数字电视培训教程PPT课件

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2、有线数字电视的主流标准与方式
1）标准： DVB-C ATSC-16VSB，ATSC-64QAM
ISDB-C
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2)四种方式：
DVB-C
ATSC-64QAM ATSC-16VSB
ISDB-C
传送方式 16-64QAM 64QAM
16VSB
64QAM
➢ 提供其他增值业务：数据广播，视频点播，电子商务，软件下载 ，电视购物……
➢ 为“三网融合”提供了技术上的可能性。
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3、数字电视分类
HDTV：图像分辨率1920×1080（16：9） SDTV：图像分辨率720×756（PAL）
720×480（NTSC） LDTV：VCD级图像分辨率
编码：量化后的信号仍然只是离散信号，还不是数字信号。用 n比特二进制码来表示已经量化了的取样值，称为编码。 每个二进制数对应一个量化电平，再按时序将它们排列 起来，就得到基带数字信息流。
传输速率：传输速率=取样频率fs×量化比特数
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2）音频信号的数字化
• 取样频率：>40KHz。 常用11.025KHz，22.05KHz，44.1KHz，48KHz。
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一、数字电视基本概念
1、什么是数字电视
数字电视是一个系统。它指一个从节目摄 制、制作、编辑、存储、发送、传输，到信号 接收、处理、显示等全过程完全数字化的电视 系统。
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2、数字电视实现的意义
➢ 使整个广播电视节目制作和传输质量显著改善，信道资源利用率 大大提高。
– 标准：GY/Z175-2001 “数字电视广播条件接收系统规范”
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5) 软件平台——中间件
• 机顶盒中硬件功能：接收RF信号、信道解码、解调。MPEG-2码流解码， 模拟视/音频输出。
• 机顶盒中软件功能：电视节目内容显示、EPG节目信息、操作界面的实现
等。
• 中间件：是一种将应用程序与底层的实时操作系统及硬实现的技术细节
传输： HDTV 需 1Gb/S 信道 SDTV 需 1～2个 155 Mb/S 信道
无论对于存储或传输，码率压缩都是绝对必要的。
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2．压缩编码方法
1) 利用图象时间的相关性与时间冗余度的压缩
电视图象中相继各帧对应象素点的值往往相近或相同，具有时间相关 性，找出这些相关性就可以减小信息量，从而实现与时间有关的压缩。
隔离开来
的软件环境，支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行
，使应用不依赖于特定的硬件平台和操作系ipt 虚拟机、HTML虚拟机等。
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三、数字电视标准
国际三大标准 欧洲：DVB （数字视频广播） 美国：ATSC （高级电视制式）
1、系统组成
从横向看：（硬件系统） 节目制作 数字信号处理
传输
接收
显示
从纵向看：（软件系统）
物理层传输协议 中间件标准
用
内容保护
信息表示
信息使
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• 节目制作设备：数字摄像机、数字录像机、数字特技机、数字编辑 机 、数字字幕机、非线性编辑系统
• 数字处理设备及技术：压缩编/解码设备及技术、数据加/解扰设备及技术 、加/解密设备及技术
• 信号传输：地面、有线、卫星
• 接收设备：数字电视接收机（卫星、有线）
• 显示：CRT、LCD、PDP、投影显示等
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2、关键技术
1)信源编码技术
视频压缩编码 —— MPEG-2
音频压缩编码 —— MPEG-2 （欧洲、日本） AC-3 (美国)
我国标准： GB/T17975.2 — 2000 “信息技术—运动图像及其伴音信号的通用编码规范
传输时：“复合”由于频分复用，产生亮，色串扰 “分量”采用时分复用，无亮，色串扰
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4、数字电视信号的码率
1）标准清晰度数字电视（SDTV）：
在ITU-R601标准中，采用10bit量化时， 亮度信号的码率为 取样频率 X 量化比特数 = 13.5MHz X 10bit = 135Mbps 2个色差信号的码率为 2 X 6.75MHz X 10bit = 135Mbps SDTV的总码率为 亮度信号码率 + 2个色差信号码率 = 135Mbps + 135Mbps = 270Mbps
数字电视培训教程
2013年3月
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内容安排
一、数字电视基本概念 二、数字电视系统组成及关键技术 三、数字电视标准 四、有线数字电视技术基础 五、信源编码技术（压缩编码） 六、信道编码和调制 七、有线数字电视传输技术 八、有线数字电视前端系统 九、数字机顶盒 十、数字电视参数的测量
传送复用使电视信号具有与数据通信相似的数据分组（打包） 传输，从而使数字电视系统具备了可扩展、分级和交互通信的基础 。
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3)信道编码和调制
经信源编码的传输码流通常不适合在传输信道（无线、有线、卫星） 中传输，必须经过某种处理，使之变成适合在规定的信道中传输的形式 ，在通信原理中把这种处理称为信道编码和调制。
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4、数字电视的优点
• 数字传输，信号质量高 • 彩色逼真 • 可实现不同分辨率等级接收（HDTV， SDTV） • 可移动接收，无重影 • 增加节目频道 • 应实现加解密和加解扰，便于展开CA业务 • 准交互和交互 • 其它增值业务
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二、数字电视系统组成及关键技术
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2）高清晰度电视（HDTV）： 在SMPTE274M数字电视标准中，采用10bit量化时， 亮度信号的码率为 取样频率 X 量化比特数 = 74.25MHz X 10bit = 742.5Mbps 2个色差信号的码率为 2 X 37.125MHz X 10bit = 742.5Mbps HDTV的总码率为 亮度信号码率 + 2个色差信号码率 = 742.5Mbps + 742.5Mbps = 1485Mbps
