數(shù)字視頻技術(shù)課件

數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字視頻技術(shù)第二章數(shù)字電視與數(shù)字化電視數(shù)字視頻技術(shù)2模擬信號(hào)的數(shù)字化處理模擬電視與數(shù)字電視模擬電視制式的內(nèi)在缺陷數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字電視的分類數(shù)字電視發(fā)展中的技術(shù)難題數(shù)字電視的發(fā)展進(jìn)程數(shù)字化電視數(shù)字視頻技術(shù)22.1模擬信號(hào)的數(shù)字化處理及數(shù)字電視模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)

模擬信號(hào)－－是在時(shí)間上和幅度上都是連續(xù)變化的。數(shù)字信號(hào)－－是在時(shí)間和幅度上均為離散的信號(hào)。

取樣、量化和編碼取樣－－是以恒定的、周期的和間斷的采集模擬信號(hào)在該時(shí)刻的數(shù)值。量化－－是用特定的尺度來測(cè)量取樣值。編碼－－是把幅度上已經(jīng)量化的數(shù)值，用二進(jìn)制0和1數(shù)碼按一定規(guī)則來編制。數(shù)字視頻技術(shù)2

模擬電視與數(shù)字電視什么是模擬電視

一臺(tái)電視機(jī)是模擬電視機(jī)還是數(shù)字電視機(jī)，其根本區(qū)別取決于它們接收的信源，也就是說電視發(fā)射臺(tái)用什么方式來傳送信號(hào)。若采用模擬方式傳送信號(hào)，那么該電視發(fā)射臺(tái)屬于模擬制的，相應(yīng)的電視機(jī)也屬于模擬制的。目前，我們看到的彩色電視機(jī)制式NTSC、PAL、SECAM均屬于模擬制式，我國(guó)的PAL-D制也屬于模擬電視廣播。數(shù)字視頻技術(shù)2模擬電視制式的內(nèi)在缺陷1.亮度分解力不足亮度分解力的垂直分解力受制于每幀圖像的有效掃描行數(shù)，水平分解力主要取決于亮度通道帶寬。以PAL制的575有效行為例，考慮到隔行掃描及凱爾系數(shù)效應(yīng)，其垂直分辨力約為280電視線。對(duì)于水平分辨力，每1MHz視頻帶寬對(duì)應(yīng)約104電視線，PAL制視頻帶寬為5.5MHz或6MHz，但實(shí)際電視系統(tǒng)中播出和接收的許多環(huán)節(jié)里亮度信號(hào)帶寬不足4MHz，因而現(xiàn)有模擬電視的水平分解力不超過400線。數(shù)字視頻技術(shù)22.色度分解力不足

色度信號(hào)帶寬約為1.3MHz，因而電視圖像的水平分解力不足140線。而彩色電視接收機(jī)中的色度通道的帶寬約為0.6MHz，因而顯示的電視圖像實(shí)際彩色細(xì)節(jié)低于100電視線。3.亮色互串

彩色副載波所攜帶的色度信號(hào)處于亮度頻帶內(nèi)，即亮度信號(hào)與已調(diào)波色度信號(hào)共用色度副載波兩旁±1.3MHz頻帶范圍，而電視接收機(jī)不能把兩者徹底分離開，因此亮度通道中會(huì)串入色度頻譜，表現(xiàn)在電視圖像上會(huì)出現(xiàn)細(xì)的網(wǎng)紋干擾；色度通道中會(huì)串入亮度頻譜，表現(xiàn)在電視圖像上會(huì)出現(xiàn)細(xì)斜線條處呈現(xiàn)雜色干擾，因此亮色干擾難以徹底消除。數(shù)字視頻技術(shù)2模擬電視制式還有其它一些缺點(diǎn)模擬電視在傳輸過程中會(huì)引入各種各樣的噪聲，這些噪聲不但無法消除，而且還會(huì)累積，從而使圖像質(zhì)量不斷下降。由多路徑反射所造成的重影無法根除。模擬信號(hào)難以在電路中實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、變化與加工，因此無法制作各種特技。在電視信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，由信道引入的線性失真和非線性失真會(huì)使電視頻譜高端產(chǎn)生較大衰減，從而影響到圖像清晰度。不采用倍場(chǎng)、逐行掃描的電視中，行間閃爍以及大面積閃爍的現(xiàn)象仍然存在。數(shù)字視頻技術(shù)2什么是數(shù)字電視將傳統(tǒng)的模擬電視信號(hào)經(jīng)過處理，轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制數(shù)編成多位數(shù)碼表示的數(shù)字信號(hào)，并以非常高的比特率進(jìn)行數(shù)碼流發(fā)射、傳輸、接收的系統(tǒng)工程。其中電視節(jié)目錄制、播出到發(fā)射、直至接收、顯示過程都采用數(shù)字信號(hào)，它是采用數(shù)字編碼與數(shù)字傳輸技術(shù)的新一代電視，在這個(gè)過程中沒有數(shù)/?；蚰?轉(zhuǎn)換，僅在顯像管激勵(lì)終端經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換為負(fù)極性圖像信號(hào),揚(yáng)聲器功率終端經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換為正弦波音頻信號(hào)，使顯像管屏幕顯示出高清晰畫面，揚(yáng)聲器還原出近似臨場(chǎng)的立體聲或麗音效果。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視業(yè)務(wù)的三個(gè)等級(jí)等級(jí)圖像尺寸圖像數(shù)碼率清晰度編碼標(biāo)準(zhǔn)

