第四章 数字电视基础
数字电视基础知识
数字电视基础知识1.什么是数字电视数字电视 DTV 是数字电视系统的简称,是音频、视频和数据信号从信源编码、信道编码和调制、接收和处理等均采用数字技术的电视系统。
数字电视系统的电视信号从编辑、发送、传输到接收等整个过程,都以数字信号的形式进行处理。
只在现行电视广播系统演播室或电视广播系统的某些部分,采用数字处理技术和设备,来改善性能或增加功能,不是真正意义的数字电视系统。
目前,除图像和声音信号源、投影器件和显示器件屏以及放音装置尚存在模拟工作方式外,数字电视系统的其他部分均已实现数字化。
按照图像质量和图像格式等,数字电视分为标准清晰度电视 SDTV 和高清晰度电视 HDTV 两种级别,因而数字电视不都是高清晰度电视。
按传输数字电视信号的途径和方式等,数字电视主要有卫星数字电视、有线数字电视和地面数字电视三种系统。
按服务方式,数字电视可分为只服务于合法用户的条件接收数字电视和面向一般公众的数字电视广播。
卫星、有线、地面数字电视系统既可提供SDTV级别服务,也可传送HDTV节目,既可面向一般公众,也可实现条件接收。
为便于各类用户选择,利用数字电视系统传送流 TS 传送数字电视信号的能力,往往经同一电视信道,同时传送SDTV节目和HDTV节目,或同时传送面向一般公众的节目和只有付费用户才能收看的加密节目,或不同时段和不同节目内容以SDTV或HDTV级别播送。
另外,利用数字电视广播网,采用数字技术,也可开展传输各种数据信息的数据广播业务。
除通过电视宽带网传送数字电视信号外,借助电信网,可构成移动数字电视系统,或通过计算机互联网,开展IP电视 IPTV 业务。
2.数字电视系统包括哪些主要组成部分数字电视系统由前端、传输与分配网络以及终端组成。
数字电视前端通常可划分为信源处理、信号处理和传输处理等三大部分,完成电视节目和数据信号采集,模拟电视信号数字化,数字电视信号处理与节目编辑,节目资源与质量管理,节目加扰、授权、认证和版权管理,电视节目存储与播放等功能。
数字电视基础知识
数字电视基础知识数字电视，也称作数字化电视，是一种利用数字技术传输并接收图像及声音信号的电视系统。
它通过将图像和声音信号转换为数字信号，然后使用数字信号传输的方式，实现高清晰度、高音质和更多功能的电视观看体验。
数字电视的基础知识包括以下几个方面：1. 数字电视信号传输方式：数字电视信号主要通过有线电视、卫星电视和数字地面电视等方式进行传输。
有线电视通过有线传输网络将数字电视信号传送到用户家庭电视机；卫星电视通过卫星上行和下行方式实现信号传输；数字地面电视通过地面传输网络将数字信号传送到用户电视机。
2. 数字电视信号编码：数字电视信号主要通过压缩技术进行编码。
常见的数字电视信号编码标准有MPEG-2、H.264（MPEG-4 AVC）和H.265（HEVC）等。
这些编码方式可以将原始的图像和声音信号进行压缩，减小信号数据的大小，提高传输效率。
3. 数字电视信号解码：数字电视信号在接收端需进行解码才能还原为图像和声音信号。
接收端的电视机或机顶盒等设备负责解码信号，并通过电视屏幕和音频设备播放解码后的信号。
解码后的信号质量决定了观看体验的清晰度和音质。
4. 数字电视的高清晰度和多媒体功能：与传统模拟电视相比，数字电视拥有更高的画质和音质。
高清晰度（HD）电视能够提供更细腻、清晰的图像细节，使观众能够享受到更真实的观看体验。
此外，数字电视还具有多媒体功能，例如可进行电子节目指南、录制和回放节目、网络连接等。
5. 数字电视的互动功能：数字电视通过网络和交互设备，使用户能够与电视节目进行互动。
例如，用户可以通过遥控器或语音指令进行点播、上网、游戏、购物等操作。
数字电视的互动功能丰富了观众的电视观看体验，增加了其参与度。
总的来说，数字电视基础知识涉及数字信号传输、编解码方式、高清晰度和多媒体功能、互动功能等方面。
数字电视的发展不仅为观众提供更高质量的电视观看体验，还为广电产业和相关技术领域提供了新的商机和发展空间。
数字电视基础
电视三基色色域图根据所选荧光粉的不同，电视能够呈现的色域也不同NTSC CIE C白只有25%左右是“有效”的。
通常扫描行数越多，垂直清晰度就越高。
垂直清晰度单位为电视线（TVL ）是垂直清晰度专用单位白相间的竖条纹数。
视频带宽决定图像水平分清晰度，视频带宽视频带宽越宽，图像水平分解力越高分解力越高画面细节呈现的越清楚。
N行正程T HtT s N高清晰度电视测试图75%幅度彩条复合信号z R、G、B或Y、C B、C R三个信号的取样频率相同；z4:4:4格式一般用在要求高质量的信号源的场合。
