對數(shù)字電視圖像質(zhì)量的改進(jìn)分析

對數(shù)字電視圖像質(zhì)量的

 

改進(jìn)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(jìn)步，大大促進(jìn)了我國數(shù)字電視的發(fā)展，以致對數(shù)字電視圖像質(zhì)量的要求提高了。數(shù)字電視逐漸走進(jìn)了千家萬戶，但是數(shù)字電視的概念確是模糊不清的。互動數(shù)字電視播出系統(tǒng)的各個編碼環(huán)節(jié)的圖像質(zhì)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(shù)字電視的圖像質(zhì)量。

 

【關(guān)鍵詞】

 

圖像質(zhì)量編碼器編碼率數(shù)字電視

 

0 前言

 

在中國，有限電視能提供給人們很多的關(guān)鍵的資訊，而且可以帶來精神的享受。而當(dāng)對有線電視進(jìn)行數(shù)字化之后，將所有的資訊信息都進(jìn)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(fā)揮很大的作用。家庭進(jìn)入了信息化，屬于城市現(xiàn)代化以及信息化的關(guān)鍵象征。隨著有線數(shù)字電視技術(shù)一直進(jìn)步發(fā)展，人類的生活越來越豐富便利。另外電視媒體屬于我國關(guān)鍵的宣傳工具，本身具備相當(dāng)重要的地位。所以進(jìn)行有線數(shù)字電視圖像質(zhì)量的改進(jìn)相當(dāng)關(guān)鍵，在有線電視工作人員面前遇到了極其現(xiàn)實(shí)的問題：如何確保數(shù)字電視的圖像質(zhì)量。

 

1 數(shù)字電視的介紹

 

1.1 數(shù)字電視的含義

 

隨著人類技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電視已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶。人們在日常生活中經(jīng)常談?wù)摰臄?shù)字電視，而且在一些相關(guān)報(bào)道及文章介紹中我們也看到了似是而非的概念，比如“數(shù)碼電視”、“全數(shù)字電視”、“多媒體電視”、“全媒體電視”、“高清電視”、“手機(jī)電視”等，這些都造成人們對數(shù)字電視的概念混亂，讓人們都不知道數(shù)字電視的概念，甚至單純的認(rèn)為，數(shù)字電視是單指日常使用的終端產(chǎn)品――電視接收機(jī)。但是，事實(shí)并非如此，數(shù)字電視是指一個從節(jié)目攝制、編輯、制作、存儲、發(fā)射、傳輸?shù)叫盘柦邮铡⑻幚怼�顯示都完全數(shù)字化的電視系統(tǒng)或電視設(shè)備，簡稱DTV （DigitalTelevision）。

 

1.2 數(shù)字電視的分類

 

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

 

按圖像清晰度分：高清晰度數(shù)字電視（HDTV）、普通清晰度數(shù)字電視（LDTV）、標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視（SDTV）。

 

按終端產(chǎn)品的類型分為數(shù)字電視顯示器、數(shù)字電視機(jī)頂盒、數(shù)字電視接收機(jī)。

 

1.3 數(shù)字電視圖像質(zhì)量

 

如今數(shù)字時代，信號傳輸質(zhì)量不再和圖像質(zhì)量存在緊密的聯(lián)系，利用模擬指標(biāo)進(jìn)行數(shù)字節(jié)目質(zhì)量的審查不再重要。基于通道沒有對數(shù)字圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響之下， 怎樣發(fā)現(xiàn)節(jié)目質(zhì)量的區(qū)別屬于一大癥結(jié)。傳輸質(zhì)量對數(shù)字電視本身的圖像質(zhì)量產(chǎn)生非常小的影響，然而于所有的生產(chǎn)過程里面許多薄弱環(huán)節(jié)依然出現(xiàn)。往往許多人說：使用的設(shè)備均屬于最好的，然而節(jié)目圖像往往不夠“透亮”。模擬時代因?yàn)槟�擬復(fù)合錄像機(jī)、復(fù)制代數(shù)有限（分量錄像機(jī)雖然要好點(diǎn)，其實(shí)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(zhì)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(shù)字電視；以前是標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視，后來就是高清清晰度電視。電視的一步步發(fā)展都是致力于電視的圖像質(zhì)量，高質(zhì)量電視

 

圖2

 

數(shù)字產(chǎn)業(yè)

 

Digital Industry 

 

077 

 