(取樣數(shù)×掃描行)(兆比特/秒)

(電視線數(shù))

PDTV352×288(240)l～2

200～300MPEG-1/-2SDTV

704×576(480)

2～8

350～500

MPEG-2HDTV1192×1152(16:9)18～20

800～1000

MPEG-2

現(xiàn)在國(guó)際上的數(shù)字電視主要有兩種標(biāo)準(zhǔn)：一種是美國(guó)的ATSC標(biāo)準(zhǔn)，另一種是歐洲的DVB標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于圖像，無論是ATSC標(biāo)準(zhǔn)還是DVB標(biāo)準(zhǔn)采用的都是MPEG-2的視頻編碼方案。對(duì)于伴音，ATSC標(biāo)準(zhǔn)采用的是DOIDBAC-3方案，DVB標(biāo)準(zhǔn)采用的是MPEG-2Layer方案。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)圖像清晰度可接近于發(fā)射端信源的清晰度原因之一在于其信噪比與連續(xù)處理的次數(shù)無關(guān)。原因之二在于數(shù)字系統(tǒng)非線性失真的影響很容易消除。伴音質(zhì)量高，音域范圍寬。頻道利用率高。數(shù)字電視利用數(shù)字信號(hào)的可復(fù)用特性以及先進(jìn)的壓縮編碼技術(shù)，在原先只能傳輸一路模擬電視節(jié)目的帶寬內(nèi)可以傳輸6套具有DVD圖像質(zhì)量的電視節(jié)目。無形中增加了有線網(wǎng)絡(luò)的頻道資源，有了更多的頻道選擇余地，大力發(fā)展專業(yè)頻道，比如旅游、保健、體育、教育、時(shí)裝等等，數(shù)量上大大增加，內(nèi)容劃分得更加細(xì)致，自然可以更好地滿足不同層次觀眾的不同需求。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字電視與模擬電視可實(shí)現(xiàn)信道兼容。

在同一頻道上可同時(shí)傳送模擬電視信號(hào)和數(shù)字電視信號(hào)，而相互不產(chǎn)生有影響的干擾。數(shù)字電視很容易實(shí)現(xiàn)加密/解密和干擾/解擾擴(kuò)展各類收費(fèi)的廣播電視服務(wù)和其它專用服務(wù)（如軍事、商業(yè)等），對(duì)有線電視管理將更加科學(xué)有效。便于與通信設(shè)備及計(jì)算機(jī)融合。原本是完全不同媒體的廣播、電視、通信和計(jì)算機(jī)在全部數(shù)字化后，圖像、聲音、圖文、數(shù)據(jù)等都以數(shù)字方式按一定規(guī)則被復(fù)用成同一數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳送。為視頻點(diǎn)播、高速上網(wǎng)、電視購物、電子游戲等各種綜合業(yè)務(wù)和交互式業(yè)務(wù)的開展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有利于構(gòu)建"三網(wǎng)合一"的信息基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)可以采用糾錯(cuò)編碼技術(shù)提高電視機(jī)的抗噪聲、抗干擾能力。數(shù)字電路成本低，無需調(diào)整和調(diào)諧，而且不易老化，所以生產(chǎn)成本低，維修較容易。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視發(fā)展中的技術(shù)難題數(shù)字電視的發(fā)展取決于：1.超大規(guī)模集成電路芯片的制造技術(shù)。2.圖像信號(hào)頻帶壓縮技術(shù)。

