数字电视信号基础概念
数字电视基础知识
信道资源利用率大大提高 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。
3. 数字电视分类
HDTV：图像分辨率1920×1080（16：9） SDTV：图像分辨率720×576（PAL） 720×480（NTSC） LDTV：VCD级图像分辨率
分量编码取样频率
亮度信号取样频率：足够小的混叠噪声fs=（2.2～2.7）fm fm =5.8-6 MHz fs≥12.76～13.2 MHz 满足行锁相采样 fs=mfH, m为整数 使525/652行兼容（525行/60场 625行/50场） 要采用同一取样频率 在13.2MHz附近，只有 13.5MHz=15625Hz×864 (625/50) =15734.264 Hz×858 (525/60) 亮度信号取样频率取样13.5MHz
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
2．有线数字电视的主流标准与方式
1) 标准：DVB-C
ATSC-16VSB，ATSC-64QAM
GB/T17975.1-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第1部分系统 GB/T17975.2-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 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 第3部分音频 GB/T17881-1999 广播电视光缆干线同步数字体系(SDH)传输 接口技术规范 GB/T17953-2000 4：2：2数字分量图像信号接口 ISO7816 智能卡接口规范
数字电视概念
数字电视概念一.什么是数字电视数字电视确实是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节差不多上使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播差不多上通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。
其信号缺失小，接收成效好。
数字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。
基于DVB技术标准的广播式和〝交互式〞数字电视．采纳先进用户治理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量成效，与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的l0倍以上)和伴音成效好的特点。
二.数字电视的构成信源部分〔发送端〕、信道部分〔传输、储备过程〕、新宿部分〔接收端，如机顶盒〕三.数字电视前端的硬件配置，工作原理数字电视前端由数字前端系统、传输网络和用户终端系统三个部分，其中前端系统是整个系统的中枢。
数字广播电视前端系统可分成四部分：信源部分、处理部分、传输部分和治理部分。
1、信源部分要紧用来产生各种电视节目和数据信息，其来源包括卫星接收、电信接收、自制节目和互联网等，其要紧设备包括数字卫星接收机、视频服务器、MPEG-2编码器、节目采编工作站、信息服务器、信息采编工作站等。
2、处理部分数字信号进行处理，通过这些处理使系统提供的附加服务具有多样性和灵活性，并使广播电视运营商能方便地操纵各种设备，其要紧包括传输流处理器、传输流复用器、条件接收系统等。
3、传输部分要紧是进行信道编码调制，针对不同的传输媒体采纳不同的调制方式，如QAM、QPSK等调制方式。
4、治理部分是操纵复杂化的数字前端的关键，要满足差错治理、设置治理、性能治理、安全性治理和用户治理等网络运行的差不多要求。
发送端原理框图：视音频及数据信号→信源编码与复用→同步反转能量扩散→RS编码→卷积交错→字节到符号映射→差分编码→基带整形→QAM调制→去上变频器接收端原理框图：来自下变频器→QAM解调→匹配滤波与均衡→差分解码→符号到字节映射→反交错→RS解码→去能量扩散与逆同步反转→信源编码与解复用→视频音频数据四.数字电视软硬件服务提供商有哪些主芯片： ST5197\7105\7162\7167 GX1501 NEC6115TUNER(高频头)的要紧供应商有:NUTUNE(NXP和Thomson的合资公司)、SHARP、三星、ALPS、易尔达、长虹、成都新光、高斯贝尔等等CA厂商：同方视博、数码视讯、天柏、算通、CONAX、NDSEPG(电子节目指南)系统：同方视博、数码视讯、天柏、算通、恩讯、中视联VOD(视频点播)系统：上海思迁、强壮、华为、天柏、上海思华NVOD(准视频点播)系统：恩讯、中视联、科腾股票系统系统：长虹、佳创、强壮、天柏数据广播系统：佳创、强壮、天柏、影立驰中间件系统：OPENTV、上海蓝信五.数字电视传输中端架构六．数字电视终端种类，各种终端的软硬件功能模块、结构与工作原理七. 数字电视前端的工作原理发送端原理框图：视音频及数据信号→信源编码与复用→同步反转能量扩散→RS编码→卷积交错→字节到符号映射→差分编码→基带整形→QAM调制→去上变频器接收端原理框图：来自下变频器→QAM解调→匹配滤波与均衡→差分解码→符号到字节映射→反交错→RS解码→去能量扩散与逆同步反转→信源编码与解复用→视频音频数据八．全球数字电视的标准有哪些DVB-C规定了在有线电视网中传播数字电视的调制标准DVB-S规定了卫星数字广播调制标准地面数字电视广播标准，经国际电讯联盟〔ITU〕批准的共有三个：欧盟的DVB-T标准、美国的ATSC(Advanced Television System Committee，先进电视制式委员会)标准和日本的ISDB-T〔Integrated Services Digital Broadcasting，综合业务数字广播〕标准，因此，数字电视标准之争要紧集中在地面数字广播系统。
