时间:2022-06-08 12:43:16
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通过模拟信号技术发展而来的有线电视网络中的数字电视技术。是把之前的信号进行复制,随后输送到有线电视中。数字电视技术是把之前的信号分开,并且进行转变,这些被分开的信号再通过传输后,进行传播,随后当通过有线电视接收时,还把这些信号进行重新组合。这样就不会损坏有钱电视中之前的信号,有线电视上的数字电视技术使播放时的效果更加清楚,使电视中的画面更加真实。数字电视技术应用于有线电视网络中具有以下特点:第一,数字有线电视所传输出来的画面效果更加的清楚。数字电视信号是把之前的信号进行转变,不是简单的复制信号,对于原来的信号不会发生损坏,可以使有线电视的信号更加地完整性,可以使电视传输出来的画面不会出现失真现象,使画面更加地流畅。第二,信号进行传输时,所采用的是光纤传输。利用光纤传输信号信息不仅可以拓展数据信息的荷载量,可以使数字电视的有更多的频道进行选择,传输的电视内容可以多种多样。第三,基于互联网。互联网技术的先进性与现今数字电视的融合可以使有线电视网络多样化,可以使有线电视通过网络浏览视频、音频,还可以使有线电视利用视频通话,实现远程操作等相关功能。
2.有线电视网络中数字电视技术的应用
数字电视技术在我国的传媒业普遍采用,其中最关键的技术就是数字电视机顶盒。它主要的作用就是将数字电视技术与有线电视网络中心进行连接,其实即是一种可以起到转换作用的设备。数字电视信号通过电视机顶盒将模拟信号转变成数字电视信号,将各种图像以及声音通过压缩的方式置换成数字流,机顶盒还可以把这些数字流进行解码处理再还原成之前的模拟信号,随后再利用其它的音响设施以及显示器提供图像和声音给使用客户,这样自然而然就形成了广播电视节目。通过数字机顶盒可以将之前模拟有线电视信号技术置换成现代的数字有线电视信号技术。数字机顶盒是数字电视技术所产生的一种产物,机顶盒具有以下几种功能:第一,机顶盒可以向电视用户提供图像和声音,供客户使用。第二,数字电视技术是基于机顶盒服务的。第三,机顶盒可以提供一些广播数据信号,在进行传输信号的时候是利用电缆进行传输的,部分信号是通过同轴混合网传输的。此外,机顶盒可以在交互式多媒体中应用,用户可以选择很多种网络服务功能,比如说,软件更新,升级,接收邮件,上网,各种电台的点播等,数字电视技术在有线电视网络中的功能越来越多。数字电视技术不管在网络公司中还是广播电视台中都有着很深远的影响。我国目前在许多地域都采用了数字化电视技术和双向网络有线电视技术的改造工程,主要从三个方面可以体现出来:第一,客户端;第二,双向网络;第三,前一部分系统。用户通过数字电视技术可以看到多个地方的卫视台,以及中央卫视,所收到的信号十分的清晰化,接收信号时也更加地稳定、安全。数字信号电视技术还可以使一些个性化服务的用户满足自己的需求,自己喜欢的游戏、想看的电影、电视都可以进行点播,享受多种交互式点对点的娱乐和信息等服务
3.数字电视信号的有线电视网络传输
和之前的模拟信号传输所不同的是,数字电视技术在传输中所利用的是HFC方式,利用的是AM-VSB频分复用方式,利用了不一样的频率将各个节目进行区分,主要可以使之前的数字信号符合现在的HFC网络的标准要求,将传输信道进行编码处理,其中包括了码的流动量;R-S编码;卷积交织;字节到字符的映射;差分编码;基带成型滤波和QAM调制,相容与数字信号的传输过程中,各个信号之间的可以进行乱码的调解,利用分解把流码进行分开,可以有效预防各种信号之间的干扰。从高频载波形式上,MPEG-2与HFC在高频段进行网络传输时的模拟信号是相同的,采用混合传输,电缆传输、以及被光链路传输。数字电视技术方面SDL可以在调整的状态下进行传输,PDU,IP/IPX,ATM信元等都可以适用于复杂多变的歼敌数据传送过程,SDL不依靠SONET/SDH结构,在DWDM层的上面位置,兼容性能非常好。它使数据信号传送过程中更加的安全、可靠。SDL干扰频器所接收到的信号遭到损坏的可能性大大减少。它在数字电视信息中的传输过程中以其高质量的传输效果,占有非常重要的地位。
4.数字电视的环节组成
4.1信源编码
它的主要功能作用是把图像以及声音转变成数字化,达到模拟信号转变数字信号的目的。
4.2复用
分复图像、视频以及各种数据合为一体的,以包为单位的数字信号源,再进行分割和区分,最后就组合而成了一套节目流或者多套节目流。
4.3信道编码与调制
信道适配其实就是信道编码。实现信道编码主要是依据各种数据流处理编码,为此达到减少错误。还可以将一些基带数据流存放于高频波段中,由此转变成频带信号。
4.4传输信道其中有HFC、卫星、数字干线、无线等。
4.5SDL技术
SDL在数字电视技术中的传输过程中不仅兼容性能比较好,而且在调整传送过程中,还可以有效克服复杂的数据,尤其是对PDU,IP/IPX。ATM信元等多数类型的效果非常明显。如果从本质上看待SDL技术,它是不受限于SONET/SDH结构的,通过自身就可以连接达到实现于DWDM层中,兼容性能非常好,可以保证数字信号在传输过程中更加地安全、可靠,与此同时还可以使数字电视中的数字流转化以及数据信息的安全性得以提升,主要是由于SDL干扰频器可以从很大程度中减少各种损坏。在进行数字信号的传输过程中SDL矩形高速流可以进行传输数据信息的叙述,SDL贞中的L1可以同步于传输中的各种性能,大大减少出错率。在进行传输过程中,一旦发生突发性事件可以有效被制止。
5.总结
【论文摘要】:网络技术迅猛发展,广播电视朝着移动接收方向发展。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了,但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,移动接收所遇到的问题之一就是衰落。移动接收中的关键技术是OFDM,OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。还有地面数字电视广播系统的多种制式问题,各种制式都有它的优点和缺点。解决了这些问题,应该就解决了移动电视的接收问题。
随着数字网络技术的迅猛发展,无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命,就在这一两年间,无线数字媒体的类型骤然丰富,除传统媒体之外,手机电视、车载移动电视,楼宇分类电视,多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现,移动接收是个热点,尤其是广播电视的移动接收,成为发展方向之一。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,所以至今还没有得到很好解决。但我觉得,已经快接近目标。