4:4:4 色度取样格式z由于人眼对亮度比对色度更敏感，亮度信号全带宽传输，色差信号半带宽传输SD 4:2:2格式z8比特量化（256量化级）：能够满足电视节目图像质量要求；z10比特量化（1024量化级）：演播室节目制作通常采用10比特2、量化比特数8比特256灰度阶4比特16灰度阶3比特8灰度阶不同量化比特的效果亮度信号量化电平分配示意图z如果码率较高，电缆的损耗限制了同轴电缆的使用长度。
5、数字高清晰度电视HDTV高清SDTV标清宽高比16:94:3扫描行数1080576像素数1920x1080（210万）720x576（41万）信号带宽30MHZ6MHZ音频立体声/环绕立体声单声道/立体声Cropped）方式，SD饱满，但是取景问题突出。
信箱（Letterbox）方式，减少观看面积，无取景偏差。
加边（Pillar Box）方式4:3保护框方式16:9方式上下切边方式。
第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
彩色电视技术中采用的是将红、绿、蓝三 红 蓝三种基 色光按不同比例相加，从而获得不同的彩色光的方 法，称为相加混色法，又称RGB彩色模式 彩色模式，在这种 彩色模式 彩色模式中，红、绿、蓝被称为基色光。 红光+绿光=黄光 绿光+蓝光=青光 蓝光+红光=紫光 红光+绿光+蓝光=白光 补色： 补色：与基色相加为白色的彩色，称为其基色的 补色。红、绿、蓝的补色为青、品（紫）、黄。
第 14 页
第一章 色度学基础
1-1 彩色光三要素（HSB彩色模式） 彩色光三要素（ 彩色模式） 彩色模式
色性 色彩基本分为暖色（也称热色）和冷色（也称寒 色）两类。红、橙、黄为暖色，给人以热烈、温暖、 外张的感觉；青、蓝、紫为冷色，给人以寒冷、沉 静、内缩的感觉。
色调（亦称调子） 亦称调子）
在一定的色相和明度的光源色的照射下，物体表 面笼罩在一种统一的色彩倾向和色彩氛围之中，这种 统一的氛围就是色调。
第 17 页 第一章 色度学基础
红光+青光=白光 绿光+紫光=白光 蓝光+黄光=白光
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
第 18 页
第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
计 色 三 角 形
第 19 页
第一章 色度学基础
第 25 页 第一章 色度学基础
1-3 相加混色（RGB彩色模式） 相加混色（ 彩色模式） 彩色模式
亮度方程
NTSC 制的亮度方程： 制的亮度方程： Y=0.299R+0.587G+0.114B
数字电视基础知识
数字电视基础知识汇报人：日期:目录CATALOGUE•数字电视概述•数字电视技术原理•数字电视标准与格式•数字电视应用与产业•数字电视与高清电视的区别与联系•数字电视的未来发展及挑战01CATALOGUE数字电视概述数字电视是指将模拟电视信号转换为数字信号进行处理、传输和接收的电视系统。
它包括高清电视、标清电视以及移动多媒体电视等。
数字电视技术利用了先进的编码、调制、解调等技术，具有抗干扰能力强、图像清晰度高、音频质量好等优点。
数字电视的定义数字电视的优势数字电视的图像清晰度比传统模拟电视高得多，可以达到1920x1080分辨率甚至更高。
图像清晰度更高音频质量更好抗干扰能力强频道资源利用率高数字电视采用了先进的音频编码技术，可以提供更好的音质和立体声效果。
数字电视信号在传输过程中具有更强的抗干扰能力，能够更好地抵御各种噪声和干扰。
数字电视采用了高效的压缩技术和调制技术，可以充分利用频道资源，提高电视频道的利用效率。
数字电视的发展历程1990年代初，数字电视技术开始出现，当时主要是在一些发达国家开始研究和实验。
1990年代末，随着技术的不断成熟和市场的需求增长，数字电视逐渐在全球范围内推广和应用。
进入21世纪，随着高清电视和移动多媒体的发展，数字电视已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
02CATALOGUE数字电视技术原理数字电视信号的压缩编码利用了图像信号的冗余性，通过减少数据量来实现高效传输。
主要技术包括预测编码、变换编码和混合编码等。
压缩编码信道编码是为了确保数字电视信号在传输过程中能够抵抗各种干扰，包括噪声、多径和衰减等。
主要技术包括卷积码、Reed-Solomon码和LDPC码等。
信道编码数字电视信号的编码原理有线传输数字电视信号可以通过有线电视网络进行传输，用户通过安装的有线电视盒接收电视信号，再经过解码器解码后即可观看电视节目。