無損壓縮，又稱為可逆編碼（ReversibleCoding）這種方法的目標(biāo)是在圖像沒有任何失真的前提下使碼率達(dá)到最小。如利用人眼的視覺特性，即利用人眼的細(xì)節(jié)分解力、灰度分解力和運(yùn)動(dòng)分解力三者之間的自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能來壓縮碼率。

有損壓縮，又稱不可逆編碼（Non-ReversibleCoding）這種方法的目標(biāo)是在給定碼率下使圖像獲得最逼真的視覺效果，或者是在給定的允許圖像失真度的條件下使碼率達(dá)到最小。如通過減少信號(hào)中冗余度的方法來壓縮碼率。數(shù)字視頻技術(shù)2圖像數(shù)據(jù)的容量在掃描生成一幅圖像時(shí)，實(shí)際上就是按一定的圖像分辨率和一定的圖像深度對(duì)模擬圖片或照片進(jìn)行采樣，從而生成一幅數(shù)字化的圖像。圖像的分辨率越高、圖像深度越深，則數(shù)字化后的圖像效果越逼真、圖像數(shù)據(jù)量越大。如果是按照像素點(diǎn)及其深度映射的圖像數(shù)據(jù)大小可用下面的公式來估算：圖像數(shù)據(jù)量＝圖像的總像素×圖像深度/8（Byte）一幅640×480、真彩色的圖像，其文件大小約為：640×480×24/8=1MByte

通過以上的分析，我們可知如果要確定一幅圖像的參數(shù)，要考慮的因素一是圖像的容量，二是圖像輸出的效果。在多媒體應(yīng)用中，更應(yīng)考慮好圖像容量與效果的關(guān)系。由于圖像數(shù)據(jù)量很大，因此，數(shù)據(jù)的壓縮就成為圖像處理的重要內(nèi)容之一。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的組成及工作過程數(shù)字電視廣播與接收系統(tǒng)框圖數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，系統(tǒng)由信源編碼、多路復(fù)用、信道編碼、調(diào)制、信道和接收機(jī)六部分組成。信源編碼數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視的接收數(shù)字電視接收機(jī)有衛(wèi)星、有線和地面廣播三種不同的類型，適用于不同的傳輸信道。它們?cè)谙到y(tǒng)的視頻、音頻和數(shù)據(jù)的解復(fù)用方面和信源解碼方面都是相同的，都遵循MPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC13818-1）、MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)（ISO／IEC13818-2）和MPEG-2音頻標(biāo)準(zhǔn)（ISO/IEC13818-3）。下圖是一數(shù)字電視接收機(jī)的原理框圖。由圖可知，其基本功能部分與模擬電視機(jī)的基本相同。其中，虛線框內(nèi)的視頻信號(hào)的處理是用數(shù)字電路完成，也包括低電平的同步和掃描電路。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視接收機(jī)框圖數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視機(jī)頂盒1．?dāng)?shù)字電視“機(jī)頂盒”的概念

“機(jī)頂盒”就是一種擴(kuò)展電視機(jī)功能的新的電子裝置，由于人們通常習(xí)慣于將其放在電視機(jī)頂部，所以稱為電視“機(jī)頂盒”，有時(shí)簡(jiǎn)稱“機(jī)頂盒”。數(shù)字電視“機(jī)頂盒”則是讓現(xiàn)有模擬電視接收機(jī)能夠收看數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)及實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)功能的電子裝置，數(shù)字電視“機(jī)頂盒”將成為模擬電視向數(shù)字電視過渡的“橋梁”，有利于模擬電視系統(tǒng)地逐步數(shù)字化。所以，增加一個(gè)“數(shù)字電視機(jī)頂盒”即可收看圖像更清晰、音質(zhì)更優(yōu)美的數(shù)字電視節(jié)目，無疑是最經(jīng)濟(jì)、最有效的過渡方式。數(shù)字視頻技術(shù)22．?dāng)?shù)字電視機(jī)頂盒的原理框圖數(shù)字電視機(jī)頂盒的原理框圖數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字電視的發(fā)展進(jìn)程

