数字电视的基本原理与数字电视系统毕业论文.doc
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1、数字电视的基本原理与数字电视系统摘 要世界通信与信息技术的迅猛发展将引发整个电视广播产业链的变革,数字高清电视是这一变革中的关键环节,越来越多的国家都在大力发展,希望通过数字电视提升本国的通信广播技术。本文共分四个部分:第一部分主要介绍数字电视的基本原理与整个数字电视系统所需的设备;第二部分主要探讨我国数字电视进行政府规制的必要性、政府规制的现状及完善措施;第三部分主要对全国数字电视的几种运行方式及存在的问题作介绍;第四部分对我国数字电视的展望作研究。关键词:数字电视;政府规制;现状;展望ABSTRACT The world communication and information tech
2、nology has developed rapidly will cause the television broadcast industry chain change, and the digital television is the change in the process, more and more countries in developing and hope that through the digital television promotion of national communications broadcasting technology. this paper
3、 is divided into four parts :the first part mainly introduces the basic principles of digital television and the digital television systems required equipment ; the second part of the major figures in the government to the rule of necessity, the government of the status and improvement measures ;the
4、 third part of the digital television several operation mode and the problems existing in the introduction ; the fourth part of our digital television to make a study.Key words:digital television;government regulation;Current Situation;Outlook目 录摘要. .IABSTRACT. .I1 数字电视.11.1 数字电视原理.11.2数字电视系统及设备.21.
5、2.1数字摄像机.21.2.2 广播传输系统.31.2.3 用户接收端.32数字电视发展的政府规制.52.1有线电视的自然垄断属性要求政府规制.52. 2 新型的媒介业务要求政府规制.52. 3 有线电视的国家产权要求政府规 . .52. 4 我国有线数字电视政府规制现状.63 我国数字电视发展现状.73. 1 我国数字电视运行的几种模式.73.1.1 青岛模式.73.1.2 佛山模式.73.1.3 杭州模式.83. 2 有待克服的问题.84数字电视发展前景展望.104.1我国数字电视技术展望.10结论.11参考文献.12致谢.131数字电视电视技术经历了从黑白电视到彩色电视的发展过程,电视的
6、使用范围早已超越了广播娱乐界,扩展到文化教育、科研管理、企业、卫生等各个领域,现在的彩色电视机虽然已发展到色彩鲜艳、形象逼真的高超地步,但它仍然是模拟电视,在图像信号的制作处理、控制调节、记录重放、调制解调、传输转播、接收显示等过程中,图像信号和伴音信号都是在时间轴和振幅轴上连续变化的模拟信号,模拟电视最明显的缺点是在传输的过程中图像质量的损伤是累加的,即信号的非线性积累使图像对比度产生越来越大的畸变,长距离传输后图像的信噪比下降,图像清晰度越来越低,相位失真的累积使图像产生彩色失真、镶边和重影,另外模拟电视容易产生亮色信号互串、行蠕动、半帧频闪烁等现象,还有稳定性差、可靠性低、调整不便、集成