卫星传输数字电视信号可以通过卫星进行传输，用户通过卫星接收天线接收卫星信号，再经过解码器解码后即可观看电视节目。
数字电视基础
模拟电视基础1电视图像的传送原理一、像素的概念根据人眼对细节分辨力有限的特点，将一幅图像可以看成是由许许多多的细小单元组成，在图像处理系统中，将这些组成画面的细小单元称为像素。
二、像素的传送同时传送顺序传送像素顺序传送示意图三、电子扫描将一幅图像上的各像素的明暗变化转换为顺序传送的电信号，以及将这些顺序传送的电信号再重新恢复为一幅图像的过程称为扫描。
通过电子的方式来实现扫描过程的称之为电子扫描，电视技术中常用逐行扫描和隔行扫描两种扫描方式。
四、光电与电光转换1.光电转换光电转换是将图像各像素按顺序转换成为电信号的过程。
完成光电转换任务的器件称为光电转换器件，主要有真空摄像管和固体摄像器件两大类。
(1)真空摄像管(2)CCD器件CCD（Charge Coupled Device）是电荷耦合器件的英文简称。
CCD器件出现于20世纪70年代，由于其良好的性能，很快就得到了广泛的应用，目前已在很多领域取代了摄像管具有一个电极的CCD结构2.电光转换电光转换过程也就是显像过程，是在显示装置上完成的，其工作原理与显示材料及结构有关。
目前用于电光转换的显示器件主要有CRT、LCD、PDP等几种。
(1)CRT的电光转换原理CRT（Cathode-Ray Tubes，阴极射线管）是一种传统的图像显示器件，它就是我们常说的显像管。
下面以彩色CRT显像管为例，介绍其基本结构和工作原理。
彩色显像管结构示意图（2）LCD的电光转换原理LCD （Liquid-Crystal Display）是利用液晶材料的特性实现电光转换和图像显示的。
其主要特点是重量轻、体积小、功耗低。
（3）PDP的电光转换原理PDP（Plasma Display Panels）是一种辐射光显示装置，主要利用了惰性气体放电时产生的紫外线辐射来诱发荧光粉发光。
作为一项很有发展前景的技术，它已被彩色大屏幕HDTV显示器市场看好。
五、电视图像基本参数1.图像宽高比图像宽高比也称幅型比。
数字音视频技术讲义第四章 数字电视系统原理
• MPEG于1988年成立以来，先后建立了用于活 动图像及相应音频压缩编码的标准系列，包括 MPEG-1、MPEG-2和 MPEG-4等。
• 由于输入图像格式的多样化， MPEG-1规定了 统一信源输入格式:SIF和中间格式:CIF。 • *逐行扫描，有25帧/秒和29.97帧/秒两种格式。 CIF每帧352像素×288行（亮度），176像素 ×144行（色度）和SIF:352像素×240行（亮 度），176像素×120行（色度）。 • 编码的“序列头”要给出SIF的标志信息，解 码 器 按 相 应 的 格 式 解 码 。 next*
• 视觉掩盖效应 ：对视觉惰性的研究表明， 人眼对图像细节、幅度变化和图像的运 动并非同时具有最高的分辨能力。 • 视觉对图像的空间分解力和时间分解力 的要求具有交换性。
• 采用运动检测自适应技术：对静止或慢 运动的图像降低其时间轴抽样频率；对 快速运动图像降低其空间的抽样频率。
• 视觉对图像的空间或时间分解力的要求 与对幅度分解力的要求也具有交换性。 • 视觉对图像的幅度误差存在一个随图像 内容而变的可觉察门限函数，低于门限 的幅度误差不被觉察，在图像的空间边 缘（轮廓）或时间边缘（景物突变瞬间） 附近，可觉察门限比远离边缘处增大3～ 4倍。 这就是视觉掩盖效应 。-
• MPEG-4（ISO/IEC 14496）则是基于模型 /对象的第二代压缩编码技术制定的国际 标准，它以视听媒体对象为基本单元， 采用基于内容的压缩编码。
• MPEG-4采用I-VOP（帧内编码画面）、PVOP（前向预测编码画面）、B-VOP（双 向预测编码画面）三种帧格式表征不同 的运动补偿类型。-
• MPEG-1是1992年以ISO/IEC11172文件制定的，它 的码率约为1.5Mb/s、用于数字存储媒体的活动图像 及其伴音的编码标准。其图像格式的清晰度较低， 例如用于PAL352×288pel、25帧图像的压缩编码。 • MPEG-2则是用于标准清晰度电视（SDTV）和高清 晰度电视（HDTV）的视频压缩标准。
数字电视技术基础
02
数字电视信号的编码与传输
数字电视信号的编码原理
编码概述
数字电视信号的编码是将模拟信 号转换为数字信号的过程，以便
在信道中传输。
压缩编码
为了提高传输效率，通常采用压 缩编码技术，去除冗余信息，减
小信号所占空间。
信道编码
为了提高信号的抗干扰能力，通 常在压缩编码后进行信道编码， 将数据添加冗余信息，以便在接