數(shù)字電視的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：

第一個(gè)階段為個(gè)別電視設(shè)備的數(shù)字化階段。例如攝像機(jī)信號(hào)處理部分的數(shù)字化、電視制式轉(zhuǎn)換器與數(shù)字特技等。在這個(gè)時(shí)期，演播室中有數(shù)字設(shè)備也有模擬設(shè)備，信號(hào)要經(jīng)常作A/D或D/A轉(zhuǎn)換。這一階段始于20世紀(jì)70年代。第二階段為全功能數(shù)字電視演播室階段。在數(shù)字演播室中，電視信號(hào)從攝像機(jī)輸出到后期制作完全是在數(shù)字環(huán)境下進(jìn)行的。1982年，國(guó)際無線電咨詢委員會(huì)(CCIR)提出了數(shù)字分量演播室編碼參數(shù)規(guī)范Rec.601，1986年又提出了數(shù)字分量演播室視頻接口規(guī)范Rec.605。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的提出，極大地推動(dòng)了數(shù)字電視的發(fā)展。第三階段為數(shù)字視頻廣播階段。數(shù)字視頻廣播實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電視信號(hào)的直接發(fā)射和接收，這一階段完成了整個(gè)電視系統(tǒng)的數(shù)字化，意味著電視節(jié)目的拍攝、記錄、后期加工、編輯制作、存儲(chǔ)、交換、分配發(fā)送以及接收等環(huán)節(jié)，都是在全數(shù)字環(huán)境下進(jìn)行的。這一階段始于20世紀(jì)90年代中期。數(shù)字視頻技術(shù)21).美國(guó)ATSC標(biāo)準(zhǔn)：

在美國(guó)，他們把HDTV稱為先進(jìn)電視(ATV：AdvancedTelevision)，1987年成立高級(jí)電視顧問委員會(huì)(ACATS)，1988年9月美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC：FederalCommunicationsCommission)提出，新的一代電視必須與現(xiàn)有NTSC接收機(jī)的收看性能相兼容，且其播出不能打亂現(xiàn)有的電視頻譜劃分。20世紀(jì)90年代初，他們組織有關(guān)公司對(duì)兩種模擬電視系統(tǒng)和四種數(shù)字系統(tǒng)深入進(jìn)行研究和測(cè)試后，決定放棄模擬制式，采用全數(shù)字電視制式。1990年3月FCC取消了新的一代電視必須與現(xiàn)有NTSC接收機(jī)的收看性能相兼容的要求，但堅(jiān)持必須在帶寬6MHz的頻道中播出。數(shù)字視頻技術(shù)2

美國(guó)的這四個(gè)全數(shù)字方案都建成了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由一個(gè)獨(dú)立的ATV測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)試，這個(gè)測(cè)試中心叫ATTC（AdvancedTelevisionTestCenter）。1993年2月ATTC提供了對(duì)這些系統(tǒng)的測(cè)試報(bào)告。從測(cè)試報(bào)告看，這四個(gè)系統(tǒng)的性能雖各有千秋，但總的水平難以分出高低。因此，F(xiàn)CC所屬的先進(jìn)電視業(yè)務(wù)顧問委員會(huì)(ACATS：AdvisoryCommitteeonAdvancedTelevisionService)主席RichardE·Wiley提出將四個(gè)制式融合成一個(gè)制式，稱之為HDTV的大連盟（GrandAlliance）。他的建議被大家接收，1993年5月成立數(shù)字電視大聯(lián)盟（GA）并制定了大連盟綱要，1994年4月完成了融合設(shè)計(jì)，然后做試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，大連盟系統(tǒng)優(yōu)于原有所有4個(gè)系統(tǒng)。數(shù)字視頻技術(shù)2

于是以大連盟方案作基礎(chǔ)，又在1995年7月加上了SDTV的二種掃描格式。FCC于1996年12月24日正式通過ATSC標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)ATV廣播的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并制定服務(wù)條例和頻率配置，基本上完成了美國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，既如今稱之為ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)是按6MHz帶寬信道設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，采用具有導(dǎo)頻的單載波8電平殘留邊帶調(diào)制，凈荷數(shù)碼率為19.39Mb/s，單位頻帶數(shù)碼率為3.23b/s/Hz。接收端采用復(fù)雜的自適應(yīng)均衡器以解決傳輸信道衰落問題。系統(tǒng)采用級(jí)聯(lián)的正向糾錯(cuò)和交織措施，用RS〈207,187〉編碼，能夠糾正10個(gè)誤碼，并且采用更長(zhǎng)的52個(gè)RS塊交織器，以平緩脈沖干擾和同頻道的NTSC干擾。數(shù)字視頻技術(shù)2

