数字电视原理与应用培训课件

图像压缩层
采用2图像压缩标准
系统复用层 物理传输层
特定的数据被纳入不同的压缩包中，如节目 1图像，节目2声音，或者辅助数据，采用2
系统标准。
确定数据传输的调制和信道编码方案
数字电视原理与应用
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数字电视原理与应用
❖ 如果某个包发生的误码超过8/10
188 byte
个，误码保护失败，误码不能纠正，
这个包的传输差错标志就标记为错 Sync byte 47 hex
误，则解码器不能解码这个包，而
1 bit transport error indicator
要进行误码掩盖。
184 byte payload
4 byte header
PES CRC
extension
33
33
42
22
8
图3.4 的组成
24
8
16
Bit
2系统及其测量-1, 05
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❖ 结构不适合传输，尤其不适合一个数据流中有多个节目的广播应 用。
❖ 而2目标是将6,10甚至20个电视节目或广播节目形成一个复用2 数据流，然后通过卫星、电缆或地面传输。
2系统及其测量-1, 05
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1、数据流
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2包
接收端所需信息
的
2 其他重要细节
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2系统及其测量-1, 05
接收端所需信息
读取当前节目结构 （）
B
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流同步 A
(同步字节)
F
流附加信息()
接收端 所需信息
E
节目同步()
40
C 读取一个节目
()
D 读取一个加扰节目
来确定流的当前结构。
28
2系统及其测量-1, 05
1、数据流
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包
2包
接收端所需信息
的
2 其他重要细节
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2包
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❖ 固定长度188字节，4字节和184字节
4 byte TS header
据流。
❖ 后两个是包长度，说明后面还有多少字节。如果长度为0，表示包大 于64。
6 Byte Header PES header
3 byte start code prefix 00 00 01
Stream ID
max.64 kbyte ＋6
Optional PES header
Max.64kbyte payload
❖ 因此，包再分成固定长度的更小的包，即包( )：
❖ 188字节长 数据
4个字节的头
184个字节的包
PES header
PES header
Payload unit start indicator=1
Packetized elementary system Transport stream
4 byte TS header
V
A
V
V
: 1 2 2
图3.5 包的复用
❖ 1，视频包与音频包复用，最大码率为1.5，用于。
26
2系统及其测量-1, 05
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❖ 2的包长188字节，包含所有节目的所有数据。 ❖ 由于码率不同，2 流中不同流的包出现频率不一样。 ❖ 每个节目有一个编码器对所有流编码，产生，并将包打包成包。 ❖ 每个节目的码率通常约2～8，但由于节目内容随时间变化，视/音频
var. length up to 64 kbytes
PES packet PES header
图3.3 流 20
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Video PES Audio PES Data PES
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1、数据流
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❖ 压缩后所有流被打成不同长度的包，叫做( )。
❖ 根据不同时刻视音频内容的不同，压缩比也时刻变化，就需要有不 同长度的数据包。
MPEG-2 Multiplexer
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❖ 一个流中通常有6,8,10甚至20个节目组成。 ❖ 码率在传输过程中可变，但总码率必须保持不变。 ❖ 一个节目可以包括视频和音频，或单纯音频或单纯数据，结构
灵活可变。 ❖ 流中包含一些“表”来描述组成结构，解码器可以利用这些表
1.5Mbit/s
A D
16 bit Up to 768kbit/s
15~20kHz BW
32/44.1/48kHz 音频采样频率
图3.2 视频和音频信号
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2系统及其测量-1, 05
1、数据流
❖ 视频信号压缩到1(1)和2～6(2) ❖ 音频信号压缩到100～400 ❖ 压缩后的视音频信号称作( )流，包括： ❖ 视频流 ❖ 音频流 ❖ 数据流——任何类型的压缩或未压缩数据
184 byte payload
图3.6 2 包组成 25
Payload Unit start Indicator=1
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❖ 对包再进行复用：
❖ 先复用同一个节目的包，一个节目可包含一个或多个视频和音 频信号（如不同角度摄像机、不同语言等）。
❖ 所有节目的所有复用数据流再进行复用形成最终的流。
❖ 系统层也可用于传送音视频以 外的数据，如数据。
❖ 系统层描述数据流的整体结构， 实际中具有重要意义。
Right
❖ 原始信号（601）码率270； ❖ 质量的原始数字立体声音频信
号码率为1.5。
Left
A D
16 bit Up to 768kbit/s
15~20kHz BW
32/44.1/48kHz 音频采样频率
❖ 采用的误码保护是－纠错码
2
❖ 调制器中包的188个字节后添加
16个字节()或20个字节()的误码
保护。
2 .
❖ 误码保护是特殊的校验和。
❖ 接收端每个包可以纠正8/10个误 4 byte
码。
header
204 or 208 byte
184 byte payload
16 or 20 byte RS FEC
数字电视基本原理
❖ 视频压缩原理 ❖ 2视频编码部分及其测量 ❖ 2音频编码部分及其测量 ❖ 2系统部分及其测量 ❖ 数字调制基础 ❖ 数字电视中的纠错编码原理
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1、数据流
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❖ 2标准 ❖ 13818-1 系统层 ❖ 13818-2 视频编码层 ❖ 13818-3 音频编码层
184 byte payload
Adaption Field length
Discontinuity indicator
….
