(shù),計算出固定編碼復用后在寬帶中多占的比例,并對各路信號的特征進行分析,以提高信道資源的利用率。

4.2統(tǒng)計復用的主要框架結(jié)構(gòu)

在數(shù)字電視系統(tǒng)中,統(tǒng)計復用技術(shù)通常與編碼器結(jié)合在一起共同使用,根據(jù)節(jié)目源的實際需求來分配碼率,使頻譜得到充分利用。通常情況下,統(tǒng)計復用結(jié)構(gòu)有兩種,一種是閉環(huán)統(tǒng)計復用架構(gòu),它要求編碼器集中配置;另一種是開環(huán)復用結(jié)構(gòu),這種方式對編碼器沒有太多的要求,允許編碼分散配置。通過嚴格控制編碼器,提高了系統(tǒng)的性能。

4.3統(tǒng)計復用的實際應用

通過統(tǒng)計復用技術(shù),能夠?qū)拵У馁Y源進行充分利用,因此在數(shù)字電視中應用廣泛。隨著數(shù)字電視技術(shù)不斷發(fā)展,目前在我國得到大范圍推廣,數(shù)字電視的用戶越來越多,導致信號傳輸率減緩,頻點資源緊張,為了解決這個問題,可以通過統(tǒng)計復用技術(shù)。通過使用統(tǒng)計復用技術(shù),在保證數(shù)字電視畫面質(zhì)量的基礎(chǔ)上,壓縮視頻流,從而降低寬帶的占有率,提高傳輸效率。

5結(jié)語

隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展,以及“三網(wǎng)融合”的時代背景下,數(shù)字電視技術(shù)營運而生。所以,加強對圖像處理技術(shù)的研究尤為關(guān)鍵。在提高畫面質(zhì)量的前提下,要通過先進的技術(shù)來提高資源的利用率,電視信號的傳輸率,進而提高用戶的體驗質(zhì)量。與此同時,市場需要的多樣化也將給數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展帶來動力,而數(shù)字前端技術(shù)最為先進的數(shù)字電視技術(shù),其發(fā)展前景將會越來越廣闊。

作者:楊學軍 單位:寧夏廣播電視網(wǎng)絡有限公司傳輸中心

參考文獻:

[1]洪文亮.淺析數(shù)字電視前端技術(shù)[J].科學之友,2012(11):148-149.

[2]張守勁,陳瓊.數(shù)字電視前端新技術(shù)發(fā)展與應用[J].有線電視技術(shù),2016(10):59-51.

[3]葛亞玲.數(shù)字電視前端設備及技術(shù)淺析[J].才智,2012(35):56-57.