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数字音视频技术是我国产业发展的重大核心技术

摘要:音视频技术的发展方向是数字化、高集成化、多功能化。目前,我国应重点研发数字高清电视产业化的关键技术,以此为主导,推动我国数字音视频技术的发展。有机发光二极管 (OLED)下一代显示技术显示技术发展的重要方向之一。加强这方面的技术研究有助于推动相关产业的发展。


技术预测与国家关键技术选择研究小组是由中国科技促进发展研究中心组织的国家相关科研机构、大学和企业的专家组成的研究小组。本报告是在中国技术前瞻性报告的基础上,综合研究报告和各方面的专家意见。

一、国外发展趋势

音视频技术是信息通信领域的一个重要分支。以音视频技术为代表的消费品产量大、覆盖面广、利润高,可推动相关产业的快速发展。音视频技术的发展方向是数字化、高集成化、多功能化。音视频产品的数字化可以提高产品的技术含量。与传统的模拟技术相比,数字技术具有以下特点:

①噪声和失真不会积聚。

②数字信号具有很强的检错、容错和纠错能力。如果数字信号传输和放大过程中存在误码,则很容易实现检错和纠错。

③数字信号易于存储、控制和修改,存储时间与信号特征无关,存储媒体存储容量大,存储媒体可以CMOS型半导体存储器,也可以是计算机的硬盘、高密度激光盘等。

④它可以提高传输信道的效率。压缩后,和视频数字信号后,6-8MHZ在传输信道中传输2-4套标准清晰度电视(SDTV)节目或高清电视(HDTV)节目。

⑤便于专业应用(军用、商用、民用)或条件接收、视频点播、双向互动传输等。

⑥数字音、视频信号具有可扩展性、分级性和可操作性,便于在备用通信通道和网络中传输。

⑦它很容易与其他数字设备集成。由于它们的信号语言相同,只要有一套数字信号传输、编码和调制协议,就可以互联和交换。以音视频数字化为代表的消费电子将逐步与电子计算机和通信技术相结合。

目前,国外音视频技术正在发展的主要技术包括:

①声音、视频数字信号压缩编码、解码技术压缩码率更高,算法更先进;

②数字信号调制解调技术传输效率高,传输质量好;

③加快成熟数字音视频技术产品的商业化,推广和普及高清电视(HDTV)通过卫星电视直播接收、电缆电视传输系统、地面广播等三种方式实现模拟电视向数字电视的过渡;

④开发存储容量较大的存储媒体,如高集成度CMOS半导体存储器、固体存储器、蓝光技术高密度光盘等;

⑤开发新的显示设备,提高显示设备的清晰度、对比度和亮度,降低成本,提高重显色域,寻求新的平板显示模式和新的发光材料。除了目前成熟的平面阴极射线管外,还有等离子显示屏 (PDP)、液晶显示(LCD),二极管有机发光(OLED)类型显示器等;

⑥基于传声阵列的语言增强和语言定位技术、多声道回声抵消技术等新型电声器件和数字音频技术的开发。

2.我国现状与差距

中国音视频技术通过引进、消化吸收、创新、定位,走出高发展、新技术的成功道路,不仅缩小了与国外先进国家的差距,提高了人民的生活质量,满足了日益增长的物质文明和精神文明的需求,促进了国民经济的可持续、稳定和健康发展。2002年,中国彩电产量达到5200万台,出口达到1881台.8万台,DVD激光视盘机产量5000万台,出口4000万台。在国际市场上,中国已成为彩色电视机DVD以激光视盘机、彩色显像管等为代表的音视频产品的重要生产基地。音视频产品对电子信息产业生产增长的贡献率超过45%。此外,音视频技术的快速发展推动了模具制造、精密机械制造、微电子、光机电、冶金、化工等相关产业的发展。

目前,我国音视频产业基本掌握了产品的设计技术和制造技术,可以设计和制造先进的音视频产品,成为真正的生产、制造和出口国,产品价格低廉,具有一定的国际竞争力。但与先进国家相比,仍存在一定差距。首先,完善的科技创新体系尚未成熟。我国音视频技术领域的专利技术很少,大部分关键技术掌握在国外大公司手中,制约了我国产品进入国际市场的利润率。以DVD以激光视盘机为例,中国每出口一台DVD激光视盘机将向外国大公司支付一定的专利费。2002年出口4000万台,但利润很低,高端彩色电视机也面临专利技术问题。其次,音频和视频产品的一些关键设备仍然依赖于进口,特别是特殊的大型集成电路和关键显示设备 (例如PDP屏、LCD屏幕等。)我们仍然不能独立开发和生产,其中95%以上的特殊集成电路应进口音频和视频产品,PDP和LCD国外几家大公司仍垄断显示屏等。

3.建议优先发展技术项目

根据国内外数字音视频技术的发展现状和方向,特别是中国数字音视频技术与国外先进国家的差距,专家建议重点研发中国数字高清电视产业化的关键技术,带动中国数字音视频的发展。根据国家广电总局的规划,中国广播电视将于20日举行I五年全面实现数字化。预计在"十一五"在此期间,中国数字电视及相关产品的市场需求将每年满足I000亿-I规模500亿元。预计2010年后将进入大发展期,2015年市场规模将达到5000多亿元。

此外,有机发光二极智能(OLED)下一代显示技术是显示器的发展方向之一。加强这方面的技术研究将有助于推动整个行业的发展。专家建议国家适当投资,给予优惠政策,支持和促进企业协调研究。

