国标地面数字电视中信源编码选择探讨
我国数字电视标准
编码产生的比特流要转换成均匀的nQAM（n：星座点数）
符号流。标准包含64QAM、32QAM、16QAM、4QAM和
4QAM-NR等五种符号映射关系。
各种符号映射加入相应的功率归一化因子，使各种符号
映射的平均功率趋同。
电 视 技 术 第九章
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64QAM 星 座 映 射
100000
100001 100011
9.2 我国数字电视标准
9.2.1 信源编码标准 9.2.2 地面广播 9.2.3 卫星广播 9.2.4 有线广播
电 视 技 术 第九九 章
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9.2.1 信源编码标准
1.数字演播室标准
（1） 主要标准
GB/T 14857-93《演播室数字电视编码参数规范》、GY/T 155-2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数》和 GY/T 156-2000《演播室数字音频参数》等。
该系统具有适应广播电视服务的可扩展功能，可以根据 应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数，并 支持多业务混合模式，以达到业务特性与传输模式的匹配， 实现业务运营的灵活性和经济性。
2.原理框图
数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码
流到地面电视信道传输信号的转换。
电 视 技 术 第九章
数变换
变换域中的 帧内预测
AVS 8×8整数变换
基于8×8块， 5种亮度信号 预测模式， 4种色度信号
预测模式
电 视 技 术 第九章
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续表
运动 补偿块
大小
16×16 16×8
运动矢量 精度
1/2像素
16×16 16×8 8×16 8×8 8×4 4×4
电视中心视音频信号编码标准及解读
电视中心视音频信号编码标准及解读2023-10-26•电视中心概述•视音频信号编码标准•电视中心视音频信号处理流程•电视中心视音频信号编码标准解读目•电视中心视音频信号编码标准的未来发展录01电视中心概述电视中心是电视台的核心设施，负责电视节目的采集、制作、播出和传输。
它承担着为观众提供高质量、多样化的电视节目的任务，以满足不同人群的需求。
电视中心的作用电视中心通常由演播室、编辑制作室、播出系统和传输系统等组成。
演播室是进行现场直播或录制节目的场所，配备先进的灯光、音响和视频设备。
编辑制作室负责对节目素材进行剪辑、特效处理和声音合成等。
播出系统负责节目的实时播出，通常采用自动化播出系统以提高效率和准确性。
传输系统负责将节目信号传输到发射台或有线电视网络。
电视中心的组成1电视中心的发展历程23电视中心的发展经历了从模拟信号到数字信号的转变，从标清到高清再到超高清的升级。
随着技术的不断进步，电视中心的设备不断更新换代，功能也逐渐丰富多样。
目前，电视中心正朝着网络化、智能化和虚拟化的方向发展，以适应新媒体时代的需求。
02视音频信号编码标准03压缩比衡量压缩算法效率的重要指标，比值越大，表示压缩后的数据量越小。
视音频编码的基本概念01视音频编码是一种将原始的视音频信号转化为数字信号的过程，便于存储和传输。
02压缩算法视音频编码的核心是压缩算法，通过去除冗余信息、优化数据结构等方式，实现信号的压缩。
常见的视音频编码标准H.264是一种先进的视频编码标准，具有高压缩比、低码率等优点，被广泛用于高清视频、网络直播等领域。
AVS中国自主研发的视频编码标准，具有自主知识产权，适用于高清晰度电视、网络电视等。
MPEG一种国际标准的视频压缩编码技术，广泛应用于数字电视、DVD、网络流媒体等。
匹配应用场景不同的编码标准适用于不同的应用场景，需要根据实际需求选择合适的编码标准。
兼容性选择被广泛接受的编码标准，以确保与其他设备或系统的兼容性。
数字电视信号的编码与解码技术
数字电视信号的编码与解码技术摘要：数字电视信号的编码与解码技术是数字电视领域的重要研究方向。
本文旨在探讨数字电视信号的编码与解码技术的原理、应用和发展趋势。
通过对数字电视信号的基本概念、编码原理和解码技术进行介绍和分析，揭示数字电视信号处理的关键问题和挑战。
关键词：数字电视信号；编码技术；解码技术；应用；发展趋势引言：随着科技的不断发展和人们对高清晰度、多媒体内容需求的不断增加，数字电视的应用已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
数字电视信号的编码与解码技术是数字电视系统中的核心环节，直接影响着数字电视信号的传输质量和观看体验。
因此，研究数字电视信号的编码与解码技术具有重要的理论和实际意义。
一、数字电视信号的基本概念数字电视信号是指利用数字技术将电视信号进行编码和传输的信号。
相比于传统的模拟电视信号，数字电视信号具有许多特点和优势。
同时，数字电视信号也有其基本的结构和组成要素。
1.1 数字电视信号的特点和优势高清晰度：数字电视信号具有更高的分辨率和图像质量，能够呈现更清晰、更详细的图像。