广播电视技术应知应会汇编资料
广播电视技术应知应会汇编晋城市广播电视网络有限责任公司2013年4月目录数字电视基本概念 (3)光缆的基础知识 (25)数据网络基础知识 (37)数字电视机顶盒维修知识 (48)数字电视基本概念一、数字电视的定义：数字电视是数字电视系统的简称，是指音频、视频和数据信号从信源编码、调制到接收和处理均采用数字技术的电视系统。
从节目的采集、制作到节目传输，以及到用户终端的接收全部实现数字化；广义上说，数字电视是数字传输系统，是原有电视系统的数字化。
国际上的精确定义：将活动图像、声音和数据，通过数字技术进行压缩、编码、传输、存储，实时发送、广播，供观众接收、播放的视听系统。
数字电视广播电视系统由信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道和接收机组成。
数字电视广播（DVB）分为有线数字电视广播（DVB-C）、卫星数字电视广播（DVB-S）和地面数字电视广播（DVB-T）。
其信源编码都是MPEG-2标准的数据传输流，信道调制分别采用QAM、QPSK 和COFDM（或VSB）方式。
基于MPEG-2标准的DVB-C以有线电视网作为传输介质，当采用64-QAM正交调幅调制时，一个8MHz 模拟PAL电视频道可供6-8套数字电视节目复用传输。
地市级有线数字电视广播系统（以下简称DVB-C系统）主要由DVB前端、宽带传输网络、用户终端DVB接收系统三大部分组成。
二、数字电视技术分类：1、按信号传输方式地面无线传输数字电视卫星传输数字电视有线传输数字电视2、按图像清晰度数字高清HDTV：宽银幕电影分辨率数字标清SDTV：现有电视分辨率数字普清LDTV：现有VCD分辨率3、按显示屏幕幅型比4:3 16:9三、数字电视有如下优点：1、图像传输质量高，距离远。
数字电视信号在传输过程中，多次中继后不会发生干扰和噪声的积累，同时可采用纠错编码技术，提高抗干扰能力。
所以数字电视在传输中保持信噪比基本不变，收端图像质量基本保持与发端一致，且传输距离不受限制。
数字电视基本知识
数字电视基本知识------------------------------------------------------------------------------------（一）数字电视基础业务1、什么是数字电视？数字电视就是指从演播室的节目采编制作到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。
其信号损失小，接收效果好。
与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上)和伴音效果好的特点。
它是一个以音视频为主，同时可以承载综合业务的数字平台。
其具体传输过程是：由电视台送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，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。
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。
观众家中音画质量与播出机房一致，原汁原味无损传输。
通过数字电视的综合业务平台，可以获得更丰富精彩的娱乐和资讯及各类便民业务拓展。
2、有线数字电视与模拟电视相比有哪些优势？有线数字电视的优势在于：（1）清晰度高、音频效果好。
电视图像及收听到的声音质量非常接近演播室水平。
（2）强大的抗干扰能力：不易受外界干扰，避免了串台、串音、噪声等影响。
（3）频道数量成倍增加。
传播一个模拟电视频道的带宽，可传输4-8套质量较高的数字电视节目，频道数量最多可高达四五百个，针对每一位用户喜好的专业频道越来越多，可选度也就越高。
（4）服务领域极大拓宽。
数字电视不仅可以提供节目、公共服务，还可以提供电子节目指南、天气、交通、股票等多种信息。
电视、互联网、语音等多种资讯服务融合也将陆续实现，用户可以在电视上随心所欲点播电影、电视剧、专栏、热门音乐、精彩赛事等各类节目。
3、什么是数字电视机顶盒？数字电视机顶盒是数字电视的基础设施之一，是接收数字电视信号的基本设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，通过电视显示器和音响设备给用户提供高质量的电视节目。
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。
数字电视技术概述