技术转让
通过技术转让的方式，将数字电视技术转让给其他企业或机 构，实现技术的共享和推广应用。
05
数字电视技术的发展趋势和挑战
数字电视技术的发展趋势
01 02
高清化
随着人们对电视画面清晰度和视觉体验的要求不断提高，数字电视技术 也在朝着更高清晰度的方向发展。目前，4K超高清和8K超超高清电视 已经逐渐普及，未来还将有更高清晰度的技术出现。
信息安全
交互体验
数字电视技术的信息安全问题日益突 出，如何保障用户的信息安全和隐私 保护是数字电视技术面临的重要挑战 。解决方案包括加强技术研发，提高 安全防护能力，以及建立完善的信息 安全管理制度等。
随着智能终端和互联网技术的不断发 展，观众对数字电视的交互体验提出 了更高的要求。如何提高数字电视的 交互性和用户体验是数字电视技术面 临的重要挑战。解决方案包括引入新 型人机交互技术、提升界面设计水平 等。
调频
将基带信号调制到高频载 波上，实现信号的频谱搬 移和频分复用。
调相
将基带信号调制到高频载 波的相位上，实现信号的 相位调制和频分复用。
调幅
将基带信号调制到高频载 波的幅度上，实现信号的 幅度调制和频分复用。
03
数字电视信号的处理与显示
数字电视信号的解码原理
数字电视基础知识
简单型SP 4:2:0
主型MP 4:2:0
信杂比可分 SNRP 4:2:0
-
空间可分 SSP 4:2:0
-
高型HP 4:2:0 4:2:2
HP@HL 100Mbit/s 25Mbit/s HP@H1440L 80Mbit/s 20Mbit/s
SP@ML 15Mbit/s (无B帧) -
SNP@ML 15Mbit/s 10Mbit/s SNP@LL 4Mbit/s 3Mbit/s
第二章
第一节
数字信号及常用接口
数字化过程
一、取样 1、取样结构： 正交结构 行交叉结构 2、取样频率：亮度取样频率13.5MHz 3、色度结构： 4:2:2 色度取样频率是亮度的1/2 4:4:4 色度取样频率是亮度的1/1 4:2:0 色度取样频率是亮度的1/4 4:1:1 色度取样频率是亮度的1/4
第三章
第三节
压缩编码技术
JPEG压缩编码原理
JPEG编解码算法主要有以下几个步骤： 1、DCT变换，去除图像数据空间冗余。 2、量化，利用人眼视觉特性。 3、之字形扫描，在编码前，需要把二维的变换系数矩阵转换为一 维序列。 4、可变长熵编码，消除码字中的统计冗余。
第三章
第三节
压缩编码技术
JPEG压缩编码原理
第二章
第二节
数字信号及常用接口
常用接口
一、比特并行接口
机械特性：110Ω25针电缆，接头D型
电气特性：时钟信号27MHz；电缆容许长度50米
说明：比特并行接口利用25芯电缆传输，插脚多，较容易发生接触不 良问题，而且电缆较粗，长度也受到限制，因此比特并行传输仅适合 短距离传输。
第二章
第二节
数字信号及常用接口
数字电视基础概述
数字电视接收设备性能指标
图像清晰度
数字电视接收设备应能够清晰地还原 图像，分辨率高，色彩鲜艳。
02
声音质量
数字电视接收设备应能够提供高质量 的音频信号，声音清晰、逼真。
01
03
稳定性与可靠性
数字电视接收设备应具有较高的稳定 性和可靠性，能够长时间正常工作。
易用性
数字电视接收设备应具有简单易用的 操作界面和遥控器，方便用户使用。
新兴技术对数字电视产业影响分析
5G技术
5G的高速度、低延迟特性将为数字电视提供更稳 定的传输和更流畅的观看体验。
物联网技术
物联网技术将使数字电视与其他智能设备实现互 联互通，拓展更多应用场景。
区块链技术
区块链技术可应用于数字电视的版权保护和内容 验证，确保内容安全可靠。
未来面临的挑战与机遇
挑战
随着技术的快速发展，数字电视产业需要不断适应和跟进新技术趋势，同时面临市场竞争加剧、用户 需求多样化等挑战。
易于存储和编辑
多功能性和交互性
数字电视信号可以方便地存储在各种存储 介质中，并且可以轻松地进行编辑和处理 。
数字电视技术不仅提供了基本的电视节目 传输功能，还支持多种交互功能，如电子 节目指南、在线购物、网络浏览等。
数字电视应用领域
广播电视领域
移动多媒体领域
数字电视技术广泛应用于广播电视领 域，包括卫星电视、有线电视和地面 电视等。
机遇
随着技术的进步和应用场景的拓展，数字电视产业将迎来更多的发展机遇，如与其他产业的融合、新 业务模式的创新等。同时，随着全球数字化进程的加速，数字电视市场仍有巨大的增长空间。
THANKS
谢谢您的观看
始的数字信号。
节目显示
数字电视基础培训教材(技术系统篇)
数字电视前端设备
• 卫星接收机
•
接收从卫星上下来的数字电视信号。该信号为已经编码
