数字电视业务质量指标浅析

秦小丽

（商丘电视台河南商丘476000）

中图分类号：G220文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）04-0000-01

随着数字电视逐步走入人们的生活，今天的电视观众接受到了越来越多的数字电视节目服务。如多套中央台电视节目，许多省台卫星电视节目都是通过数字电视信号传播的。但是，观众接受到的数字电视信号中也会有一些不足之处，如有时会有马赛克现象，有时画面停顿，或声音不连贯等现象，有时还相当严重。那么，我们所看到的数字电视的质量由哪些因数决定，及如何提高数字电视质量是大家非常关心的问题。

传统的计算机数据如文字信息占用的频带很少，而且不要求实时出现在用户面前，但视频信号或音频信号的要求就不同了。视频信号或音频信号属于实时数据，它们传输时有许多要求，更高的传输带宽，必须有最小的延时，不能容忍高误码率。对于实时视频信号的传输而言，延时是一个关键问题，因为视频帧必须以25帧/秒～30帧/秒的固定速率出现在观众面前，实时编码的视频数据不能容忍大的延时变化。实际的传输网络和系统将导致误码进入运载的数据上（例如，比特误码和包误码），编码的视频数据在传输时对误码很敏感，而且较低的误码等级在解码后将出现严重的质量损失。当数据通过任何网络时，网络都会提供一定的性能等级，例如：数据传输率、传输延时量、误码率，这些性能特性在网络系统中用QOS（服务质量参数）描述。提供给用户的网络QOS由许多因素决定，包括网络的类型和等级，网络目前的使用状态，传输数据的类型，等等。实际可用的QOS不能预见，在许多情况下，即使在同样的网络上也将随连接的变化而变化。现有的许多网络不能给用户提供QOS保证，意味着QOS以一种不可预见的方式变化，基于ATM宽带网一个重要的优点是它们能提供质量保证。在ATM网中，用户与网络提供者之间在每个连接的开始时可以进行“通信契约”的磋商。这种契约明确说明了在连接期间能提供的最低QOS，这样便可以在每个连接开始时根据网络状态严格限制数据量。实用的通信网络将误码和损伤带入传输的数据中，即使相对低的比特误码率或包/信元损伤都能对解码后的视频数据造成严重的质量影响，例如MPEG和H261的压缩算法消除了运动图像序列中的大量冗余量，当编码数据受到误码影响时，这将出现问题。因为空间和时间的冗余量已经消除，单个比特误码能使解码序列中一定的空间和时间区域质量恶化。许多因素决定了一个视频传输系统的总延时量。首先，编码导致延时。在分块编码的电路中例如DCT编码，在每个块的每列被编码和传输之前，需要存储每帧的几行（典型的为8或16行），这将导致几ms的延时。在CBR编码器中传输之前需要缓存数据，又增加了一些延时，延时量的大小与缓存器的大小成正比。在MPEG中采用的双向预测编码导致更大的延时。实际可用的数据传输率很影响编码的视频数据的质量。实用的视频编码技术通常是“有损失的”，即通过编码和压缩处理后在原始序列中一些图像细节的数据丢失了。大体来说，任何有损视频编码技术，编码数据的平均比特率与解码后的质量成比例。多数情况下，在编码器中能够很灵活地调整编码参数。例如，有多种方法增强MPEG数据的抗误码能力，通过选择编码系数以使误码在解码序列中的扩散减少到最小。空间定位确保同步标识以一定频率间隔出现。当解码器收到这些标识中的一个时，能够对误码进行纠错，因此这种标识在比特流中出现越多，解码器便能够越快地纠错。时间定位能够通过提高帧内编码帧（在MPEG中的I帧）数量来实现。I或P帧的误码能在时间上扩散（这是由于采了运动补偿预测方法），但这些误码不会扩散到下一个I帧。这些定位技术使编码效率降低，因此必须与高压缩比需求平衡。传输通道或网络的特性和性能影响了编码视频的质量。目前已采用通过地面或卫星通道的数字电视广播，这些通道易于出现误码，尤其在差的传播环境或在卫星覆盖区域边缘处接收时。在这些条件下，误码增加图像质量会恶化，但有利于采用分层编码技术。采用CBR方式传输的网络例如ISDN，提供了某种QOS保证，但它是有限的，比特率也是固定的，对于固有的、突发的、高比特率编码的视频来说它不是很理想。基于ATM方式的网络更适合传输编码视频这种实时、高带宽的信号，并能提供某种范围内的QOS保证，但是，这些网络在传输视频信号时仍然有很多限制。视频质量也受解码器设计的影响。例如，一个误码率的传输通道可以通过解码器的误码消除措施得以补偿。误码消除措施是一种有效的减少由误码或损伤导致的视觉影响的方法。采用简单的误码消除电路，例如用相邻的、同样的空间或时间区域取代有失真的或有信号丢失的区域，可以使图像质量有很大的改善。

总之，任何视频传输的目的应该是支持可靠的、高质量的视觉通信。一个实用的视频通信系统应能够在一定范围的网络QOS内提供可接受的视觉质量，要达到此目的，以上提到的每个环节都应精心设计、反复调试。相信通过我们大家的努力，一定会满足广大观众朋友的要求，给您一个完美的视音频享受。