概 述

由于大规模集成电路的发展，以及计算机和数字技术的应用，电视技术也发生了巨大变化。数字电视技术在图像与声音编码、节目制作、存储与传输等方面的进步使传统电视概念发生了很大改变。电视信号数字化是电视技术的发展趋势，解决数字化图像的传输与存储，是实现电视技术数字化的关键。随着网络技术的不断发展，人们希望在互联网中能够集中传输压缩、非压缩、实时和非实时的视频信号，而且使信号无损失地进入网络。这项技术的实现可以使电视节目从制作到播出都发生根本性的变化。它的实现也是电视技术进入数字化的标志。

数字信号的传输与存储技术的解决要依靠有效的数字压缩技术和大容量存储技术的发展。目前的数字压缩技术已经能够在不改变所使用信道宽带的同时，实现把传输电视节目的数量加倍，把演播室质量的活动图像送到终端用户。图像存储的媒体有磁带、硬盘和光盘。磁带在电视数字化中已有应用，硬盘和光盘可以随机存取，它的发展很快，而且存储容量也在不断提高，将来会满足电视数字化的需要。

数字电视的标准及特点

数字化的重要标准是MPEG-2。MPEG-2将是未来的广播电视数字压缩的国际标准，它采用的是工具箱式的标准。该标准分为三部分：系统、视频、音频。为了适应不同图像质量要求，该系统中由档次和等级构成了不同集合，针对不同的质量图像所需要的不同最大取样点数目构成了不同的等级。不同的压缩工具构成了不同的档次。不同的用户，不同应用的需要，可以选择不同集合的数码率进行解码。采用不同的层和级组合即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的高清晰度电视质量不同的要求，其应用面很广。从进入家庭的DVD到卫星电视、广播电视微波传输都采用这一标准。这个标准的广泛应用有力地推动了世界数字电视的进展。

数字系统的发展之所以如此迅速是因为它提供了极好的可操纵性和质量，因而也优于传统的模拟系统。数字信号有如下特点：1.数字系统可以获得多代复制效果。在不压缩的情况下，理论上每一代都保持第一代的质量。2.数字设备SDI接收器的自动均衡功能确保了正确的电缆均衡。3.数字信号能够被100%准确地恢复，所提供的信号具有完全稳定的特性。4.数字视频不受干扰、增益、相位错误和串音的影响。电视系统的全面数字化使电视节目的制作、传输和播出等各个环节都发生了深刻的变革，它也使广播电视与通讯和计算机等其他媒体实现了一体化，数字电视业务的可分级性使各种业务得到了统一。在数字传输系统中整个系统设计使用先进的信道编码和调制方法，达到适于该信道的最高码率。因为不同质量的信源只是占用的比特率不同，但具有相同的格式。由于数字电视具有普通电视所无法比拟的优点，所以各国争相开发自己的数字电视业务。

各国的数字电视发展情况

数字电视的发展可分为三个阶段。第一阶段从70年代开始，是个别电视设备由模拟方式变为数字方式，直到切换器和特技信号发生器的数字化。第二阶段始于80年代，出现了全功能的数字电视演播室，即摄像机输出的就是数字电视信号，以后的处理加工完全在数字状态下进行。第三阶段是90年代，即实现了数字电视信号的直接发射和接收，使整个电视链路数字化。实现了现有电视频道内数字电视信号的开路播出。

美国从90年代开始提出了全数字HDTV（高清晰度电视）的要求，有四家公司拿出了具体方案。1993年成立了高清晰度电视大联盟，取4种方案之长，补其短，形成了单一制式，并在工作中取得了良好效果。目前的全数字HDTV制式已获得美国联邦通讯委员会的通过。

1995年11月29日美国联邦通讯委员会举行会议，建议将“ATSC数字电视标准”作为美国电视广播的规范。1996年5月，联邦通讯委员会宣布它准备采纳该标准，并请公众对该标准提出意见。1996年12月，联邦通讯委员会采纳了ATSCDTV标准，决定在美国地面广播中使用。根据计划，当模拟传输停止，过渡时期结束时，数字化频道会重新指配，且频谱利用率更高，全国的频谱将兼顾其他种类无线电服务的使用。之后联邦通讯委员会举行公开会议批准了规定管理数字电视业务规范的各种规则及频谱指派表，有关分派数字电视频道的政策和规则，以及频谱归还的各种计划。这次会议缩短了电视广播由模拟向数字制过渡的过渡期，即安排了9年时间取代1992年计划的21年。

根据联邦通讯委员会的计划，24家电台已被委托在1998年11月之前作为自愿的开播基地。依据法规，40家电台在1999年5月开播。所有的商业电视台则在2002年前开播，非商业电视台则在2003年之前开播。据联邦通讯委员会计划，过渡期将到2006年为止，但据美国国会通过的法律，如果有超过15%的美国家庭依赖模拟空中广播，过渡期将被延长。这次会议还提出了规划的可执行计划，这些频谱的一部分可以指派用于公众安全，而其余部分则可以在今后进行拍卖。这两方面都将给美国公众带来巨大的利益，还强调了免费的地面DTV广播，它除了提供更清晰的图像以外，还将提供到达家庭用户的以个人计算机为基础的数据信息通道。这是在美国推进国家信息基础设施的最廉价和最有效的途径之一。

关于数字化电视，联邦通讯委员会还作出其他几项政策决定。没有特别要求数字化频道上HDTV的最低数量，但规定至少提供一套免费的SDTV（数字化标准清晰度电视）节目。联邦通讯委员会还要求在过渡期后期，模拟频道上的节目都将在数字化频道上传送，这将避免观众为了继续保留模拟频道的特定节目而产生的争议局面。联邦通讯委员会并不强制要求有线电台使用ATSCDTV标准，美国有线电视网络中在1997年内预计将提供各种数字业务，以便增强同卫星直接到家庭的DTV业务的竞争。可以预料，DTV在卫星广播、有线电视广播和地面广播这三者之间的竞争，都将进一步加快美国在这方面的发展速度。