压缩后的信号，即含有多套节目的TS流（参见《MPEG2编解
码原理》、《DVB PSI/SI介绍》）。
• 编码器
•
将模拟信号转为数字信号后进行压缩处理，并转为数字
电视信号流。
编码器
数字电视前端设备
• 适配器
•
将从其他地方（省网、市网）用SDH或PDH下来的数字电
信号，最终用户能靠终端设备接收到该信号。
调制器
•
TS
射频
数字电视前端设备
• 加扰器
•
对某些特定的节目（例如收费的
节目、特殊节目）按照某种算法进行处
理，让未被授权的用户无法正常收看到
该节目的具体内容。需要与CAS（条件
接收系统）结合使用。
终端机顶盒
• STB
•
也就是我们常说的“机顶盒”。是放在最终用户家里接
EPG
•EPG（Electronic Program Guide)电子节目指南; •在STB上提供当前和后续的节目信息。 •电子节目指南给用户提供一个容易使用的、界面友好的、可以快速访 问节目的一种方式，用户还可以通过该功能收看一个或多个频道，甚至 所有频道上近期将播放的节目。同时，EPG可提供分类功能，可以帮助 用户浏览和选择各种类型的节目。
数字电视系统最简示意图
信
号
信号处理
源
信号传输
收 看
数字电视系统最简示意图解释
• 信号源：卫星接收机、适配器、视频服务器、DVD碟机等 • 处理设备：编码器、复用器、加扰器； • 广播设备：QAM调制器； • 传输网络：SDH、HFC； • 接收设备：STB（数字电视机顶盒）；
《数字电视基础》课件
无线电视信号
通过地面、卫星或无线电视信号 接收数字电视节目。
数字电视的硬件组成
数字电视机
用于接收和显示数字电视节目 的电视机。
数字电视盒
将数字信号转换为模拟信号， 并连接到旧型电视机。
调谐器
用于接收数字电视信号的设备。
数字电视信号处理
1
解码
2
将数字电视信号转换为可供电视机显示
的图像和声音。
3
解扰
《数字电视基础》PPT课 件
数字电视是一种通过数字信号传输和处理来提供电视节目的技术。本课程将 讨论数字电视的基础知识，包括传输方式、硬件组成、信号处理、解码等。
什么是数字电视
数字电视是一种使用数字信号传输和处理来提供电视节目的技术。它可以提 供更清晰的图像和更优质的声音，同时具有更多的交互性和多媒体功能。
数字电视传输方式
1
卫星传输
2
通过卫星信号传输数字电视节目。
3
电缆传输
通过电缆将数字信号传输到电视机。
地面传输
通过地面无线传输数字电视信号。
数字电视的优势
1 高清画质
提供更清晰、更逼真的图像质量。
2 优质音效
拥有更出色的声音效果。
3 多和游戏等。
对数字信号进行解扰，以提高图像和声 音的质量。
图像处理
对图像进行处理，包括增强、调整和缩 放等。
4 交互性
用户可以与电视节目进行互动，参与投票、 留言等。
数字电视的标准
数字电视采用一套特定的标准来确保不同电视设备和服务提供商之间的兼容 性。常见的数字电视标准有DVB、ATSC和ISDB。
数字电视网络
有线网络
通过有线网络连接电视机和互联 网。
数字电视基础理论要点
目前，国际电信联盟（ITU）已经批准的数字电视广播标准体系有三种： 一、以美国为首的 ATSC数字电视标准， 二、以欧洲为中心的 DVB 数字电视广播标准，该标准与 ATSC标准不同，是以 SDTV 为起点，音频、视频编码 和系统复用均采用MPEG-2 标准，目前，该组织已经分别制订了数字电视卫星广播标准DVB-S（采用 QPSK 调 制） 、数字电视有线广播标准 DVB-C（采用 QAM 调制） 、数字电视地面广播标准 DVB-T（采用 COFDM 调制 方式） ；
PSI信息：节目特定信息， PSI数据提供了使能够接收机自动配置的信息，用于对复用流中 的不同节目流进行解复用和解码
SI 信息：业务信息，为用户提供有关业务和事件的识别信息。
包头是TS包的标识部分，以0X47标志一个TS包的开始，共4 B，包含了与当前TS包相关的其他信息。 其中比较重要的有PID。 adaption-field-control，continuity-counter等信息，PID标识了当前TS包携带的数 据内容(有效数据、SI或PSI信息)，adaption-field -control表示当前包携带调整字段和有效负载的情况(共2 位，第一位表示有无调整字段，第二位表示有无有效负载)，continuity-counter是具有同一PID值的TS包之 间的连续计数值。
2.2 TS流系统层结构
TS流系统层由有效负载和系统层信息构成。TS流系统层信息就是在PES包组成TS流的过 程中，为了使码流适合于信道传输和接收端恢复数据而添加的TS包头和其他相关控制信息。 系统层信息可以分为3类，即TS包头信息、SI信息、PSI信息。