多声道音频：数字电视信号支持多声道音频，可以提供更丰富的音效体验。
数字化传输：数字电视信号通过数字化的方式传输，能够减少传输中的信号损耗，提供更稳定的信号质量。
压缩编码：数字电视信号采用压缩编码技术，可以将信号压缩为更小的数据流，提高信号传输的效率和带宽利用率。
多频道选择：数字电视信号可以同时传输多个频道，用户可以从更多的节目选择中进行观看。
1.2 数字电视信号的基本结构和组成要素视频编码：数字电视信号中的视频部分通过视频编码技术进行压缩和编码，常用的视频编码标准有MPEG-2、H.264等。
音频编码：数字电视信号中的音频部分通过音频编码技术进行压缩和编码，常用的音频编码标准有MPEG-2 Audio、AAC等。
传输信道：数字电视信号通过有线、无线或卫星等传输信道进行传输，以确保信号能够到达用户的接收设备。
解码器：接收数字电视信号的设备需要进行解码，将编码后的信号解析为视频和音频信号，以供显示和播放。
PPT5-4 数字有线电视的信源编码技术
GOP头，包括了时间信息，但这一信息并不是解码中实际使用的信息，即
便丢失，解码也可以继续进行。分成图像组的一个目的是在同一序列内可 随时进入不同的图像。 一般情况下0.5s内必须传一次I帧，因此对于PAL制，一个GOP通常包含 12帧，常见的结构为IBBPBBPBBPBB.由于B帧为未来帧，作为预测参考帧
的事件分配短字码，给使用概率小的事件分配长字码，最大限度地提高编
码效率。
20
MPEG-2的编码流程 ①输入一个I帧、P帧或B帧；
②在B帧或P帧的情况下进行运动预测补偿； ③进行88像素的DCT变换； ④变换系数被量化； ⑤完成变字长编码，实现比特率的缩减。 MPEG-2的解码流程是MPEG-2的编码流程的反过程。
逐行扫描的图像只能是帧格式，隔行扫描的图像可以使帧格式，也可以使
场格式。
9
像条层
图像层下面是像条层(slice)。每一个像条包括一定数量的宏块，其顺序和
行扫描顺序一致。像条可以从一个宏块行(16行宽)的任何一个宏块开始。 在MPEG-l中，像条可以包括多个宏块行，但在MPEG-2MP＠ML中一个 像条必须在同一宏块行中起始和结束。 一个像条至少应包括一个宏块。
像条是最低的比特流级别，即一旦因误码失步可以根据起始码重新同步。
起始码对以上各层都是相同的。
10
像块层
在 MPEG-2 中，块“Block”可以是 8×8 样值，既可称为像块，也可以
是8×8 DCT系数或重组数据，这时应称为系数块或数据块。它是亮度信 号、两个色差信号之一。 所有上述各个层次都与一定的信号处理有关。如视频序列实际上是 节目的随机进入点；而GOP则是视频编辑的随机进入点；图像（或帧） 是编码处理的单位；像条是用于同步的单位；宏块是运动补偿处理的单 位；像块则是DCT处理单位。
数字地面电视广播系统中DVB-T信道内编码解码的研究
（ 三 ）内纠错 码。数字通信 系统中 的纠错编 码技术 能提 高通信 的可靠性 ，所 以 自它 出现 以来 一直受到世 界各 国科研 人员 的广 泛关注 。在编 码过程 中，通 过给所传输 的信息设置 附加 的校验位 ，即增加 其冗 余度 ，使 原来 无规律或规 律性不 强的一组信 息具有某种 相关性 ；接收信 息时再依据这 种相关 性译码 ，使编码 信息具有检 测或纠错 性能，而用来检测 或纠 错 的冗余码被称为纠错码。 （ 四）内交织编码 。卷 积交织提 高了系统的纠错 能力， 特 别是对冲激 噪声的纠错 能力 。卷积交织 放在外层 ，称 为外 交 织，在 Ｄ Ｖ Ｂ — Ｔ系统 中还有一层 内交织 。内交织分成两部分 ， 部分是基于块 交织的 比特交织 。另一部分 是基于随机交织 的符号交织 ，符 号交织在频域进 行， 以增 强抗 频率选择性 失 真 的能力 ，所 以又 叫频率交织 。 Ｄ Ｖ Ｂ — Ｔ在 ８ Ｍ Ｈ ｚ射频 带 宽内设置 １ ７ ０ ５（ ２ Ｋ模式 ）或 ６ ８ １ ７ （ ８ ｋ模式 ）个载波 ，将 高码 率的数据 流相应 的分解 成 ２ Ｋ或 ８ Ｋ路 低码率 的数据流 ，分 别对每个 载波进行 Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ 、１ ６ Ｑ Ａ Ｍ 、 ６ ４ Ｑ Ａ Ｍ调制。 （ 五 ）幅 度相位 映射 。将 由 ２比特 ，４比特和 ６比特构 成的字符，依据 Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ ，１ ６ Ｑ Ａ Ｍ和 ６ ４ Ｑ Ａ Ｍ 三种 不同的调制方 式， 进行幅度和 相位 的影射 。系统 中采用 的星 座映射方 式有多种 选 择：Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ ，１ ６ Ｑ Ａ Ｍ ，６ ４ Ｑ Ａ Ｍ等。Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ每次调制可传输 ２个信 息 比特 ，这 些信息 比特 是通 过载波 的四种相位来传 递的，接 收端根据星座 图及接收到 的载波相位来判 断发送端发送 的信 息 比特 。Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ调制只利 用了载波的相位信 息，当星 座点较多 时 ， 星 座 点 之 间 的 最 小 距 离 就 会 很 小 ，非 常 容 易 受 到 噪 声 干 扰 的影 响 。 （ 六 ）保 护 间 隔插入 。我 们 知道 由于 无 线环 境 的复 杂 性 ，必然会产生 反射波 的干扰 以及来 自多个 发射机 的多波 效 应 。为 了克服 该多波效应 ，我们 可 以插入 保护 间隔，将 每一 帧最 后一个字符 进行重复 ，重 复长度可 以是有 用字符长 度的 １ ／ ４ 、Ｉ ／ ８ 、１ ／ １ ６ 和 １ ／ ３ ２ ， 以防止 由于多路反射 造成第 Ｎ ＿ １个 字符 与第 Ｙ个字符 的重叠， 即避 免码 间干扰 。加 入保护 间隔 后 ，只要反射波 与直达波之 间的延时差不超 过保护 间隔期， 就不会 发生符号 问干扰 ，而本符 号的反射波将 增强直达波 的 接 收功率 ，带来 增益。保护 间隔减小 了多径 传输 的影 响，付 出的代价是 降低 了数据传输速率 ，带宽效率 （ ｂ ／ ｓ ／ Ｈ ｚ ）下 降， 信 噪 比有 所 术及 信道 特 性
数字电视 第5章 信道编码
η＝k/n＝k/(k+r)
17
4.码重和码距 在分组编码中，每个码组内码元“1” 的数目称为码 组的重量，简称码重。 每两个码组间相应位臵上码元值不相同的个数称为码 距，又称为汉明距离，通常用d表示。对于(n，A)分 码组，许用码组为2“个，各码组之间的码距 5.最小码距与检错和纠错能力的关系 最小码距d0的大小与信道编解码检错纠错能力密切相 关。
2
5.1 概
论
5.1.1 信道编码的作用 信道编码一般有下列要求： (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)对数字信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输 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； (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
2/ H矩阵各行是线性无关的。 行数---监督元的个数r 列数---码组长度 n
29
3/
H C O ,
T T
即H阵与编码码字的转臵乘积为0，可用来作为判 断接收码组是否错的依据。 利用监督方程，我们可以对线性码的封闭性加以证明 设监督方程A1、A2均为线性码集合中的许用码 组，因此有 A1 H T 0 A2 H T 0 令两许用码组相加
5
5.1.3 误码的产生及误码率与信噪比的关系 1.二元码的误码产生 不归零二元码传输过程中受噪声影响产生误码的情况。
6
2.误码率与信噪比的关系
(1) 误码率
数字信号传输系统中，误码的轻重程度通常以误码率
(误比特率BER或误符号率SER)衡量，它表示为单位时
第28讲 数字电视信号的信源编码
27
电 视 技 术 • 1．I，P和B编码图像
– (1)帧内编码图像(Intra Picture)
– (2)前向预测编码图像(Predicated Picture)
– (3)双向预测编码图像(Bidrectional Picture)
28
电 视 技 术
• 2．编码原理
• •
(1)帧重排 (2)当输入的第一帧作为I帧图像进入 图4-8所示的编码器中时，开关K1，K2和 K4在上方，K3 在左方。 (3)当P4作为P帧进入编码器时，开关 K1，K2和K4切换到下方，K3还在左方。
含有30，000个沿着基底膜排列的多列绒 毛细胞，每列大约32mm长，这就是所说 的螺旋器。
41
电 视 技 术
•
Bark( 以 德 国 的 物 理 学 家 Geory
Heinrich Barkhausen的名字命名的)是感
知频率的单位。我们用Bark来度量临界
频带的比值，一个临界频带具有一个
Bark的宽度，1/100Bark相当于1美。 • 音调定位理论进一步解释了基底膜的 作用。16电 视 技 术•
第三部分音频(ISO/IEC13818-3)，扩 充了MPEG-1的音频标准，使之成为多通 道音频编码系统，可达到的环绕声5.1声 道。
– (2)兼容性
•
MPEG-2以空间和时间可分级方法提 供空间和时间不同分辨率视频格式之间 的兼容。
17
电 视 技 术
– (3)MPEG-1与MPEG-2的区别
图像专家组的英文缩写。
10
电 视 技 术
– MPEG-1
•
MPEG专家组于1992年制定了MPEG-1 标准。标准的文件编号为ISO/IEC11172。 MPEG-1主要包括三个部分：
地面数字电视国家标准DTMB技术解读分析
地面数字电视国家标准DTMB技术解读分析摘要：文章以地面数字电视国家标准DTMB技术为中心，通过对地面数字电视国家标准DTMB介绍，及时对相关技术详细解读研究，目的在于提高地面数字电视国家标准DTMB相关技术的应用效率。
关键词：地面数字电视；输入TS码流格式；随机化处理；前向纠错编码地面数字电视国家标准DTMB技术的深入解读分析，能够为广电行业发展创造更多机会，并且实现数字电视技术的创新升级。
数字电视作为基础公共服务建设内容，其传输方式主要涉及到三种类型，第一种为有线数字电视，第二种为卫星数字电视，第三种为地面数字电视。
相较于其他两种，地面数字电视类型不管是从成本方面还是从使用推广方面都具有更多优势。