一、数字电视地面广播(DTTB)
在现代通信中,通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等,加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能,使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波,覆盖电视用户,用户通过接收天线和电视机收看电视节目,主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能,不仅提高了频谱的利用率,而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会"信息到人"的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
二、移动接收所遇到的主要问题
移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此,移动接收所遇到的问题之一就是衰落,这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用,因此衰落问题尤为突出。电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收,实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外,还存在来自各种物体(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场,此外,在移动通信中,还存在因移动台(天线)的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移,凡此种种原因,就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化,使信号很不稳定,这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测,但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落,短期信号中值电平在长期中的起伏;后者为快衰落,即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。另外,与其他无线通信系统不同的是,移动接收的关键点是移动。因此,移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题,这就是多普勒效应。
在日常生活中,我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时,汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始,音调开始降低,而当警车离开你后,听到的音调会越来越低,这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的:朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中,这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波,而短波音调是高的。相反,离你而去的声源的声波稍微扩散,这时你听到的波长比该声源静止时的波长长,长波音调是低的,这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号,它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率,波长相对变短;相反,一个离我们远去的天线发出的信号,其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率,波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系,即速度越快,则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应(Doppler)。系统方面,移动接收还要考虑覆盖网的建设,接收机(特别是便携机)的耗电,接收天线的安装等问题。从基本原理考虑,模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题,广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收,可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内,所有移动交通工具,只要配有接收设备,都可以接收数字移动电视信号。中国三、移动接收中的关键技术--OFDM
OFDM是正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的缩写,是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施。OFDM的基本原理是:高速信息数据流通过串/并变换,分配到速率相对较低的若干子信道中传输,每个子信道中的符号周期相对增加,这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外,由于引入保护间隔,在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下,可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔,还可避免多径带来的信道间干扰。OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下:1)可有效对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输;2)通过各子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力;3)各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现;OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响,使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低,又加入了时间保护间隔,具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔,所以系统不受码间干扰的困扰。在有关移动接收的几种标准的制定过程中,都采用OFDM作为其核心技术。