5 flags
Optional
Fields Depending
…..
On flags
PCR
8
1
5
42
图3.10 带 的包 36
….. Bit
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2包
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❖ 包的结构和长度与电话和技术采用的异步转移模式类似： ❖ 用于电话的远程网络和局域网的计算机网络中。 ❖ 也采用包结构，每个包53，由5的头和48的组成。 ❖ 2初期考虑利用传输，包的中有一个特殊，实际只有47，因此包的188
正好可以由4个包传送。 ❖ 实际也存在2通过传输。
wk.baidu.com
53 Bytes
5 byte header
2
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美国的标准是( 先进电视制式委员会)； 欧洲的标准是( 数字视频广播)； 日本的标准是( 综合业务数字广播)。
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数字电视标准层级组成 用户图像层
确定图像的形式，包括像素阵列，幅型 比和帧频
1、数据流
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2包 接收端所需信息
的 2 其他重要细节
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❖ 所有流首先被打包成不同长度的包，通常为64。 ❖ 开头为6的头： ❖ 前3个是起始码前缀00 00 01，用于表明一个包的开始。 ❖ 第4个是起始码标志，说明起始码种类，表明中是视频、音频还是数
max.64 kbyte ＋6
6 Byte Header
PES header
Optional PES header
Max.64kbyte payload
,,10’’
PES Scrambling control
11 flags
PES header Data length
Optional Fields Depending on flags
()
2系统及其测量-1, 05
A、流同步
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❖ 2解码器接收到2 流时，首先检测包结构，在流中查找同步字节： ❖ 总是47，总位于包开始位置，固定间隔为188字节。 ❖ 同时满足这两个条件，可以确定同步。 ❖ 如果出现一个字节为47，解码器将检测这个字节前后n倍188字
节的位置是否也是同步字节。 ❖ 如果是，则当前字节为同步字节； ❖ 否则，当前字节只是码流中偶尔出现的47，不是同步字节。
6 Byte Header PES header
max.64 kbyte ＋6
Max.64kbyte payload Optional PES heaer
Stuffing Bytes ,,FF’’
PTS
DTS
ESCR
ES
DSM Trick Additional
Previous
PES
rate
mode
Copy Info
188 bytes
184 byte payload
13 bit packet identifier=PID 1bit transport error indicator
1 byte sync byte = 47 hex
图3.8 2 包
❖ 包含了对包传输过程非常重要的信息： ❖ 第一个字节是同步字节 ❖ 固定值47，在流中的间隔也固定。 ❖ 码流中其他位置也可能出现47，因此同步字节利用固定数值和固定间
隔两方面联合实现同步。
❖ 解码器在接收到5个包后开始同步。
❖ 同步字节后的一个比特是传输差错标志
❖ 由解调器在传输信道末端设置
❖ 例如错误太多无法利用误码纠正机制进行恢复的情况。
❖ 13的( )
❖ 描述该包中的内容以及该包属于哪个流。
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2系统及其测量-1, 05
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2包
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188 byte
图3.9
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2包
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❖ 有时包的头长度必须大于4个： ❖ 包头扩展到中，长度相应缩短，但总包长度仍是188。 ❖ 扩展的包头称作“ ”。 ❖ 在4的包头中由 标志是否有 。
4 Byte Header
header
188 byte
Optional Adaptation field
❖ 每个视频包有一个或几个压缩视频帧 ❖ 每个音频包有一个或多个压缩音频信号段
❖ 每个包最大64，由头和净负荷数据组成： ❖ 包含了16位指示包的长度 ❖ 包含压缩视频/音频流或纯数据流 ❖ 视频包的长度某些情况下可大于64，此时包头()中包长度指示为0，
解码器要利用其他机制找出包的终止处。
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2系统及其测量-1, 05
48 byte payload
188 byte MPEG-2 TS packet
47 byte payload
5 byte header
图3.11 包 37
47 byte payload
47 byte payload
4 ATM cells 1 byte spec. information
47 byte payload
数字电视原理与应用
上海交通大学
课程安排
数字电视原理与应用
1
数字电视概述
•电视技术的发展历程 •模拟电视原理 •数字电视的发展
2
数字电视基本原理
▪视频压缩原理 ▪MPEG-2视频编码及测量 ▪MPEG-2音频编码及测量 ▪MPEG-2系统及其测量 ▪数字调制基础
3
数字电视相关标准
•DVB-S标准及相关测量 •DVB-C标准及相关测量 •OFDM技术 •DVB-T标准及相关测量 •ATSC和ISDB-T标准及其 测量 •我国的数字电视标准
和数据总码率可以是固定或变化的，称为统计复用。
❖ 所有节目的流再复用成一个总的流，最大约40。
Video 1 Audio 1 Video 2 Audio 2 Video 3
Audio 3
Encoder Encoder Encoder
Program 1
Program 2
Program 3
图3.7 2 流的复用 27
PES packet length
图3.4 的组成
❖ 然后是可选头 ❖ 最后是实际传送流的净负荷数据()
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2系统及其测量-1, 05
数字电视原理与应用
❖ 可选头： ❖ 头的可选扩展，根据当前传送流的要求设置。 ❖ 由12个比特的11个标志来控制可选头中包含哪些字段，其中有( )和( )，
这对视/音频同步非常重要。 ❖ 最后可能有填充字节。