TS包头信息 包头是TS包的标识部分，以0X47标志一个TS包的开始，共4 B，包含了与当前TS包相关的 其他信息。其中比较重要的有PID信息。
数字电视基础07219
数字电视标准
DVB标准
• 标准体系
DVB是一个标准系列，涵盖了视音频编解码标准、传输系统标 准、图文电视标准、条件接收及公共接口标准、服务信息（SI） 系统标准、回传信道标准、双向交互标准、与PDH和SDH等网 络的接口标准、系统测试标准及DVB综合接收解码器（IRD）的 接口标准等等。
数字电视基础
北京北广科技股份有限公司 2007年11月12日
什么是数字电视
凡在电视信号的获取、产生、处理、传输、 接收和存储的过程中使用数字电视信号的都 可以称为数字电视系统或数字电视设备。这 里数字电视信号可以是直接生成的数字电视 信号，如电脑动画、字幕机和数字摄像机产 生的数字信号，也可以是由模拟信号经数字 化以后产生的数字电视信号。
定应用下的子集：对某一输入格式的图像，采用特定集合的压 缩编码工具，产生规定速率范围内的编码码流。在20种可能的 组合中，目前有11种是已获通过的，称为MPEG-2适用点。
信源编码标准：MPEG-2
数字演播室标准ITU-RRec.BT601
当前模拟电视存在着PAL、NTSC和SECAM三大制式并存的问题， 因此，数字电视的输入格式标准试图将这三种制式统一起来， 形成一种统一的数字演播室标准，这个标准就是CCIR601，现称 ITU-RRec.BT601标准。MPEG-2中的四个输入图像格式“级”都 是基于这个标准的。
相关概念
• 信源编码
信源编码和系统复用的目的是通过对单路节目视音频源采用压缩 编码技术和对多路节目进行时分复用，从而提高信道的利用率。 以DVB-C为例，只能传输一路模拟电视的8MHz带宽，通过采用 上述技术及64QAM调制后，可以传输4~8路的SDTV电视节目。
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4.1 数字电视技术概述
什么是数字电视呢？“数字电视”的含义并不是指具体 的电视机，而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程 中使用数字信号的电视系统或电视设备。具体过程为：电视 台发出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成 数字电视信号，由卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传 送出去，由数字电视接收后，通过数字解调和数字音、视频 解码处理还原出原来的图像及伴音。在整个过程中没有D/A 和A/D转换，仅在显像管激励终端和扬声器推动终端用 D/A转换还原出负极性图像信号和正弦波音频信号；因为全 过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。
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4.1 数字电视技术概述
4.1.2 数字电视的优点
传统的模拟电视广播存在一系列问题与缺陷，不能满足人们 对高品质视听生活的不断追求。主要缺点如下： 1）模拟电视图像清晰度差，存在亮色干扰、大面积闪烁现象， 节目源不能多次复制。 2）模拟电视带宽受限很大，模拟PAL制电视在8MHz带宽 内只能传送1路模拟视频和模拟音频信号，由于同频及邻频 干扰，增加新频道难度很大。
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4.1 数字电视技术概述
数字电视的发展，最早要追溯到60多年前的傅立叶变换 理论，它奠定了数字电视技术的基础。MPEG信源编码技术 标准的诞生，标志着数字电视技术已经基本成熟。MPEG信 源编码技术中最重要的两项分别为：霍夫曼编码 （Huffman coding），差动脉冲编码调制（DPCM）。 数字电视技术的基础是：模数转换A/D（Analog-toDigital Converter）和编码（Coding）技术。
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4.1 数字电视技术概述