四、移动接收制式
论文摘要:广播电视信号传输和播出手段主要有微波、卫星、光缆3种,本文简述了的广播电视移动接收的制式及技术。
科学技术的飞速发展给各行各业带来了挑战和机遇,随着广播事业的不断发展和进步,移动接收成为发展方向之一。广播电视虽然有很长的历史,但移动接收的进展却不尽人意。即使是调频广播,在汽车高速行驶中的接收也往往遇到困难。电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,所以至今还没有得到解决,所以广播电视的移动接收引起广电界的重视。
一、移动电视
移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能,使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响。移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
二、移动接收制式
众所周知,地面数字电视广播系统目前有多种制式,除了国外正在使用的几种标准外,还有我国自己提出的若干种制式。这些制式总体上可以分为单载波方式和多载波方式两类,美国用的ATSC是单载波的,欧洲的DVB-T是多载波的。国外主要有三种数字电视地面广播标准:欧洲的DVB-T(DigitalVideoBroadcasting-Terrestrial)、美国的ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee)和日本的ISDB-T(IntegratedServicesDigitalBroadcastingTerrestrial)(综合业务数字广播)。
ATSC采用的是单载波调制方式(VSB),抗多径干扰和抗多谱勒效应能力差,难以建立单频网和进行移动接收。ISDB-T虽然支持单频网和移动接收的应用要求,但是该技术应用较少。从世界各地对数字电视地面广播标准的采用情况来看,DVB-T标准较ATSC和ISDB-T更具优势。DVB-T是欧洲DVB系列标准中较新的一个标准(此外还有有线数字电视标准DVB-C,以及卫星数字电视标准DVB-S),也是最复杂的DVB传输系统。此标准是1998年2月批准通过的。DVB-T标准的核心是MPEG-2数字视音频压缩编码,采用编码正交频分复用COFDM(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)调制方式,适用于大范围多发射机的8k载波方式。为高清晰度电视(HDTV)信号传输提供大于20Mbps的净荷码率,支持简单天线室内固定接收。为标准清晰度电视(SDTV)信号传输提供大于5Mbps的净荷码率,并能在车速移动条件下支持移动接收。具有单频组网能力。目前采用DVB-T标准的国家和地区有德国、西班牙、挪威等欧洲国家及澳大利亚、新加坡等其它国家。其中新加坡和德国等国将移动接收和手持设备作为主要方向。欧洲的DVB-T标准最初是为便携和固定接收而设计,它采用的是COFDM(编码正交频分复用)多载波调制方式,其调制参数(如星座图、编码率、保护间隔等)可调,可提供120种常规模式和1200种分级模式。随后,针对DVB-T(DigitalvideobroadcastingTerrestrial)在移动接收中的不足,人们提出了一种DVB-H的制式专门用于移动接收,而原有的数字音频广播(DAB)也发展到播出多媒体。DVB-H(Digitalvideobroadcastinghandheld),通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。该标准是欧洲的数字电视标准DVB-T的扩展应用。和DVB-T相比,DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性更强的特点,因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说DVB-H标准依托DVB-T传输系统,通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等手持便携设备能够在固定和移动状态下稳定地接收广播电视信号。DVB-H采用时分数字多媒体广播带宽、以脉冲方式发送各频道的数据。一般情况下,除接收所需频道的数据外,调谐器电路在其它时间均处于关闭状态,因此可有效减少耗电。DVB-H的基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式的,移动的和室内的环境中,使用单一天线接收多媒体业务。目前看来,数字移动电视非数字电视地面广播莫属。中国我国地面数字电视传输标准于2006年8月18日颁布(GB20600-2006),并自2007年8月1日起正式实施(国标地面数字电视标准简称为DTMB-DigitalTerrestrialMultimediaBroadcasting。较早时也称为DMBTH)。DMB-TH采用了PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术,这种独特的先进技术有机地将信号在时域和频域的传输结合起来,在频域传送有效载荷,在时域通过扩频技术传送控制信号以便进行同步、信道估计,实现快速码字捕获和稳健的同步跟踪性能。DMB-TH具有自主知识产权,能较好地支持移动接收,高清数字电视广播,单频组网。
三、小结
广播电视的移动接收作为当前的技术热点,尽管它的市场前景和受众分析还有待进一步的研究,但它的技术还在发展中。它还有着信号衰落、多普勒效应、覆盖网的建设,接收机(特别是便携机)的耗电,接收天线的安装等问题,所以要说哪一种制式最适合移动接收还为时尚早,因为每种制式都会根据市场的需要及时改进其技术,从而改善其移动接收的性能。
参考文献:
[1]都研美,刘峰.浅谈数字电视地面广播技术[J].广西轻工业,2007(05).
