怎樣把模擬電視信號數字化?

 

　　先要解決用離散數字來表示連續的模擬信號問題。打個比方：氣溫是逐漸變化的，每時每刻都在變化，因而它是隨時間連續變化的模擬量。但觀測氣溫不必每分每秒都測量，隔一定時間測一點畫在坐標圖上，連一條線，就表示了氣溫的變化。如果時間間隔合適，大安文山有線電視這條線的形狀與連續不間斷測量的曲線形狀會基本吻合，即，用離散量可以表示連續的模擬量。

　　這種間隔測量的方式，叫做在連續變化的模擬量上的取樣。這是把模擬信號數字化的第一步。取樣間隔多大合適?首先的原則是能基本如實的代表原來的連續模擬量。間隔太遠了要漏去重要的信息，比如測氣溫，最高氣溫出現在每天的14：00，取樣間隔太大凱擘大寬頻，偏偏漏掉了14：00，就會發生大錯。因而，取樣間隔與信號性質有關，要符合奈奎斯特定理：即取樣頻率要大於信號最高頻率的二倍。這樣抽取的樣值就包含了原來模擬信號的全部信息而不遺漏。例如電視亮度信號，最高頻率是6Mhz，取樣頻率就應該大於2×6=12Mhz。取樣的實現也簡單，讓信號經過一個電子開關，開關每秒鍾接通12M 次(當然每次接通時間都很短)，就實現了在模擬信號中每秒取12M 個離散了的樣值。這些樣值，不再是連續的了。

　　取樣的結果，僅是把模擬信號進行時間上的離散。陽明山有線電視樣值的幅度，仍然是模擬取值的，具有連續的數值。必須在幅度值上也進行離散處理，才能實現不僅時間上離散，幅度值上也離散。

　　對幅度值的離散，就是把幅度值分成若幹等級，對不在等級線上的進行舍零取整處理，歸到相鄰的等級上去。這與我們買鞋是一個道理。這樣，連續的幅度值就用離散化的有限個等級取代了，這個過程叫做量化。量化取多少個等級合適?等級多了好，金頻道有線電視但要付出的代價大。理論和實際都證明，對電視圖象信號，用256 個等級就可以了。

　　取樣、量化只是在時間和幅度上把信號的表示做到了離散化，還不是數字化。數字化的目的是用“0”和“1”兩個數字碼表示一切等級、量值。為什么要用“0”和“1”，不用0—9，就是因為“0”和“1”最容易用電量來表示。如，有電壓是“1”，無電壓是‘0“;開關接通是“1”，開關斷開是“0’,但“0”和“1”只能表示兩個等級，256 個等級怎么辦?使用“0”“1”的排列組成碼就解決了。這有如條碼，條碼只有黑、白兩種條，但它們不同的組合可以編出無數的碼，可以分別代表多種商品。例如，我們用8 位“0”和“1”編成8 位碼，00000000、00000001、00000010……..11111111，就有了256=28 種不重複的碼，表示256 個量。把量化後的信號，用“0”和“1”組成的碼來表示，叫做編碼。用數字編碼表示量化的信號，模擬信號才算是真正數字化了。總的是，模擬數字化三個過程：取樣、量化和編碼。

數字電視由五個環節組成

 

　　1、信源編碼：就是把原始的模擬電視信號用數字編碼來表示，也稱為數字化、模/數轉換(A/D轉換)。然後，進行壓縮。數字電視信號源有三項：凱擘大寬頻視頻數據流、音頻數據流和輔助數據流。輔助數據流包括管理數據、有條件接收數據以及與節目有關的數據。

　　2、複用：就是把上述三項數據流合成一路。采用以“包”為單位的時分複用方式。首先把上面說的三項數據流分割成一定長度的包(也稱分組)，在“包”的頭部加上標識，作為區分是屬於哪個流的標志，以便在接收時把它們區別開。陽明山有線電視然後把它們合流為單一的複用流。一個視頻數據流、一個音頻數據流、一個輔助數據流合成一套節目流。爾後，多套節目流再合成為傳輸流。

　　3、信道編碼和調制：上述數據流不適於在傳輸通道中傳輸。為了使信號適配於傳輸信道，減少傳輸過程的差錯，還需要對數據流進行必要的處理(再編碼)，金頻道有線電視這種做法叫信道適配，也稱為信道編碼。它的作用主要是負責誤碼的檢錯和糾錯。調制的作用是把基帶數據流搬移到高頻載波上去，把基帶信號變成頻帶信號。使之可以在頻分複用的模擬信道中

　　4、傳輸信道：有HFC、數字幹線、衛星、無線、存儲介質等。

　　5、接收機：就是機頂盒，實現上述四項環節的逆過程，大安文山有線電視把從信道上接收的數據流還原成原始的模擬電視信號。

　　數據電視的傳輸碼流

　　模擬電視信號經過A/D 轉換、壓縮後，變成了由二進制脈沖組成的脈沖序列，叫做碼流。每一套節目有視頻碼流、音頻碼流，這些與模擬信號一一對應的碼流稱為基本流ES。為便於傳輸，實現時分複用，基本流ES 必須“打包”，就是將順序、連續傳輸的數據流按一定的時間長度進行分割，分割的小段叫做“包”，因而打包也稱為分組。在每個包前加上包頭，就構成了打包的基本流PES。傳送一套節目有三種基本碼流：視頻、音頻和相應的數據流，需要把它們組合到一起，叫做複用。複用的方法是時分複用。

　　同一節目的三種基本流複用到一起叫節目複用。複用後，根據需要可以形成節目流PS 和傳輸流TS。它們分別適用於不同的傳輸環境。PS 包的長度較長，且可變，適用於在良好的媒質裏傳輸。TS 包長是固定的，188 個字節，適用於容易出錯的媒體中傳輸。在有線電視系統中傳輸的是傳輸流TS。

　　TS 包的包頭，長4 個字節，包頭裏最重要的要素是包識別符PID，它標識該包是屬於哪套節目的什么流。接著的是可變長度的適配域，後面是淨荷，淨荷攜帶實際內容。