同时在一定程度上能够有效规避自然灾害，对于建筑施工或者其他因素影响较小。
广播电视建设范围不断扩展，但是我国并没有实现广播电视无线传输的全覆盖。
通过对地面数字电视国家标准DTMB技术分析，为带动广电行业发展以及资金充分利用，以及完善公共服务建设创造有利条件。
一、地面数字电视国家标准DTMB介绍地面数字电视传输DTMB技术在我国的发展首次出现是在2001年，通过对地面数字电视进行了全方面测试，并且及时制定了相关的电视标准建议书，随即将其投入至深圳、上海等城市进行了试点，经过不断改进与完善，2006年正式颁布关于地面数字电视国家标准DTMB，标准文件为GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》[1]。
经过对地面数字电视国家标准DTMB技术分析，及时对标准进行修订，为了保证修订的全面性与准确性，清华大学作为主要承接单位，加大对DTMB技术的研究，并且以已有情况进行测试创新，取得十分显著的技术成果，增加了仿真系统环节，根据地面数字电视国家标准DTMB技术需要，及时检验软硬件情况，创建了软硬件验证平台，由此地面数字电视国家标准DTMB得到改进。
当前我国地面数字电视国家标准已经非常完整，并且成为第四个国际电联的指导标准[2]。
电视中心视音频信号编码标准及解读
扫描（行、场扫描） 各像素的信息不是同时传送，而是按时间顺序经过惟一的一条 传输通道先后传输的，通常是沿着行的方向由左至右连续扫描 每个像素；（行扫描）
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黑白电视信号
图像信号的产生：
扫描（行、场扫描） 每帧画面有625行，每帧画面分两场垂直扫描，即分为奇数场 和偶数场；（场）
同步（行、场同步信号） 为了使收、发两端扫描完全同步，发送端要给接收端提供同步 脉冲信号。分别有行同步脉冲和场同步脉冲。
即先按顺序隔行扫描第一场整幅画面（称为奇数场）后，再按顺序扫描 第二场整幅画面，从而完成一幅完整画面的摄像或显示。
在电视技术中，1幅完整画面称为1帧；而从第一场有效行构成的画面
称为奇数场；第二场有效行构成的画面称为偶数场。我国采用每秒25帧 （即每秒50场）、每帧625行的所谓“625/50扫描标准”。为了避免处理
14
彩色电视信号的产生
三基色原理： 自然界几乎所有的颜色都可以用红、绿、蓝三种互为独立的基色按一定 的比例混合得到；
三基色原理是对颜色进行分解与合成的重要原理，它为彩色电视技术奠 定了理论基础，简化了电视信号传送处理，有了三基色原理，只需要将 要传送的颜色分解为三基色(红、绿、蓝)，再分别以对应的一种电信号 进行传送处理即可。
家庭用户
有线广播 卫星广播
地面广播 电视信号传输
IPTV分发平台
3
电视中心技术
从上图我们看到：
电视传输系统
电视技术中心 这一过程，是场景还原给观 众。从现场的光信号转为电 视信号，在接收端，将电信 号还原为屏幕上的光信号。 家庭用户
4
模拟电视信号
•
• • •
数字电视信源编码的主要技术与标准
数字电视信源编码的主要技术与标准【摘要】:本文介绍了有关数字电视信源编码的一些主要技术和标准,包括数字演播室标准ITU--601,压缩编码的基本原理和方法,图像压缩编码标准H261,JPEG和MPEG,以及作为数字电视信源编码标准输出的MP EG--2码流的形成。
准数字电视和数字高清晰度电视在内的数字电视体系的开发研究正加紧进行。
美国已完成称为GA的数字高清晰度电视的标准制定及其进入实用的时间表，欧洲则在开发独立的数字电视方案，并制定了数字电视广播DVB的标准。
这一切都是以数字电视信源编码的一系列技术与标准的成熟为基础的。
信源编码作为数字电视系统的核心构成部分，直接决定了数字电视的基本格式及其信号编码效率，决定了数字电视最终如何在实际的系统中实现。
一.数字电视的信源编码一个完整的数字电视系统包括数字电视信号的产生、处理、传输、接收和重现等诸多环节。
数字电视信号在进入传输通道前的处理过程一般如图1所示：电视信号在获取后经过的第一个处理环节就是信源编码。
信源编码是通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，以达到压缩码率和带宽，实现信号有效传输的目的。
信道编码是通过按一定规则重新排列信号码元或加入辅助码的办法来防止码元在传输过程中出错，并进行检错和纠错，以保证信号的可靠传输。
信道编码后的基带信号经过调制，可送入各类通道中进行传输。
目前数字电视可能的传输通道包括卫星，地面无线传输和有线传输等。
信源编码的目的是通过在编码过程中对原始信号冗余度的去除来压缩码率，因此压缩编码的技术与标准成为信源编码的核心。
九十年代以来，各种压缩编码的国际标准相继推出，其中MPEG－2是专为数字电视《包括标准数字电视和数字高清晰度电视》制定的压缩编码标准。
MPEG－2压缩编码输出的码流作为数字电视信源编码的标准输出码流已被广泛认可。
目前数字电视系统中信源编码以外的其他部分，包括信道编码，调制器，解调器等，大都以MPEG－2码流作为与之适配的标准数字信号码流。
编码器相关参数设置分析
编码器相关参数设置分析冯清华（作者单位：四川省广播电视发射传输中心）摘 要：编码器设置参数：包括码率大小、时延量值、GOP 组数值、VBR/CBR 选择，这些参数的设置是否正确，对图像质量和网络特性有较大影响。