1.4 数字电视主要优势（续）2）频谱资源利用率高 有线电视数字化，节目容量大大提高。如1个8MHz模拟频道可以传6～10套数字电视节目。500 MHz带宽内可以传380～630套节目。HFC网络改造(1G)会使容量进一步提高。 3）多信息、多功能 数字技术有利于电视节目与数据的融合。大大扩展服务内容。如电子节目指南、财经信息、视频点播、歌唱点播、新闻选取、远程教育、电视购物、交互游戏等新颖的增值服务。
4.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 2）可分级性
TS包的格式允许一个复接好的传送码流与另外一些视频、音频的基本码流进行二次系统复接，生成占用频带更宽的更高一级的传送码流。这一特性在电视节目的网络传输中具有重要作用，使得在网络的每一节点处都可以灵活地复合或分离多路节目。
4.1 TS码流基本结构（续）： TS码流优点： 3）可扩展性
1.4 数字电视主要优势1）数字信号处理、传输使信号质量大大提高数字信号在记录/重放、信号传输和处理等过程中不会引起信号劣化， 通过整形和纠错编码等技术可将数字信号有效还原，收端图像质量与发端基本一致。以视频编码比特率为4～5Mb／s的数字信号，传输到用户清晰度提到480线，主观评价约4.3分。而模拟信号只有3分左右。（模拟电视经电视中心、微波、卫星、发射机和接收机各环节后为五级质量制评定为3.25级）。
4.1 TS码流基本结构（续）： 节目流PS与传送流TS的区别：传送流TS是将视频和音频的PES包作为固定长度的TS包的净荷，然后对TS包进行复接形成的。包结构是固定长度的(188字节)， 节目流PS是对完整的视频和音频PES包进行复接形成的，包结构是可变长度的。PS是针对那些不容易发生错误的环境（如光盘存储系统上的多媒体应用）而设计的系统编码方法，特别适合于软件环境的处理。TS流是针对那些很容易发生错误（表现为位值错误或丢失）的环境（如长距离网络或无线广播系统上的应用）而设计的编码方法。
数字电视基础知识
MPEG-4 专门针对多媒体应用的图像编码标准 MPEG-7 基于内容表示的标准，应用于多媒体信息的搜索、过滤、组织 和处理 （还未完成）
图：码流中数据包的传送 …… 视频包 音频包 空包 SI包 视频包 空包 SI包 ……
VOD（视频点播）；
见下页的解释
NVOD（准视频点播）；
数据广播（浏览局方限定的一些网页）；
等等……
VOD业务和NVOD业务
VOD（Vedio On Demand）业务 : VOD就是实时视频点播业务，当用户想观看某个节目时，通过回传网络订购 该节目，电视台立刻为此用户专门开设一个传输通道，于是用户可以马上收 看该节目，网络上的流媒体电影就可以看作为视频点播的一种。
– 针对错误少的环境，例如交互式多媒体
– 分组长度可变一般比较长
比如存在硬盘上
• TS (Transport Stream) 传输流
的媒体文件 \DVD光盘等
– 针对易发生错误的环境将多个独立时间基点的
多道节目合成单独的数据流，属于同一套节目
的各个PES分组具有相同的时间基点,长度188个
字节。
为什么与分组（包）长度有关呢？
缩略语
下面这些常用的缩略语在后面会经常出现，
您可以先浏览一遍，后面具体碰到了再回来查阅。
• 缩略语：
– TS
传输流 Transport Stream
– PCR
节目参考时钟 Program Refrence Clock
– PSI
模拟信号与数字信号的基础知识
模拟信号与数字信号的基础知识（信号）是将数据从一个系统或（网络）传输到另一系统或网络的电磁或（电流）。
在（电子）设备中，信号通常是随时间变化的电压，也是携带信息的电磁波，当然也可以是电流等其他形式。
电子设备中使用的信号主要有两种类型：（模拟）信号和（数字信号）。
本文将讨论模拟信号与数字信号的特性、用途、优缺点以及典型应用。
模拟信号模拟信号会随时间变化，而且通常被限制在一个范围内（例如+ 12V至-12V）。
但在这个连续的范围内，它会有无限多个值。
模拟信号使用介质的给定属性来传递信号信息，例如通过电线来传递电。
在电信号中，用信号的不同电压、电流或频率来表达信息。
模拟信号通常用于反应光线、声音、温度、位置、压力或其他物理现象的变化。
绘制电压与时间的关系图，我们会发现模拟信号会产生平滑而连续的曲线，不会产生任何离散变化（请参见图1）。
图1: 模拟信号数字信号数字信号则将数据表示为一连串离散的值。
在给定时间内，数字信号只能从有限的一组可能值中选取一个值。
采用数字信号，物理量表达的信息可能有很多种：可变电流或电压电磁场的相位或极化声压磁存储介质的磁化数字信号用于所有的（数字电子）设备中，包括计算设备和数据传输设备。
在电压与时间的关系图中，数字信号通常为0或VCC（如1.8V、3.3V或5V））两值之一（见图2）。
（模拟电子）设备大多数基本电子元件（（电阻）、（电容）、电感、（二极管）、（晶体管）和（运算放大器））本质上都是模拟组件。
由这些元件组合而成的电路为模拟电路（参见图3）。
图3: 模拟电路模拟电路可以是多个组件的复杂设计，也可以很简单，例如两个电阻就可以构成一个分压器。
通常，与实现相同任务的（数字电路）相比，模拟电路的设计难度更大。
模拟电路通常更容易产生噪声，无论“噪声”有多小，都会对电压产生影响。
而电压水平的微小变化在后续处理中都会产生明显的误差。
模拟信号常用于使用连续信号传递语音、数据、图像、信号或（视频）信息的（通信）系统中。