7、与自动控制困难等缺点。1.1 数字电视原理数字电视是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号,在整个数字电视系统中数字电视从节目采集、编辑制作到信号的发送传输和接收全部采用数字处理的全新电视系统,它利用了先进的数字图像压缩技术、数字信号纠错编码技术、高效的数字信号调制技术等一系列高端技术,在处理、传输信号过程中引入的噪波只要幅度不超过一定的门限都可以被清除掉,即使有误码,也可利用纠错技术纠正过来,所以数字电视接收的图像质量较高。数字电视采用压缩编码技术,在只能传送1套模拟的电视节目的频带内可传送多套数字电视节目,使电视频道数迅速增多,数字电视便于开展多种数字信息
8、服务,如数据广播、文字广播等,数字电视容易实现加密、加扰,便于开展各类收费业务。数字电视系统由信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道传输和接收机等6部分组成,图1是其结构框图。图1.1信源编码是对视频、音频、数据进行压缩编码的过程,标准数字电视按照MPEG-2标准进行信源编码,辅助数据可以是独立的数据业务,也可以是和视频、音频有关的据,如字幕等,信源编码是为了提高数字通信传输速率而采取的技术,它通过多种编码尽可能除去信号中的冗余信息,以降低传输速率和减少传输频带宽度。多路复用是将视频、音频和数据等多种媒体流按照一定的方法复用成一个节目的数据流,同时将多个节目的数据流复用成单一的数据流的过程。
9、信道编码是指纠错编码,是为提高数字通信传输的可靠性而采取的措施,为了能在接收端检测和纠正传输中出现的错误,信道编码在发送的信号中增加了一部分冗余码,因此增加了发送信号的冗余度,即通过牺牲信道传输的效率来换取可靠性的提高,为了达到数字电视系统的高效率和可靠性的最佳折中,信源编码和信道编码都是必须的处理步骤。调制是指为了提高频谱利用率而把宽带的基带数字信号变成窄带的高频载波信号的过程,具体的系统应根据传输信道的特点采用高效率的信号调制方式,常用的调制技术有QAM、QPSK、COFDM、VSB等。接收机的功能包括调谐、解调、信道解码、解复用、视/音频解压缩、显示格式转换等,数字电视除了以上功能设备,
10、还应包括软件平台中间件及条件接收,数字电视接收机(数字机顶盒)的硬件功能主要是对接收的RF信号进行信道解码、解调MPEG-2、码流解码以及模拟音视频信号的输出,而电视内容的显示、EPG节目信息和操作界面都依赖于软件技术来实现,缺少软件系统就无法在数字电视平台上开展交互电视等业务,所以在数字电视系统中软件技术有重要的作用,中间件是一种将应用程序与底层的实时操作系统及硬件实现的技术细节隔离开来的软件环境,支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行,使应用不依赖于特定的硬件平台和实时操作系统,中间件通过各种虚拟机构成,如Java虚拟机、Java Script虚拟机等,中间件的作用是使机顶盒基本的和通用的功
11、能以应用程序接口API的形式提供给机顶盒生产厂家,以实现数字电视交互功能的标准化,同时使业务项目(以应用程序的形式通过传输信道)下载到用户机顶盒的数据量减小到最低限度。1.2 数字电视系统及设备广播电视系统主要由电视中心(即电视台)、广播传输系统、用户接收端等三大部分构成。在此期间,除了用户接收设备全面更新换代外,还涉及到传输系统和电视中心的脱胎换骨式的全面数字化和高清化的技术改造。1.2.1 数字摄像机数字摄像机是指处理模块全部或部分地采用数字信号处理技术的摄像机。数字摄像机的视频信号处理模块通常由模拟模拟处理部分和数字处理部分组成,CCD输出的视频信号经过预放后进入模拟处理部分,完成黑斑补
12、偿,自动黑白平衡、杂散光校正、白斑补偿、增益控制、预校正等,这些部分如果也采用数字处理,则要求信号量化位数用13位,否则将出现A/D转换中量化位数低的问题。除以上部分外,后面部分用10位量化进行数字处理,包括彩色校正、轮廓校正、校正、混消隐、白切割、色度孔阑、二维滤波、数据检测、编码矩阵、彩条发生器。由于数字摄像机的视频处理通道采用了数字化处理,因此视频处理更精确、更方便,各项调整更灵活、可靠和稳定,从而大大提高了摄像机输出视频的性能指标。1.2.2 广播传输系统数字广播传输系统可由直播卫星,有线数字电视和地面数字电视三种方式传输。数字卫星电视是近几年迅速发展起来的,利用地球同步卫星将数字编码