本文使用了一些比较典型的分析方法，着重讨论了编码器参数设置的合理性，技术人员可在实际工程中参照本文方法，解决编码器参数设置问题。
关键词：编码器；带宽；码率；时延；GOP 组；VBR/CBR１ 概述在地面无线数字电视传输覆盖网络中，编码器是图像质量的核心设备，用于压缩、产生指定格式的数字基带信号。
由于相关专业文献及书籍缺乏对这些参数具体设置值的具体叙述，因此，工程实际使用上很容易出现参数设置随意性，造成图像质量不佳，图像实时性变坏，信号中断后恢复时间过长，附加比特率增加使节目套数减少等诸多问题。
本文从图像质量的主观评价入手，分别对码率大小、时延量值、GOP 组数值、VBR/CBR 选择的合理性进行了分析和计算，最后对一个特定网络进行了验证。
２ 编码器码率设置合理性编码器对每套节目的设置范围通常为1.2～15 M （AVS），码率设置太小，图像质量会变差，码率设置过大，会超出带宽的限制范围。
因此码率设置既要满足质量要求又要满足带宽限制要求。
码率大小应以主观图像评价为准。
《电视图像质量主观评分方法学》ITU—R BT.500-7建议书确立了电视设备、系统工程性能调试和验收的基本方法。
为了使主观评价分级和可量化，本文拟定了一种图像分级量化的连续刻度、尺度评分标准，分级精度为0.05分。
该办法用于比较编码器输出图像质量和原始质量的差别或下降的程度，如表1。
为了解决一组（多人）观察人员不同评分所带来的评价差异化问题，数据统计采用了置信区间数据统计办法，对合格和不合格的判定标准借鉴了相关专业测试报告的推荐意见。
计算公式如下： 平均值()∑==NI XiN X E 11 标准差)()(22x E x E S −= 取α=0.05，975.02-1=α，查标准正态分布数值表，当(x )=0.975 x =1.9695%的置信区间为: ()()+−1596115961S .x E S.x E ，判定标准：8个序列中至少6个序列≤12%，其余序列≤20%实验内容：取八个图像序列，两个容易，两个较容易，两个较难，两个很难来代表一套节目的普遍情况。
数字电视信号的信道编码与调制
数字电视广播系统具有抗干扰能力强、信号稳定性高、传输 容量大等优点，能够提供更好的视听体验，同时也为电视节 目的互动性和多媒体应用提供了更多可能性。
卫星通信系统的应用
卫星通信系统利用信道编码与调制技 术，实现了大范围、远距离的信号传 输，广泛应用于广播电视、远程教育 、网络通信等领域。
如深度学习、神经网络等技术在信道编码和解码中的应用。
03
绿色通信技术
随着能源问题的日益严重，绿色通信技术成为未来的重要研究方向，数
字电视信号的信道编码与调制也需要关注节能减排和环保问题。
THANKS
感谢观看
信道编码的性能评估
误码率
01
误码率是衡量信道编码性能的重要指标，它表示在传输过程中
出现错误的概率。
频谱效率
02
频谱效率是指单位频谱内传输的信息量，是衡量信道编码性能
的重要参数之一。
计算复杂度
03
信道编码算法的计算复杂度也是评估其性能的重要因素之一，
计算复杂度越低，实现起来越简单。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
03
数字电视信号的调制
物联网技术的发展为数字电视信号的 信道编码与调制提供了更多的应用场 景，如智能家居、智能交通等。
未来研究方向与展望
01
跨学科研究
数字电视信号的信道编码与调制需要与通信、计算机、物理等多个学科
进行交叉融合，以实现更高效、更可靠、更智能的传输技术。
02
人工智能技术的应用
人工智能技术在数字电视信号的信道编码与调制中具有广阔的应用前景，
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)：QAM是一种结 合幅度和相位变化的调制方式，它可以在有限的带宽内传输更高 容量的数据。
毕业设计论文(中国数字电视地面广播标准LDPC码)
摘要纠错编码技术是移动通信、卫星通信、光纤通信和磁盘存储等系统中的关键技术之一。
其中，由Gallager在1962年首先提出的低密度奇偶校验码(LDPC)码，在沉寂了多年之后，受到Turbo码的启发，Mackey和Wiberg等人对Gallager码重新进行了研究发Gallager码优异性能，LDPC码再次成为通信技术研究的热点。
LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码，研究结果表明，采用迭代的概率译码算法，LDPC码可以达到接近香农极限的性能。
本论文较为系统的介绍了LDPC码的构造、编码和译码。
重点是LDPC码的译码算法和其在数字电视系统中的应用。
本文首先研究了LDPC码理论基础，例如图结构、线性分组码。
之后介绍了几种构造方法，包括Mackay随机构造、有限几何的EG构造，以及相应的编码算法。
并通过Matlab在AWGN信道下对LDPC码进行了仿真，测试其性能。