有线电视台传送4套加密电视节目。1998年6月，我国第一 台自主研发的HDTV样机问世，并于同年9月在中央电视塔 进行HDTV节目试播，1999年10月1日成功进行50年国庆 阅兵直播。2003年我国启动广播电视数字化，2005年开 展了数字卫星直播业务。2015年我国将停止模拟电视播出， 实现数字电视有线、卫星和无线的全国覆盖。
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4.1 数字电视技术概述
3）模拟电视抗干扰能力差，接力传输产生噪声使信噪比不断 恶化，图像损伤越来越严重，不能实现远距离传播。 4）模拟电视稳定度及可靠性差，存在时域混叠、调整复杂、 不便于集成及不易实现自动控制等缺点。 数字电视具有以下优点： 1）采用数字传输技术，可提高信号的传输质量，不会产生噪 声累积，信号抗干扰能力大大增强，接收端几乎能无失真的 复原。 2）彩色逼真，无串色，不会产生信号的非线性和相位失真的 累积。
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4.1 数字电视技术概述
数字彩色信号在传输过程中，一般不是按电视机的扫描 顺序来传送信号的，因为如果信号按顺序传送，信号在传输 过程中出错时，则电视画面上会在某个地方集中出现一大片 马赛克，使人看起来非常不舒服；如果信号不按顺序传送， 而是按某种分布规律来传送，同样出错时，马赛克会被均匀 地散布在整个画面上，使人可以接受。这种错位传输信号的 方法称为RS编码或卷积码。
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4.1 数字电视技术概述
(5)编码的数字信号具有适当的电平范围； (6)发生误码时，误码的扩散蔓延小。 其中，最主要的可概括为两点。第一，附加一些数据信 息以实现最大的检错纠错能力，这就涉及到差错控制编码原 理和特性。其二，数据流的频谱特性要适应传输通道的通频 带特性，以求信号能量经由通道传输时损失最小，有利于载 波噪声比(载噪比，C/N)的提高，发生误码的可能性小。
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4.1 数字电视技术概述
8）具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信 信道网络中传输。
4.1.3数字电视的发展（了解）
1． 国际发展概况 数字电视技术最先出现在欧洲，自20世纪80年代开始， 欧洲几个电视技术较先进的国家，如德国、法国、英国，都 开始研究数字电视技术。德国的ITT公司推出了世界上第一 台数字视频处 理彩色电视机。MAC1、MAC2、MAC3 （多模
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4.1 数字电视技术概述
信道编码的要求 (1)增加尽可能少的数据率而可获得较强的检错和纠错能 力，即编码效率高，抗干扰能力强； (2) 传输通道对于传输的数字信号内容没有任何限制； (3)传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配 性； (4)编码信号内包含有正确的数据定时信息和帧同步信息， 以便接收端准确地解码；
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4.1 数字电视技术概述
法国在西欧国家来说算是数字电视起步相对较晚的国家， 其数字地面广播平台直到2005年才正式开播(英国为1998、 德国2002、意大利为2003)。 英国在2007年3月宣布回收模拟频道，07年10月，一 个称为Cumbria的小镇率先关闭模拟电视，直到2012年回 收模拟频谱工作。 2． 国内发展概况 我国数字电视的发展相比于国际比较落后，1995年中 央电视台开始利用数字电视系统播出加密频道，利用卫星向
4.1.4 数字电视的核心技术
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4.1 数字电视技术概述
1．信源编解码技术 所谓信源是指字、符号、图形、图像、音频、视频、动 画等各种数据。信源编解码技术包括视频压缩编解码和音频 压缩编解码技术。为什么要压缩编解码？如要显示 1920×1080i的高清节目图像，其数字化后的码率在传输 中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得 多。因而高清数字电视的图像不能直接传输，要对电视信号 进行数字压缩编码。
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4.1 数字电视技术概述
