数字电视的现状和发展趋势研究

南京广播电视大学 唐毅敏

一、引言

随着世界信息技术、通讯技术的迅猛发展，为广播电视领域的发展提供了契机。数字电视作为第三代电视，为广播电视事业的发展提供了新方向。数字电视是指电视节目信号从电视台开始发射，经过中间传输环节，直至信号到接收端接收所有环节都是使用数字化信号。近些年，世界各国都在进行或者已陆续完成了数字化电视的改革，即由传统模拟电视向数字电视的转变。我国也计划，在2015年全国彻底关闭模拟信号，完成数字电视全覆盖。通过对数字电视的现状研究，编码、技术参数的分析，数字电视技术相对模拟电视技术的优势，提出数字电视可能的发展趋势，并提供发展对策。

数字电视的发展有着广阔的前景，纵观全球，近些年围绕数字电视的相关产业蓬勃发展，并取得了丰盛的成果。各个国家不同的国情，使得各国数字电视的发展现状和实施标准互不相同。

二、数字电视发展现状研究

1.发达国家数字电视的发展现状

数字电视技术最先出现在欧洲。20世纪80年代初期，德国、法国和英国等几个技术力量雄厚的国家，都着手开始研究数字电视技术，并最终研究产生了MAC1、MAC2、MAC3三代数字卫星电视节目。欧洲最早的数字电视技术应用，是以1996年4月法国开播第一个商业数字电视广播为代表的。2006年12月，荷兰就已经停播地面模拟电视，成为世界上首个实现电视数字化的国家。2012年是欧盟规定全面停止通过模拟信号传播电视节目的最后一年，除波兰、保加利亚等少数技术相对落后的国家，都已完成由模拟向数字电视的改革。

纵观全球数字电视的发展，最早将数字电视技术成功应用到生活中的国家是美国。1994年6月，美国两颗卫星DirectTV、USSB率先实现数字电视业务播出。2001年9月，美国有线数字电视消费者已达1300多万。而美国国家广播者协会（NAB）的统计数据指出，截止2002年，利用数字电视技术已将美国84个城市及地区的244个电视台改建或新建成为数字电视台，全国数字电视覆盖率达到75%。2009年底，美国全面完成由模拟电视向数字电视的转换。

日本有线数字电视始建于1998年7月，并于2010年完成了国内所有有线电视的模拟转数字化改造，2011年实现了全国模拟有线电视系统的关闭。韩国在21世纪初期也在全国范围内进行了电视数字化改革，于2005年实现了全国范围的数字化电视转播，并于2011年底彻底结束了模拟电视信号的传输。日本、韩国两国都在2012年以前实现了数字有线电视全国覆盖，成功迈入数字电视时代。

2.我国数字电视的发展现状

目前电视信号传输主要是通过无线电波、有线电缆光缆和卫星传输这三种方式，由于无线电波传输的信号差，画面质量不高，接收的节目有限，并不是理想的传输方式，但由于条件的限制我国的一些农村和边远山区，还在使用这种方式。而我国城市有线电视用户相对集中，且覆盖率广，适合集中管理和发展，因此发展有线数字电视应当成为我国数字电视发展的重要策略和主要方式。根据我国目前有线电视网的分布及部署现状，采取了从有线电视切入的方式，21世纪初期，我国从城市开始全面实施有线数字电视改造工程。

2000年6月，我国基于数字化技术的第一家数字电视广播在广西宁南开播。它是由国家广电总局数字广播技术研究中心、南宁有线电视台及四川新泰克投资有限公司三方共同合作开发，引进多个国家不同公司的产品，在国内外多家公司的顶尖技术人员的技术支持服务下共同开发完成的。

我国人口众多，地大物博，是传统模拟电视的生产和消费大国，而数字电视替换传统的模拟电视是发展的趋势，也是必然结果。2004年，是我国“数字电视年”和“数字电视产业发展年”，国家广电总局也提出将于2015年全面关闭模拟电视系统，停止模拟电视信号的传输，完成全国所有地区模拟向数字化的过渡，全面实现数字电视广播。