13、压缩的电视信号传输到用户端的一种广播电视形式。主要有两种方式。一种是将数字电视信号传送到有线电视前端,再由有线电视台转换成模拟电视传送到用户家中。这种形式已经在世界各国普及应用多年。另一种方式是将数字电视信号直接传送到用户家中即:Direct to Home(DTH)方式。与第一种方式相比,DTH方式卫星发射功率大,可用较小的天线接收,普通家庭即可使用。同时,可以直接提供对用户授权和加密管理,开展数字电视,按次付费电视(PPV),高清晰度电视等类型的先进电视服务,不受中间环节限制。此外DTH方式还可以开展许多电视服务之外的其他数字信息服务,如INTERNET高速下载,互动电视等。有线数字电视是
14、众多数字电视传输方式中实现最为简便也是成本最低廉的一种方式,利用旧有的有线电视传输网络进行传输,只需在接收端配置一台接收机顶盒就可以收看,省去了用户自行架设天线的麻烦。由于数字信号经过传输后在终端对信号进行再生,从而保证了有线数字电视接收到的信号质量与发射前端一样,避免斜纹、雪花等现象发生,标清数字信号可以达到DVD般清晰的图像质量。有线数字电视不仅传输电视节目,还提供强大的信息服务,它采用双向信息传输技术,增加了交互功能,使电视成为一种经济实用、方便快捷的互动性媒介。用户可以根据自身需要开通视频点播、网上购物、远程教学、远程医疗、数据传送、图文广播等众多业务。地面数字电视是数字电视技术的一种
15、,即通过接受电视塔发出的地面数字电视信号,收看电视节目。对于电视机方面,需要具备地面数字电视信号接收能力,如果是老式模拟电视,也可以通过专用的机顶盒接受,然后转换成模拟信号连接到电视机上。1.2.3 用户接收端用户接收端有多种设备,现在大部分电视都是内置机顶盒但是传统模拟电视不能接受数字信号,需要安装数模转换器,即机顶盒。顾名思义,机顶盒指电视机顶上的盒子,是扩展电视机功能的一种家电。机顶盒根据接收的信号种类分为模拟机顶盒和数字机顶盒。模拟机顶盒接收模拟信号,数字机顶盒接收数字信号。数字机顶盒是一种多媒体终端,有类似于家用电脑的硬件体系结构和专用的实时操作系统及应用软件。用户将有线馈线接驳于数
16、字机顶盒,在用AV连接线接入电视机AV输入端子,然后使用数字机顶盒遥控器,可以进行频道、节目的选择。 数字电视在电视的AV节目中播出,收看时把电视节目转为平时播放影碟或录象的频道,所有数字电视节目都在AV频道中,选择时需使用机顶盒遥控器,根据菜单操作,其操作过程与播放DVD相似。如果不收看数字电视节目,按电视遥控器AV转换键,即回到原节目。2 数字电视发展的政府规制有线数字电视的政府规制,即政府运用 法律 或行政手段对有线数字电视进行管理和控制,以克服或弥补市场机制在资源配置上的失灵,保证市场利益的合理分配。规制的内容主要有内容、市场和技术等几个层面。在此我们重点讨论有线数字电视的市场规制,即
17、政府对有线数字电视的市场进入,市场结构,市场行为,费率和技术标准等的规制,不包括政府对内容的规制。2.1有线电视的自然垄断属性要求政府规制 有线电视被公认为具有很强的自然垄断属性。自然垄断产业需要巨大投资,且需要通过较长周期才能逐渐获得回报,沉淀成本大,对 企业 的 经济 实力要求高,但一旦运营,容易取得规模经济效益。有线数字电视的整体平移,规模大,资金消耗大,这就要求政府对有线数字电视的市场进入制定管制政策,以保证自然垄断产业的规模经济;有线数字电视的自然垄断属性容易带来另一个后果,即生产的低效率和分配的低效率。垄断企业可能凭借其垄断地位制定高于平均成本的垄断高价。这就要求政府出台有利于市场
18、竞争的政策,放松市场进入的门槛。在产业发展的不同阶段,政府应采取积极的措施,在规模经济和市场竞争之间取得平衡。美国有线电视发展的政府规制就是一个很好的例子。1992年的美国有线电视法尽管在法律上禁止某一地区有线电视的特许约定,但并不禁止或者说默认某一地区事实上的垄断。为了改变这种状况和增加市场竞争的力度,美国在1996年的电信法中打破了电信和有线电视的界线,允许电信业进入有线市场,刺激了有线电视市场的有效竞争。 2.2新型的媒介业务要求政府规制 每一种新的媒介产业或新的媒介业务的出现,都必将对原有市场结构产生影响,给市场带来新的问题。这就需要政府和市场的共同参与,以确保媒介市场有序、良性地运行
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