关键字：LDPC码；BP译码；Tanner图；EG码；稀疏矩阵；数字电视地面广播ABSTRACTError-correcting codes are widely used in many fields, such as mobile communication, satellite communication, and so on. …Low-Density Parity codes (LDPC)‟, one kind of Error-correction codes, is defined in terms of very sparse matrices, and can be decoded by iteration algorithms. It was first investigated in l962 by Gal1ager, but appeared to have been 1argely forgotten. Mackey and Wiberg rediscovered its excellent property of achieving information rates up to the Shannon limit, after the extreme success of Turbo codes. LDPC code is a kind of sparse calibration matrix linear block code, the results show that the probability of iterative decoding, LDPC code can be achieved close to Shannon Limit performance.This paper has systematic introduced the structure, encoding and decoding of the LDPC code. This paper is focused on the decoding algorithms of the LDPC code and its digital television system applications. Firstly, this paper research on the theoretical foundation of LDPC codes, for example, maps the structure, linear block codes. After several tectonic introduced, including the Mackay random structure, the EG limited geometric structure, and the corresponding coding algorithm. And then, through Matlab in AWGN channel under the LDPC codes for the simulation to test its performance.Keywords: LDPC; BP decoding; Tanner graph; EG-LDPC; sparse matrix; Terrestrial Digital TV目录第一章绪论 (1)1.1信道编码 (1)1.2 LDPC码的特点和研究情况 (2)1.2.1 LDPC码的特点 (2)1.2.2 LDPC码的研究现状 (3)1.3 中国数字电视地面广播标准 (4)1.3.1中国数字电视地面广播标准系统介绍 (4)1.3.2 中国数字电视地面广播标准的方案DMB-TH (5)第二章 LDPC码的理论基础 (7)2.1线性分组码 (7)2.2 LDPC码的图结构 (7)2.2.1 树 (7)2.2.2 Tanner图 (8)2.3 LDPC码的分类 (10)2.3.1 规则码和非规则码 (10)2.3.2 二元域和多元域的码 (11)第三章 LDPC码的编码与译码 (12)3.1 LDPC码的构造 (12)3.1.I Gallager的构造方法 (12)3.1.2 Mackay的构造方法 (12)3.1.3 PEG(progressive edge-growth)码 (13)3.1.4 几何构造方法 (13)3.2 编码原理 (14)3.2.1 高斯消去法 (14)3.3 LDPC码的译码 (15)3.3.1 LDPC码的概率译码算法 (15)第四章A WGH信道下的仿真结果与分析 (17)4.1 AWGH信道模型的建立 (17)4.2 LDPC码仿真结果及分析 (17)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章 绪论本章首先介绍信道编码理论和LDPC(LOW －Density Parity CODE)码的研究现状，然后概述数字电视标准的发展，最后给出本论文的主要内容和结构。
数字电视技术 第2章 信源编码
第2章 信源编码
3. 游程编码
游程编码RLC(Run Length Coding)是一种十分简单的压缩 方法，它将数据流中连续出现的字符用单一的记号来表示。游 程编码的压缩率不高，但编码、解码的速度快，因而仍得到了 广泛的应用，特别是在变换编码及进行Z字形(zig zag)扫描后， 再进行游程编码，会有很好的效果。
(2-2)
第2章 信源编码
根据上述法则，对序列s3s3s2s4进行算术编码的过程如下： 第１个符号s3：
C1=C0+A0×P1=0+1×0.011=0.011 A1=A0×p1=1×0.1=0.1 ［0.011, 0.111）
