影响数字电视的关键指标分析

周德元

[摘要]随着数字电视的普及，数字电视的质量成为影响数字电视业务拓展的一个重要方面。因此，将详细分析影响数字电视的关键指标，阐述指标的内涵，并对如何提高数字电视的服务质量提出一些建议。

[关键词]数字电视质量关键指标

中图分类号：TN94文献标识码：A文章编号：1571—7597(2009)1020051--01

一、数字电视的发展

随着网络技术的不断发展，数字电视逐步走入人们的生活，数字电视以不可逆转的形势占据了模拟电视的市场。在我国，数字电视发展现在已进入实质性阶段，具体到有线电视的数字化，广电总局已制定具体计划，即分东部、中部、西部三个区域、四个阶段实施数字化，全国的数字化势在必行。

二、数字电视关键指标分析

(一)误码和损伤

比特误码率(Bit Error Rate，BER)是发生误码的数据位数与传输数据总位数之比。实用的通信网络将误码和损伤带入传输的数据中，即使相对低的比特误码率或包／信元损伤都能对解码后的视频数据造成严重的质量影响。数字电视信号是离散的信号，具有“断崖效应”的特点，接收到的数字电视信号要么是稳定、清晰的图像，要么表现为马赛克、静帧或图像中断现象，它没有模拟信号那种劣化的渐变过程。系统的CSO、CTB、C／N等指标都反映到误码率上，所以误码率既是数字传输系统中特有的指标，也是衡量通信系统有效性和可靠性优劣程度的重要指标。

(二)延时

视频传输系统的总延时量由许多因素决定。首先，视频前端的视频编码需要一定的时间，编码会导致延时。在分块编码的电路中例如DCT编码，在每个块的每列被编码和传输之前，需要存储每帧的几行(典型的为8行或16行)，这将导致几ms的延时。在CBR编码器中传输之前需要缓存数据，又增加了一些延时，延时量的大小与缓存器的大小成正比。在MPEG中采用的双向预测编码导致更大的延时，而在最新视频编码标准H.264中，由于运动估计采用了更小的块，采用多帧预测的方法，虽然比特率得到了极大的降低，但是系统编码耗费时间却提高了很多，系统编码复杂度增加。

(三)传输系统解码器性能

数字电视广播的目的是要将图像、声音和数据等信息快速、实时、高质、可靠地传输至接收端，供用户满意地收看、收听。其图像节目源是由数字演播室按规定的技术参数制作出的数字视频信号流。信源编码的作用是将高码率的视频数据在保证所需图像质量下加以尽可能的压缩，使码率充分降低。信道编码的作用及原理是用载波调制方法使数字基带信号按照一定的方式调制高频载波，以便已调制高频信号通过传输媒体——传输通道向外传送。与视频图像相关的数字声音和附加数据通过相应的信源编码处理后在信道编码中同图像信号一起进行信道编码。与编码相对应的就是解码。实际解码器中有视频、音频和系统三种信息的解码部分。传输系统解码器缓冲区不能上溢或下溢，除某些特定情况下发生的下溢外，虚拟解码器传输系统解码器通常和数据源严格同步，而且音频和视频的解码和显示也严格同步。

(四)MER(Modulation Error Ratio)调制差错率

在数字电视中，调制误差率(MER：Modulation Error Ratio)是袭征数字信号质量的最重要指标，它精确表明数字信号在调制和传输过程中所受到的损伤，也一定程度上说明该信号是否能被解调还原，以及解调还原后信号质量状况。MER受多种因素的影响，包括载噪比、突发脉冲、各种失真以及IQ偏移量对信号造成的损伤，如果系统的MER减小，信号受到的损伤变大，误码率增加，图像将出现乱码现象，严重时会出现黑屏。

三、提高数字电视视频质量的一些努力

(一)编码

多数情况下，在编码器中能够很灵活地调整编码参数。例如，有多种方法增强MPEG数据的抗误码能力，通过选择编码系数以使误码在解码序列中的扩散减少到最小。空间定位确保同步标识以一定频率间隔出现。当解码器收到这些标识中的一个时，能够对误码进行纠错，因此这种标识在比特流中出现越多，解码器便能够越快地纠错。而最新的视频编码标准，在编码上性能更加出众，为了提高数字电视的质量，人们一直以来孜孜不倦，视频编码技术得到了空前的发展。

(二)协议处理

从视频的前端，经过压缩、调制、传输、解调以及解压缩中，涉及环节多，而每个环节都对数字视频的质量会形成一定的影响，在传输前的编码和协议处理也能影响Qos。前向码校正(FEC)编码降低了编码数据中出现的误码率，因此改善了在传输误码或损伤之间的视觉质量。在有噪声的环境如数字电视的地面或卫星广播中，FEC是保证得到可接受的QOS的重要手段。

(三)传输

传输通道或网络的特性和性能影响了编码视频的质量。目前已采用通过地面或卫星通道的数字电视广播，这些通道易于出现误码，尤其在差的传播环境或在卫星覆盖区域边缘处接收时。在这些条件下，误码增加图像质量会恶化，但有利于采用分层编码技术。例如ISDN，提供了某种OOS保证，但它是有限的，比特率也是固定的，对于固有的、突发的、高比特率编码的视频来说它不是很理想。基于ATM方式的网络更适合传输编码视频这种实时、高带宽的信号，并能提供某种范围内的QOS保证，但是，这些网络在传输视频信号时仍然有很多限制。

四、结束语

数字电视的播放过程涉及环节众多，而每个环节的有效控制都会给数字电视的视频质量提高形成一定的影响。在认识到数字电视的关键指标后，可以针对这些指标进行针对性的改进，也可以监控这些指标作为数字电视视频质量的依据，来建设和维护有线数字电视，需要经常测试信号电平、调制误码率(MER)、噪声裕量、信噪比、调制误差率MER，比特误码率BER、星座图等指标，还要对传输频道作出科学的规划。