数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算
数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算【摘要】本文对数字电视中常用的技术指标，如信息速率、符号率和带宽的概念以及它们之间的关系做了简要说明，给出了相应的计算公式。
通过这些公式和DVB-C、DVB-S的系统框图，列举了在这些系统中信息速率、符号率和带宽数据之间的换算。
【关键词】信息速率 符号率 滚降系数 带宽数字通信原理是数字电视技术的基础。
在全台数字化、有线电视数字化、数字电视等等这些数字概念的应用中，需要了解、掌握数字通信技术与电视技术。
下面，就数字电视技术应用中常用的基本知识点做一归纳和小结。
一、基带数字信号的基本概念1、基带数字信号的主要指标和基本波形在数字通信中衡量系统传输能力的重要指标，常用比特率和波特率表示。
对于任何形式的数字传输，接收机必须知道发射机发送的信息速率。
在基带传输系统中用比特率表示传输的信息速率。
信息速率Rb 是指单位时间内传输的二进制比特数。
单位是比特率，用bit/s表示。
例如计算机串口的传输码率最高到 115200bit/s。
基带数字信号的基本波形如（图一）所示。
（图一）基带数字信号的基本波形在图（一）中，二进制信号波形有；(a)单极性波形，（b）双极性波形，（c）单极性归零波形，（e）差分波形。
（d）双极性归零波形为三元码。
符号率Rs 是指单位时间内传输的调制符号数，即指三元及三元以上的多元数字码流的信息传输速率，单位是波特率，用baud/s表示。
码元的概念：数字信号一个取值的波形称为一个码元。
在数字基带信号中，二进制和多进制信号码元波形示意如图（二）所示。
图（二）二进制和多进制码元波形在图（二）中；(a) 二进制单极性信号，(b)基带多电平单极性不归零信号，(c)基带多电平双极性不归零信号。
在数字信号的载波调制中，码元速率就是符号率，单位也是baud/s。
在调制器映射之后到解调器反映射之前，信息以多元符号形式存在，这时采用波特率更为方便。
信息速率和符号率的单位不同，但在二进制中它们的数值相同。
什么是数字电视
什么是数字电视简而言之数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制的全新电视系统。
该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的，数字信号的传播速率是每秒兆字节，如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度，克服了模拟电视的先天不足。
同时还由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在，每个数字频道下又可分为几个子频道，从而既可以用一个大数据流——每秒兆字节，也可将其分为几个分流，例如4个，每个的速度就是每秒兆字节，这样虽然图像的清晰度要大打折扣，却可大大增加信息的种类，满足不同的需求。
例如在转播一场体育比赛时，观众需要高清晰度的图像，电视台就应采用每秒兆字节的传播；而在进行新闻广播时，观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象，所以没必要采用那么高的清晰度，这时只需每秒3兆字节的速度就可以了，剩下兆字节可用来传输别的内容。
目前对数字电视的具体解释主要有两种：（1）80年代ITT公司研制了一套数字处理芯片，在接收模拟电视信号的情况下，再经模拟高中频处理，最后经模／数转换成数字信号进行数字处理，以改进图像清晰度。
90年代又出现多种具有画中画、倍行和其他质量的、改进的“数字电视机”，不过这些电视机接收的仍是模拟电视信号，仍处于模拟传输的模拟系统中，所以只能称为“数字模拟电视机”，并不是真正意义上的数字电视。
（2）美国的“数字电视机”（简称DTV）专指地面数字电视广播系统。
在这种系统中，除了目前节目制作中还有一部分是模拟的以外，从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制。
而也只有这种接收地面数字电视广播信号的电视机才是名副其实的数字电视机。
参考资料：教育网回答者：- 6-25 13:33 数字电视，是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。
它具有许多优点，如可实现双向交互业务、抗干扰能力强、频率资源利用率高等，它可提供优质的电视图像和更多的视频服务(如交互电视、远程教育、会议电视、电视商务、影视点播等)。
数字有线电视技术概览
视频压缩原理
• 避免发送整个图像 • 发送组成图像的有关信息
– 图像和图像之间的变化 – 图像上的运动 – 数学描述
• 重新利用发送过的图像
什么是 MPEG？
• MPEG - Moving Picture Experts Group，运动 图像专家组
• 是一族视音频压缩编码标准，包括MPEG-1， MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7
Sampels / Line Lines / Frame Frames / Sec. Max Bit Rate
Sampels / Line Lines / Frame Frames / Sec.
