數(shù)字電視技術(shù)概念、分類

1、第10頁 共10頁：7月6日（周五）15：00至16：30于公司三樓會(huì)議室數(shù)字電視復(fù)習(xí)內(nèi)容除本復(fù)習(xí)內(nèi)容外，常用電視接口也是應(yīng)掌握的內(nèi)容。該內(nèi)容在公司網(wǎng)上發(fā)布。數(shù)字電視基礎(chǔ)知識(shí)部分1數(shù)字電視是數(shù)字電視系統(tǒng)的簡稱，從電視信號(hào)的采集、編輯、傳播、接收整個(gè)廣播鏈路數(shù)字化的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)。國際上對(duì)數(shù)字電視的精確定義是：將活動(dòng)圖像、聲音和數(shù)據(jù)，通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行壓縮、編碼、傳輸、存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)發(fā)送、廣播，供觀眾接收、播放的視聽系統(tǒng)。2數(shù)字電視按圖像清晰度分為以下三類：數(shù)字高清晰度電視(HDTV)、數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)、數(shù)字普通清晰度電視(LDTV)3數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式分三類：地面無線傳輸數(shù)字電視

2、(地面數(shù)字電視)、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視(衛(wèi)星數(shù)字電視)、有線傳輸數(shù)字電視(有線數(shù)字電視)。4數(shù)字電視按照產(chǎn)品類型分類，數(shù)字電視可分為數(shù)字電視顯示器、數(shù)字電視機(jī)頂盒和一體化數(shù)字電視接收機(jī)。5數(shù)字電視按顯示屏幕幅型比分兩類：分為43幅型比和169幅型比兩種類型。6數(shù)字高清晰度電視(HDTV)至少720線逐行或1080線隔行掃描，屏幕寬高比為16：9，采用數(shù)字壓縮音響，能將高清晰格式轉(zhuǎn)化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號(hào)，圖像質(zhì)量可達(dá)到35mm寬銀幕電影的水平。7數(shù)字高清晰度電視HDTV的掃描格式共有3種，即1280720p、19201080i和19201080p，我國采用的是19201080i。8

3、數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)必須達(dá)到480線逐行掃描，能將720逐行、1080隔行等格式變?yōu)?80逐行輸出，采用數(shù)字壓縮音響，主要是對(duì)應(yīng)現(xiàn)有電視的分辨率量級(jí)，其圖象質(zhì)量為演播室水平。9數(shù)字普通清晰度電視(LDTV)的圖像水平清晰度為200-300線，主要是對(duì)應(yīng)現(xiàn)有VCD的分辨率量級(jí)。10國際上對(duì)數(shù)字圖像編碼曾制定了三種標(biāo)準(zhǔn)，分別是用于電視會(huì)議的H系列（如H.261），于靜止圖像的JPEG標(biāo)準(zhǔn)和用于連續(xù)圖像的MPEG標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電視的視頻壓縮/解碼標(biāo)準(zhǔn)方面，美國、歐洲、日本沒有分岐，都采用MPEG2標(biāo)準(zhǔn)。11中國數(shù)字音/視頻編/解碼標(biāo)準(zhǔn)工作組制定了面向數(shù)字電視和高清激光視盤播放機(jī)的AVS標(biāo)準(zhǔn)，

4、該標(biāo)準(zhǔn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并與MPEG2標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，其壓縮水平可達(dá)到MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的23倍。12中國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，即數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)是中國自主制訂的數(shù)字電視、IPTV等音視頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，它的英文縮寫為：AVS。13數(shù)字傳輸常用的調(diào)制方式有：正交振幅調(diào)制(QAM)：調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比高，適合有線電視電纜傳輸。 鍵控移相調(diào)制(QPSK)：調(diào)制效率高，要求傳送途徑的信噪比低，適合衛(wèi)星廣播。 殘留邊帶調(diào)制(VSB)：抗多徑傳播效應(yīng)好（即消除重影效果好），適合地面廣播。 編碼正交頻分調(diào)制(COFDM)：抗多徑傳播效應(yīng)和同頻干擾好，適合地面廣播和同頻網(wǎng)廣播