1990年美国的通用仪器公司（General Instrument, GI）在电视传播信号的数字压缩方面取得了 轰动世界的突破，实现了高清晰度电视广播频宽不超过 6MHz的目标，这预示着美国全数字式HDTV电视研究的初 步成功，同时也使美国在高清晰度电视技术上后来者居上， 一举超过了日本和欧洲。 1998年11月，11家电视台同时 进行HDTV地面广播。 荷兰在2006年底开始回收模拟频谱，成为全球首个全 数字电视国家。
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4.1 数字电视技术概述
3）可实现不同分辨率等级(SDTV、HDTV)的接收，适合大 屏幕及各种显示器。 4）可移动接收，无重影。 5）可在一个频道上传播4-8路SDTV节目，可实现多路数字 环绕立体声，同时还有多语种功能。 6）易于实现加密/解密和加扰/解扰处理，便于开展各类收 费业务，这是数字电视的重要增值点，也是数字电视快速滚 动式发展的基础。 7）利用数字技术（如三维滤波、空间几何变换）产生各种特 技形式，增强了节目的艺术效果和视觉冲击力。
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4.1 数字电视技术概述
在此基础上，后来人们发明了画中画（PIP）电视，而 后又发明了插行电视机，或叫改善清晰度电视机IDTV （Improved-Definition Television），也就是现在的 倍行、倍场等电视机。这些电视机都是只对视频信号做一些 很简单的数字技术处理，图像质量并没有明显提高，但当时 被人们认为是数字电视，我们国家也把这种电视机定义为数 字电视机，并制订了数字电视机标准，这个标准一直沿用到 2000年。 国外的全数字信号电视机早已诞生，并于上个世纪90代 就已开始进行数字信号广播，如DVB、HDTV等。
4.2.1 取样
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4.1 数字电视技术概述
4.1.1 什么是数字电视
数字电视最早诞生在90年代的德国，德国的ITT公司推 出了世界上第一台数字彩色电视机，但这台数字彩色电视机 成本很高。原因是它使用了帧存储器，当时集成电路的生产 技术比较落后，电路密度很低，所以成本很高。这台数字彩 色电视机功能很简单，但在技术上已达到了非常高的水平， 如，用数字滤波技术进行Y/C分离和场闪烁处理。
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4.1 数字电视技术概述
4.1.5 数字电视系统的组成
数字电视系统的组成如图4-1所示。发端由摄像机产生彩色 电视图像、音频信号，经A/D变换后，变为数字音、视频信 号送入信源编码中。信源编码的目的是对图像和音频数据进 行压缩，去掉信号中的冗余部分，降低传输码率。然后，压 缩后的数字视、音频数据信号送入传输流复用，（传输流复 用完成多套节目复用功能）。然后，送入信道编码和调制器 中，包括纠错编码和各种信号处理以及数字调制的功能，提 高信号的抗干扰能力。因为数据码流经长距离传输后不可避 免会混入噪声而发生误码。
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4.1 数字电视技术概述
输，而要经过各种处理，使之适合在规定信道中传输。通信 原理上，这种处理称为信道编码与调制。 信号经过任何信道传输都会产生失真，这些失真导致接 收端数字信号的误码（接收端1和0的错误判决）。为了克服 传输过程中的误码，针对不同的传输信道，必须设计不同的 信道编码方案和调制方案。数字电视信道编码及调制解调的 目的是通过纠错编码、网格编码、均衡技术等提高信号的抗 干扰能力。例如数字电视系统采用RS编码或卷积码进行信道 编码。其原理如下：
第四章 数字电视基础
4.1 数字电视技术概述 4.2 音、视频信号的数字化 4.3 数字电视标准
4.1 数字电视技术概路、大容量半导体 存储器和计算机技术的飞速发展，数字技术被越来越多的用 于模拟电视信号的处理，进入了模拟电视数字化的新阶段。 这一阶段以电视演播室的数字化为先导、数字电视制式转换 器、帧同步机等相继问世。数字电视代表着现代电视技术的 发展潮流，日益成为现代电视系统的主流。 世界电视技术发展经历了一下三个阶段： 第一代黑白电视，第二代模拟彩色电视，第三代高清晰 度电视。
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