這些措施使ATSC系統(tǒng)在C/N性能方面具有約0.5dB的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于加性白噪聲信道，抗噪聲能力較強(qiáng)；對(duì)脈沖干擾和相位噪聲也較好的抑制能力，其峰/均功率比也較小。但該系統(tǒng)未考慮移動(dòng)接收問題是其主要缺陷。用于有線數(shù)字電視傳輸?shù)腁TSC標(biāo)準(zhǔn)，采用16VSB調(diào)制，糾錯(cuò)方法比較簡(jiǎn)單，信道頻帶為6兆赫時(shí)傳輸數(shù)碼率約為38Mbps。據(jù)悉，目前采用16VSB標(biāo)準(zhǔn)的有美、加和南美部分國(guó)家。某些國(guó)家和地區(qū)也曾考慮采用，但因它在室內(nèi)和移動(dòng)接收方面的弱點(diǎn)可能改用其他標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字視頻技術(shù)2

在普及推廣數(shù)字電視的政策上，美國(guó)采取政府強(qiáng)制過渡的方式，以保證數(shù)字電視能成功實(shí)現(xiàn)。

1998年，美國(guó)開始試播全數(shù)字高清晰度彩色電視。FCC制定了從模擬電視到數(shù)字電視的8年過渡計(jì)劃，在過渡期采用同播制方式，即給每個(gè)原NTSC頻道增撥一個(gè)DTV頻道，也就是說，同一個(gè)節(jié)目同時(shí)用NTSC和HDTV兩種標(biāo)準(zhǔn)播出。另外，在推動(dòng)數(shù)字電視的過程中，廣播公司只要能向公眾提供用戶逐漸信賴的免費(fèi)節(jié)目，就以根據(jù)它們認(rèn)為最好的業(yè)務(wù)來使用它們的頻道。具體的說，廣播司必須提供一個(gè)免費(fèi)數(shù)字視頻節(jié)目業(yè)務(wù)，其分辨率至少可以與當(dāng)今的業(yè)務(wù)相比擬，并且也要與模擬業(yè)務(wù)在相同的時(shí)間播出。到2006年過渡期結(jié)束，全部模擬節(jié)目停止廣播（所有NTSC頻道由FCC收回）,電視廣播節(jié)目全部采用數(shù)字制式。數(shù)字視頻技術(shù)2⑴HDTV信號(hào)在NTSC的頻道中播出；⑵由于采用數(shù)字化傳輸，接收端能得到與演播室中相差無幾的高質(zhì)量圖像；⑶可以用很小的功率播出，與現(xiàn)行模擬電視之間的相互干擾極小，可以啟用禁用頻道；⑷能夠在地面網(wǎng)播出。據(jù)NBC稱，目前美國(guó)最少有75%的家庭至少接收一套數(shù)字電視信號(hào)，美國(guó)的地面數(shù)字電視的覆蓋率已達(dá)94％，有線數(shù)字電視用戶數(shù)已達(dá)1670萬戶。

美國(guó)的全數(shù)字化方案具有如下特點(diǎn)：數(shù)字視頻技術(shù)22).日本地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播ISDB－T標(biāo)準(zhǔn)：

1998年提出制定了符合本國(guó)國(guó)情的ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting)－T，又稱為地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)采用頻帶分段傳輸－正交頻分復(fù)用（BST-OFDM）調(diào)制技術(shù)。節(jié)目?jī)?nèi)容可包括低清晰度電視（LDTV）至高清晰度電視（HDTV）,以及音頻、數(shù)據(jù)、圖形、文本等。數(shù)字視頻技術(shù)2

系統(tǒng)采用QPSK、16QAM、64QAM和DQPSK四種調(diào)制，帶內(nèi)插入1/12的散布導(dǎo)頻。射頻信道劃分為13子塊，采用三種副載頻調(diào)制，不同子塊可以采用不同的副載頻，用于移動(dòng)接收時(shí)采用DQPSK的副載波調(diào)制，還采用0.5秒時(shí)間交織以提高接收質(zhì)量。信道帶寬為6MHz時(shí)，傳輸碼率為3.6~23.2Mb/s；帶寬為8MHz時(shí)為9～31Mb/s。用戶可以根據(jù)需要選用不同的業(yè)務(wù)。數(shù)字視頻技術(shù)2

