我国数字电视标准

3. 视频编码标准
（1） 主要标准
各国视频编码大多遵循MPEG-2标准的第2部分。2006
年3月，国家标准化管理委员会正式版颁布了 AVS 标准中的
视频部分：GB/T 20090.2-2006《信息技术 先进音视频编码
第2部分：视频》，2006年3月1日起实施。
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9.2.2 地面广播
1. 标准概述
我国地面数字电视传输标准是国家质量监督检验检疫总 局2006年8月30日发布、2007年8月1日实施的GB20600-2006 《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。 标准简称为DTTB。
标准规定了数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、
支持SDTV，兼顾覆
1001
6
1011
1010
盖范围和接收质量 。
4QAM、16QAM、 1100
32QAM：适应中等 －6
码率业务，支持多路 SDTV，兼顾覆盖范 0100
围和频谱资源利用。
1101 －2 0101
1111 2
2
0111 -2
1110 6
0110 I
32QAM、64QAM： 0000
亮度信号dc系数44色信号dc系数22哈达码变换88844844整数变换88整数变换预测变换后的dc系数基于44块9种亮度预测模式4种色信号预测变换变换域中的帧内预测基于88块5种亮度信号预测模式4种色度信号预测模式2技术内容视频编码主要标准技术内容表第九章上页下页返回运动补偿块大小1616168161616881616161681616168816运动矢量精度12像素14像素14像素1214像素参考帧1个参考帧最多16个参考帧1个参考帧最多2个参考帧熵编码vlcvlccavlccabac多vlc码表上下文自适应2dvlc续表第九章上页下页返回我国音视频编解码技术标准avs数字音视频编解码技术标准工作组制定的数字音视频编解码技术标准avsaudiovideocodingstandard是具有我国自主知识产权的第二代信源编码标准
输出的比特数据被拆分成4比特为一组的符号(b3b2b1b0)。 该符号的星座映射是同相分量I＝b1b0；正交分量Q＝b3b2， 星座点坐标对应的I和Q的取值为-6、-2、2、6。
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4面Q向AM高、速4移Q动AM业-务NR，：BIT顺序(b3b2b1b0)Q
1000
（2）技术内容 视频编码主要标准技术内容表
视频 编码 标准 变换
帧内 预测
MPEG-2 8×8DC
变换后的 DC系数
H.264/AVC
VC-1
4×4、8×8 高相关变换；
亮度信号 DC系数4×4、
色信号 DC系数2×2 哈达码变换
基于4×4块， 9种亮度
预测模式， 4种色信号 预测变换
8×8/8×4/4 ×8/4×4整
2. 音频编码标准
（1） 主要标准
国家标准GB/T 17191.3-1997《信息技术具有1.5Mbit/s 数据传播的数字存储提运动图像及其伴音的编码 第3部分： 音频》；电子行业标准SJ/T11368-2006《多声道数字音频编 解码技术规范》； 电影电视总局 GY/Z174-2001《数字电视 广播业务信息规范》； AVS标准第3部分音频，尚未公布。
数变换
变换域中的 帧内预测
AVS 8×8整数变换
基于8×8块， 5种亮度信号 预测模式， 4种色度信号
预测模式
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续表
运动 补偿块
大小
16×16 16×8
运动矢量 精度
1/2像素
16×16 16×8 8×16 8×8 8×4 4×4
1/4像素
16×16 16×8 8×8
①芯片：高清晰度和标准清晰度AVS解码芯片和编码芯 片。2005年3月2日AVS101高清解码芯片通过鉴定，国内需求 量在未来十多年的时间内年均将达到4000多万片。
②软件：AVS节目制作与管理系统，Linux和Window平 台上基于AVS标准的流媒体播出、点播、回放软件；
③整机：AVS机顶盒、AVS硬盘播出服务器、AVS编码 器、AVS高清晰度激光视盘机、AVS高清晰度数字电视机顶 盒和接收机、AVS手机、AVS便携式数码产品等。
110000 -7 010000
011000
001000
110001 -5 010001
011001
110011 110010
-3
-1
110110 11
110111 3
010011 010010 010110 010111 -1
011011 011010 011110 011111 -3
110101 110100
编号 块长（bit）
信息比特数
编码效率
码率1
7488
码率2
7488
码率3
7488
电视技术
3008 4512 6016