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6、数字电视技术中电视系统的表示方法
1080/60i 1080表示每帧有效扫描行数，60表示帧频或场频，i表示隔行扫描。 720/50P 720表示每帧有效扫描行数，50表示帧频或场频，P表示逐行扫描。
NTSC制可表示为：480/60i PAL制可表示为：576/50i 1080/60i还可表示为：1080/60/2 ：1 720/50P还可表示为：720/50/1 ：1 1080/60i还可表示为：1080@60i 720/50P还可表示为：720@50P
第2部分：视频”
GB/T17975.3 — 2000 “信息技术—运动图像及其伴音信号的通用编码规范
第３部分：音频”
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2)传输复用技术
数据打包：N个信道的视频、音频和辅助数据进行数据分组。 传输流复用：将N个打包的数据复合成单路串行传输流。
标准：国际 MPEG-2 我国 GB/T17975.1 — 2000 “信息技术—运动图像及其伴音信号通用编码 第1部分：系统”
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2）高清晰度数字电视信号的有效码率 在SMPTE274M数字电视标准中，采用8bits量化时1080/60i信
号格式量度信号的有效码率为： 每行的取样点数X有效扫描行数X量化比特数X帧频 =1920X1080X8X30=497.664Mbps 2个色差信号的有效码率为 2X960X1080X8X30=497.664Mbps 总有效码率为： 2X497.664=995.328Mbps（1080/60i） 1080/50i信号格式的有效码率为 1920X1080X8X25X2=829.44Mbps（1080/50i）
DVB-S DVB-T DVB-C
日本：ISDB （综合业务数字广播）
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四、有线数字电视技术基础
1、有线数字电视信号传输等级及传输系统模式
1）传输等级：LDTV，SDTV，HDTV
2）传输系统模式 电缆传输——PCM方式 光纤传输——SDH方式 光纤 — 同轴混合传输——HFC数字调制方式
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3）视频信号的数字化
编码方式：复合编码——将彩色全电视信息直接 编成PCM码
分量编码——将亮度信号Y，色差信 号R- Y和B-Y分别编码 或PCM码
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“复合编码”与电视制式有关 “分量编码”与电视制式无关
在节目后期制作中： “复合”需解码 “分量”无需解码
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5、数字电视信号的有效码率
1）标准清晰度数字电视信号的有效码率 是指在单位时间内与视频信号有关的数据量。因为在电视信号的水平和垂
直消隐期间内没有视频信号，所以有效码率一般只是码率的60%--80%。 在ITU-R601标准中，8bit量化时， NTSC（480/60i）亮度信号的有效码率为： 每行的取样点数 X 有效扫描行数 X 量化比特数 X 帧频 = 720 X 480 X 8 X 30 = 82.944 Mbps 2个色差信号的有效码率为： 2 X 360 X 480 X 8 X30 = 82.944 Mbps 总有效码率为： 亮度信号有效码率 + 2个色差信号有效码率 = 82.944 Mbps + 82.944 Mbps = 165.888 Mbps（480/60i）
频带宽度 8MHz
6MHz
6MHz
6MHz
传输速率 31.64Mb/s 41.34Mb/s 43.05Mb/s 30.31Mb/s
接收滚降 15%
15%
11.5%
18%
纠错率 RS(204,188) RS(128,122) RS(207,187) RS(204,188)
压缩方式
MPEG-2
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2) 利用图象空间的相关性与空间冗余度的压缩
一幅图象相邻各点的取值往往相近或相同，具有空间相关性，找出 这些相关性就可以减少信息量，从而实现与空间有关的压缩。
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五.信源编码技术（压缩编码）
1．数字视频压缩的必要性
HDTV 1920 × 1080 显示格式 数字化后传输速率 995 Mb/S
SDTV 复合编码 135 Mb/S 分量编码 4：2：2 216 Mb/S
存储 ： 2小时HDTV，存储量 7164 Gbit/S 2小时SDTV，存储量 972 Gbit/S 复合编码 1555 Gbit/S 分量编码
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3、数字电视信号的产生
• 直接产生：字幕机，数字摄像机等 • 转换生产：电影胶片——电视电影机
模拟-数字（A/D转换）——信号数字化
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1) 信号数字化过程
取样：取样频率，Nyquist定理 连续信号变换成离散信号
量化：将离散信号样值进行离散化处理 离散化的量化级 量化噪声
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PAL（576/50i）亮度信号的有效码率为： 每行的取样点数 X 有效扫描行数 X 量化比特数 X 帧频 = 720 X 576 X 8 X 25 = 82.944 Mbps 2个色差信号的有效码率为： 2 X 360 X 576 X 8 X25 = 82.944 Mbps 总有效码率为： 亮度信号有效码率 + 2个色差信号有效码率 = 82.944 Mbps + 82.944 Mbps = 165.888 Mbps（576/50i）
信道编码包括：纠错编码、网格编码、均衡等。 信道编码目的：提高传输信号在信道中的抗干扰能力。 标准：GY/T170—2001 “有线数字电视广播系统信道编码与调制规范”
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4) 有条件接收（CA）
– CA只允许已付费的授权用户使用某一业务，未经授权的用 户不能使用这一业务。
– CA涉及技术：前端的加密和加扰技术，接收端的对用户寻址控 制和授权解扰技术。
• 量化比特数：8bit，12bit，16bit。
• 声道：单声道，双声道（立体声）
• 数字音存储量：
取样频率×量化比特数×声道数
（字节）
8bit
例：CD标准取样频率44.1KHz，量化比特数16bit，立体声，存储 一分钟数字音乐的容量为10,584,000字节或84,672,000比特。
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