第2个符号s3： C2=C1+A1×P2 =0.011+0.1×0.011=0.1001 A2=A1×p2=0.1×0.1=0.01 ［0.1001, 0.1101）
第2章 信源编码 通常用Q表示量化，用IQ或Q-1表示反量化。量化过程相当 于由输入值找到它所在的区间号，反量化过程相当于由量化区 间号得到对应的量化电平值。 量化区间总数远远小于输入值的 总数，所以量化能实现数据压缩。很明显，反量化后并不能保 证得到原来的值，因此量化过程是一个不可逆过程，用量化的 方法来进行压缩编码是一种非信息保持型编码。通常这两个过 程均可用查表法实现，量化过程在编码端完成，而反量化过程 则在解码端完成。
0.4 0.3 0.2“0” 0.1“1”
0.4 0.3“0” 0.3“1”
0.6“0” 0.4“1”
编码 1 00 011 0100 01010 01011
图2-2 Huffman编码
第2章 信源编码
上述6个符号用普通二进制编码， 每个符号码长三位； 用 霍夫曼编码，
信源编码标准AVS及其在数字电视中的应用
信源编码标准AVS及其在数字电视中的应用[摘要]：信源编码标注avs是我国自主研发完成的第二代信源编码标准，它取代了一直以来国外相关标准垄断的市场状况，让我国数字电视也有了自己的信源编码标准。
本文将探讨信源编码标准对数字电视的重要意义，同时分析国际音视频标准中的亮点，并且介绍avs标准的概况及其在数字电视系统中的应用。
[关键词]：信源编码标准 avs 数字电视前言数字电视等音视频系统与产品已经越多越多的走入人们的生活，在这些产品的使用中需要某些重要的技术标准为支撑，其中最关键的一个就是信源编码标准系统了。
一直以来，我国都没有自主的系统做支撑，我国的数字电视多年来使用的都是国外的相关信源编码标准，其中使用最普遍的是mpeg-2。
随着我过在信源编码标准上研发力度的加大及相关技术水平的不断提升，2002-2003年间我国终于研发出自主的数字音频视频解码技术标准avs（audio video coding standard），它不仅实现了我国在这个领域技术层面的突破，并且avs和目前最新的国际标准相比还具备许多优势，不仅性能十分良好，复杂程度低，相关的软件与硬件的实现成本也很低，avs 的成功研发为我国的音频视频解码技术提供了核心竞争力。
一、信源编码标准对数字电视的重要意义信源编码标准是数字电视中最核心的技术标准，数字电视一半以上的技术问题需要信源编码标准来解决，例如高质量音视频、带宽节省、操作交互、内容交互及特技功能等，这些内容的实现都需要信源编码做技术支撑。
一直以来，市场上最常用的信源编码标准是mpeg-2，在我国还没能自主研发出一套好的标准前，我国数字电视也都是采用的这套标准。
然而，1994年研发使用至今的mpeg-2技术上已经越来越显现出其落后的方面，尤其是它的编码效率越来越多的被人们诟病。
基于这样的市场环境，我国洞察到了良好的市场机遇，于是开始加大研发力度，想要打造出一款新的、性能好的信源编码标准。
试议数字电视中的信源AVS
试议数字电视中的信源AVS一、音视频编解码标准介绍与MPEG-4标准相类似，AVS视频编码标准的技术框架在其性能上更为简洁。
为了能够扩展AVS,系统己经配备了相应的方案，有助于对MPEG-2传输系统进行更好兼容。
AVS标准为音视频编解码标准，其包括了音频、视频、系统。
而音视频编解码标准的整体框架包含的技术模块有：场编码、熵编码器、帧间预测、环滤波器、变长编码、预测、量化、变换。
AVS视频标准的特点有以下几点：1)许可费用低廉，处理方案因指定的技术模块不同而相异。
2)复杂度低，在MPEG-2传输与编辑的基础上，不需要对电视台系统进行改变。
与MPEG-2系统兼容，在HD-VD与HD-TV应用中没有不需要的编码工具。
3)AVS视频标准与H.264编码效果相同，但是比MPEG-2的编码效果要好。
二、数字电视系统中应用AVS标准AVS以我国自主研发和国际技术的双重结合为标准，是一项应用面十分广阔的技术标准。
AVS标准语H.264标准编码效率相当，其拥有更简洁的技术方案，明显降低了系统的经济投入，降低了存储和传输的复杂程度，还节省有线信道资源与无线频谱。
由于釆用了AVS解码芯片和AVS解码器，即是吸纳数字电视系统中AVS标准的应用。
AVS解码芯片是接收机或者数字电视机顶盒的核心芯片。
而AVS编码器则能够将种类不同的输入音视频信号进行压缩，编码压缩成为AVS码流，该码流用于播出数字电视节目。
将AVS应用于数字电视中，传输、播出与制作是数字电视系统的重要环节。
数字电视运营投入的关键部分为传播和制作，采用AVS后，不会对设备的既有投入造成影响，播出节目与传统和制作所釆用的格式没有直接关联。
对播出环节进行修改是AVS唯一的要求，信号调制设备、复用器、编码器共同组成了数字电视播出设备。
电视台或者电视网络若已经幵播了数字节目，那么，编码器的替换是有效使用AVS的途径，除此之外，不需要改变其它设备。
为了能够播出AVS码流，将MPEG-2编码器采用AVS编码器进行替换即可。
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１现 行数字 电视信 源编码 的相关标 准
目前 音 视 频 产 业 可 以选 择 的 信 源 编 码 标 准 有 ５个 ：
ＭＰ Ｇ一 、ＭＰ Ｇ一 、 Ｈ２ ４ Ｖ 、Ｖ １ 从 制 定 者 分 ， Ｅ ２ Ｅ ４ ６ 、Ａ Ｓ Ｃ～ 。