第九章
3008/7488（0.4） 4512/7488（0.6） 6016/7488（0.8）
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三种不同内码码率的FEC码的结构
①编码效率为0.4的FEC(7488，3008)码： 由4个BCH(762，752)码和LDPC(7493，3048)码级联
0001
0011
0010
面向高码率业务，同
－6
时支持HDTV和多路 SDTV。
16QAM星座映射
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５.符号交织 （1）时域符号交织
选用16bit、18bit及24bit线性量化，PCM编码。声音信号
不进行预加重处理。 LFE声道信号的频率范围为15—120Hz，其他声道信号
的频率范围为20Hz—20kHz。声音信号的取样频率优选48
kHz，也可用32 kHz或44.1 kHz，LFE声音的取样频率为主
声道取样频率的1/96。
（3）视频参数
构成，将LDPC(7493，6096)码前面的5个校验位删除。
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４.符号星座映射
数据做长距离传送、发射时，必须通过调制措施对高频 载波调制后以已调波向外传输。
正交幅度调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 也称为正交幅移键控。这种QAM调制由两路数字基带信号比 特流I、Q对正交的两个载波调制合成而得到。
5
7
010101 010100 I
011101 011100
001001 001011 001010 001110 001111 001101 001100 -5
000000
000001 000011
000010
000110 -7
000111
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000101
上页
000100
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1.AVS标准的组成
AVS 标准包括系统、视频、音频、数字版权管理等四 个主要技术标准和一致性测试等支撑标准。
AVS视频编码标准包括八大技术模块：变换、量化、预 测、变长编码、环路滤波器、帧间预测、熵编码器和场编码。
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（2）AVS标准的特点
①先进
我国牵头制定的、技术先进的第二代信源编码标准； AVS编码复杂度相当于H.264的30％，解码复杂度相当于 H.264的70％。与MPEG-2系统兼容，编码效率是其2-3倍。
该系统具有适应广播电视服务的可扩展功能，可以根据 应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数，并 支持多业务混合模式，以达到业务特性与传输模式的匹配， 实现业务运营的灵活性和经济性。
2.原理框图
数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码
流到地面电视信道传输信号的转换。
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构成， 将LDPC(7493，3048)码前面的5个校验位删除。
②编码效率为0.6的FEC(7488，4512)码： 由6个BCH(762，752)码和LDPC(7493，4572)码级联
构成，将LDPC(7493，4572)码前面的5个校验位删除。
③编码效率为0.8的FEC(7488，6016)码： 由8个BCH(762，752)码和LDPC(7493，6096)码级联
Q
BIT顺序(b5b4b3b2b1b0)
100010
100110 7
100111
100101
100100
101000
101001
101011
101010
101110 5
101111
101101 101100
111000
111001
111011
111010
111110 3
111111
111101 111100
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数字电视地面广播传输系统发送端原理图
输入码流经扰码器（随机化）、前向纠错编码（FEC）, 然后进行从比特流到符号流的星座映射，再交织后形成基本
数据块。数据块与系统信息复用后，经帧体数据处理形成帧
体。帧体与相应的帧头（PN序列）复接为信号帧（组帧）， 经过基带后处理转换为基带输出信号（8MHz带宽内）, 再经 正交上变频转换为射频信号（UHF和VHF频段范围内）。
标清电视 SDTV：信号帧 25Hz，采用隔行扫描，场频
