数字电视基础培训课件

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TS报文纠错
DVB采用的误码保护是Reed－Solomon纠错码 调制器中TS包的188个字节后添加16个字节(DVB-S/C/T)或20个
字节(ATSC)的误码保护。 误码保护是特殊的校验和。 接收端每个包可以纠正8/10个误码。 如果某个包发生的误码超过8/10个，误码保护失败，误码不能纠
所有ES流首先被打包成不同长度的PES(packetized elementary streams) 包，通常为64kbytes。
开头为6byte的PES头：
前3个byte是起始码前缀00 00 01，用于表明一个PES包的开始。
第4个byte是起始码标志，说明起始码种类，表明payload中是视频、音频还 是数据流。
数字电视的发展
MPEG：
MPEG-1：1993年，1.5Mbit/s，VCD MPEG-2： SDTV，HDTV(也支持，最初是MPEG-3) 系统、视频、音频 270Mbit/s视频信号压缩到2～6Mbit/s 1.5Mbit/s音频信号压缩到100～400kbit/s 压缩比如此大，可以在一路8MHz的模拟电视信道中传输多路
天柏数字电视基础培训
Digital Video Networks Ltd.
产品市场部 2007年1月4日
电视技术的发展历程
黑白电视
彩色电视 数字电视
电视的发展
50年代，首先黑白电视 60年代末，彩色电视 80年代，D2MAC尝试对传统模拟电视改变，但没有成功。 日本和美国尝试HDTV传输，但最终也没有获得期望的成功。 90年代初，在演播室中使用未压缩的CCIR601数字电视信号。
ISO/IEC 13818-1 系统层 ISO/IEC 13818-2 视频编码层 ISO/IEC 13818-3 音频编码层
系统层也可用于传送音视频以外 的数据，如Internet数据。
系统层描述MPEG数据流的整体 结构，实际中具有重要意义。
原始SDTV信号（ITU601）码率 270Mbit/s；
频带宽30MHz)的HDTV。但日本人在把所有的精力放在努力去完 善模拟电视的清晰度同时，却忽视了数字技术发展的大趋势。 IEEE的MPEG专家组制订的MPEG-2标准和先进的数字通信技术， 使得带宽高达20MHz的HDTV信号可以在6MHz左右的现行传输信 道不失真地传送。 美国的全数字高清晰度电视已达到实用化。 1998年9月8日至12日，中央电视台利用我国研制成功第一套数字 高清晰度电视系统试验发射了数字高清晰度电视节目，成为继美 国、欧洲和日本之后世界上第四个拥有数字高清晰度电视地面广 播传输系统的国家。
接收端所需信息
读取当前节目结构 （PAT,PMT）
B
TS流同步
A
(同步字节)
F
TS流附加信息 (SI/PSI/PSIP)
接收端 所需信息
C 读取一个节目 (PID)
D 读取一个加扰节目 (CAT)
E
节目同步 (PCR,DTS,PTS)
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正，这个包的传输差错标志就标记为错误，则解码器不能解码这 个包，而要进行误码掩盖。
4 byte header
204 or 208 byte
184 byte payload
188 byte
16 or 20 byte RS FEC
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（270Mbit/s～800Mbit/s，信道传输必须压缩）
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电视图像的彩色化
1953年，美国国家电视制式委员会提出NTSC(National Television System Committee)制。
日本、加拿大分别于1957、1966年采用同一制式播出。 1956年，法国提出SECAM(SEquential CouleurAvecMemoire)制。 1960年，德国提出PAL(Phase Alternation Line-by-Line)制。 为便于转播和交换节目，各国曾多次讨论统一电视制式问题，但
max.64 kbyte ＋6 Max.64kbyte payload
Optional PES header
PES packet length
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基本流PES
PES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。
TS报文与ATM报文之间映射
TS包的结构和长度与电话和LAN技术采用的异步转移模式ATM类似：
ATM用于电话的远程网络和局域网的计算机网络中。 ATM也采用包结构，每个包53bytes，由5bytes的头和48bytes的payload组成。 MPEG-2初期考虑利用ATM传输，ATM包的payload中有一个特殊byte，实际
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高清晰度电视(HDTV)
“高清晰度”指与现行电视相 比，其水平和垂直方向的图 象分辨率都要求提高一倍以 上，使用大屏幕显示器近距 离观看时，图象细腻逼真， 无闪烁和粗糙感，并配以数 字环绕音响伴音。
采用16:9的宽高比作为世界 标准。
标准清晰度电视的图像和伴音的质量都比目前模拟电 视有所提高，并且其频道利用率高，在目前模拟电视 的一个频道内可以同时播6套（或更多）标准清晰度节 目。
目前我国各省级电视台的通过卫星传送的电视节目均 是采用MPEG-2数字压缩的标准清晰度数字电视 (SDTV)节目。
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节目
MPEG-4，MPEG-7，MPEG-21
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数字电视的发展
