【正文】 碼技術(shù)。 數(shù)字電視的傳送復(fù)用從發(fā)送端信息的流向來(lái)看，復(fù)用器把音頻、視頻、輔助數(shù)據(jù)的碼流通過(guò)一個(gè)大包（數(shù)據(jù)分組），然后再?gòu)?fù)合成單路串行的傳輸比特流，送給信道編碼器及調(diào)制器；接收端與此過(guò)程正好相反。傳輸媒介統(tǒng)稱為傳輸信道。這種處理便是信道編碼與調(diào)制。數(shù)字電視信道編解碼及調(diào)制解調(diào)的目的是通過(guò)糾錯(cuò)編碼、網(wǎng)格編碼、均衡等技術(shù)提高信號(hào)的抗干擾能力，通過(guò)調(diào)制把傳輸信號(hào)放在載波上，為發(fā)射做好準(zhǔn)備。中間件的作用是使機(jī)頂盒基本的和通用的功能以應(yīng)用程序接口API的形式提供給機(jī)頂盒生產(chǎn)廠家，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視交互功能的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)使業(yè)務(wù)項(xiàng)目（以應(yīng)用程序的形式通過(guò)傳輸信道）下載到用用戶機(jī)頂盒的數(shù)據(jù)量減小到最低限度。條件接收系統(tǒng)是數(shù)字電視廣播實(shí)行收費(fèi)所必需的技術(shù)保障。本文著重介紹電視信號(hào)的數(shù)字化和數(shù)據(jù)壓縮問(wèn)題。抽樣是指用每隔一定時(shí)間的樣值序列來(lái)代替原來(lái)在時(shí)間上連續(xù)變化的信號(hào)，也就是在時(shí)間上將模擬信號(hào)離散化；量化是指用有限個(gè)幅度值（數(shù)字量）近似原來(lái)的連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號(hào)的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的離散值；編碼則是按一定規(guī)律把量化后的值用二進(jìn)制數(shù)字表示，并轉(zhuǎn)換成二值或多值的數(shù)字流信號(hào)。圖2為對(duì)一個(gè)周期正弦波的抽樣過(guò)程。因此fs=2F是不產(chǎn)生混疊干擾所必須的最低抽樣頻率。20Hz—20KHz的高質(zhì)量聲音，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的fs=44KHz。 量化抽樣的作用是把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上離散的脈沖信號(hào)，但脈沖的幅度仍然是模擬的，還必需用數(shù)字來(lái)表示，即要對(duì)脈沖的幅度進(jìn)行舍零取整（或稱四舍五入）的處理，這一過(guò)程稱為量化。量化誤差的絕對(duì)值最大為Δ/2，因此誤差較小。因此量化過(guò)程既要盡量減少量化級(jí)數(shù)，又要減小量化失真。圖4 8級(jí)3比特量化與編碼脈沖圖4由0—1的電壓變化，把信號(hào)電壓分為8級(jí)（0—7級(jí)），這是用3個(gè)脈沖分為8個(gè)量化級(jí)來(lái)代表一個(gè)信號(hào)，稱為3比特量化，在這里每一個(gè)脈沖稱為1比特。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圖像信號(hào)數(shù)字化至少要用8個(gè)脈沖即8比特表示，才能保證在復(fù)原時(shí)人眼感覺(jué)不出失真來(lái)。具體說(shuō)，就是用n比特二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示已經(jīng)量化了的樣值，每個(gè)二進(jìn)制數(shù)都對(duì)應(yīng)一個(gè)量化值，并把它們排列成由二進(jìn)制脈沖組成的數(shù)字流信號(hào)。圖5 一個(gè)周期正弦波的編碼用這種方式組成的脈沖串的頻率與其量化比特?cái)?shù)的乘積，稱為所傳數(shù)字信號(hào)的數(shù)碼率，顯然，抽樣頻率越高，量化比特?cái)?shù)越大，數(shù)碼率就越高，所需要的存儲(chǔ)器容量就越大，傳輸信道的帶寬就越寬。這三種碼各有優(yōu)缺點(diǎn)，自然二進(jìn)制碼與二進(jìn)制一一對(duì)應(yīng)，每一位都有確定的值，換算簡(jiǎn)單易行，可以直接由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器變換成模擬信號(hào)。折疊二進(jìn)制碼沿中心電平處上下對(duì)稱，適合于表示正負(fù)對(duì)稱的雙極性信號(hào)，它的最高位用來(lái)區(qū)分信號(hào)幅度的正負(fù)，折疊嗎具有很強(qiáng)的抗誤碼能力。顯然，這將導(dǎo)致有限的電視頻率資源利用率大為下降。通常數(shù)字電視信號(hào)的總數(shù)碼率，復(fù)合編碼方式為142Mb/s，分量編碼方式為217Mb/s。