Simple
I&P
4:2:0
15 Mb/s 720 576 30
Main
I, P & B
4:2:0
80 Mb/s
– 帧内编码帧，完整编码的帧 – 中等压缩率
• P帧（Predictive Frame）:
– 前向预测帧，从前一个I或P帧预测得到的帧 – 编码效率较高
• B帧（Bidirectional Frame）:
– 双向预测帧，以前一和后一I或P帧预测，运 动补偿得到的帧，不被用作预测基准
– 最大压缩率
I帧、B帧和P帧之间的关系
• PES:
Packetized Elementary Stream
information
• PS: Program Stream clock
• TS: Transport Stream programs
• SCR: • PCR: • PTS: • DTS:
System Clock Reference (PS) Program Clock Reference (TS) Presentation Time Stamp Decoding Time Stamp
第8章数字电视基础
数字电视系统的分类〔P202〕
〔1〕按信号传输方式分类：
地面无线传输数字电视〔地面数字电视〕 卫星传输数字电视〔卫星数字电视〕 有线传输数字电视〔有线数字电视〕
〔2〕按业务和质量分类：
低清晰度电视LDTV〔图像水平清晰度大于250 线〕 标准清晰度电视SDTV〔图像水平清晰度大于500线〕 高清晰度电视HDTV〔图像水平清晰度大于800 线〕 超高清4K电视
是相同的。 5、伴音：高质量的立体声伴音，因此至少须有4
路数字化的伴音通道。 6、兼容：能比较方便地实现和SDTV信号格式之
间的相互转换。
36
方形像素
方形像素：像素在水平和垂直方向上的大小是相 同的像素。 电视系统采用方形像素好处：
〔1〕画面水平方向和垂直方向上所能容纳的像素数量 之比就与画面的宽高比相同。
帧频
25Hz 每帧有效行数 1080
宽高比
16:9
每行有效点
Y
数
R-Y B-Y
1920 960
取样频率
Y
74.25MHz
R-Y B-Y
37.125MHz
38
HDTV系统的数码率4:2:2分量编码方式
当采用当采用8比特量化时:
模拟全 信号
A/D
数 Y 数Y 数
字
字
字
亮 R-Y 信 R-Y 信
色
号
号
别 离
B-Y
处 理
B-Y
编 码
D/A
模拟全 信号
复合编码和分量编码比较
1、“复合编码〞与电视制式有关 “分量编码〞与电视制式无关
2、在节目后期制作中：
“复合〞需解码 “分量〞无需解码
3、传输时：
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
数字电视原理
数字电视原理
数字电视是一种通过数字信号传输和处理的电视技术，它使用数字编码和压缩
技术来传输视频、音频和其他数据。
数字电视的原理包括信号的数字化、压缩和解压缩、传输和接收等方面。
首先，数字电视的原理之一是信号的数字化。
传统的模拟电视信号是通过模拟
电路传输的，而数字电视则将视频和音频信号转换为数字信号。
这样可以提高信号的稳定性和清晰度，减少信号的失真和干扰。
其次，数字电视原理还涉及信号的压缩和解压缩。
在传输过程中，视频和音频
信号经过压缩处理，以减少数据量和传输带宽。
然后在接收端进行解压缩，恢复原始的视频和音频信号。
这样可以在保证画质和声音质量的前提下，节约传输带宽，提高传输效率。
另外，数字电视的原理还包括信号的传输和接收。
数字电视信号可以通过有线
或无线方式传输，如地面数字电视、卫星数字电视和有线数字电视等。
接收端通过数字电视机顶盒或数字电视内置解码器进行信号接收和解码，然后将信号转换为视频和音频信号输出到电视机上。
总的来说，数字电视的原理是基于数字信号处理和传输技术的，它通过数字化、压缩和解压缩、传输和接收等步骤实现对视频和音频信号的高效处理和传输。
数字电视技术的发展不仅提高了电视节目的画质和声音质量，还拓展了电视节目的内容和传输方式，为用户提供了更丰富多样的电视体验。
数字电视工作原理
数字电视工作原理数字电视是指利用数字信号进行传输和接收的电视系统。
与传统的模拟电视相比，数字电视具有更清晰的图像、更高的音质以及更多的频道选择。
数字电视系统由数字信号传输、数字信号接收和解码三个主要部分组成。
下面将详细介绍数字电视的工作原理。
一、数字信号传输数字电视通过数字信号传输技术将图像和音频信号转换为数字数据，并通过一定的传输方式传送到用户终端。
常见的数字信号传输方式有地面传输、卫星传输和有线传输。
地面传输主要利用地面数字电视广播网进行信号传输，信号通过发射塔传输到用户的电视天线，再经过解码器解码后显示在电视机上。
地面传输的数字电视信号具有广播覆盖范围广、传输稳定可靠等特点。
卫星传输则是借助卫星进行信号传输，将数字电视信号通过发射到卫星上，再通过卫星信号接收器接收并解码显示在电视机上。
卫星传输的数字电视信号可以实现全球范围的覆盖，但对于地理条件条件较差或难以接收到卫星信号的地区可能存在困难。
有线传输则是利用有线网络进行数字信号的传输，数字电视信号通过光纤或同轴电缆传输到用户的终端设备，再通过解码器解码显示在电视机上。
有线传输的数字电视信号传输速度快，可传输的频道数量多，适用于高密度人口地区。
二、数字信号接收数字电视信号在传输到用户终端后，需要经过数字信号接收设备进行接收。
