數字電視前端新技術初探

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

關鍵詞：數字電視；前端新技術；應用

數字電視不僅具有傳統電視觀看節目的功能，還能根據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，使廣播電視節目的功能越來越豐富，但是為了加強數字電視的服務質量，提高數字電視的分辨率及穩定性，還需要對數字電視前端技術進行研究。

1IP數字前端技術

1.1IP數字前端技術的產生

進入20世紀，互聯網信息技術以及電信技術得到充分發展，“三網融合”成為當前主要的發展趨勢，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，同時也是一種前所未有的發展機遇。隨著推出了“三網融合”的發展目標，促進了廣播電視網絡運行的發展，推動了廣播電視工作的創新和優化，廣播電視整體的運營結構以及服務方式發生了翻天覆地的變化。為了順應時代的發展，建立IP數字前端技術，從單一的服務向模塊化的方向邁進。隨著IP協議在互聯網中的運用，其主要作用是實現各個系統之間的資源共享，同時還能進行應用拓展，特別是隨著數字電視技術的發展，IP協議在廣播電視中也被廣泛應用。

1.2IP數字前端技術的構建

在“三網融合”的背景下，需要通過IP數字前端技術實現數字電視多元化的業務。其具體的規劃原則是以IP協議為基本的協議，并以此為核心網絡，組建系統，實現網絡資源的共享，進而開展多元化的業務[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務的開展。除此之外，ASI的連接狀態是靜態的，很難對其進行擴展。對于信號的獲取是數字電視影視播放整個過程中的第一步，也是十分重要的環節。在這一模塊中，不僅要接收不同格式的信號源，通過解調視頻的傳輸流，進而對節目進行解擾，并將傳輸流以IP格式進行打包。如果節目源的格式不同，需要對這些節目源進行編碼處理再進行利用。編碼技術是數字電視傳輸技術的重要組成部分，通過采用MPEG-2技術或MPEG-4AVC技術對節目源進行編碼處理，使節目源的格式統一[2]。在信號處理方面，將通過MPEG處理過的節目進行打包并傳輸給有線用戶，通過MPEG處理過的MPTS可以轉成IP格式。數字電視使用的數字調制技術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，進而提高數字電視的清晰度。在數字電視中運用比較廣泛的調制技術是正交幅調制技術，在提高頻譜利用率的基礎上，提高信號的傳輸碼率[3]。

2AVS+技術

AVS+技術在數字電視中的主要作用是增強數字電視的3D效果，提高數字電視的清晰度，同時還能有效降低運營成本。AVS+是在AVS標準的基礎上發展起來的，并對AVS技術進行了創新和優化，被廣泛地應用于地面數字技術和IPTV領域。AVS+技術滿足數字電視飛速發展的對于畫面質量和信號傳輸效率的需求，提高了數字電視的硬件性能。AVS+與AVS兩者的內容基本上是一致的，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

3.1H.265技術的出現

目前，我國數字電視技術發展迅速，在這種背景下H.264由于其自身的局限性已經明顯不能滿足數字電視發展的需求，特別是4K數字電視技術對于視頻編碼的要求比較高，急需對現有的編碼技術進行升級，研究出更為先進的編碼技術。4K數字電視的分辨率極高，相對于傳統的像素分辨率來說，4K提供的清晰度是傳統像素分辨率的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

H.265技術的應用主要是為了在保證視頻質量的前提下，提高視頻編碼的效率，滿足數字點數發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技術的壓縮性能而言，H.265技術提高了近40%，H.265技術應用了許多全新的技術，使其編碼結構更加靈活，效率更高。

3.3H.265技術的核心

盡管H.265技術的編碼結構以及編碼方式的主要方法基本相同，但是由于H.265技術將宏塊原來的16×16變成64×64，不僅減少了宏塊內容的參數信息，同時還減少了宏塊的數量，進而提高了數字視頻的分辨率和壓縮率，并且H.265技術的編碼結構更加靈活。傳統的廣播電視中SAO在Deblock的后面，為了提高視頻的質量、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技術的展望

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

4統計復用技術

4.1統計復用技術的背景

隨著社會經濟的不斷發展，人們對生活質量的要求越來越高，人們對數字電視的需求越來越大。因此，運營商要保證電視節目的質量、效率，同時簡化設備，減少設備的費用，降低運營成本，并在此基礎上不斷擴充節目源和頻道的數量。為了有效解決這些問題，出現了統計復用技術。通過使用統計復用技術，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統計復用的主要框架結構

在數字電視系統中，統計復用技術通常與編碼器結合在一起共同使用，根據節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，統計復用結構有兩種，一種是閉環統計復用架構，它要求編碼器集中配置；另一種是開環復用結構，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，提高了系統的性能。

4.3統計復用的實際應用

通過統計復用技術，能夠對寬帶的資源進行充分利用，因此在數字電視中應用廣泛。隨著數字電視技術不斷發展，目前在我國得到大范圍推廣，數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，可以通過統計復用技術。通過使用統計復用技術，在保證數字電視畫面質量的基礎上，壓縮視頻流，從而降低寬帶的占有率，提高傳輸效率。

5結語

隨著科學技術不斷發展，以及“三網融合”的時代背景下，數字電視技術營運而生。所以，加強對圖像處理技術的研究尤為關鍵。在提高畫面質量的前提下，要通過先進的技術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量。與此同時，市場需要的多樣化也將給數字電視技術的發展帶來動力，而數字前端技術最為先進的數字電視技術，其發展前景將會越來越廣闊。

作者:楊學軍 單位:寧夏廣播電視網絡有限公司傳輸中心

參考文獻：

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

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

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