数字有线电视技术概览PPT课件

MPEG-2关键技术环节
1、离散余弦变换DCT 2、量化器 3、之型扫描与游程编码 4、熵编码(霍夫曼编码） 5、信道缓存 6、运动估计 7、运动补偿
视频压缩图解
图像处理的层次
Sequence(视频序列）
Picture Size, Frame Rate, Maximum Bit Rate, Buffer Size, User Data, Display Format, Scalability
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
Block (normally 8x8 pixels)（块）
Discrete Cosine Transfer (DCT) Coefficients
4:2:2和4:2:0
4:2:0
4:2:2
• 4:2:2，图像质量高，码率高，用于节目源传输
• 4:2:0，数码率低，用于节目分配
I帧、B帧和P帧
• I帧（Intra Frame）:
• 数字电视在电视信号的获取、处理、传输和接收 的过程中使用数字信号的，称为数字电视系统。 这里数字电视信号可以是直接生成的数字电视信 号，如动画、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；也可以是经处理的数字电视信号， 如MPEG格式的压缩数字电视信号。
– 节省存储空间 (例如：存在计算机硬盘上的文件) – 减少传送时间 (例如：通过电子邮件发送文件) – 提高信道的利用率 (例如：卫星电视广播)
• 怎么压缩？
– 去除无用信息和冗余信息 – 有损压缩，无损压缩
图像压缩的目标
• 保留所有图像信息 • 去除所有冗余信息 • 高效传输数据 • 最小时延 • 最小复杂性
(Profiles)”。 • “级”与“类”的若干组合构成MPEG-2视频编
码标准在某种特定应用下的子集：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。 • 用于数字有线电视传输采用MP@ML
MPEG-2适用点
Level
High High1440 Main
Low
Slice（像条）
Set of macroblocks
Macroblock (normally 16x16 pixels)（宏块）
Set of luma and corresponding chroma blocks Coding Method, Quantization, Motion Vectors
数字有线电视技术概览
主要内容
数字电视概述 MPEG 基础 数字有线电视系统 有条件接收技术 交互电视中间件
一、数字电视概述
模拟电视和数字电视
• 模拟电视系统，在电视信号的产生、处理、记录、 传送和接收的过程中，使用的都是模拟信号，即 在时间上和幅度上连续变化的信号；
• 数字信号，则是在时间和幅度上都经过离散化的 信号。
– 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
Profile: Frame Types Croma Sampling:
数字技术的优势
1. 传输过程中产生的失真和噪声不积累，抗干 扰能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ强，传输质量高；
2. 节省传输带宽，增加电视节目数量； 3. 易于实现加密和各种信息的复用传输,在条件
接收方式下增加利润； 4. 易于用数字技术实现对多径反射回波（重影）
的抑制； 5. 可与计算机连接，提供新的交互式应用； 6. 容易大规模集成，提高性能价格比。
Group of Pictures (GOP)（图像组）
Random Access Point, SMPTE Time Code
Picture（图像）
Basic display unit Picture Type & Structure, Temporal Reference, Buffer Fullness
MPEG-2标准组成
• MPEG-2 标准目前分为9个部分，统称 为ISO/IEC13818 国际标准。
– ISO/IEC13818-1，System：系统，描述多 个视频，音频和数据基本码流合成传输码流 和节目码流的方式。
– ISO/IEC13818-2，Video：视频，描述视频 编码方法。
– ISO/IEC13818-3，Audio：音频，描述与 MPEG-1音频标准反向兼容的音频编码方法。
– ISO/IEC13818-4，Compliance：符合测试， 描述测试一个编码码流是否符合MPEG-2码 流的方法。
– ……
MPEG-2的主要思想
• 基于工具箱方式 • 分“级”和“类”（Levels & Profiles）
的规范 • 高级别包含低级别的特性 • 只指定了数据流的格式和解码方法 • 具体编码过程由编码器制造商决定
数字技术使有线电视运营商可以……
• 充分利用现有的频道资源 • 从节目内容和广告中获取更丰厚的收入 • 吸引更多的用户 • 为客户提供多种新的服务 • 方便实现有条件接收
二 、MPGE-2 基础
数字电视的关键技术——视频压缩
• 什么是压缩技术？
– 用比原始信息少的数据量再现原始信息
• 为什么要压缩?
• 传送顺序 I1 P4 B2 B3 P8 B5 B6 B7 …… • 显示顺序 I1 B2 B3 P4 B5 B6 B7 P8 ……
MPEG-2级（levels）和类(Profiles)
• MPEG-2视频编码标准是一个分等级的系列； • 按编码图像的分辨率分成四个“级(Levels)”； • 按所使用的编码工具的集合分成六个“类