5、。14我國衛(wèi)星數(shù)字電視采用鍵控移相調(diào)制(QPSK)調(diào)制方式，有線數(shù)字電視采用正交振幅調(diào)制(QAM)調(diào)制方式。15現(xiàn)有模擬電視頻道帶寬為8MHz，只能傳送一套普通的模擬電視節(jié)目，采用數(shù)字電視后，一個(gè)頻道內(nèi)就傳送18套數(shù)字電視節(jié)目，而且隨著編碼技術(shù)的改進(jìn)，傳送數(shù)量還會(huì)進(jìn)一步提高。16數(shù)字電視與模擬電視共享頻道資源，一個(gè)模擬頻道改傳數(shù)字電視后，可傳至少6套標(biāo)清節(jié)目。17 世界上現(xiàn)有的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)：即美國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ATSC、歐洲數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB、日本數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ISDB。歐洲的衛(wèi)星數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-S標(biāo)準(zhǔn)幾乎為所有的衛(wèi)星廣播數(shù)字電視系統(tǒng)所采用。我國的衛(wèi)星數(shù)字電視也選用了DVB-S標(biāo)準(zhǔn)。

6、18 DVBC為數(shù)字有線電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，采用64QAM時(shí)，一個(gè)PAL通道傳送碼率為38.015Mbit/s，可用于多套節(jié)目的復(fù)用。19 MPEG1主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像和聲音在數(shù)字存儲(chǔ)時(shí)的壓縮編碼，其編碼最高碼率為1.5Mbit/s，典型的應(yīng)用如VCD。20 MPEG2依據(jù)類（Profile）和級(jí)（Level）可實(shí)現(xiàn)不同層次的清晰度，具體分為5類4級(jí)，其中主類主級(jí)MPML適用于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視，主類高級(jí)MPHL適用于高清晰度電視。21 MPEG2主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像和聲音在數(shù)字存儲(chǔ)時(shí)的壓縮編碼，在采用主類主級(jí)針對(duì)視頻進(jìn)行編碼時(shí)，其編碼最高碼率為45Mbit/s，典型的應(yīng)用如標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視、DVD等。22目前

7、，電信開展的IPTV視頻流格式多采用為H.264或MPEG-4，而廣電的視頻點(diǎn)播的視頻流格式為MPEG-2。23 數(shù)字電視提供標(biāo)準(zhǔn)清晰的數(shù)字電視節(jié)目，分辨率為720*576，與DVD效果一樣，畫面及聲音質(zhì)量比起模擬電視頻道的質(zhì)量有明顯提高。24 H261標(biāo)準(zhǔn)簡稱H64（P130可變），當(dāng)P取1或2時(shí)，速率最高達(dá)到128kb/s，適合于面對(duì)面的電視電話，當(dāng)P6時(shí)，速率384kb/s，適用于電視會(huì)議。25 信號(hào)的數(shù)字化一般需要完成采樣、量化和編碼三個(gè)步驟。26 為使模擬信號(hào)數(shù)字化，首先要在時(shí)間(或空間)上進(jìn)行離散化處理，即在時(shí)間(或空間)上用有限個(gè)采樣點(diǎn)來代替連續(xù)的坐標(biāo)位置，這一過程叫采樣。27

8、采樣定理(奈奎斯特Nyquist)，指采樣頻率大于或等于模擬信號(hào)的最高頻率的2倍，就可以通過理想低通濾波器，從樣值序列中無失真地恢復(fù)原始模擬信號(hào)。28對(duì)采樣值進(jìn)行離散化的過程叫量化。量化既然是以有限個(gè)離散值近似表示無窮多個(gè)連續(xù)量，就一定產(chǎn)生誤差，這就是所謂量化誤差，由此所產(chǎn)生的失真即量化失真或量化噪聲。29采樣、量化后的信號(hào)還不是數(shù)字信號(hào)，需要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼脈沖，這一過程稱為編碼。30人耳可以聽到的聲音是頻率在20Hz20kHz之間的聲波，稱之為音頻信號(hào)(Audio)。人們把頻率小于20Hz的信號(hào)稱為亞音信號(hào)(subsonic)，或稱為次音信號(hào)；頻率高于20 kHz的信號(hào)，稱為超聲波(ul

9、trasonic),這兩類聲音是人耳聽不到的。31人耳聽覺的頻率上限在20 kHz左右，為了保證聲音不失真，采樣頻率應(yīng)大于40 kHz。32對(duì)彩色電視信號(hào)的數(shù)字化，有兩種編碼方式，即復(fù)合編碼和分量編碼。復(fù)合編碼是將彩色全電視信號(hào)直接編碼成PCM形式；分量編碼是將亮度信號(hào)Y及兩個(gè)色差信號(hào)(B-Y)(R-Y)分別編碼成PCM形式。數(shù)字電視中，一般采用分量編碼。33為了滿足不同應(yīng)用場合對(duì)圖像質(zhì)量的要求，分量編碼時(shí)亮度與色差信號(hào)的采樣頻率可以有不同的組合。Y、(B-Y)、(R-Y)的采樣頻率選為13.5 MHz、6.75 MHz、6.75MHz的組合稱為4:2:2的采樣格式。34圖像數(shù)據(jù)的壓縮主要基于