落小,就是要在思想政治工作中坚持大处着眼,小处落手,勿以善小而不为。广播电视技术工作的公益性质,要求我们更加深入践行社会主义思想道德和核心价值观。一方面,从宣传教育入手,积极传播《感动中国》、《善行河北》等栏目中的典型事例,发现身边暖人暖心的爱心行动,尤其是广播电视技术行业中的感人事迹,将思想政治宣传教育工作融入到身边人的故事,让广大职工深切的感受到思想政治工作讲的不是大道理,而是熟悉的人和事。另一方面,从具体行为入手,鼓励党员干部身体力行,在生活中,勤俭节约、做到盘无剩餐,节能减排、每周少开一天车,孝敬父母、常回家看看;在工作中,爱岗敬业、坚守安全播出生命线,互帮互助、开展经常性技术帮扶,无私奉献、舍小家为大家。久而久之,积善成德的小事就会变成干部职工自然而然的良好习惯,成为推动广播电视技术发展的道德支撑和思想保证。
2.思想政治工作要在“落实”上求突破
思想政治工作看起来虚,但做起来要脚踏实地。近两年来,省委、省直工委开展了一系列凝心聚力、弘扬正能量的活动,如“党员活动日”、“中国梦•赶考行”等。技术中心积极响应,到市少年儿童教育保护中心开展“金秋送温暖”党员志愿活动,向服刑人员子女捐赠图书千余册,衣服、鞋袜近百套,和孩子们谈心、包饺子、演节目,用实际行动送去温暖与关爱;到石家庄正定国际机场开展党员志愿服务。
3.总结
广播电视工程的运行和管理设计的内容较广,且都是一些专业性质比较强的类型,主要是一些技术管理以及施工过程中的技术问题。这就使得对那些工程里的工作人员作出较高的要求,而管理人员则需要对相应的技术问题进行分析,并要求每一位员工都具有比较负责认真的态度,这样才会达到期望的管理目的。而需要管理的主要有以下几点。
1.1对于电源的控制和管理
电源的控制管理,是广播电视工程建设中比较关键的一部分,因为在以往的广播电视工程建设中经常发生有关于电源中断而导致的信号中断从而出现突发事故的情况,所以对于电源的控制和管理应受到严格的重视,这就需要使用一个功能较为强大,各方面性能指标优良、安全指数较高的电源来进行使用,这电源需要能够抵抗住各种电压以及电流的冲击,而且具有一定的缓和作用,这就能够有效的保证传输线路的安全性。不过,从另一方面来看,我国的供电在质量上仍然有着一些缺陷,这就需要国家的大力支持,使用一些尖端的科技手段来对这些问题进行解决,否则,电源问题将一直持续下去。
1.2选择自动化运行的管理模式
对广播电视工程的运行过程进行管理是必不可少的程序,而随着科学技术的发展,自动化运行的技术得以推出,这种技术成为当今技术管理的重要指标之一,不过广播电视工程中所引用也是一些较为简单的自动化技术,以试点的形式来进行推行,通过数据表明。自动化技术所产生的效果是非常明显的,不仅节省了财力物力,还极大的提升了工程建设方面的效率。另外,在信号传播方面,平常的一些比较小型的卫星发射站所转播的节目相对较少,甚至出现了节目停止播放的局面。而对于这些问题就可采用自动化的电源管理机制,这种自动化的管理机制可以使得设备处于被设定好的程序下面运行,从而保证了节目的播放质量。而且最主要的是自动化运行的技术能够对于设备在运行过程中所遇到的故障进行自动的检查预警以及对超过电压电流的保护等等,所以这种技术的引入能够大幅度的提升工程的整体运行效率[3]。2.3对于工程后期的维护和管理一般工程项目后期的维护和管理都是采用各省级直管单位进行签订的方式来进行推广,然后再由其下级的单位进行逐级的签订,这就使得整项工程的责任得到全面落实,不过有时在工程真正运行的时候也将存在较多的问题,造成相应的监管不力的局面出现,这就需要重视对于设备的维护和管理,并针对所出现的问题采取以下所提出的具体管理措施,这样才能保证广播电视工程的正常运行:
1)强化管理人员的监督力度,提高全体员工的工作责任心。
2)构建健全的管理体系,保证基层必须有专业的技术人员参与到设备的检查和维修中。
3)提高全体员工的服务意识,做到响应国家号召,心中怀有全心全意的服务为民心态。
2结论
图1为键控特技原理示意图。
一.键控特技的分类
1.按键源的性质分
内键
键源与填充(前景)信号是同一个图像信号,即用要填的图像信号一路经过键控信号处理器产生抠像电视信号,另一路作为“填充信号”填入被抠掉的部分。内键也称自键。内键特技以前常用于黑白字幕插入,键源信号通常是在黑底上的白色字符或图形,它的电平只有高低两种,且对应白色部分的电平高,如果填充信号记作A,背景信号记作B,则内键可简述为A抠B填A。这种技术现广泛地应用于色键特技。将叠加的全电视信号经消色电路和放大整形处理后,形成抠像键控信号,从而进行混合叠加。
(2)外键