日本ISDB-T系統(tǒng)于1998年在東京試播，計(jì)劃于2003在東京、大阪和橫濱開始播出地面數(shù)字電視，2006年實(shí)現(xiàn)地面數(shù)字電視全國(guó)覆蓋，主要是HDTV節(jié)目，到2011年全國(guó)范圍內(nèi)的所有電視臺(tái)都將采用數(shù)字信號(hào)發(fā)送，徹底結(jié)束模擬信號(hào)發(fā)送的歷史。日本的數(shù)字電視憑借其高質(zhì)量的電視畫面，在2002年6月舉辦的世界杯足球賽期間充分帶動(dòng)了日本廣播電視衛(wèi)星數(shù)字電視產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，至今日本的觀眾對(duì)數(shù)字電視機(jī)產(chǎn)品熱情絲毫不減，反而日趨高漲。日本除ISDB－T地面數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)外，也提出ISDB－S衛(wèi)星和ISDB－C有線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，其目的都是用制定標(biāo)準(zhǔn)的辦法來保護(hù)本國(guó)利益。數(shù)字視頻技術(shù)23)．歐洲D(zhuǎn)VB數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)：

以英、法、德為代表的西歐國(guó)家制定了歐洲地區(qū)統(tǒng)一的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB-T于1996年制定，并且為世界其他各國(guó)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)和參考，目前無論從技術(shù)上還是用戶規(guī)模上都處在穩(wěn)定的成熟時(shí)期。數(shù)字視頻技術(shù)2技術(shù)特點(diǎn)：歐洲的DVB-T采用多載波正交頻分復(fù)用（COFDM）技術(shù)。在8MHz帶寬內(nèi)凈荷數(shù)碼率為4.98~31.67Mb/s。也可用于帶寬為6或7MHz的信道，但數(shù)碼率相應(yīng)減少。信道頻帶為6MHz時(shí)，傳輸碼率為3.7~23.8Mb/s。系統(tǒng)帶內(nèi)插入54個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻信號(hào)和1/12個(gè)散布導(dǎo)頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同步和信道估計(jì)。系統(tǒng)還有保護(hù)間隔，以適應(yīng)多徑干擾和多個(gè)發(fā)射機(jī)的單頻組網(wǎng)問題。數(shù)字視頻技術(shù)2

除了地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DVB－T外，歐洲還先后制定了電纜傳輸DVB-C和衛(wèi)星傳輸?shù)腄VB-S標(biāo)準(zhǔn)，形成完整的數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)系列。目前，歐洲的高清晰度電視雖尚未具體應(yīng)用，但他們利用普通數(shù)字電視便于普及的優(yōu)勢(shì)，加速在全世界推廣DVB標(biāo)準(zhǔn)，以此來和美國(guó)的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)抗衡。

數(shù)字視頻技術(shù)2

早在1996年歐洲數(shù)字電視的衛(wèi)星廣播就已經(jīng)開播，目前用戶已超過500萬，并已擴(kuò)展至東歐。有線電視網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電視的廣播從1997年開始。在1998年11月英國(guó)就開始數(shù)字電視的地面廣播，現(xiàn)在已經(jīng)成為全球數(shù)字電視普及率最高的國(guó)家，到2002年底，有將近一半的英國(guó)家庭收看上了數(shù)字電視。除了英國(guó)，西班牙、荷蘭、瑞典和法國(guó)等西歐國(guó)家也相繼引入數(shù)字電視服務(wù)。由于歐洲數(shù)字電視提供商采取了有效的措施吸引觀眾接收數(shù)字電視，替用戶承擔(dān)了數(shù)字電視機(jī)頂盒的購置費(fèi)，并且提供大量的付費(fèi)節(jié)目供用戶選擇，其互動(dòng)電視用戶規(guī)模已經(jīng)超過了美國(guó)。計(jì)劃到2008年，法國(guó)、德國(guó)、西班牙、意大利以及英國(guó)的數(shù)字電視用戶將超過整個(gè)電視用戶的50％。數(shù)字視頻技術(shù)24)．其它國(guó)家：