數(shù)字電視信號(hào)的傳輸碼率取決于抽樣頻率和編碼的比特?cái)?shù)。而減少量化噪聲就要增加量化等級(jí)，增加編碼的比特?cái)?shù)。 因此，片面地提高抽樣頻率和減少量化噪聲是不恰當(dāng)?shù)?。減少數(shù)字電視信號(hào)編碼比特?cái)?shù)的另一個(gè)重要方面是減少電視信號(hào)中的冗余信息電視信號(hào)本身有很強(qiáng)的相關(guān)性，即相鄰像素、相鄰行、相鄰幀之間的樣值相 同的可能性很大，這就是由前一個(gè)樣值可以提供后一個(gè)樣值的某些信息。在普通電視中所有的像素都是被全部傳出去的，并未考慮冗余信息的問(wèn)題。在數(shù)字電視中將這些冗余信息用壓縮的方法去除，就可以減少數(shù)碼率提高信源的效率，也就是說(shuō)以增加硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜性為代價(jià)并保證傳輸能力不變的情況下，將冗余信息減至最少。 DVC技術(shù)的目的就是以較少的存儲(chǔ)空聞，在有限的通道內(nèi)得到較多的信息和較高的效率。目前DVC技術(shù)有這樣幾種方式：離散余弦變換(DCT)，矢量量化(VQ)，分形變換(Fractals)，小波變換(Wavelets)。DVC技術(shù)不僅應(yīng)用于數(shù)字電視系統(tǒng)，目前流行的VCD小影碟同樣受益于DVC技術(shù)。 DVC的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)MPEG一1是由活動(dòng)圖像專家組(Moving Pictures Experts Group)，于1990年l2月提出1992年完成出版的，作為國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO和國(guó)際電工委員會(huì)IEC共同制定的，它的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是ISO／IEc11172 —1，11172—2，11172—3，其中11172—1為整體系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，11172—2為圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，11172—3為聲音壓縮標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于視頻壓縮編碼的具體方法有變換編碼、熵編碼、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以及混合編碼，現(xiàn)在重點(diǎn)介紹一種編碼方法熵編碼。熵編碼多用可變字長(zhǎng)編碼 VLC(variable length coding)實(shí)現(xiàn)。通常有霍夫曼 (Huffman)編碼、算術(shù)編碼、游程編碼?？勺冮L(zhǎng)編碼，首先要將量化后定長(zhǎng)的交流系數(shù)變換為可變長(zhǎng)度碼字，即量化器輸出的直流系數(shù)后對(duì)緊跟其后的交流系數(shù)進(jìn)行Z型掃描 (如圖6箭頭線所示 )。游程編碼就是將上述的一維時(shí)間序列變成一個(gè)二維事件，每個(gè)事件包括兩部分，前一部分稱為游程，表示在非零系數(shù)之間 0的系數(shù)的個(gè)數(shù)，后一部分為系數(shù)之值。要對(duì)以上產(chǎn)生二維數(shù)據(jù)還要進(jìn)行一種變長(zhǎng)編碼技術(shù)比定長(zhǎng)編碼進(jìn)一步節(jié)約數(shù)據(jù)。圖6 量化后的DCT系數(shù) 數(shù)字電視的復(fù)用和解復(fù)用技術(shù) 復(fù)用、解復(fù)用設(shè)備是數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，從發(fā)送端的信息流向來(lái)看，復(fù)用設(shè)備將視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)等信源編碼器送來(lái)的數(shù)據(jù)比特流，經(jīng)處理復(fù)合成單路的串行比特流，送給信道編碼系統(tǒng)及調(diào)制系統(tǒng)，接收端與此正好相反。數(shù)字電視系統(tǒng)數(shù)據(jù)流復(fù)用的基本流程如圖7所示，信源編碼之后產(chǎn)生視頻ES（基本碼流）、音頻ES與數(shù)據(jù)ES，之后要分別打包成視頻PES（打包基本碼流）、音頻PES與數(shù)據(jù)PES。隨后這些PES在PS復(fù)用器中被組合成節(jié)目流（PS），或在TS復(fù)用器中被組合成傳輸流（TS），其中PS分組長(zhǎng)度可變、且相對(duì)較長(zhǎng)，一般用于傳輸、存儲(chǔ)或本地播放等誤碼相對(duì)較低的環(huán)境，TS分組長(zhǎng)度固定為188字節(jié)，通常用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)日`碼