對數字電視圖像質量的改進分析

對數字電視圖像質量的

 

改進分析

 

董博彥 天津三星電子有限公司 300462 

 

【文章摘要】 

 

社會的高速進步，大大促進了我國數字電視的發展，以致對數字電視圖像質量的要求提高了。數字電視逐漸走進了千家萬戶，但是數字電視的概念確是模糊不清的�；�動數字電視播出系統的各個編碼環節的圖像質量都有一定的可改善空間，也可以通過源頭，傳輸過程，還有接收終端三個方面來提高數字電視的圖像質量。

 

【關鍵詞】

 

圖像質量編碼器編碼率數字電視

 

0 前言

 

在中國，有限電視能提供給人們很多的關鍵的資訊，而且可以帶來精神的享受。而當對有線電視進行數字化之后，將所有的資訊信息都進行了綜合，包括對公眾傳播的信息等，這將在家庭多媒體信息終端中發揮很大的作用。家庭進入了信息化，屬于城市現代化以及信息化的關鍵象征。隨著有線數字電視技術一直進步發展，人類的生活越來越豐富便利。另外電視媒體屬于我國關鍵的宣傳工具，本身具備相當重要的地位。所以進行有線數字電視圖像質量的改進相當關鍵，在有線電視工作人員面前遇到了極其現實的問題：如何確保數字電視的圖像質量。

 

1 數字電視的介紹

 

1.1 數字電視的含義

 

隨著人類技術的發展，數字電視已經走進了千家萬戶。人們在日常生活中經常談論的數字電視，而且在一些相關報道及文章介紹中我們也看到了似是而非的概念，比如“數碼電視”、“全數字電視”、“多媒體電視”、“全媒體電視”、“高清電視”、“手機電視”等，這些都造成人們對數字電視的概念混亂，讓人們都不知道數字電視的概念，甚至單純的認為，數字電視是單指日常使用的終端產品――電視接收機。但是，事實并非如此，數字電視是指一個從節目攝制、編輯、制作、存儲、發射、傳輸到信號接收、處理、顯示都完全數字化的電視系統或電視設備，簡稱DTV （DigitalTelevision）。

 

1.2 數字電視的分類

 

按傳輸方式分：地面無線傳輸數字電視（地面數字電視）、衛星傳輸數字電視（衛星數字電視）、有線傳輸數字電視（有線數字電視）。

 

按圖像清晰度分：高清晰度數字電視（HDTV）、普通清晰度數字電視（LDTV）、標準清晰度數字電視（SDTV）。

 

按終端產品的類型分為數字電視顯示器、數字電視機頂盒、數字電視接收機。

 

1.3 數字電視圖像質量

 

如今數字時代，信號傳輸質量不再和圖像質量存在緊密的聯系，利用模擬指標進行數字節目質量的審查不再重要�；�于通道沒有對數字圖像質量產生影響之下， 怎樣發現節目質量的區別屬于一大癥結。傳輸質量對數字電視本身的圖像質量產生非常小的影響，然而于所有的生產過程里面許多薄弱環節依然出現。往往許多人說：使用的設備均屬于最好的，然而節目圖像往往不夠“透亮”。模擬時代因為模擬復合錄像機、復制代數有限（分量錄像機雖然要好點，其實還是模擬的）、后期制作階段存在很多瓶頸等因素，均讓圖像質量變得更低。

 

我們最早的是黑白電視，后來就有了彩色電視；以前是模擬電視，后來就有了數字電視；以前是標準清晰度電視，后來就是高清清晰度電視。電視的一步步發展都是致力于電視的圖像質量，高質量電視

 

圖2

 

數字產業

 

Digital Industry 

 

077 

 

電子制作

 

圖像也是評判數字電視的一大標準。

 

2 數字電視圖像的改進探索

 

2.1 有線電視圖像質量的影響因素- 信號

 