三、数字电视标准研究

数字电视系统的稳定运行，没有一个统一的规则或标准是无法有力执行或实现的。标准的规定不仅可以理顺数字信号的处理流程，而且可以规范配套设备的接口，尽量统一数字电视外围设备的类型和参数。

数字电视均采用MPEG-2压缩编码方式。电视信号经过数字化以后会带来非常高的码率，如果不采用压缩技术，数字信号将会占用巨大的带宽资源，如一个通道就会占用100MHz的带宽空间。因此，为了减少带宽的占用压力，必须在数字信号的传输和存储中引入压缩技术，压缩码率是数字化技术中一项十分重要的技术参数。MPEG-2就是一种高质量的音、视频压缩标准，对普通及高清数字电视的各类应用和系统都作了详细规定，被人称为用于广播电视的视频压缩标准。MPEG-2标准共分为9个部分，其中6个部分获得认证通过，并已在数字电视领域广泛应用。其中系统、图像及声音为最主要的3部分，它们是声音、图像数字化的基础标准。系统它描述多个视频、音频和数据基本码流合成传输码流及节目码流的方式；视频它描述视频编码方式；音频它描述与MPEG-1音频标准反向兼容的音频编码方式。MPEG-2包含4个级和5个类，“级”按编码图像的分辨率定义，“类”按所使用的编码工具集合分类。MPEG-2这种“级”“类”组合的方式可以满足从家庭低端画质需求到广播级质量及高清电视质量的要求，支持标清、高清、16∶9宽屏等多种格式，应用范围广泛。

MPEG-2编码压缩系统提供的高压缩率，使节目素材来源更加宽泛，在码率到达一定程度时可以提供令人非常满意的图像质量，以展现其出色性能。

数字电视标准涉及多个领域，其按传输方式可分为地面（无线）传输，有线传输，卫星传输，手持设备传输四类。四类传输方式所用的标准、使用国家都各不相同。详细参数对比见数字电视传输标准对比表（表一）。

四、数字电视技术优势分析

数字电视技术较传统的模拟电视技术有着巨大的优势。

1.数字电视信号质量高，抗干扰能力强。数字电视的信号都是以二进制形式的两种电平来表示，在连续处理或传输过程中如果掺入杂波或失真，利用纠错及编解码技术都可以将错误纠正，能保证信号质量基本不变，使得用户接收到的音视频质量和电视台发送的质量基本相同。模拟信号在传输过程或不断处理的情况下掺入失真与杂波，它的噪声是不断累积的，不易纠正，再经过长距离的传输或多次复制处理，模拟信号将会大打折扣，对画面质量影响较大，无法达到节目发送端初始的图像和声音质量。

2.数字电视信号传输效率、带宽利用率高。在模拟信号状态下，6-8MHz的带宽内只能传输一套模拟电视节目，而经过压缩技术处理的数字电视信号能传送4至6套高图像质量的电视节目。

3.利用数字技术，实现频谱资源的多功能复用。运用技术可以实现数据信息、电子出版物、多路立体声、图文多工广播及电视传真广播，以获得更多的广播功能、带来更多的经济收益。

4.方便信号的存储和记录。随着大规模集成电路的不断发展和改进，可以将一段时间的信号存储于电路中。经过数字化的电视信号可以存储于不同的介质中，如磁带、光盘、硬盘等，这些存储方式不仅能保证音视频素材或节目的高质量及数据安全性，更重要的是具有足够的存储空间，便于多节目存储。

表一 数字电视传输标准对比表

5.数字化技术便于节目的制作与录制。数字化技术的引入可以进行更多创意性、特效的操作，如：字幕编辑、特写镜头处理、三维特技、非线性编辑等。

6.数字电视设备，利用超大规模集成电路技术，使设备体积不断缩小，成本不断降低，性能不断提升。

7.电视数字化技术，引入了全新的双向互动概念。将传统电视的一对多广播方式转变为复合模式，即既保留原有的一对多广播方式，又扩展点对点的点播互动方式。这样不同的用户就可以按照自己的需要点播节目和获得信息。

