數(shù)字電視C1ppt-PowerPointTemplat

1、數(shù)字電視原理與應(yīng)用Principle and Application of Digital TelevisionEmail：20062007學(xué)年第一學(xué)期教師簡介 主講：張文軍教授 學(xué)科和研究方向：數(shù)字電視無線傳輸數(shù)字媒體處理網(wǎng)絡(luò)流媒體數(shù)字影視制作與內(nèi)容保護(hù)課程安排11數(shù)字電視概述電視技術(shù)的發(fā)展歷程模擬電視原理數(shù)字電視發(fā)展2數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理MPEG-2視頻編碼及測量MPEG-2音頻編碼及測量MPEG-2系統(tǒng)及其測量數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)數(shù)字電視糾錯(cuò)編碼原理3數(shù)字電視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)DVB-S標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量DVB-C標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量OFDM技術(shù)DVB-T標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量ATSC和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)及其測量我國

2、數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)課程安排2 數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理 第5章MPEG-2視頻編碼部分及其測量第4，6，11章MPEG-2音頻編碼部分及其測量第7章MPEG-2系統(tǒng)部分及其測量 第3，9，10章數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ) 第12章數(shù)字電視中的糾錯(cuò)編碼原理 補(bǔ)充課程安排3 數(shù)字電視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)DVB-S標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量技術(shù) 第13,14章DVB-C標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量技術(shù) 第15,17章OFDM技術(shù) 第18章DVB-T標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量技術(shù) 第19,20章ATSC和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)及其測量 第21,22,23章我國的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 補(bǔ)充教材與參考書Walter Fischer, Digital Television-A Prac

3、tical Guide for Engineers, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004.Jerry Whitaker著，曹晨等譯，數(shù)字電視技術(shù)：高清晰度數(shù)字視頻原理與應(yīng)用（第三版），電子工業(yè)出版社，2002年?？己朔绞綄?shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)：40（2次）期末考試：60考試方式：開卷記分方式：百分制1數(shù)字電視概述電視技術(shù)的發(fā)展歷程模擬電視原理數(shù)字電視的發(fā)展2數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理MPEG-2視頻編碼及測量MPEG-2音頻編碼及測量MPEG-2系統(tǒng)及其測量數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)數(shù)字電視的糾錯(cuò)編碼原理3數(shù)字電視相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)DVB-S標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量DVB-C標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量OFD

4、M技術(shù)DVB-T標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測量ATSC和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)及其測量我國的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視概述1.電視技術(shù)的發(fā)展歷程 2.模擬電視原理3.數(shù)字電視的發(fā)展1、電視技術(shù)的發(fā)展歷程尼普柯夫圓盤 黑白電視彩色電視數(shù)字電視電視的發(fā)展50年代，首先黑白電視60年代末，彩色電視80年代，D2MAC嘗試對傳統(tǒng)模擬電視改變，但沒有成功。日本和美國嘗試HDTV傳輸，但最終也沒有獲得期望的成功。90年代初，在演播室中使用未壓縮的CCIR601數(shù)字電視信號。（270Mbit/s800Mbit/s，信道傳輸必須壓縮）電視技術(shù)是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一電視是人類進(jìn)行信息傳播變革中影響最大的研究成果。電視技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)

5、技術(shù)最先進(jìn)研究成果的集合體。早期電視和數(shù)據(jù)傳輸是兩種不同系統(tǒng)，現(xiàn)在電視和計(jì)算機(jī)趨于融合。95年以后數(shù)字電視時(shí)代，電視和數(shù)據(jù)服務(wù)已經(jīng)完全融和在一起。信息化時(shí)代的海量數(shù)據(jù)：GSM：9600bit/sUMTS：2Mbit/sISDN：2x64kbit/sSDTV：270Mbit/sHDTV：800Mbit/s電視的誕生1基石：1883年圣誕節(jié)，德國的P.Nipkow發(fā)明“尼普柯夫圓盤”使用機(jī)械掃描方法，作了首次發(fā)射圖像傳送的實(shí)驗(yàn)。每幅畫面有24行掃描線，圖像相當(dāng)模糊?！澳崞湛路驁A盤”上螺旋形排列著一些孔洞，當(dāng)這個(gè)盤子旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過每個(gè)孔洞可以瀏覽一幅圖像的一行，光線透過這個(gè)孔洞照在這幅圖像便完成了一次