如果有線電視數字化的圖像沒有經過相應的壓縮過程，在存儲和傳輸的過程中就會顯得困難重重，而且也不能讓大家看到數字化所帶來的價值性和先進性。尤其是在當前，隨著經濟全球化的加速， 以及壓縮技術的變革和改進，在商業用途中，也越來越廣泛。在國際的標準中，用未壓縮（模擬）的視頻圖像信號的質量是作為經過已壓縮過（數字）的視頻圖像的測試的標準。

 

對于數字以及模擬視頻圖像信號的混合系統里面，視頻圖像質量的測試往往包含有：對圖像和信號質量的好壞的測試。

 

信號質量的測試往往運用測試的方法以及信號，能夠為全場、垂直消隱期中的某一行。此類測試屬于間接的測試方法于傳統模擬的非壓縮視頻系統里面，此類測試因為處于實際圖像外面。其實其對傳統模擬系統的圖像質量提供了一個很好的表述。

 

對于數字視頻系統來說，圖像質量的改變不僅由數據率及其圖像復雜性得以決定，還由運用的編碼計算方法，也就是計算機的程序進行決定，此時候傳統測試信號的靜態特性給予不了圖像質量的真正描述。所以就數字視頻系統里面圖像質量的實際測量，應該擁有實際圖像測試信號，其要比傳統測試信號更為繁瑣。復雜序列造成的編碼過程的非線性失真屬于圖像內容的函數。

 

直流電平以及幅度這些問題能造成圖像信號受到切割、沒有被完全利用8bit， 255 級信號電平。輸入的視頻信號要是沒有好的分辨率，進行編碼非常簡單，然而最終編碼獲取到的質量并未達到需求的圖像質量。所有讓圖像更為繁瑣的干擾均體現于壓縮圖像質量方面。主要有噪聲、振鈴、抖動以及復合到分量處理的產物。因此進行壓縮編碼之前，就要消除上述干擾。

 

我們要看到的是，圖像材料在有線電視數字圖像的視頻壓縮和編碼處理的過程中，是一個極其敏感的影響因素。在這一過程中，有一個很關鍵的因素就是壓縮碼率，需要我們進行相關的設定。在設定中，是需要通過Mb/s 這樣一個單位來進行描述的。這個單位主要在于表示當前的編碼器存儲了多少比特的數據，而又有多少比特的數據可以在圖像的壓縮過程中進行使用。當前運用MPEG 主要的優點即為：運用時間壓縮，編碼器能按照許多圖像幀對比特數進行分配安排。于是針對已有的圖像組序列進行編碼的時候，讓繁瑣的圖像分配較多的比特數，讓簡捷的圖像分配較少的比特數。往往能夠認為細節直接依賴于分配給編碼器的碼率。圖像要是因為具有高速的運動或者許多的空間細節會要求許多比特數，編碼器可能失去若干圖像細節。上述失去的信息要盡可能地降低可覺察的圖像質量損失。許多細節要是被失去，損傷變得相當突出，于很多方面表現成失真，有時表現為損傷。

 

在數字電視的系統中，影響數字電視圖像的質量是壓縮編解碼的過程。數字電視的編輯、制作、存儲、發射、傳輸到信號接收、處理等等過程都是需要對信號進行壓縮和解壓縮的處理。如果經過高壓縮或者反復壓縮和解壓縮的話，獲得電視圖像就會出現明顯的塊效應、圖像模糊、振零效應等圖像失真。

 

2.2 如何改進數字電視圖像質量的措施

 

編碼環節在數字電視節目質量好壞中扮演著重要的角色，是影響其質量好壞的一個重要影響因素。究其原因，是引起其中存在一個二次編碼的過程。但目前的系統用的編碼碼率都是4.2Mb/s, 便會出現圖像質量不佳的情況，但是如果把編碼率擴大為6Mb/s, 而且可以使用統計復用功能來對數字電視圖像質量的好壞進行改進。當然，采用提高編碼過程的碼率也可以達到提升有線電視圖像質量的目的， 但是我們也要看到，其對帶寬的占用也是不可小覷的。與帶寬所屬并非同一個部門，因此是否可以通過提高編碼碼率來提高數字電視的圖像質量還是一個未知數。因此，提高編碼碼率是提高數字電視圖像質量的唯一途徑嗎？如果從另外一個角度看，比如編碼設備的前端設備著手，通過調整編碼器的GOP 結構或者使用最新型號的編碼器；還可以通過前端設備的不同參數和二次編碼設備的不同參數組合， 也可以在當前4.2Mb/s 的編碼碼率下達到相同的效果。