1)我国数字高清电视产业化的关键技术。

①地面数字电视广播关键技术研究。

目前,各国在数字卫星电视和电缆电视系统的发射和传输方式上已经达成一致,卫星电视已经被愚弄DVB一S模式,即差分正交相移键控制 (QPSK),采用电缆电视系统DVB一C方法是正交幅度调节(QAM),而地面广播则有美国的8一VSB方法,即调制8电平残留边带,欧洲COFDM方式,也就是说,编码的正交频分ISDB,即综合业务数字广播。中国是世界上最大的彩色电视制造商和消费市场,拥有3个.在模拟电视和数字电视,在模拟电视和数字电视转型时,应有自己的地面数字电视广播系统,具有独立知识产权的技术标准和相应的专用集成电路,充分掌握数字电视的关键技术,防止受制于人的局面。我国数字电视地面广播制度正在制定中,在借鉴国外经验的基础上,开发出更先进的数字信号地面传输方式。

在制定数字电视地面广播标准时,应主要解决以下关键技术:合理的数字传输帧结构、高频谱利用率、先进的前向纠错码技术、研究QPSK/mQAM调制技术;支持分级调制和编码,提供分级服务;支持多媒体业务,特别是数据业务;支持移动和便携式接收;可扩展性,便于未来交互、天线分集和数字信号控制天线;功耗低;支持单频网络,有利于频率规划;易于集成,降低整机成本。

②编码技术的数字电视系统转换。

目前,国际上有很多方法可以压缩图像扫描格式、空间分辨率、时间分辨率和代码率。为了实现备用音频/视频编辑和解码之间的连接和交换,有必要研究数字电视系统转换变码技术。主要研究内容包括:隔行/逐行转换;各种图像扫描格式的转换:I920*I080;,I280*720p,720*576I,720*576p,640*480I,640*480p等等;场(帧)频率50/60Hz变换;变换幅型比:I6:9/4:3;视频信号打也码流 (PS)/基本码流 (ES)转换;音频MPEG/AC3之间的变化等。

数字电视系统转换编码技术的研究可以尽快实现工业化。可用于不同扫描格式、不同压缩标准、不同图像格式的节目源的交换、转换和编辑、不同传输记录媒体、不同传输网络、不同标准代码流的资源共享,丰富音视频产品的节目内容,如彩色电视广播系统节目DVD激光盘节目、互联网内容等。

③研究数字电视检测设备。

数字电视检测设备主要用于调试、监控和检测数字电视系统的运行质量和产品质量,从数字信号中提高广播电视系统的运行质量"编码→调制→接收→解调→解码→显示"等待工艺运行质量的主要手段。大多数模拟电视调试和测试设备国外几家大型仪器制造商垄断。但在数字电视领域,由于数字信号处理的特殊性,我国与国外差距不大。国内几家大型企业和研究所完全有能力承担研究和制造适合中国标准的调试仪器和检测仪器,打破外国企业的垄断地位。建议通过国家推动和企业为主的共同努力,形成数字电视测试设备产业群体,提升国内数字电视系统的运行质量,吸纳国内科技人才,进一步向国外出口具有中国特色的数字电视生产调试系统和检测仪器,并能带动相关产业发展。

2)有机发光二极管 (OLED)显示技术研究。

OLED又称OEL,是一种潜力巨大的新型平板显示器。OLED它是一种由有机半导体材料和发光材料在电场驱动下通过载流子的注入和复合作用制成的新型平板显示设备。小分子材料或聚合物有机材料可以使用,种类繁多。

OLED具有以下主要特点:全固态化,可小型化、低成木;自身发光LCD显示器是被动发光,不仅需要背光源,还限制了亮度的提高。OLED自我发光,克服LCD等显示器件因被动发光造成的缺点;响应时间快,OLED响应时间只有几微秒,而液晶显示器是几十毫秒,有利于重现快速运动物体,不会造成拖尾;薄型化,OLED的板材只有Imm,比液晶显示更薄,甚至弯曲,实现软屏显示;制造工艺简单,显示尺寸成本比相同LCD低20%-30%;投资少,投资几千万美元左右。

几乎所有传统的显示领域,OLED显示技术具有竞争力,并有逐步取代其他显示产品的趋势。通信终端、壁挂电视、笔记本电脑GPS、数字相机、PDA、在军用战斗机、军用武器等恶劣环境下,消费电子和工业仪器已经崭露头角。OLEE显示技术以其独特的技术优势和良好的市场潜力,成为当之无愧的纸张显示模式,在平板显示技术中发展最快,成为世界各大公司追求的焦点。

美国、日木和韩国都投入了巨资OLFT研发和产业化。日木先锋公司,TDK目前,韩国三星等公司都有几家商品无源全色公司OLED显示器问世后,日木先锋公司向摩托罗拉公司提供手机显示器和建伍车载显示器。三星的彩屏手机是公司生产的彩色手机OLED显示器。预计未来5年内,将主要发展中、小尺寸的OLED,2007年以后,超过15英镑OLED逐步进入计算机、电视等应用市场。今后10年OLFTD以85%的年增长率发展。

由于OLFTD上市时间不长,国内外技术水平差别不大。目前有3(多个单位从事研究,其中8-9个从事研究OLFTD品研发和产业化。国内有关单位巴基本掌握核心技术,从小分子和大分子材料到显示器件生产技术和应用,仅清华大学和北京维信若公司就有30多项专利技术。已完成了国家发改委"有机发光平板显示器生产试验线"项目和国家"863"计划"高清晰度平板显示"重大项目,还建成了OLED中试线并筹建产业化项目。OLED的生产、制造工艺也比其它显示方式简单,只要联合国内研发能力,在国家支持下,有可能开辟一种全新的显示器件。

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标签: 二极管i6

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