50 Hz。扫描行数增多，行频由SDTV的15.625k Hz提高到
H DTV的 28.125 kHz。每行有效分辨率 720个，每帧有效
扫描行数576行。图像宽高比是4：3。
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高清电视 HDTV：信号帧 25 Hz，采用隔行扫描，场频 50 Hz。每行有效分辨率1920个，每帧有效扫描行数1080行。 图像宽高比是16：9。
（2） 音频参数
演播室用无压缩音频，声道数为2（L、R）、4（L、R、 C、MS）或8（L、R、C、MS、LFE、LS、RS、F、F）。 其中L、R、C、MS、LFE、LS、RS和F分别表示左、右、 中、单声道环绕、低频增强、左环绕、右环绕和自由声道。
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声音信号数字化采用20bit线性量化，PCM编码，也可
16×16 16×8 8×16 8×8
1/4像素
1/2、1/4像素
参考帧 熵编码
1个参考帧 最多16个参考帧 1个参考帧 最多2个参考帧
VLC
VLC、 CAVLC、
CABAC
多VLC 码表
上下文自适应 2D-VLC
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4. 我国音视频编解码技术标准AVS
“数字音视频编解码技术标准工作组” 制定的数字音 视频编解码技术标准AVS（Audio Video的第二代信源编码标准。2006年成 为国家标准。
信道编码和调制方式，自主创新的关键先进技术有：能实现
快速同步和高效信道估计与均衡的 P N 序列帧头设计、符号
保护间隔填充方法、低密度校验纠错码（ LDPC）、系统信
息的扩频传输方法等。
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标准支持4.813 Mb／s～32.486 Mb／s的系统净荷传输 数据率，支持标准清晰度电视业务和高清晰度电视业务， 支持固定接收和移动接收，支持多频组网和单频组网。
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３. 信道编码 （1）加扰
为保证传输数据的随机性以便于信号处理，由PRBS发 生器完成数据随机化处理。
（2）前向纠错
扰码后的比特流接着进行前向纠错编码。前向纠错编
码由外码（BCH码）和内码（LDPC ）级联实现。码的块 长为7488比特，分为三种码率，如下表。
①64QAM映射 64QAM，每6比特对应于1个星座符号。FEC编码输出
的比特数据被拆分成6比特为一组的符号(b5b4b3b2b1b0)， 该符号的星座映射是同相分量I＝b2b1b0；正交分量Q＝ b5b4b3，星座点坐标对应的I和Q的取值为-7、-5、-3、-1、 1、3、5和7。
②16QAM映射 对于16QAM，每4比特对应于1个星座符号。FEC编码
编码产生的比特流要转换成均匀的nQAM（n：星座点数）
符号流。标准包含64QAM、32QAM、16QAM、4QAM和
4QAM-NR等五种符号映射关系。
各种符号映射加入相应的功率归一化因子，使各种符号
映射的平均功率趋同。
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64QAM 星 座 映 射
100000
100001 100011
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（2）技术内容
规范支持立体声、5.1环绕声、6.1环绕声、7.1环绕声、 编码能力可达64.1环绕声、音频信号取样范围8-192kHz， 涵盖44.1kHz、48kHz两个常用值。
以中央台为例：SDTV用MPEG-1第3部分的层2音频 编码。HDTV用Dobly AC-3音频编码。
②自主 领导国际潮流的专利池管理方案，完备的标准工作组 法律文件；MPEG-2许可费为20元，而AVS许可费初步定 为1元。
③开放 制定过程开放、国际化。
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（3）AVS产业实现的可行性
AVS的产业化步伐在标准制订过程中已经开始，目前正 处在大规模产业化的启动期其主要产品形态包括：
9.2 我国数字电视标准
9.2.1 信源编码标准 9.2.2 地面广播 9.2.3 卫星广播 9.2.4 有线广播
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9.2.1 信源编码标准
1.数字演播室标准
（1） 主要标准
GB/T 14857-93《演播室数字电视编码参数规范》、GY/T 155-2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数》和 GY/T 156-2000《演播室数字音频参数》等。