Bối cảnh

Nguồn gốc của truyền hình kỹ thuật số đã được liên kết rất chặt chẽ với sự sẵn có của các máy tính hiệu suất cao, rẻ tiền. Mãi đến những năm 1990, TV kỹ thuật số mới trở nên khả dụng[4]. Truyền hình kỹ thuật số trước đây không khả thi trên thực tế do yêu cầu băng thông cao không chính thức của video kỹ thuật số không nén, chúng yêu cầu tốc độ bit khoảng 200 Mbit / s (25 MB / s) cho tín hiệu truyền hình độ nét tiêu chuẩn (SDTV), và hơn 1 Gbit / s cho truyền hình độ nét cao (HDTV).[5]

Truyền hình kỹ thuật số đã trở nên khả thi trên thực tế vào đầu những năm 1990 do sự phát triển công nghệ lớn: nén video biến đổi cosine (DCT) rời rạc. Mã hóa DCT là một kỹ thuật nén lần đầu tiên được đề xuất để nén hình ảnh bởi Nasir Ahmed vào năm 1972[6], và sau đó được điều chỉnh thành thuật toán mã hóa video DCT bù chuyển động, cho các tiêu chuẩn mã hóa video như định dạng H.26x từ năm 1988 trở đi và các định dạng MPEG từ năm 1991 trở đi[7][8]. Nén video DCT bù chuyển động đã giảm đáng kể lượng băng thông cần thiết cho tín hiệu TV kỹ thuật số.[5][9] Mã hóa DCT đã giảm các yêu cầu băng thông của tín hiệu truyền hình kỹ thuật số xuống khoảng 34 Mpps bit cho SDTV và khoảng 70 - 140 Mbit/s cho HDTV trong khi duy trì truyền dẫn chất lượng gần studio, biến truyền hình kỹ thuật số thành hiện thực trong những năm 1990..[5]

Phát triển

Một dịch vụ truyền hình kỹ thuật số đã được đề xuất vào năm 1986 bởi Nippon Telegraph and Telephone (NTT) và Bộ Bưu chính Viễn thông (MPT) tại Nhật Bản, nơi đang có kế hoạch phát triển dịch vụ về "Hệ thống mạng tích hợp". Tuy nhiên, thực tế không thể thực hiện một dịch vụ truyền hình kỹ thuật số như vậy cho đến khi việc áp dụng công nghệ nén video biến đổi cosine (DCT) rời rạc vào đầu những năm 1990.[9]

Vào giữa những năm 1980, khi các công ty điện tử tiêu dùng Nhật Bản phát triển trước công nghệ HDTV và định dạng analog MUSE được NHK của đài truyền hình công cộng Nhật Bản đề xuất như một tiêu chuẩn trên toàn thế giới, những tiến bộ của Nhật Bản được coi là sự đe dọa làm lu mờ các thiết bị điện tử của các công ty Hoa Kỳ. Cho đến tháng 6 năm 1990, tiêu chuẩn MUSE của Nhật Bản dựa trên một hệ thống tín hiệu analog, đã trở thành người đi đầu trong số hơn 23 khái niệm kỹ thuật khác nhau đang được xem xét.

Từ năm 1988 đến 1991, một số tổ chức châu Âu đã làm việc về các tiêu chuẩn mã hóa video kỹ thuật số dựa trên DCT cho cả SDTV và HDTV. Dự án EU 256 của CMTT và ETSI, cùng với nghiên cứu của đài truyền hình RAI của Ý, đã phát triển một codec video DCT phát SDTV ở tốc độ bit 34 Mbit /s và HDTV chất lượng gần studio ở khoảng 70 bit140 Mbit /s bit-rate. RAI đã chứng minh điều này với một FIFA World Cup 1990 phát sóng vào tháng 3 năm 1990[5][10]. Một công ty của Mỹ, General Instrument, cũng đã chứng minh tính khả thi của tín hiệu truyền hình kỹ thuật số vào năm 1990. Điều này dẫn đến việc FCC bị thuyết phục trì hoãn quyết định của mình đối với tiêu chuẩn ATV cho đến khi tiêu chuẩn kỹ thuật số có thể được phát triển.