8.数字电视设备的扩展性与兼容性，有利于电视设备与计算机设备及网络的联通，有望融合成一个新兴的多媒体系统。

五、数字电视发展趋势研究

目前，我国大部分的城市已经使用数字电视，并已经进入常态化的使用阶段。经历数字化的转变后，电视节目资源得到了极大的丰富，从模拟电视时代的40多套节目，增加到80多套节目，节目内容也由普通的电视台类节目，扩展加入信息、娱乐等多类综合节目内容。形式由传统的广播新增互动功能。

数字电视的发展趋势主要有以下几个方面。

1.随着人们对图像清晰度要求越来越高，不断提高节目源的质量，大力推广高清数字电视的使用将成为未来数字电视发展的趋势。

2.不断完善交互系统。交互系统的出现实现了对节目内容、观看时间的自主选择，改变了以往被动接受广播的模式。

3.互联网技术的应用。数字电视连接到互联网，用户不再需要为了发送电子邮件、玩网络游戏、观看网络视频，坐在计算机前，而直接可以躺在沙发上，面对客厅的数字电视，利用无线键盘、鼠标实现所有计算机上的操作。

4.丰富的接口。未来的数字电视还应该支持更多的接口，如USB3.0，SD、CF卡，1394火线和Wi-Fi等，实现与多类主流数码产品，如数码相机、数码摄像机、个人电脑、移动存储设备、智能手机、网络打印机等的无缝连接，达到音视频信息共享的目的。

5.移动技术。全新的户外移动数字电视传媒，已经逐渐走进了大家的生活，公交、地铁等多种公共交通工具都已接入或安装了移动数字电视设备。它利用数字电视技术，通过无线发射，地面接收的方式进行节目的广播。

6.数字电视一体机。现在市面上销售的数字电视还不是真正意义上的数字电视，而是个利用数字技术的显示终端，只有在此设备上加机顶盒，通过机顶盒接收并转换格式，才是真正意义的数字电视。未来只有将机顶盒集成在电视机中，与电视机融为一体，才能称为真正的数字电视机。

六、数字电视发展对策

通过研究与分析，数字电视已称为全球电视技术发展的趋势，而且已经在有条不紊的进行，已成为电视发展史上的又一次技术革命。目前数字电视技术开发的领域还相对狭窄，还需不断的开发，不少政策、技术上的问题还有待解决，任需不断的改进与完善。

我国数字电视的发展还应采取以下对策：

1.注重数字电视产业的政策法规制定。国家相关部门应从实际出发，不断制定和完善数字电视产业发展的政策，保证我国数字电视健康、蓬勃的发展。

2.加快数字电视建设。建立数字电视硬件及接口参数标准，实现与数字电视相配套的统一标准，并对设备制作商、运营商、消费者等起到规范和引导的作用。

3.政策支持，提升对数字电视的认识。广播电视领域的工作人员，要充分认识数字电视发展的必然性和优越性，转变传统观念，以创新的思维投入到工作当中，不断提高数字电视服务质量。

4.完善数字电视的市场运营模式。计算机网络已经成为人们利用数字电视的主要渠道，人们通过数字电视上网发邮件、学习、以及各类宽带增值服务，而网络就是市场化运营的直接切入点。这就要求我们必须有与数字电视配套的系统设备、相关的应用软件及终端设备，以此为基础不断改进，研究出一种最佳的市场运营模式。

5.重视人力资源开发。积极引进数字电视技术方面的相关优秀人才，不断进行技术创新，不断促进数字电视的发展。

6.更多资源的免费开放。更多教育资源、财经信息、影视作品的免费提供，可以让更多的消费者习惯使用数字电视的交互系统，提高数字电视使用率。

7.进一步丰富电视节目内容，提高节目源质量。节目内容的丰富以及画面质量的提升，都可以不断提高消费者使用数字电视的积极性。

七、结束语

数字电视的成功推出，使数字电视技术完全替代了模拟电视技术，符合电视技术发展规律，已成为全球电视技术发展的趋势。我们只有不断的改进和完善现有的数字电视系统，适应社会的发展和消费者的需求，才能推动数字电视技术继续快速向前发展。

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