電子制作

 

圖像也是評判數(shù)字電視的一大標(biāo)準(zhǔn)。

 

2 數(shù)字電視圖像的改進(jìn)探索

 

2.1 有線電視圖像質(zhì)量的影響因素- 信號

 

如果有線電視數(shù)字化的圖像沒有經(jīng)過相應(yīng)的壓縮過程，在存儲和傳輸?shù)倪^程中就會顯得困難重重，而且也不能讓大家看到數(shù)字化所帶來的價值性和先進(jìn)性。尤其是在當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的加速， 以及壓縮技術(shù)的變革和改進(jìn)，在商業(yè)用途中，也越來越廣泛。在國際的標(biāo)準(zhǔn)中，用未壓縮（模擬）的視頻圖像信號的質(zhì)量是作為經(jīng)過已壓縮過（數(shù)字）的視頻圖像的測試的標(biāo)準(zhǔn)。

 

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

 

信號質(zhì)量的測試往往運(yùn)用測試的方法以及信號，能夠?yàn)槿珗觥⒋怪毕�隱期中的某一行。此類測試屬于間接的測試方法于傳統(tǒng)模擬的非壓縮視頻系統(tǒng)里面，此類測試因?yàn)樘幱趯?shí)際圖像外面。其實(shí)其對傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的圖像質(zhì)量提供了一個很好的表述。

 

對于數(shù)字視頻系統(tǒng)來說，圖像質(zhì)量的改變不僅由數(shù)據(jù)率及其圖像復(fù)雜性得以決定，還由運(yùn)用的編碼計(jì)算方法，也就是計(jì)算機(jī)的程序進(jìn)行決定，此時候傳統(tǒng)測試信號的靜態(tài)特性給予不了圖像質(zhì)量的真正描述。所以就數(shù)字視頻系統(tǒng)里面圖像質(zhì)量的實(shí)際測量，應(yīng)該擁有實(shí)際圖像測試信號，其要比傳統(tǒng)測試信號更為繁瑣。復(fù)雜序列造成的編碼過程的非線性失真屬于圖像內(nèi)容的函數(shù)。

 

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(jìn)行編碼非常簡單，然而最終編碼獲取到的質(zhì)量并未達(dá)到需求的圖像質(zhì)量。所有讓圖像更為繁瑣的干擾均體現(xiàn)于壓縮圖像質(zhì)量方面。主要有噪聲、振鈴、抖動以及復(fù)合到分量處理的產(chǎn)物。因此進(jìn)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(shù)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(guān)鍵的因素就是壓縮碼率，需要我們進(jìn)行相關(guān)的設(shè)定。在設(shè)定中，是需要通過Mb/s 這樣一個單位來進(jìn)行描述的。這個單位主要在于表示當(dāng)前的編碼器存儲了多少比特的數(shù)據(jù)，而又有多少比特的數(shù)據(jù)可以在圖像的壓縮過程中進(jìn)行使用。當(dāng)前運(yùn)用MPEG 主要的優(yōu)點(diǎn)即為：運(yùn)用時間壓縮，編碼器能按照許多圖像幀對比特?cái)?shù)進(jìn)行分配安排。于是針對已有的圖像組序列進(jìn)行編碼的時候，讓繁瑣的圖像分配較多的比特?cái)?shù)，讓簡捷的圖像分配較少的比特?cái)?shù)。往往能夠認(rèn)為細(xì)節(jié)直接依賴于分配給編碼器的碼率。圖像要是因?yàn)榫哂懈咚俚倪\(yùn)動或者許多的空間細(xì)節(jié)會要求許多比特?cái)?shù)，編碼器可能失去若干圖像細(xì)節(jié)。上述失去的信息要盡可能地降低可覺察的圖像質(zhì)量損失。許多細(xì)節(jié)要是被失去，損傷變得相當(dāng)突出，于很多方面表現(xiàn)成失真，有時表現(xiàn)為損傷。

 

在數(shù)字電視的系統(tǒng)中，影響數(shù)字電視圖像的質(zhì)量是壓縮編解碼的過程。數(shù)字電視的編輯、制作、存儲、發(fā)射、傳輸?shù)叫盘柦邮铡⑻幚淼鹊冗^程都是需要對信號進(jìn)行壓縮和解壓縮的處理。如果經(jīng)過高壓縮或者反復(fù)壓縮和解壓縮的話，獲得電視圖像就會出現(xiàn)明顯的塊效應(yīng)、圖像模糊、振零效應(yīng)等圖像失真。