6、行掃描，硒光電池將圖像的反射光轉(zhuǎn)變成電信號，下一個(gè)孔洞順序掃描緊挨著的那部分圖像，直到完整的圖像全部被掃描。電視的誕生2理論基礎(chǔ)：1908年，英國肯培爾斯文頓、俄國羅申克夫提出電子掃描原理，奠定了近代電視技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1923年，美籍俄國人茲沃爾金（V.K.Zworykin）發(fā)明靜電積貯式攝像管，后來又發(fā)明電子掃描式顯像管，這是近代電視攝像術(shù)的先驅(qū)。1929 年11月18日，Zworykin示范他的全部電子電視接收器。V.K.Zworykin 1939 年前后使用的電視顯象管和攝像管 電視的誕生31925年，英國的貝爾德（J.L.Baird）根據(jù)“尼普科夫圓盤”進(jìn)行了新的研究工作，發(fā)明機(jī)械掃

7、描式電視攝像機(jī)和接收機(jī)。當(dāng)時(shí)畫面分辨率僅30行掃描線，掃描器每秒只能5次掃過掃描區(qū)，畫面本身僅有2英寸高、1 英寸寬。1926年，貝爾德向英國報(bào)界作了一次播發(fā)和接收電視的表演，開創(chuàng)了電視技術(shù)研究的先河。19271929年，貝爾德通過電話電纜首次進(jìn)行機(jī)電式電視試播，并進(jìn)行短波電視試驗(yàn)，英國廣播公司開始試驗(yàn)播發(fā)電視節(jié)目。 1936年11月2日是一個(gè)值得紀(jì)念的日子，位于英國市郊的亞歷山大宮的英國廣播公司電視臺開始正式播出。這是世界上第一座正式開播的電視臺，人們把這一天作為電視事業(yè)的開端。英國正式開播的電視在開始時(shí)仍為機(jī)電系統(tǒng)，4個(gè)月后被電子系統(tǒng)取代。1941年，美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會確定美國的電視技

8、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為每秒30幀、每幀525行。同年7月1日，美國聯(lián)邦通信委員會正式批準(zhǔn)建立美國第一座電視臺全國廣播公司的紐約WNBT電視臺。 電視圖像的彩色化電視也同電影一樣，經(jīng)歷了一個(gè)由黑白到彩色的發(fā)展過程，美國是世界上最早播出彩色電視節(jié)目的國家。 1953年，美國國家電視制式委員會提出NTSC(National Television System Committee)制。1954年美國全國廣播公司、哥倫比亞廣播公司，采用NTSC制式首次播出彩色電視節(jié)目。日本、加拿大分別于1957、1966年采用同一制式播出。1956年，法國提出SECAM(SEquential CouleurAvecMemoire)制

9、。1960年，聯(lián)邦德國提出PAL(Phase Alternation Line-by-Line)制。為便于轉(zhuǎn)播和交換節(jié)目，各國曾多次討論統(tǒng)一電視制式問題，但由于政治及經(jīng)濟(jì)等方面的原因，始終未能達(dá)成一致。于是，國際上便形成了3種彩色電視制式同時(shí)并存的局面。 彩色電視機(jī)在哪國使用必須符合該國的黑白體制、彩色制式及頻道劃分，還要注意電源標(biāo)準(zhǔn)（有110伏/60赫與220伏/50赫之分），這樣才能保證接收機(jī)安全可靠地接收到良好的彩色圖像和伴音。目前世界上采用PAL制的國家最多。中國所采用的電視制式為PAL/D，國家標(biāo)準(zhǔn)為：每幀掃描625行，每秒25幀。 衛(wèi)星廣播電視的出現(xiàn) 1962年，美國發(fā)射“電星一號

10、”通信衛(wèi)星，進(jìn)行了橫跨大西洋的電視節(jié)目傳送實(shí)驗(yàn)，這是一顆低軌道衛(wèi)星，使用起來受到許多限制。1963年，美國發(fā)射了世界第一顆同步通信衛(wèi)星“同步二號”。1964年，國際通信衛(wèi)星組織的第一顆商用通信衛(wèi)星“國際通信衛(wèi)星一號”啟用，使世界正式進(jìn)入了衛(wèi)星通信時(shí)代，國際間進(jìn)行電視節(jié)目的傳送和轉(zhuǎn)播成為現(xiàn)實(shí)。1969年7月20日阿波羅11號的整個(gè)登月過程就是通過衛(wèi)星傳送49個(gè)國家，有7.2億人同時(shí)收看到了這個(gè)節(jié)目。 高清晰度電視(HDTV) 電視畫面同電影(35mm)相比還顯得很粗糙，這是因?yàn)槟壳皹?gòu)成電視畫面的像素較少的緣故。因而，人們又研制出高清晰度電視?！案咔逦取敝概c現(xiàn)行電視相比，其水平和垂直方向的圖象分