70年代日本开始研究HDTV技术，经过十几年的研制，开发出了模拟方式下的全套“高品质电视（HiVision）”。1991年利用其试播，并试图在全世界推广。日本从1993年开始研究全新概念的电视广播IS-DB（综合业务数字广播），在1985年国际标准化机构ITU的广播组会议上，日本将其作为一种新的研究课题向大会提出了议案，并得到了认可。1994年11月，在国际电联无线电通信部门会议上，日本通过决议将MPEG-2作为数字广播的技术基础予以采用。1996年6月开始，由通信卫星CS播出数字电视节目。另外还提出到2000年时，有可能由BS-4号卫星开始数字电视广播，并决定在2000年以前研究开发地面数字电视广播，以确定广播制式。并投入巨资，初步建立了一套生产摄录接收HDTV的技术和设备，在数字电视芯片和设备方面也作好了准备，以适应世界上所有可能的数字电视制式。

目前频率规划的制定是以模拟FM的电视广播为前提的。经过修改，虽然不可能完全成为数字时代的规划，但在技术上已经使数字电视成为可能。日本的卫星数字电视所要求的条件是：确保在有限的宽带中有可能高的传输容量；可以提供包括高清晰度电视在内的高质量图像与伴音；可以适应未来的发展，是一种有扩展性、柔软性的传输方式；能确保与其他媒体的共通性。

德国的数字电视也有一定发展。德国的电视播放采用电缆和卫星传输方式，在德国预计到2000年有80-90%的家庭通过电缆和卫星接收电视节目。德国电视一台和二台已经委托德国电信公司把所有的电视和广播网都换成数字传输网，预计在1997年完成。德国卫星发射公司SES预测，到2006年，欧洲将有4400万个家庭有直接卫星接收机，其中80%接收数字节目。1996年德国开始数字电视广播试播，德国二台在1996年初通过卫星传输它的主要电视节目。从1996年开始，先后有三家私营电视台通过卫星进行数字电视广播试验，最成功的是数字电视一台。电视二台正在投资850万德国马克，建设数字电视广播中心。1997年7月通过卫星开始数字电视广播，将有13个电视台播出数字电视节目，合作播出数字电视节目。还要扩大多媒体业务，准备开办一个综合节目，采用计算机与多媒体完成播放任务。

目前在德国几乎每个电视台都改建了数字演播室，或者还拥有数字转播车。广播演播室已全部数字化。电视台数字化的建设方针是，逐个用数字演播室替换模拟演播室。在过去的4年中，德国的BFE公司已改建了40多个数字电视演播室。到2000年以后电视台的模拟演播室几乎将全部改建成数字演播室。

我国的数字电视发展情况

国外数字电视的研究给我国广播电视工作带来了机遇，国内电视数字化也有了一定的发展。高清晰度电视的跟踪研究取得了可喜成果，完成了HDTV信源编码、信道编码等方面的分析和比较；高清晰度电视体制硬件实验，接收机的研制也有了一定进展。在2000年左右地面高清晰度电视实验台可以开播。1995年中央台购买了数字播出设备，在全国建立了第一个数字播控中心。中央台首先实施播控中心数字化是因为四套加密节目要上卫星，用数字压缩方法，可以占用一个转发器发送四套电视节目，而模拟技术无法做到。播控系统的数字化可以促进其他周边设备如字幕、台标时钟发生器、測试图等以及直播演播室、转播车的数字化，使后期制作数字化得以实现。

根据我国的国情，电视数字化应采用以模拟分量为基础的数字分量过渡方式。电视数字化的方案设计和设备选择都要经过认真考虑，尤其是对于数字化程度，自己的模拟环境情况都要反复研究，不要盲目追求形式上的全数字化。目前是过渡时期，在购置数字电视设备方面要考虑各家产品不同的兼容度，选用兼有格式转换功能的数字设备，以免浪费资金，为今后电视技术数字化的进一步发展作好准备。

在替换模拟演播室时，模拟摄像机和原有的数字设备都可以进入数字演播室，使数字演播室可以利用模拟信号，数字演播室的信号也可以在模拟演播室利用。数字演播室的设备可以采用多家公司的产品，但其控制部分的接口不同，在购置设备时要系统考虑。数字演播室采用串行分量数字标准，因此所有电缆带宽要高于270 Mb/s，长度不超过200 m，超过200 m时应采用光纤。数字演播室必须满足各种节目制作要求，包括简单节目和复杂节目制作需要的工作位置和设备，并能灵活地接到所需要的环境中。除此以外，在未来的发展中需要解决的问题是：确立符合条件的播送方式；掌握各地区实际可利用的空间；制定频率规划；开发更具魅力的业务形式。

20世纪的最后几年将是广播电视过渡到全数字化的时期。我国广播电视主要工作任务之一是提高节目制作的质和量，特别是基本上完成从模拟到数字技术的过渡。数字化已成为一项国家的方针政策，我国的数字系统和数字电视台会发展的越来越多。在高速发展的信息化社会，广播电视技术会不断地进步，以满足人们不断增长的信息需求。

结 论

数字化引发了电视技术革命的到来，传统的模拟电视系统终将被数字电视系统所取代。随着数据存储传输技术的不断发展，电视领域会发展一场深刻的变革。未来的电视台将不再是独立的，它的制作播出系统会更加开放，成为公共网络中的一部分。今天，每个国家都在争相发展自己的数字电视业务，每个电视工作者也要努力适应这一变化，以迎接世界信息化的到来。