相对于内键特技而言,外键特技的键信号不是由填充(前景)信号或背景信号形成的,而是由第三路视频信号作为键源所形成的,外键的键源信号也是由黑底上的白色字符或图形,填充信号通常为单一色调的彩色信号,因此外键特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信号记作A,背景信号记作B,键源信号记作C,则外键可简述为C抠B填A。
在计算机显示像素时,其RGB像素,一路通过电平合成得到抠像信号,另一路经过D/A变换,编码器编码产生填充信号,如图2所示。其中存储器输出为数字RGB信号(各8位),经D/A变换成模拟RGB,然后经编码器合成成为填充信号,另一路经求和电平处理器产生抠像信号。图2的键控信号叠加器输出为0和1两种状态的电平信号,随着字幕机技术的发展,现已有利用另一8位信号通道产生具有256级电平变化的ALPHA键,从而产生具有半透明渐变的效果(后文详述)。
2.按产生键信号的键源图象成分分
(1)亮度键
它是利用键源图像中亮度成分来形成键信号,亮度键要求键源图像要有较高的亮度反差,即要求键源中作前景的图像部分要亮,其余部分要暗(黑),要形成明显的黑白反差,亮度键又称黑白键。图3为亮度键原理示意图。
(2)色度键
又称色键,它是利用彩色幕布的前景图像(填充信号)的色度成分(主要是色度中的色调,也就是图像的颜色)与其后的彩色幕布的色调(幕布的颜色)差别来形成键信号,用键信号去抠背景图像,再填入彩色幕布的前景图像。色键也是内键的一种形式,所不同的是键信号的形成方式,内键是利用键源信号的黑底和白字符之间的亮度差别来形成键信号,而色键是利用键源信号的彩底(即彩色幕布)和前景图像(如演员图像)之间的色调差别来形成键信号,同时键源信号又作为填充信号。色键要求键源图像信号有较高的色度反差,即要求键源信号中作前景的图像不能含有其后作幕布(背景)的彩调相同或相近的色调,也就是要求键源信号的前景和背景的色调尽量分开,最好是补色关系,以保证两者之间的色调差别。
在电视制作中为了获得最佳视觉效果,使用色度键时应尽量满足下列要求:
.背景应平坦,照明条件要好,颜色要均匀。
.拍摄物体的照明要好,不能带有被键出的颜色。
.视频必须以分量格式拍摄。
图4为色键原理示意图。
3.按键信号波形分
硬色键
键信号波形是前后沿很陡的矩形脉冲信号,硬色键合成输出图像的前景和背景的分界处有抖动和突变现象,使人感到生硬和不自然,还存在分界处彩色闪烁和有幕布色镶边等现象。另外,对于自然景物中的半透明物体作为合成图像前景图像时,其后面的背景图像应该是部分地透明,但是硬色键在任何瞬间其键信号所控制的视频切换开关不是接通就是断开,键信号只有两种取值,不是高电平就是低电平,因此硬色键合成图像中前景图像不是全透过就是全不透过其后的背景图像,这与我们日常见到的自然景观是不同的,所以硬色键特技给人缺乏真实效果的感觉。在硬色键中,键信号为高电平时视频开关接通,前景图像全透过其后的背景图像,键信号为低电平时视频开关切断,前景图像全不透过其后的背景图像。
(2)软色键
键信号波形是与前景图像透明度相关的斜坡形(梯形)信号,键信号在上升和下降期间有一定的斜率,软色键能够在很大程度上克服硬色键的上述缺点,软色键中将用于硬色键的脉冲门控混合电路改成了线性混合电路。
目前,在软色键的基础上发展了线性键控特技(也称透明键或ALPHA键),线性键合成图像能线性地与前景图像的透明度成比例地透过背景图像。软色键和线性键扩大了色键特技的应用范围。线性键是具有半透明混合效果的键控特技,其键信号决定合成图像中前景图像(填充信号)后背景图像以什么样的透明度可见,即键信号根据前景图像的透明度而线性地成比例地决定前景信号与背景信号的合成比例或混合程度。线性键的数学模型可用下式表示:
VOUT=VF*K+VB*(1-K)
其中VOUT为前景(填充)信号和背景信号合成后的输出信号,VF为前景信号,VB背景信号,K为键信号,K值取值范围为大于等于0而小于等于1,从该式可知,当K=1时,VOUT=VF,此时线性键的合成输出就是前景(填充)信号,这种情况称为完全叠加。当K=0时,VOUT=VB,此时线性键的合成输出就是背景信号,这种情况称为完全不叠加。当大于0而小于1时,线性键的合成输出为前景(填充)信号VF和背景信号VB按照K值所决定的比例进行合成以后的图像,合成图像看上去是半透明的效果,透过前景可以看到背景,透明度的大小取决于键信号K的值。实际上,当K=0或K=1时,线性键就工作在硬色键方式,但反过来硬色键却不能达到线性键的效果,因为硬色键的键信号K的值只有0(低电平)和1(高电平)两个值,所以硬色键合成输出要么是前景信号,要么是背景信号,不可能出现半透明的混合效果。
图5给出了线性键(ALPHA键)原理示意图。
二.色键技术应用于虚拟演播室