接收设备包括数字电视机、机顶盒等。
数字电视机内置了数字信号接收功能，可以直接接收并解码数字电视信号。
用户只需通过天线等方式连接数字电视机即可观看数字电视节目。
对于传统电视机，需要通过机顶盒进行数字信号接收。
机顶盒接收并解码数字电视信号，然后再将解码后的信号传输给电视机进行显示。
用户需要将天线信号连接到机顶盒，并通过视频线等方式将机顶盒与电视机连接。
三、数字信号解码数字信号接收设备接收到数字电视信号后，还需要进行解码操作，将数字信号转换为可显示的图像和音频信号。
解码的过程中，数字信号会经过压缩与解压缩的处理。
数字信号的压缩可以减小信号的体积，提高传输效率。
数字电视的码流技术讲解
序列 头
ISO/IEC11172-2(MPEG-1)
序列 扩展
扩展 与用户
图像 组
序列 头
扩展 与用户
图像 头
图像编 码扩展
扩展 与用户
图像 数据
序列 结束
图4—1 4 MPEG一2视频基本码流（ES）的高层结构
（1）序列的头部（sequence header）
标志整个编码序列的开始，实际码流中可以有 多个序列头，以实现编辑切换。该序列头定义了有 关图像大小(水平和垂直尺寸)、帧率、码率、用户 自定义帧内／帧间量化矩阵等重要信息。考虑到 MPEG一2和MPEG一1的兼容性，头部信息分成两 部分：一部分称为序列头——这是两个标准的共用 部分，另一部分称为序列扩展或序列延伸(sequence extension)——这是MPEG一2的标志。
节 目 PS流1 复 用
视频ES2 音频ES2 数据2
打包 视频PES2 打包 音频PES2
传 பைடு நூலகம் TS流 复 用
数字电视码流之间的层次关系
1. 基本码流（Elementary Stream）
包含视频、音频、数据的连续码流。 MPEG视频码流：
根据MPEG图像序列的结构， MPEG视频ES 的结构由6层组成。
（3）扩展与用户(extension & user)
有扩展起始码，指明扩展的开始。用户 数据是由用户为其特殊应用所定义的数据， 用户数据起始码表明用户数据开始。
（4）图像组头(Group of picture header)
①group—start—code：一个16进制的字符串 000001B8，表明图像组头部的开始。
一个8×8图像块DCT系数的量化（可变长度编码） 块层
电视技术基础知识1
电视信号的形式
一幅画面所含像素的多少常成为描述该 画面质量的一个重要参数，单位面积上的像素 越多，该画面能提供的细节越丰富，图像层次 越多，看起来越清晰，反之画面则显得比较粗 糙。
每个像素都具有两个特性，一个是光特 性（亮度和色度），另一个是空间特性（几何 位置x、y）
电视信号的形式
以中字为例，先把中字进行图像分解，将 期分解为9 X 12 = 108个像素，这些像素中有 黑有白，它们 之间颜色差异 反映了像素的 光特性；每个 像素在不同的 行和列当中， 不同的位置反 映了像素的空 间特性
4、显像管与摄像管一样也是一种______器件。
5、显像管的栅极一般接______，而阴极接 _____信号
电视信号的形式
5、全电视信号
通过光电转换和电子扫描我们清楚了亮度 信息的传输，也就是黑白电视中图像信号的传 输，但它也仅仅是黑白电视信号中的一部分。 要真正成为可供显示的电视信号，还必须 加上消隐信号、同步信号，前、后均衡脉冲等 辅助信号组成全电视信号，没有这些辅助信号， 荧光屏上不能呈现正常、稳定的画面。
电视信号的形式
5、全电视信号
全电视信号包括：图像信号、复合同步信 号（行/场同步信号）、复合消隐信号（行/场 消隐信号）、均衡脉冲信号（前/后均衡脉 冲）。
除图像信号以外的信号均为辅助信号，没 有这些信号，不能正常、稳定的显示。
电视信号的形式
图像信号 图像信号由发送端的摄像管产生，反应了 各像素的亮暗信息，它随图像内容的改变而改 变。
电视信号的形式
4、电光转换－－图像重现 在摄像管中，由光电转换得到的图像信 号，经加工、处理、传输之后，在接收端必 须经过相反的转换过程，即由电光转换，将 电信号转换成反映实际景象的光信号，才能 得到“重现”的图像，这一任务主要由电视 接收机中的显像管来完成。
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数字信号的产生
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取样频率：在选择取样频率时，要考虑以下几 个方面： 取样频率（fs）必须大于或等于信号最高频率 （fm）的二倍 取样频率选取为色副载波的整数倍，即fs＝n fsc，这样可避免取样信号与色副载波的高次谐 波产生的差拍成分串入视频信号中形成网纹干 扰； 取样频率还必须是行频的整数倍，这样才能实 现固定正交取样结构。
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数字电视基础知识
• • 什么叫数字电视？数字电视有什么好处？ 所谓数字电视，就是将模拟电视信号经取 样、量化和编码后转换成用二进制数表示 的数字信号，然后进行各种处理，如编码、 调制、传输、存储等。采用数字技术不仅 可以使各种电视设备获得比原有模拟设备 更高的性能，而且还可以实现模拟技术不 能实现的新功能。
