沙冰：紧跟国际潮流 发展中国数字电视技术

　　沙冰：中国电子科技集团公司第三研究所研究员，于1983年7月毕业于清华大学无线电专业，同年8月到第三研究所工作，历任研究室副主任、主任、副所长,1999年9月至今担任所长兼党委书记。

　　沙冰从事数字音频研究和产品研制及音控系统的工程设计多年，获多项成果奖。1997年9月至今从事科研管理工作，被评为部级优秀科技青年，并被破格晋升研究员级高级工程师。主持研制的科研项目经专家鉴定为国内领先，或填补了国内空白，或达到国际先进水平，被推荐替代进口或被授予国家级新品称号，同时取得了显著的经济和社会效益。

　　1999年，沙冰被评为享受政府特殊津贴的专家。

　　

数字电视在我国的发展经历了“数字(处理)电视”和“全数字电视”两个阶段。我国的科技人员紧跟国际数字电视技术发展潮流，与国际同步开展数字电视的科研和产品的试制，为我国电视接收机技术的发展和产品的国产化作出了贡献。

　　奠定数字电视技术发展基础

　　我国开展数字电视技术研究的第一项国家计划任务是从图像编码技术研究开始的，1974年，当时的四机部以“数码化技术研究”项目下达给有关单位。四机部三所开展了“视频信号数码化技术研究”课题，进行了电视电话样机的研制，并于1980年进行了设备的试制，完成与光纤通信配套的视频带宽为1MHz的黑白电视电话数字编码终端，该编码终端系统采用DPCM技术，码率为8.448Mb/s(二次群)。

　　1981年，研究组试制成功了国内第一套实用化的黑白静止图像传输设备。该设备是通过数字编码技术将活动图像冻结为静止图像，然后在普通模拟电话线路上传输的窄带图像传输设备。当我国建立了数字电话传输线路后，三所又研制成可在64kb/s数字电话线路上传输的静止图像数字编码传输终端设备，这就是早期的全数字电视传输系统。同时，清华大学、北京大学、浙江大学等也开展了图像压缩编码及彩色静止图像编码传输技术的研究。

　　这些单位的研究和试制工作培养了许多技术人员，为以后我国发展数字电视做了技术准备，是我国发展消费类数字电视技术的准备阶段。

　　数字处理电视机打破国外垄断

　　发展数字处理电视是我国发展消费类数字电视技术的第一阶段。“数字处理电视”是模拟电视机采用数字信号处理技术，对其视频信号及音频信号进行处理，以提高图像质量及伴音质量的统称。数字处理电视机所接收的信号仍然是目前电视台广播的传统模拟电视信号，与目前数字传输的数字电视有本质的区别。

　　商品化的数字(处理)电视机出现于1983年。当时，德国ITT公司在柏林举办的消费电子展上，推出一套对模拟电视机的视频和音频信号进行数字化处理的芯片。由这套以“DIGI 2000”命名的芯片制成的电视机，当时译为“数字电视机”。1984年起，国内有关研究所、高校、工厂都纷纷投入力量跟踪“ITT数字2000”系列芯片组的应用。限于当时的技术水平，这种早期定义的“数字电视机”的高、中频通道仍是模拟电路，接收的也是传统的模拟电视信号，仅在视频检波后对模拟的视频基带信号和模拟的伴音信号进行A/D(数/模)变换，之后,再用数字信号处理技术进行数字化处理，以提高图像质量与伴音质量,并增加其功能，也就是现在所谓的“数字处理电视机”。

　　我国政府对发展数字电视非常重视。1985年11月,电子部召开的规划会发布的“七五”项目指南列入了“数字电视接收机”及“彩电压缩编码技术研究”项目。随后，电子部于1986年3月发出了“发展我国数字电视接收机的建议”的通知，为我国数字电视机及相关配套产业的发展指出了方向。1986年3月,电子部科技司组织了电子部三所、天津712厂、广州750厂、清华大学、无锡742厂组成了“数字电视联合开发小组”，联合开发小组制定了“基本型数字电视机”的开发方案和与德国ITT公司进行技术合作的技术方针。为加快技术引进和发展数字电视接收机技术，“深圳通数公司”于1987年12月18日与德国ITT公司达成了引进数字电视接收机有关技术的协议，开展数字电视接收机研究开发。

　　1990年以后，用于模拟电视机进行数字处理的芯片的生产厂家逐渐增多，德国ITT/Intermettall公司对其“数字2000”系列芯片进行了改进，推出“数字3000”系列芯片。此后，西门子、飞利浦及美国的一些半导体芯片厂也相继推出了功能更多、性能更好、价格更有竞争力的用于数字处理电视机的芯片。1993年前后，福日电视机厂、杭州电视机厂、南京熊猫厂、上广电等工厂相继使用这些芯片大批量生产整机，推出了许多新型号的“数字(处理)电视机”，改变了高档电视机由进口产品独占我国市场的被动局面。