Vào tháng 3 năm 1990, khi chắc chắn rằng tiêu chuẩn kỹ thuật số rất khả thi, FCC đã đưa ra một số quyết định quan trọng. Đầu tiên, Ủy ban tuyên bố rằng tiêu chuẩn TV mới có nhiều sự phát triển hơn so với tín hiệu analog, nhưng để có thể cung cấp tín hiệu HDTV chính hãng đòi hỏi độ phân giải ít nhất gấp đôi so với hình ảnh truyền hình hiện có. Sau đó, để đảm bảo rằng những người xem không muốn mua một bộ truyền hình kỹ thuật số mới có thể tiếp tục nhận được các chương trình phát sóng truyền hình thông thường, họ đã ra lệnh rằng tiêu chuẩn ATV mới phải có khả năng "mô phỏng" trên các kênh khác nhau. Tiêu chuẩn ATV mới cũng cho phép tín hiệu DTV mới dựa trên các nguyên tắc thiết kế hoàn toàn mới. Mặc dù không tương thích với tiêu chuẩn NTSC hiện có, tiêu chuẩn DTV mới sẽ có thể kết hợp nhiều cải tiến.[11]

Tiêu chuẩn cuối cùng được chấp nhận bởi FCC không yêu cầu một tiêu chuẩn duy nhất cho các định dạng quét, tỷ lệ khung hình hoặc đường phân giải. Kết quả này là do sự tranh chấp giữa ngành công nghiệp điện tử tiêu dùng (có sự tham gia của một số đài truyền hình) và ngành công nghiệp máy tính (có sự tham gia của ngành công nghiệp phim ảnh và một số nhóm lợi ích công cộng) về hai quá trình quét xen kẽ hay tiến bộ. Quét xen kẽ, được sử dụng trong các TV trên toàn thế giới, quét các dòng được đánh số chẵn trước, sau đó là các số lẻ. Quét liên tục, là định dạng được sử dụng trong máy tính, quét các dòng theo trình tự, từ trên xuống dưới. Ngành công nghiệp máy tính lập luận rằng quét tiến bộ là vượt trội vì nó không "nhấp nháy" theo cách quét xen kẽ. Họ cũng lập luận rằng việc quét lũy tiến cho phép kết nối Internet dễ dàng hơn và được chuyển đổi rẻ hơn sang các định dạng xen kẽ hơn là ngược lại. Ngành công nghiệp phim ảnh cũng ủng hộ quan điểm về quét lũy tiến vì nó cung cấp một phương tiện hiệu quả hơn để chuyển đổi chương trình quay phim sang định dạng kỹ thuật số. Về phần mình, ngành công nghiệp điện tử tiêu dùng và các đài truyền hình lập luận rằng quét xen kẽ là công nghệ duy nhất có thể truyền hình ảnh chất lượng cao nhất sau đó (và hiện tại) tức là, 1.080 dòng trên mỗi hình ảnh và 1.920 pixel mỗi dòng. Các đài truyền hình cũng thích quét xen kẽ vì kho lưu trữ lập trình xen kẽ rộng lớn của họ không dễ tương thích với định dạng lũy ​​tiến.[12]

Chính thức ra mắt

DirecTV tại Hoa Kỳ đã ra mắt nền tảng vệ tinh kỹ thuật số thương mại đầu tiên vào tháng 5 năm 1994, sử dụng tiêu chuẩn Hệ thống vệ tinh kỹ thuật số (DSS).[13][14] Phát sóng cáp kỹ thuật số đã được thử nghiệm và ra mắt tại Hoa Kỳ vào năm 1996 bởi TCI và Time Warner.[15][16] Nền tảng mặt đất kỹ thuật số đầu tiên được ra mắt vào tháng 11 năm 1998 với tên ONdigital tại Vương quốc Anh, sử dụng tiêu chuẩn DVB-T.[17]