• 在接收端则与上述模拟信号数字化过程相 反，再经过后臵滤波又恢复成原来的模拟 信号。称为数模（D/A）转换。 将输入的每一位数字量转换为与其相对应 的模拟量，各位对应的模拟量相加则得到 D／A转换器的输出，模拟输出与数字量 输入成正比。一般的D／A转换器都是根 据这一原理设计的。 图
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数字电视信号的产生
• 量化是用有限个幅度近似原来连续变 化的幅度值，把模拟信号的幅度离散 化。 • 编码则是按照一定的规律，把量化后 的值用数字表示，然后转换成二值或 多值的数字信号流。这样得到的数字 信号可以通过电缆、微波干线、卫星 通道等数字线路传输 。
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数字电视信号的产生
数字电视信号的产生
D/A转换基本原理
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数字信号的产生
• 根据电视信号的特点，其数字化的方式有 两种，即复合编码方式和分量编码方式。 • 复合编码方式：将彩色电视信号作为一个 整体进行取样、量化和编码，得到一个数 字复合电视信号； • 分量编码方式：对亮度信号和两个色差信 号分别进行取样、量化和编码，得到三个 数字分量电视信号。
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数字信号的产生
• 编码：编码过程是将量化后的取样值用一组二 进制码表示。例如，设量化级数为256级（0～ 255级），即8比特量化，若用自然二进制码方 式进行编码，则对应这256个量化值，就可用 00000000～11111111这一组二进制码表示。 经过取样、量化和编码之后，原模拟电视信号 就变成了由一系列“0”、“1”组成的数据流。
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压缩的可能性、必要性
• 压缩的可能性：电视信号压缩的目的是减小数 据量，降低信号传输的数码率。压缩过程实际 上就是去除图像中那些与信息无关或对图像质 量影响不大的部分，即冗余部分。根据电视信 号的特点及人眼的视觉特性，电视信号中存在 很多的冗余部分，去除图像中那些与信息无关 或对图像质量影响不大的部分，这就为图像压 缩提供了可能性。电视信号的冗余性表现在以 下几个方面：时间和空间相关冗余、视觉冗余、 熵冗余。电视信号的冗余表现在以下几个部分：
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数字信号的产生
• 4:4:4编码方式：亮度信号和两个色差信号（或 R、G、B信号）的取样频率均为13.5MHz，且 取样结构完全相同。这种方式下，三个信号具 有相同的水平和垂直分解力。这种方式一般用 在对R、G、B信号进行数字化的场合。 4:1:1编码方式：亮度信号和两个色差信号的取 样频率分别为13.5MHz、3.375MHz、 3.375MHz，因此两个色差信号在垂直方向上的 分解力与亮度信号相同，但在水平方向上的分 解力是亮度信号的1/4。
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数字电视信号的数码率
HDTV系统的数码率： 4:2:2分量编码方式，采用10比特量化时，亮度信号的数 码率为： 74.25(MHz)×10(bit)＝742.5 Mbps 两个色差信号的数码率为: 2×37.125(MHz)×10(bit)＝742.5 Mbps
所以总的数码率为： 亮度信号数码率＋色差信号数码率＝1485 Mbps
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数字信号的产生
• 分量编码的优点是编码与制式无关，分量编码 方式是将亮度信号和色差信号分别进行取样、 量化和编码，因此不需考虑色副载波的影响。 只要抽样频率与行频有一定的关系，便于制式 转换和统 一，而且由于Y、(R－Y)、(B－Y)分 别编码，可采用时分复用方式，避免亮色互串， 可获得高质量的图像。在分量编码中，亮度信 号用较高的码率传送，两个色差信号的码率可 低一些 ，但总的码率比较高，设备价格相应较 贵。
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数字信号的产生
• 根据亮度信号和两个色差信号取样频率及取样 结构之间的关系，分量编码方式可分为4:2:2、 4:4:4、4:1:1和4:2:0四种： 4:2:2编码方式：亮度信号的取样频率为 13.5MHz，两个色差信号的取样频率均为 6.75MHz。显然，这种方式下色差信号的水平 分解力是亮度信号的一半。4:2:2编码方式广泛 应用于演播室节目制作和传输中。
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数字电视基础知识
信号杂波比和连续处理的次数无关。 可避免系统的非线性失真的影响。 数字设备输出信号稳定可靠。 易于实现信号的存储，而且存储时间与信 号的特性无关。 10.由于采用数字技术，与计算机配合可以实 现设备的自动控制和调整。 11.数字技术可充分利用信道容量，利用电视 信号中行、场消隐时间，可实现文字多工 广播(Teletext) 6. 7. 8. 9.