10、對(duì)各種圖像數(shù)據(jù)冗余度及視覺冗余度的壓縮，視頻編碼汁算時(shí)主要有以下客觀依據(jù)為：時(shí)間冗余、空間冗余、統(tǒng)計(jì)冗余、視覺冗余。35圖像編碼壓縮技術(shù)從信息論角度出發(fā)可分為兩大類：一是冗余度壓縮技術(shù)，也稱無損壓縮技術(shù)；二是信息量壓縮技術(shù)，也稱有損壓縮技術(shù)。36目前在數(shù)字聲音壓縮編碼中應(yīng)用較多的兩種主要壓縮編碼方法分別是：MUSICAM編碼和AC-3編碼37有線電視傳輸數(shù)據(jù)要求誤碼率小于10-5。有線電視傳輸數(shù)據(jù)要求信噪比為21.6dB左右。38 RS碼是分組碼的一種。在k位信息碼元的后面按編碼規(guī)則附加r位校驗(yàn)碼元就構(gòu)成碼長為n的碼字，稱為分組碼，用RS(n，k)表示。RS（204,188）信息位k取188位

11、，編碼后碼元長度為204位，糾8個(gè)錯(cuò)。39 X-VSB和X2QAM(X=2、4、8、16)具有相同的傳輸碼，都為10.8log2X(Mbit/s)，有相同的頻率利用率（10.8log2X）/6bit/Hz，即8-VSB與64QAM相同。40 在有線數(shù)字電視的前端處理部分，均以ASI(異步串行接口)作為標(biāo)準(zhǔn)接口，這樣以后就能容易地增加任何廠商所提供的設(shè)備，并具有良好的兼容性。41在整個(gè)有線電視前端系統(tǒng)的信號(hào)輸出部分，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)是混合輸出的。通常數(shù)字調(diào)制器的輸出電平比模擬調(diào)制器的輸出電平低l0dB。42模擬與模擬頻道、數(shù)字與數(shù)字頻道之間輸出電平的大小和平坦度直接影響到網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)指標(biāo)。一般前

12、端模擬與模擬相鄰頻道、數(shù)字與數(shù)字相鄰頻道之間電平差不要超過0.5dBV。43 數(shù)字電視系統(tǒng)可采用多種調(diào)制方式16QAM、32QAM、64QAM、128QAM或256QAM正交幅度調(diào)制。采用最多為：64QAM調(diào)制方式。44數(shù)字調(diào)制信號(hào)的頻譜對(duì)稱，能量均勻，因此，規(guī)定數(shù)字頻道的載頻應(yīng)安排在8MHz頻道的中央位置。45 CA系統(tǒng)具有良好的開放性，解決不同CA系統(tǒng)的相互兼容和平等競爭問題，DVB組織提出了同密(Simulcrypt)與多密(Multicrypt)的解決方式。46采用同密模式，使得在一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用多種CA系統(tǒng)成為可能；采用多密模式，使得在一個(gè)機(jī)頂盒中接收多個(gè)CA系統(tǒng)的節(jié)目成為可能。4

13、7 機(jī)頂盒（STB，Set-top Box），數(shù)字電視機(jī)頂盒是可以將數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的變換設(shè)備，它對(duì)經(jīng)過數(shù)字化壓縮的圖像和聲音信號(hào)進(jìn)行解碼還原，產(chǎn)生模擬的視頻和聲音信號(hào)，通過電視顯示器和音響設(shè)備給觀眾提供高質(zhì)量的電視節(jié)目。48 數(shù)字電視系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，如CA、EPG等，CA的中文意思：條件接收；EPG的中文意思：電子節(jié)目指南。49 我市有線電視信號(hào)的傳輸采用的是HFC方式，HFC的中文意思：光纖同軸電纜混合傳輸方式。50 一臺(tái)機(jī)頂盒能一臺(tái)電視機(jī)。51 目前，市場上常見的高端電視可以分為三大類，即液晶電視（LCD）、等離子電視（PDP）以及背投電視（PJTV）。計(jì)算題H.261簡稱 P64(P=130可變)，當(dāng)P為2時(shí)，圖像的碼率為多少？解：264Kbit/s=128Kbit/s答：P64標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)P為2時(shí)，圖像的碼率為128Kbit/s。采樣頻率為44kHz，量化比特?cái)?shù)16位，雙聲道立體聲，在不經(jīng)壓縮的情況下，錄音10秒鐘約占多少字節(jié)?解：(44k16 2)/8 10 1760K答：錄音10秒鐘約占多少字節(jié)占1760K字節(jié)電視視頻模擬信號(hào)帶寬為