11、辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕顯示器近距離觀看時(shí)，圖象細(xì)膩逼真，無閃爍和粗糙感，并配以數(shù)字環(huán)繞音響伴音。采用16:9的寬高比作為世界標(biāo)準(zhǔn)。我國HDTV標(biāo)準(zhǔn)為19201080i，每幀圖像有207萬個(gè)像素。 高清晰度電視(HDTV) 在HDTV的發(fā)展進(jìn)程中，經(jīng)歷了一個(gè)由模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)化的過程。日本早在1985年就建立了1125線、每秒60幀的MUSE制式(全視頻帶寬30MHz)的HDTV。但日本人在把所有的精力放在努力去完善模擬電視的清晰度同時(shí)，卻忽視了數(shù)字技術(shù)發(fā)展的大趨勢。IEEE的MPEG專家組制訂的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的數(shù)字通信技術(shù)，使得帶寬高達(dá)20MHz的HDTV信號可以在6MHz左右

12、的現(xiàn)行傳輸信道不失真地傳送。美國的全數(shù)字高清晰度電視已達(dá)到實(shí)用化。1998年9月8日至12日，中央電視臺利用我國研制成功第一套數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)試驗(yàn)發(fā)射了數(shù)字高清晰度電視節(jié)目，成為繼美國、歐洲和日本之后世界上第四個(gè)擁有數(shù)字高清晰度電視地面廣播傳輸系統(tǒng)的國家。國慶50周年慶典上，我國在北京試播了高清晰度數(shù)字電視，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)了ATSC和DVB（美、歐兩大陣容）標(biāo)準(zhǔn)兼容。 數(shù)字電視(DTV) 數(shù)字電視(DTV)包括普及型數(shù)字電視(DPTV，352288i，約300電視線)標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視(SDTV ，704576i或720480i，約500電視線，相當(dāng)于DVD標(biāo)準(zhǔn))高清晰度數(shù)字電視(HDT

13、V ，19201080i，約1000電視線)均采用MPEG-2/1數(shù)字壓縮技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的圖像和伴音的質(zhì)量都比目前模擬電視有所提高，并且其頻道利用率高，在目前模擬電視的一個(gè)頻道內(nèi)可以同時(shí)播4套（或更多）標(biāo)準(zhǔn)清晰度節(jié)目。目前我國各省級電視臺的通過衛(wèi)星傳送的電視節(jié)目均是采用MPEG-2數(shù)字壓縮的標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視(SDTV)節(jié)目。我國已于1998年11月組成了DTVIA（中國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟），聯(lián)合開發(fā)我國的DTV，抵御國外同類產(chǎn)品的打入和競爭。我國電視事業(yè)的發(fā)展-1 1958年5月1日，中國第一座電視臺中央電視臺（早期稱北京電視臺，1978年5月1日改稱現(xiàn)名）使用二頻道試播黑白電視，9月2

14、日正式播出。當(dāng)時(shí)發(fā)射天線加設(shè)在廣播大廈塔樓頂，高度為80米，覆蓋半徑25公里。中央電視臺開播不久，從蘇聯(lián)進(jìn)口了200部黑白電視機(jī)，以后天津廣播器材廠很快試制出“北京”牌電視機(jī)。1958年10月1日上海電視臺開始試播，12月20日哈爾濱電視臺（即今天的黑龍江電視臺）開始試播。1961年底，全國共建地方電視臺19座。1959年，無錫市建立中國第一座電視轉(zhuǎn)播臺，用差轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)播上海電視臺的節(jié)目。1960年5月1日在北京建成了第一個(gè)彩電試驗(yàn)臺，用NTSC制進(jìn)行了試播。但后來也由于國民經(jīng)濟(jì)暫時(shí)困難而“下馬”。1969年彩電研究二度開展并決定暫用PAL制（1982年正式?jīng)Q定PAL/D制為中國彩色電視的標(biāo)準(zhǔn)