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数字电视信号的数码率
• 数码率：在单位时间内传送的数据量。在实时 传输情况下，数码率等于取样频率与量化比特 数的乘积。在数字电视中，数码率的单位通常 为Mbps，即兆比特/秒。 量化级数越多，信躁比越高，但量化级数增加 后，量化比特数也相应增加，导致数码率的增 加，这会给后续的信号处理和传输带来很多困 难。 取样频率越高，量化比特数越大，数码率就越 高， 所需要的传输带宽就越宽。
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数字电视基础知识
数字电视的优点：
1. 2. 3. 4. 5. 信号经过多次复制、转接和远距离传输时，不会有干扰 和失真的积累，信躁比好。抗干扰性能强，图像质量好； 数字电视系统主要由数字集成电路组成，系统的性能 和可靠性可望大幅度提高； 它可以实现模拟电视不易实现的功能，譬如：时轴处 理，制式转换、特技等功能； 它也易于实现电视信号的实时处理，以完成图像质量 的改善、压缩频带、二维滤波等功能； 在传输中，它易于将图像信号和伴音信号时分复用， 充分利用数字传输的优越性。
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数字电视基础知识
12. 压缩后的数字电视信号经数字调制后，在 开路广播时，可抗多径干扰，收看到的电 视图像及声音质量非常接近演播室质量。 13. 可以合理地利用各种类型的频谱资源。 14. 很容易实现加密／解密和加扰／解扰技 术，便于增值应用(开展各类收费业务)。 15. 具有可扩展性、可分级性和互操作性， 便于在各类通信网络中传输，也便于与计 算机网络联通。
数字电视基础
• • • • • • • • 数字电视的基础知识 数字电视信号的产生 数字电视信号的数码率 压缩的可能性、必要性 数字电视信号的编码 数字电视信号的压缩标准 数字电视信号误码控制 数字电视信号传输标准
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数字电视基础知识
• 数字电视技术是近20年来发展最快的技术之一。 总体来看，数字电视技术的发展经历了三个主要 阶段。 • 第一阶段：在20世纪80年代以前，当时以研究开 发单独的局部设备为主，投入使用的有数字时基 校正器（DTBC）、数字帧同步机（DFS)、数字 特技机(DVE)等； • 第二阶段：是在80年代到90年代，这一阶段的特 点是开发成功了数字整机电视设备，如数字录像 机、数字信号处理摄像机等；
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数字电视信号的产生
• 将模拟信号变换成数字信号称为模、数 （A/D）转换。最基本的方法是所谓脉冲 编码调制（PCM）。运用该方法实现电视 信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化 和编码。 抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列 来代替原来的时间上连续的信号，也就是 在时间上将模拟信号离散，其理论基础是 奈奎斯特抽样定理。
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数字信号的产生
• 复合编码的优点是码率低些，设备较简单， 适用于在模拟系统中插入单个数字设备的 情况。 它的缺点是由于数字电视的取样 频率必须与彩色副载波频率保持一定的关 系，而各种制式的副载波频率各不相同， 难以统一。采用复合编码时由取样频率和 副载波频率间的差拍造成的干扰将影响图 像的质量。
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压缩的可能性、必要性
数字电视信号为什么要压缩：
电视信号数字化后有很多优点，但同时也有一 个缺点，即数码率很高。例如4：2：2编码、8 比特量化的SDTV信号数码率为216 Mbps。 则 传输这样一路数字电视信号需要有108MHz的通 道带宽。而对于10比特量化的HDTV信号来说， 其数码率达到1485 Mbps，所需的传输通道带 宽高达742.5MHz。因此，若不采取措施，这样 的信号无法在一般的通道中传输，更无法在现 有电视的6MHz带宽中传输。
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压缩的可能性、必要性
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数据量非常大之后，除了信号传输有问题外， 信号的存贮也有问题。 在4：2：2编码、8比特量化情况下，一帧 SDTV图像的数据量约为8.6Mb，要记录10分钟 的电视节目就需要130Gb的存储器容量；记录 10分钟HDTV的节目需要891Gb的存储器容量。 可见，若不压缩数据量，就无法在普通的存储 设备上实现数字电视信号的存储。 要实现数字电视信号的有效存储和传输，就需 要采取措施降低其数据量和数码率，也就是说 要设法对数字电视信号进行压缩，通常将这一 过程称为信源编码。 SNG