然后 在 研 究 相 关 文献 基础 上 ，结 合 我 台实 际 的 试 验 测 试 ，
７ 广播 与电视技术 ０
２１ ０ １年第 １ 期
礤 无线覆盖 旧■■ｌ
Ｗｉｅｅ Ｃ ｖｒ ｇ ｒ ｔ ｏ ｅａ ｅ ｌ
Ｖｄ ｏＣ ｄｎ ｉｅ ｏ ｉ ｇ，Ａ Ｃ） Ｖ ，同时也是 ＭＰ Ｇ一 Ｅ ４的第 １ ０部分。
Ｈ２ ４ ． 采用的先进技术主要有以下几个 方面 ： ６
编码 来 增 加 节 目套 数 。
本 文 依 托 我 台 国 标 地 面 数 字 电 视 实 验 项 目，选 择
ＭＰ Ｇ一 Ｅ ２和 Ａ Ｓ两种 视 频 压 缩 标 准 ，比 较 了 它们 的性 能 ，为 Ｖ 地 面 数字 电视 推 广 普及 中信 源 编码 方 式 选 取提 供 参 考 。
Ｔ
Ｔ
Ｈ２ ４的压缩率 提高 了一倍 以上 ，但 解码器 实现 复杂度 约为 ． ６
系统和接收 系统 ，如图 １所示。地面数字 电视 因为存在信道
带宽有限、 信道易受噪声侵扰 、 多径和多普勒频移等 不利 因素 ，
导致其网络部署、优化等较为困难。
信 源 编 码 主 要 任务 是 减 少 视 音 频 的 冗 余度 实现 高 效 压 缩 ， 解 压 缩 后 又 必 须获 得 较 小 的 数 据 损伤 ，满 足 观 众 的 收 看 需 求 ：
Ｔ Ｔ
Ｈｕ ｋ ｓｙ
Ｔ ｍ ｅｅ ｅ Ｄ ｔ
Ｔ
＞１５ ．
Ｔ
Ｈ．６ ／ Ｖ ２ ４Ａ Ｃ标准的 目标是提高压缩率 ， ＭＰ Ｇ一 和 Ｅ ２相比 ，
ＡＶＣ码率
３ ｐ Ｍｂ ｓ
２． ５ ｂ ｓ ２ ７
２ ｘ
１８ ．ｘ
字 电视 信 源 编 码 选 取 时 应 考 虑 的 问题 并给 出建 议 ，供 在
地 面数 字 电视 的 信 源 编码 方 式 选取 时加 以 参 考 。
发展历程分 ，ＭＰ Ｇ一 Ｅ ２属于第一代编码标准 ，压缩率约 为 １： ５ ，Ｈ．６ 、Ａ Ｓ属于第二代编码标准 ，性能相当 ，压缩率约 Ｏ ２４ Ｖ
压 缩 国 际标 准 是 针 对 标 准 清 晰 度 电视 和 高 清 晰 度 电视 在 各 种 应 用 下 的 压 缩 方 案 和 系 统 层 的 详 细 规 定 ，在 数 字 电视 等 领 域 中得 到 了广 泛 的应 用 。 ＭＰ Ｇ－ Ｅ ２使 用 与 Ｊ Ｅ 类 似 的 ＤＣ 、熵 编 码 、Ｚｇ Ｚ ｇ ＰＧ Ｔ ｉ— ａ
父键 ｉ ：信 源编 码 ｌ ｉ ｊ
Ｍ Ｅ ２ Ａ Ｓ Ｄ Ｍ 测 试 ＰＧ Ｖ Ｔ Ｂ
为 １： Ｏ １ ０至 １： ５ １ ０之 间 。
１ １ＭＰＧ 标 准 ． Ｅ －２
ＭＰ Ｇ一 Ｅ ２是 ＭＰ Ｇ工作组 于 １ ９ Ｅ ９ ４年 发布的视频和音 频
０ 弓言 ｌ
地 面数 字 电 视 系 统 有 三 个 关 键 环 节 ，即 信 源 系统 、信 道
／ ＝ １ 豆豆 ． ： 星 ： ： ｉ
Ｗｉｅｅ ｓＣｏ ｅ ａ ｅ ｒ ｌｓ ｖｒ ｇ
国标 地面数字 电视 中
信 源编码 选择 探 讨
◎ 任 少民 李晓飞 袁长斌 徐玉辉 安徽广播 电视传输发射总台
摘 嘤 ： 文 首 先 从 主 要 技 术 特 点 、 专 利 费 收取 和 国 内应 本 用 等 方 面 简要 比 较 了 目前地 面 数 字 电视 信 源 编 码 标 准 。
给 出 了不 同编 码 方 案 下 的测 试 结 果 。 最 后 阐 述 了地 面 数
ＭＰ Ｇ一 、ＭＰ Ｇ一 、Ｈ２ ４由 ｌ０一 Ｅ ／ Ｕ— Ｃ Ｇ 专家 Ｅ ２ Ｅ ４ ６ Ｓ ＭＰ Ｇ Ｉ Ｖ Ｅ Ｔ
组 完 成 的 ，Ａ Ｓ是 我 国 自主 制 定 的 ，第 五 个 是 微 软 做 的 。 从 Ｖ
高效的信 源编码是数字 电视系统得以广泛应用 的决定性 因素。 同时 由于地面频率 资源有限 ，高效 的频谱利 用和信源编码是
发 展地 面 数 字 电视 关键 性 问题 。
Ｊ ｉ ｉｅ ｅ ｍ ） 出 的 编 解 码 标 准 ， 它 既 是 ＩＵ Ｔ的 ｏｎ Ｖｄ ｏＴ ａ ｔ 提 Ｔ —
等 技术减 少空 问冗余 ，而 用运动 估计和 补偿减 少时 间冗佘 ， ＭＰ Ｇ一 Ｅ ２形成了现代运动视频压缩编码方法的框架。
１２ Ｈ ２ ４ 准 ． ．６ 标 Ｈ ２ ４是 由 ＩＵ Ｔ视 频 编 码 专 家 组 （ ＣＥ ）和 ＩＯ ６ Ｔ — Ｖ Ｇ Ｓ ／ ＩＣ 动态 图像 专 家 组 （ Ｅ ） 合 组成 的联 合 视 频 组 （ Ｖ Ｅ ＭＰ Ｇ 联 Ｊ Ｔ，
Ｈ ２ ４，又是 ＩＯ ＩＣ 的 ＭＰ Ｇ一 ６ Ｓ／ Ｅ Ｅ ４高级 视 频 编 码 （ ｄ ａ ｃ ｄ Ａ ｖｎ ｅ
国 家 强 制 标 准 Ｄ ＭＢ ＧＢ ０ ０ 一 ０ ６ 规 定 了 在 一 个 Ｔ （ ２ ６ Ｏ ２０ ） ８ ｚ模拟 带宽可 以传送 ５ ～３ Ｍｂ ｓ净荷 数据率 。但是 ＭＨ Ｍ ３ ｐ 净荷数据率 与接收机载 噪比 （ ／ ） Ｃ Ｎ 门限成 正 比，节 目数量和 接收质量互为矛盾 ，在给定 的信道调制模式 下只 能依 靠信源
１ 图像级帧场 自适应 （— Ｆ ） ． Ｐ Ａ Ｆ 和宏块级 帧场 自适应 （ — Ｍｂ Ａ Ｆ ； ． 间预测 ； ． 内预 测 ； ． Ｆ ） ２帧 ３帧 ４ 整数变换 ； ． 块滤波 ； ５去
６熵编码 。 ．
序列
６ｋ ｂ ｓ １ ｐ ｛ ４ ｂｐ Ｍ ｓ １５ ． ｘ
Ｆ ｏ ｂ １ Ｍｏ ｉ ｏ ｔ ａ１ ｂｌ ｅ