　　与国际同步发展全数字电视

　　在发展视频信号数字化的“数字处理电视机”的同时，欧、美、日等国一直寻求改进高清晰度电视(HDTV)的压缩频带传输技术。在这段时间里，日本提出了MUSE制高清晰度电视，欧洲提出了数模混合的D2-MAC制高清晰度电视，美国则坚持走全数字化的道路，加速进行研究试制工作。1991年，美国数字电视“大联盟”经过对各开发单位提出的几种方案进行测试、比较和试验，终于找到了信源用MPEG-2数字压缩编码技术、信道用数字通信的VSB编码调制技术的全数字方法，确定了解决高清晰度电视(HDTV)的压缩频带传输的ATSC/8VSB“全数字电视”方案，作为美国数字高清晰度电视的体制标准。

　　发展全数字电视的过程也是我国发展消费类数字电视技术的第二阶段的内容。我国发展“全数字电视”的进程与国际基本同步，与先进国家一样，先在电视节目的传输中应用数字电视技术。1995年，我国中央电视台便引进了美国通用仪器(GI)公司的数字电视卫星传输设备，开始了我国的数字压缩电视卫星传输。1996年，中央电视台又引进了美国科学亚特兰大(S-A)公司的数字压缩设备进行卫星数字电视的传输，正式开始了SDTV档级的数字电视卫星传输节目分配业务。此后，全国30多个省、市、自治区都通过卫星用数字方式传输电视信号，上星节目都采用欧洲的DVB-S标准，即用信源MPEG-2数字压缩技术，信道用QPSK调制方式进行传输。用数字图像压缩技术和数字调制传输技术的全数字电视，除了传输图像质量好、伴音质量高、观看效果较传统的模拟电视更好以外，更主要的是它所占用的传输信道带宽较目前的模拟电视有明显的减少，通常为1/4甚至更小。因此，过去传一路模拟电视的信道，现在可以传四路甚至十几路的全数字电视信号，从而提高了传输信道的使用效率，大大节省了传输费用，取得了明显的经济效益。

　　世界各国对发展数字高清晰度电视都非常重视。1988年前后，美国国会就发展高清晰度电视技术进行了多次听证会。在美、欧等技术先进国家大力发展数字电视的推动影响下，我国对发展高清晰度电视和数字电视技术也非常重视，原国家科委较早就开始安排了数字高清晰度电视的研究。为了部署我国高清晰度电视的发展步骤，原国家科委于1989年组成了“高清晰度电视软科学研究专家组”，此后，又于1993年成立了“高清晰度电视战略研究专家组”(第二届专家组)，为我国发展数字式高清晰度电视提出了规划安排。

　　研制国庆50周年试播HDTV

　　为实施高清晰度电视第二届专家组提出的规划，加快发展我国的HDTV事业，原国家科委于1994年下半年组成了发展高清晰度电视的第三届专家组，专家组由广播科学研究院牵头。为加速研制进度，1995年，原国家科委又组成了以上海交通大学为组长的高清晰度电视“总体组”(TEEG)，“总体组”成员包括上海交通大学、电子部三所、广播科学研究院、浙江大学、西安电子科技大学的技术人员，参加总体组工作的还有承担任务的天津大学、北京广播器材厂的技术人员。“总体组”负责高清晰度电视制式及样机的攻关研制。“总体组”于1999年9月完成了用于国庆50周年进行高清晰度电视试验广播的两种方案系统。

　　为研制国庆50周年高清晰度电视试播时接收信号所需的高清晰度电视接收机，1998年，以中国电子学会消费电子分会为主，发起、组织了国内15家主要的电视生产企业和研究所成立了“数字电视产业联盟”。“数字电视产业联盟”的成员有：北京广播器材厂、北京兆维集团、北京牡丹电视机厂、西湖电视机厂、厦华电子公司、福日电视机厂、TCL王牌、深圳康佳电子、深圳创维、上广电、天津

长城电视机厂、青岛海信、镇江赛博电视机厂、四川新泰克和电子部三所。在时间紧、经费不落实的情况下，为完成国庆50周年庆典所需的数字高清晰度电视(包括

机顶盒和高清显示器)，“数字电视产业联盟”根据实际情况，发动企业自筹资金，联合攻关，进行开发。

　　为加快高清晰度电视试验广播时所需HDTV接收机的研制进度，“数字电视产业联盟”组成了“联合开发小组”，成员单位各派两名技术人员集中在北京参加联合开发，经过9个月的联合攻关，完成了国庆50周年我国试播高清晰度电视所需的全部100台高清晰度电视接收机的试制，满足了1999年国庆50周年HDTV转播阅兵式时各接收点收看的需要。同时，数字电视产业联盟攻关小组还试制完成了符合美国ATSC/8VSB制式和欧洲DVB-T/COFDM制式的两种机顶盒共30台的研制任务。通过联合攻关，“数字电视产业联盟”除完成国庆50周年试播HDTV所需的数字电视机外，还为各企业培养了一批掌握数字电视技术的技术人员，同时也为各企业后来开发数字电视机产品做了技术储备。

　　该“高清晰度电视接收机研制”项目于2002年1月获得国家经贸委和中国科协颁发的优秀成果奖牌和奖状。