随着数字电视.计算机和多媒体技术的发展,色键已从二维特技发展到三维特技,近几年出现的虚拟演播室技术就是三维色键视频特技的典型应用,它将活动的演播人员图象通过色键方式键入到三维立体动画背景之中。做到真实的演员能深入到虚拟的三维场景中,并能够与其中的虚拟对象实时交互。在虚拟演播室中在一间兰色屏幕代替的真实背景里进行现场表演,三维计算机图形发生器实时产生一个逼真的虚拟环境,并按照以下程序工作:摄象机采集前景视频信号,同时摄象机上的跟踪定位系统实时提供摄象机移动的信息。这些数据被送至一个实时图形计算机。从计算机的镜头视角再产生一个虚拟环境。以兰色屏幕为背景拍摄的摄象机图象,经延时后与选自计算机的虚拟背景以相同时码进行工作,并通过数字视频切换台“联合”在一起,实时产生一个组合图象。
图6给出了色键技术应用于虚拟演播室的原理示意图。
传统的色键技术与计算机技术相结合应用于虚拟演播室,成功解决了前景与背景之间的透视关系.比例关系,使合成的图像有了极佳的立体效果,可以达到以假乱真的地步。
三.键控技术应用于电视播出系统
目前键控技术已广泛地应用于各级电视台的播出系统,主要用于台标时钟和字幕信息的叠加,所采用的方式多为并联方式,即只将实现键控特技功能的键控混合器串接于电视播出系统视频通道中,而将台标时钟机与字幕机并接于键混合器,如图7所示。其优点在于简化了电视播出系统视频通道,提高了电视播出系统的可靠性和安全性,降低了故障率和人为差错率,因为播出节目视频信号经过键混合器而不经过台标时钟机和字幕机,而且即使键控混合器出现故障,也因为其具有掉电旁路直通功能而不影响播出节目视频信号的传输。同时,采用键控混合器并接方式也方便了播出设备的维护和检修,当台标时钟机或字幕机出现故障时,可以方便地将其拆下检修,而不会影响视频通道的节目播出,只是暂时无法叠加台标时钟或字幕信息而已。
图8给出了键控混合器的原理示意。作为播出通道的关键设备,其必须具备以下功能:
主信号断电直通功能(BYPASS)。
采用两路外键处理方式,可同时进行底行字幕游动和台标叠加处理。
视频信号通道指标满足规定的要求。
具备各种检测功能。包括主信号在线检测,填充信号与主信号的同步检测。
通过对键控信号的处理,使得键控特技的混合层次灵活可选。
具备手动/遥控功能,作为播出设备,通过相应的遥控接口很容易接入自动播出系统。
键控混合器从使用上说分为两种,即开关键和ALPHA键。开关键即前文提到的硬色键,其核心部分是一高速开关,开关的速度很快,一般在15ns以下,主信号和叠加信号经钳位后分别到达二选一开关一端,键信号产生的控制信号用来控制开关。
自1998年6月中央电视台率先采用半透明台标以来,已有许多地市电视台都选用了新型具有256级透明效果的ALPHA键代替了传统的开关键,使字幕和台标能出现半透明或浮雕等效果。
四.键控特技应用于电视后期制作
在电视节目的后期制作中怎样利用传统的键控技术创造出意想不到的效果,我一直在进行一些尝试。我台成立于1997年,目前台里除了拥有传统的卷编设备外,还拥有Avid及新奥特的非线编设备各一套。由于这两套设备均不是以字幕作为设计目标,因此在节目制作过程中,我们发现字幕的特技和动画一直是困扰我们的一个难点。要想做出字幕的拖尾,碎玻璃,水波纹,双字同时游动,马赛克等效果几乎不可能。通过长期的实践和摸索,我们利用键控特技和现有设备,却可以成功地实现这些效果,大大提高了制作人员的创作热情,增加了节目的可视性。
有线数字电视网络运行的过程中,网络信号的传输会受到放大器以及载噪比所影响,也会对吸信号电平调节造成一定的限制。一般情况下,有线数字电视的信号传输主要采用的是拓扑式的的网络结构,而且,在这种情况下,电平也会由于电网消耗而逐渐降低,在电平值降到一定程度时,有线数字电视的信号传输也会受到一定的影响,甚至出现马赛克的现象,因此,需要保证电视信号传输的稳定性,这样才能避免以上电视不良现象的出现。网络放大器技术主要应用放大器来放大电平传输信号,从而确保数字电视信号传输的稳定性,在实践中该技术的应用极为广泛,这也是能够保障有线数字电视在运行过程中正常接收信号的关键所在。
2有线数字电视网络常见的故障
2.1室内布线故障有线数字电视在使用之前,需要对室内进行布线,而这个过程也是有线数字电视经常发生故障的环节,布线经常不合理以及分配器的不合理等,都会对有线数字电视造成极大的影响,信号接收不正常也会导致电视使用的不正常。
2.2数字电视图像形成故障数字电视图像形成故障是常有发生的事,造成这类故障的因素有很多,例如,电视自身问题、电平信号问题等,本节仅从有线数字电视网络的角度出发进行分析,如果分支分配器、放大器等受到损坏的话,那么在载噪比不高的情况下,电平信号也会较低,从而造成有线数字电视出现无图像的现象[3]。