 

2.2 如何改進(jìn)數(shù)字電視圖像質(zhì)量的措施

 

編碼環(huán)節(jié)在數(shù)字電視節(jié)目質(zhì)量好壞中扮演著重要的角色，是影響其質(zhì)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(tǒng)用的編碼碼率都是4.2Mb/s, 便會出現(xiàn)圖像質(zhì)量不佳的情況，但是如果把編碼率擴(kuò)大為6Mb/s, 而且可以使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能來對數(shù)字電視圖像質(zhì)量的好壞進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)然，采用提高編碼過程的碼率也可以達(dá)到提升有線電視圖像質(zhì)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(shù)字電視的圖像質(zhì)量還是一個未知數(shù)。因此，提高編碼碼率是提高數(shù)字電視圖像質(zhì)量的唯一途徑嗎？如果從另外一個角度看，比如編碼設(shè)備的前端設(shè)備著手，通過調(diào)整編碼器的GOP 結(jié)構(gòu)或者使用最新型號的編碼器；還可以通過前端設(shè)備的不同參數(shù)和二次編碼設(shè)備的不同參數(shù)組合， 也可以在當(dāng)前4.2Mb/s 的編碼碼率下達(dá)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(zhì)量。比如從源頭抓起，提高電視節(jié)目源的質(zhì)量，在電視節(jié)目的制作過程中，要對電視攝制、編輯、制作、存儲、發(fā)射、傳輸?shù)叫盘柦邮铡⑻幚怼�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(huán)節(jié)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(jié)目的制作過程中，通過各種手段來盡量減少電視節(jié)目在傳輸過程的轉(zhuǎn)碼和編碼的過程，當(dāng)然，如果這些過程被強(qiáng)制性要求的話，那必須滿足編解碼的原則。不同的節(jié)目類型應(yīng)該采取不一樣的編碼率， 這才能最大化編碼率。

 

采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用也不失為一個好的方法。要合理規(guī)劃一個頻點(diǎn)內(nèi)的碼流，將組合不同苛刻度的節(jié)目，采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方式，這樣可以充分的利用現(xiàn)有的帶寬，提高數(shù)字電視的圖像質(zhì)量。

 

還可以通過減小傳輸誤碼來提高數(shù)字電視的圖像質(zhì)量。要合理規(guī)劃設(shè)計(jì)有線傳輸系統(tǒng)，還要注重設(shè)備的選型，提高施工的質(zhì)量，加強(qiáng)鏈路的維護(hù)，這才能夠保證輸送到千家萬戶的時候信號質(zhì)量，減少傳輸過程出現(xiàn)誤碼。

 

當(dāng)前，市場上充斥著各種品牌的機(jī)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(yīng)的途徑來對機(jī)頂盒的質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)，也不失為一個有效的途徑。在對機(jī)頂盒進(jìn)行改進(jìn)時，其是扮演著終端接收的角色，其接收的碼流對解碼的質(zhì)量好壞具有著決定性的影響。

 

如果是低性能的一個機(jī)頂盒，即使前面的一系列步驟都沒有出現(xiàn)問題，也會因?yàn)闄C(jī)頂盒的原因?qū)е虏シ糯a流的時候產(chǎn)生圖像不連續(xù)，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(zhì)量。機(jī)頂盒的生產(chǎn)過程必須嚴(yán)謹(jǐn)把關(guān)，決不能出現(xiàn)低質(zhì)量的產(chǎn)品，這就需要相關(guān)部門的合作了。同時也應(yīng)該在使用的這方面多給用戶一些指導(dǎo)，因?yàn)橛袝r候圖像質(zhì)量不好是因?yàn)橛脩舻囊恍┎缓戏ㄊ褂脵C(jī)頂盒有關(guān)。

 

還有一個方法是使用高質(zhì)量的電視機(jī)，就比如使用幾年前的舊機(jī)器和如今最高端的電視機(jī)，在這方面就有很大的區(qū)別了。當(dāng)然，電視機(jī)作為整個有線電視數(shù)字圖像的最終顯示終端，其顯示質(zhì)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(jī)的清晰度指標(biāo)、對比度指標(biāo)以及其他方面做一些有益的改進(jìn)和規(guī)范。

 

3 小結(jié)

 

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

 

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