 

上述是一種解決方案，但也可以通過其他方式來改善圖像質量。比如從源頭抓起，提高電視節目源的質量，在電視節目的制作過程中，要對電視攝制、編輯、制作、存儲、發射、傳輸到信號接收、處理、顯示這些步驟全部檢測，必須保證每一個步驟都沒有出錯。

 

減少處理環節及多次壓縮編解碼也是一個很好的措施，要盡可能的在有線電視節目的制作過程中，通過各種手段來盡量減少電視節目在傳輸過程的轉碼和編碼的過程，當然，如果這些過程被強制性要求的話，那必須滿足編解碼的原則。不同的節目類型應該采取不一樣的編碼率， 這才能最大化編碼率。

 

采用統計復用也不失為一個好的方法。要合理規劃一個頻點內的碼流，將組合不同苛刻度的節目，采用統計復用的方式，這樣可以充分的利用現有的帶寬，提高數字電視的圖像質量。

 

還可以通過減小傳輸誤碼來提高數字電視的圖像質量。要合理規劃設計有線傳輸系統，還要注重設備的選型，提高施工的質量，加強鏈路的維護，這才能夠保證輸送到千家萬戶的時候信號質量，減少傳輸過程出現誤碼。

 

當前，市場上充斥著各種品牌的機頂盒，而且也得到了越來越廣泛的使用。因此，也可以通過相應的途徑來對機頂盒的質量進行改進，也不失為一個有效的途徑。在對機頂盒進行改進時，其是扮演著終端接收的角色，其接收的碼流對解碼的質量好壞具有著決定性的影響。

 

如果是低性能的一個機頂盒，即使前面的一系列步驟都沒有出現問題，也會因為機頂盒的原因導致播放碼流的時候產生圖像不連續，抖動，聲音與畫面不同步， 馬賽克等一系列的問題，影響圖像的質量。機頂盒的生產過程必須嚴謹把關，決不能出現低質量的產品，這就需要相關部門的合作了。同時也應該在使用的這方面多給用戶一些指導，因為有時候圖像質量不好是因為用戶的一些不合法使用機頂盒有關。

 

還有一個方法是使用高質量的電視機，就比如使用幾年前的舊機器和如今最高端的電視機，在這方面就有很大的區別了。當然，電視機作為整個有線電視數字圖像的最終顯示終端，其顯示質量的好壞也可以直觀地影響到觀看者的視覺感受。因此，也可以在電視機的清晰度指標、對比度指標以及其他方面做一些有益的改進和規范。

 

3 小結

 

這篇文章是主要講述了如何提高數字電視的圖像質量。首先是說明什么是數字電視，讓大眾知道數字電視的真正概念，不會再單純的認為裝了一個機頂盒就是數字電視了。接著講了數字電視的分類以及數字電視的圖像質量。最后就說到了數字電視的圖像質量，分別從源頭，傳輸過程，還有接收終端三個方面來提高數字電視的圖像質量。

 

【參考文獻】

 

[1] 余穎. 提高上�；�動數字電視圖像質量的方法探索[D]. 上海交通大學,2008. 

 

[2] 惠新標鄭志航數字電視技術基礎電子工業出版社

 

[3] 余兆明李曉飛陳來春 MPEG 標志性及其應用北京郵電大學出版社

 

[4] 張洪珊數字電視系統視頻噪波的測量電視技術1986（07）. 

 

[5] 汪孔橋 JariA.Kangas 《數字圖像的質量評價》. 

 

[6] 徐普安，葉憊冬，章琦《一種新的圖像質量評價方法》. 

 

[7] 張乾，鄧向東，寧金輝等《有線數字電視用戶家庭圖像質量評估與改善的研究》.

 

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