2.3有线数字电视网络系统故障现阶段,有线数字电视主要是有线数字系统发挥出相应的作用来实现的,但是,在实际有线数字系统运行的过程中,发现系统经常发生接触不良的问题,例如,接头生锈等都会引发有线数字系统故障,在接触不良故障的影响下,电平频段偏低造成信号传输中断,或少量信号传输存在断断续续的现象,使得无法正常使用电视来观看节目。
3有线数字电视网络维护措施
3.1合理进行室内布线在对室内进行布线的过程中,要根据实际的情况对室内进行合理的布线,尤其是在布线接头处,必须保证布线有着很好的连接性,同时,室内的布线更不能受到其他线路的影响。另外,要对分配器进行合理布置,这样才能有效解决室内布线故障,对有线数字电视网络进行有效的维护,进一步保障有线数字电视运行的正常。
3.2合理选择设备有线数字电视图形故障的主要原因是信号不能正常传输,或是断断续续无法持续稳定传输,在实际中发现,造成这方面的故障主要是分支分配器、放大器受到损坏的缘故。对此,在有线数字维护的过程中,不仅要保证分支分配器、放大器的完好性,更好根据实际的使用情况合理的选择设备,要尽量选择阻抗相互匹配的分支分配器,以及选择频带宽、线性好的放大器,这样才能保障分支分配器和放大器质量的同时,充分将其设备的功能发挥出来,提高有线电视信号传输的稳定性,才能有效解决数字电视图像形成的故障。
3.3加强对系统的检查有线数字电视网络系统故障屡见不鲜,对人们的正常使用电视造成极大的影响,而引起这方面的原因主要是一些电缆接头处的不良而引发的,因此,有线数字电视维护人员应积极做好系统的检查工作,并且,要将注意力集中在有线数字系统中电缆接头的位置上,确保电缆接线头的良好性,这样才能保障有线数字电视网络信号传输的可靠性,才能确保有线数字电视网络系统的正常运行,通过加强对有线数字网络系统的检查工作,才能切实的提高有线数字电视网络系统运行的可靠性和稳定性。
4结论
1.1直调技术的应用
我公司1550nm直调光发射机是上海凌云公司生产的TBT3155直调发射机,是专为Overlay插播系统而设计的,针对插播系统的应用,优化设计了插播发射机的性能与结构,具有最大支持32个IPQAM频点插播的能力;独有的电控光衰减功能,可以在设定插播系统所需的光差值后,由程序自动根据主播光信号的大小来控制插播光信号,确保两者差值自动控制在用户设定的值。实现插播系统全程自动调节,人性化、简单易用的设计。同时以电控衰减器为核心的独特的AGC电路实现光调制度的自动控制,可灵活地调节驱动电平的大小,同时确保了系统调试后电平的稳定不变,从而大大简化工程调试。在具体应用时,我们在对应的前端机房将要插播的信号通过一台1550nm直调式光发送机调制后,与原有光纤传输的信号经光复用器耦合进入同一芯光纤传输。在正常光纤传输组建的HFC网中,通过光纤放大器、光纤分配器把信号传输至各光节点,每个光节点再解调出对应信号进入千家万户。为提高整个传输系统的指标,我们要尽量避免二级光电转换,IPQAM调制器可根据业务需求下移至分前端机房,甚至可下移至光站。通过1550nm直调技术将IPQAM信号直接从对应的机房(节点)混入,实现IPQAM信号的异地插播。IPQAM数字信号的插入结构图如图1所示。
1.1.1系统结构原理边缘IPQAM调制器把前端视频服务器下传的IP数据流重新封装打包后,经数字调制后直接送给1550nm直调制光发射机,1550nm直调制光发射机与分前端下传的数字电视信号经光纤耦合器混合后传输至1550nm光放大器,经HFC网络传输至用户端。根据上述原理,我们可根据业务发展需求,把IPQAM调制器下移至光节点,利用空间分割的方法获取更大的下行带宽,以满足海量下传业务所需的网络信道。用户端的互动电视VOD系统工作原理是:用户从机顶盒上发出服务需求,通过HFC网络(或电话等上行通道)上传至视频点播服务器,视频点播服务器响应机顶盒的点播请求,将节目传输流封装打包经数据网络传输至IPQAM调制器;IPQAM将多个节目复用成节目流,通过QAM调制输出射频信号进入HFC网络,经HFC网络传输到用户机顶盒。
1.1.2系统的灵活性与扩展性通过1550nm直调制光发射机不但可以插播数字信号,还可以插播模拟信号,IPQAM下行的频段由当地网络公司网络频率分配给定。由于HFC网络的下行带宽是有限的,利用1550nm直调技术与IPQAM技术的特点,我们可以根据业务发展情况确定组网方式。由于传统数字电视下行业务是采用外调制1550nm光发射机进行组网的,一个前端机房的下行在500~860MHz,若业务量不断加大后,我们不需要重新再组建一个前端,只需要利用空间分割的分式把1550nm光发射机和IPQAM调制器下移至下一级节点即可。
1.2系统调试