90年代初，欧洲的DVB(Digital Video Broadcasting)三 种传输方法：
DVB-S：卫星传输，1995年，QPSK调制，33MHz带宽，数 据率38Mbit/s，一个信道最多可传输6，8，甚至10路节目。
视频流
音频流
数据流——任何类型的压缩或未压缩数据
var. length up to 64 kbyPteEsS packet
Video PES
PES header
Audio PES
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MPEG数据流
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MPEG数据流
视频信号压缩到1Mbit/s(MPEG-1)和2～6Mbit/s(MPEG-2)
音频信号压缩到100～400kbit/s
压缩后的视音频信号称作ES(elementary strຫໍສະໝຸດ Baiduam)流，包括：
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数字电视(DTV)
数字电视(DTV)包括
标准清晰度数字电视(SDTV ，704×576i或720×480i，约 500电视线，相当于DVD标准)
高清晰度数字电视(HDTV ，1920×1080i，约1000电视线) 均采用MPEG-2/1数字压缩技术。
所有节目的TS流再复用成一个总的TS流，最大约40Mbit/s。
Video 1 Audio 1 Video 2 Audio 2 Video 3
Audio 3
Encoder Encoder Encoder
Program 1 Program 2 Program 3
MPEG-2 Multiplexer
payload只有47bytes，因此TS包的188bytes正好可以由4个ATM包传送。 实际也存在MPEG-2通过ATM传输。
ATM=Asynchronous Transfer Mode
53 Bytes
5 byte header
48 byte payload
188 byte MPEG-2 TS packet
DVB-C：同轴电缆，1995年，64QAM调制，8MHz带宽，数 据率38Mbit/s，
DVB-T：地面传输，1998年，数据率5～31Mbit/s（实际使用 22～25Mbit/s）
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MPEG数据流
MPEG-2标准
PES复用
MPEG-2的TS包长188字节，包含所有节目的所有数据。
由于码率不同，MPEG-2 TS流中不同ES流的包出现频率不一样。
每个节目有一个编码器对所有ES流编码，产生PES，并将PES包打包成 TS包。
每个节目的码率通常约2～8Mbit/s，但由于节目内容随时间变化，视/音 频和数据总码率可以是固定或变化的，称为统计复用。
A、TS流同步
MPEG-2解码器接收到MPEG-2 TS流时，首先检测包 结构，在TS流中查找同步字节：
我国HDTV标准为 1920×1080i，每帧图像有 207万个像素。
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高清晰度电视(HDTV)
在HDTV的发展进程中，经历了一个由模拟向数字转化的过程。 日本早在1985年就建立了1125线、每秒60帧的MUSE制式(全视
由于政治及经济等方面的原因，始终未能达成一致。于是，国际 上便形成了3种彩色电视制式同时并存的局面。 彩色电视机在哪国使用必须符合该国的黑白体制、彩色制式及频 道划分，还要注意电源标准（有110伏/60赫与220伏/50赫之分）， 这样才能保证接收机安全可靠地接收到良好的彩色图像和伴音。 目前世界上采用PAL制的国家最多。中国所采用的电视制式为 PAL/D，国家标准为：每帧扫描625行，每秒25帧。
CD质量的原始数字立体声音频 信号码率为1.5Mbit/s。
Right Left
A D
16 bit Up to 768kbit/s
15~20kHz BW
32/44.1/48kHz 音频采样频率
1.5Mbit/s
A D
16 bit Up to 768kbit/s
15~20kHz BW
32/44.1/48kHz 音频采样频率
而MPEG-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 MPEG-2数据流，然后通过卫星、电缆或地面传输。
因此，PES包再分成固定长度的更小的包，即TS包(transport stream packets)：
188字节长
4个字节的TS头
184个字节的PES包数据
PES header
47 byte payload
5 byte header
47 byte payload
47 byte payload
4 ATM cells 1 byte spec. information
47 byte payload
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后两个byte是包长度，说明后面还有多少字节。如果长度为0，表示PES包大 于64kbytes。
然后是可选PES头
最后是实际传送ES流的净负荷数据(payload)
6 Byte Header PES header
3 byte start code prefix 00 00 01
Stream ID
PES header
Payload unit start indicator=1
Packetized elementary system Transport stream
4 byte TS header
184 byte payload
Payload Unit start Indicator=1
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