15、制式）。我國電視事業(yè)的發(fā)展-21973年5月1日，中央電視臺用8頻道在北京地區(qū)試播，同年10月1日正式播出。從1977年7月25日起，中央電視臺的第一套節(jié)目全部改為彩色播出。 1999年10月我國所有省級電視臺的電視節(jié)目全部上星，并基本形成了星、網(wǎng)結(jié)合的廣播電視傳輸體系。1999年10月1日，中央電視臺高清晰度電視試播成功。1986年建成的中央電視臺彩電中心及90年代初建立的名列世界第三、四、五位（亞洲第一、二、三位）的：上海東方明珠電視塔（高460米）天津天塔（高415.2米）中央廣播電視發(fā)射塔（高405米）目前世界電視發(fā)射塔最高者為553.3米的加拿大多倫多電視塔其次為533.3米的莫斯科

16、奧斯坦丁諾電視塔數(shù)字電視概述1.電視技術(shù)的發(fā)展歷程 2.模擬電視原理3.數(shù)字電視的發(fā)展2、模擬電視原理兩種主要的模擬電視系統(tǒng)625線 50Hz 50線不可見，575線可見525線 60Hz 2842線不可見三種彩色電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)PALNTSCSECAM掃描原理掃描光柵場掃描克服閃爍掃描頻率的影響亮度信號：0Volt（黑電平）700mV（100白電平）復(fù)合消隱信號復(fù)合同步信號，開槽場同步黑白全電視信號圖像信號的頻譜2、模擬電視原理色差信號：亮色分離，與黑白電視系統(tǒng) 兼容彩色信號節(jié)省帶寬，人眼視覺特性，對彩色不敏感亮度信號帶寬：4.2MHz（PAL M），5MHz（PAL B/G）和6MHz（PAL

17、 D/K,L）色差信號帶寬：1.3MHz為傳輸，U=R-Y,V=B-Y被正交調(diào)制到彩色載頻（PAL和NTSC）或者做頻率調(diào)制（SECAM），然后直接疊加到亮度信號上彩色載頻選?。簻p少亮色串?dāng)_2、模擬電視原理色差信號：亮色分離，與黑白電視系統(tǒng) 兼容彩色信號節(jié)省帶寬，人眼視覺特性，對彩色不敏感亮度信號帶寬：4.2MHz（PAL M），5MHz（PAL B/G）和6MHz（PAL D/K,L）色差信號帶寬：1.3MHz為傳輸，U=R-Y,V=B-Y被正交調(diào)制到彩色載頻（PAL和NTSC）或者做頻率調(diào)制（SECAM），然后直接疊加到亮度信號上彩色載頻選取：減少亮色串?dāng)_視頻終端接口：CCVS 75 Oh

18、ms 1 Vp-pRGB分量Y/C分量（色度和亮度分離，為避免亮色串?dāng)_）數(shù)字電視中推薦采用后兩種接口數(shù)字電視概述1.電視技術(shù)的發(fā)展歷程 2.模擬電視原理3.數(shù)字電視的發(fā)展3、數(shù)字電視的發(fā)展基石：JPEGDCTMPEG：MPEG-1：1993年，1.5Mbit/s，VCDMPEG-2：SDTV，HDTV(也支持，最初是MPEG-3)系統(tǒng)、視頻、音頻270Mbit/s視頻信號壓縮到26Mbit/s1.5Mbit/s音頻信號壓縮到100400kbit/s壓縮比如此大，可以在一路8MHz的模擬電視信道中傳輸多路節(jié)目MPEG-4，MPEG-7，MPEG-213、數(shù)字電視的發(fā)展90年代初，歐洲的DVB(Digital Video Broadcasting)三種傳輸方法：DVB-S：衛(wèi)星傳輸，1995年，QPSK調(diào)制，33MHz帶寬，數(shù)據(jù)率38Mbit/s，一個(gè)信道最多可傳輸6，8，甚至10路節(jié)目。DVB-C：同軸電纜，1995年，64QAM調(diào)制，8MHz帶寬，數(shù)據(jù)率38Mbit/s，DVB-T：地面?zhèn)鬏敚?998年，數(shù)據(jù)率531Mbit/s（實(shí)際使用2225Mbit/s）另外，MMDS(multipoint multichannel distribution system)北美：電纜傳輸采用ITU-J83B地面?zhèn)鬏敳捎肁TSC（