1.2.1系统调试原则(1)频道数与主路信号不重叠光接收机是不能分辨两路光信号的,若是两个重叠射频信号,光接收机只能得到两个同频信号的叠加。(2)确定主路光信号与插播光信号的比例确定主路光信号与插播光信号的比例是系统能否取得成功的关键。
1.2.2系统调试中存在的问题当完成1550nm直调光发射插入后,每个光节点都同时接收下行数据信号和插入窄播信号,网络会存在以下问题。(1)当下行数字信号频道数远多于窄播插入信号频道数时,窄播光波的接收光功率应比数字信号光波的接收光功率低8~10dB。为保证数字信号信道的载噪比维持在50dB以上,数字信号光功率在-1~0dBm,我们只能把窄播光波的接收光功率降到-10~-6dBm。(2)当数字信号和窄播信号传输的频道数相同或相近时,两个信号进入光接收机的接收光功率应基本相同,此时,同二级光电转换一样,CNR有3dB的劣化,但广播信号的非线性指标不会有劣化,整体的系统指标仍好于二级光电转换模式。因此,利用1550nm光发射机与IPQAM调制器进行组网的这种模式可解决多套本地电视节目和IPQAM并发流插入问题,可保持HFC网络数字信号指标基本不变的情况下,提高插入信号的性能指标,同时避免二级光电转换;通过空间分割方式将IPQAM下移后可实现IP数据分流,同时有效地提高了HFC网络的下行有效带宽,为今后的增值业务提供良好的基础。
1.2.3调试(1)为确保主路光信号的传输指标,减小插播信号的影响,一般情况下我们把插播信号的光功率定的比主路信号光低6dB。①一般情况下,光接收机的正常接收光功率为0dBm。我们按这个参考值计算,若主路信号的光为-1dB,插播信号为-7dBm,这样插播信号对主路信号的载噪比影响会较小。②如果我们按正常调制度下直调发射机的CNR为50dB,则此时-7dBm接收时载噪比会降低4~7dB,而接收机的输出电平会比主路信号的低12dB。③我们既要保证接收机的输出电平,又要提高插播频道的载噪比,所以必须降低插播的频道数。(2)由上述分析可知,模拟信号插播发射机信号调制度需比正常情况下提高12dB,在保证总功率不变的情况下,频道数约为4个频道。(3)饱和输出功率如图2所示,若光发射机是17dBm输出,那么理想状态下主路光信号的功率应为16dBm,而插播光功率应为10dBm。但实际上由于目前应用的EDFA对于不同波长的增益谱不是平坦的,这给整个系统的调试带来了一定的麻烦,因为广播信号的波长域插播信号的波长有一定偏差。(4)加入EDFA的系统不同波长增益的差异使两路光信号强度比例发生了变化,在插播系统中,有的甚至加入3级光放大,这使得我们必须考虑加入EDFA后,系统如何调试。由于EDFA波长增益的不确定性,实际应用中,我们很难判断经过EDFA后,两个波长的光功率比例是多少,我们也就无法判断进入接收机的光功率比例。为了解决这个问题,我们可以采用系统联调的方式。如图3所示。我们基于这样的一个事实,进入接收机插播信号光功率比主路信号低6dB,那么,进入接收机的插播光功率为-7dBm,主路信号为-1dBm(总功率按0dBm),相比较非插播的情况,主路信号进入接收机的功率降低1dB,那么可以推出主路信号接收机的输出电平将降低2dB,如图4所示。反过来思考,如果我们插播光断掉与打开的情况下,主路光信号的输出电平会降低2dB,我们可以认为进入接收机的插播光信号光功率比主路低6dB,如图5所示。
2系统指标测试
双向HFC网络是以光纤为干线传输网,以电缆为分配网组成的传输系统,是下一代广播电视网的重要组成部分,它是目前入户率最高的多媒体通信网。数字电视信号是应用数字压缩技术进行编码,采用高效数字调制技术进行调制,与传统有线电视传输不同的是,传输网络中入侵的干扰噪声会对数字电视业务造成严重影响,直接表现为数字电视图像出现马赛克、宽带业务掉线或掉包等严重故障,给用户的服务带来大量问题。
2.1前端机房测试记录我公司频率使用情况是:87~210MHz保留模拟频道信号;218~386MHz传输互动电视节目信号;394~402MHz频率预留;410~762MHz传输DVB信号;780~802MHz传输高清电视节目。主要测试互动电视频段指标和DVB数字电视频指标,抽测十六个频点。从测试结果来看,前端各项指标良好。
2.2光节点测试记录主要抽测十六个频点,直接从光接收机的输出测试口进行测试(衰减20dBμV)。从测试结果来看,各项指标均达到要求。
2.3用户端测试记录用户端主要采用DS900手持式测试仪,主要测试电平、MER、BER的相关指标,并通过电视机直接观看图像质量,直接到用户端抽测十六个频点,测试结果统计如表1所示。全网采用1550nm光传输技术,实现光节点后的无源分配,广播的MER指标仍然较高,受到的影响较小,能满足机顶盒的正常接收和解调,而插播的IPQAM指标也很好,其应用是成功的。
3总结