韓國(guó)在漢城進(jìn)行地面數(shù)字電視試驗(yàn)之后，決定采用美國(guó)的ATSC標(biāo)準(zhǔn)，并且準(zhǔn)備2003年六個(gè)城市開展地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)，到2004年推廣到全部省會(huì)城市，2005年全國(guó)開播。同時(shí)韓國(guó)政府計(jì)劃在2010年結(jié)束模擬信號(hào)傳輸，屆時(shí)其國(guó)內(nèi)的數(shù)字電視普及率將達(dá)到95%。到目前為止，韓國(guó)的數(shù)字電視產(chǎn)品的銷售額已經(jīng)超過了模擬電視，成為主導(dǎo)產(chǎn)品，已經(jīng)充分顯示了數(shù)字電視的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

新加坡正向數(shù)字化邁進(jìn)中，經(jīng)過復(fù)雜的試驗(yàn)后，選擇歐洲D(zhuǎn)VB作為標(biāo)準(zhǔn)，并于2001年9月開始了交互電視的試播。

加拿大自從2001年秋季推出50個(gè)數(shù)字電視頻道之后，收看數(shù)字電視頻道的觀眾迅猛發(fā)展，到2002年第三季度其數(shù)字電視訂戶已經(jīng)激增至290萬戶。

南美國(guó)家巴西通過對(duì)歐洲、美國(guó)和日本數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，決定采取日本的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ISDB-T。

除此之外，中國(guó)的臺(tái)灣、香港地區(qū)以及澳大利亞等國(guó)在數(shù)字電視方面分別制定了模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的時(shí)間表，對(duì)數(shù)字電視技術(shù)進(jìn)行了積極的探索。數(shù)字視頻技術(shù)25).我國(guó)的數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)衛(wèi)星數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)初步確定采用DVB-S，有線數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)初步確定采用DVB-C。為推動(dòng)地面數(shù)字電視的發(fā)展，廣電總局建立了國(guó)家數(shù)字電視系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，2002年，對(duì)國(guó)內(nèi)四個(gè)單位提出的五種地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。它們分別是高清晰度電視研究開發(fā)總體組織開發(fā)的ADTB-T(高級(jí)數(shù)字電視地面廣播)系統(tǒng)和DTTB系統(tǒng)（數(shù)字地面廣播系統(tǒng)）、廣播科學(xué)院于1998年提出的QAM方案、清華大學(xué)于1999年提出的DMB-T方案（地面數(shù)字多媒體/電視廣播傳輸協(xié)議）等，為正式標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)提供了技術(shù)依據(jù)。數(shù)字視頻技術(shù)22006年8月18日，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)——GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》被正式批準(zhǔn)為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2007年8月1日起實(shí)施，簡(jiǎn)稱DTTB。至于完成由模擬電視至數(shù)字電視的過渡時(shí)間，由于廣播電視牽涉到億萬用戶現(xiàn)有接收設(shè)備的更新?lián)Q代，估計(jì)需要8-10年的時(shí)間，預(yù)計(jì)2015年前后才能完成。數(shù)字視頻技術(shù)22.2數(shù)字化電視

什么是數(shù)字化電視采用數(shù)字電路和微處理器技術(shù)，以提高電視機(jī)的性能和增加新的功能的電視機(jī)。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字化電路的主要功能

功能控制的數(shù)字化電路①頻道選擇、預(yù)置、自動(dòng)搜索、半自動(dòng)搜索、跳躍及微調(diào)等。②進(jìn)行制式識(shí)別與切換的控制，其中包括彩色制式（PAL、NTSC或SECAM）、伴音制式（D/K、B/G、I、M或NICAM）以及場(chǎng)識(shí)別（50Hz/60Hz）。③圖像畫質(zhì)的控制，對(duì)比度、亮度、色飽和度、鮮明度以及組合畫質(zhì)的控制（如柔和型、標(biāo)準(zhǔn)型、動(dòng)態(tài)型、自選型）。④伴音參量控制，其中包括高音、低音、平衡、音量、靜音以及環(huán)繞聲等。⑤綜合功能控制，如待機(jī)、定時(shí)開/關(guān)機(jī)、睡眠定時(shí)、無信號(hào)藍(lán)屏、TV/AV切換。⑥具有屏顯功能，如提供屏幕所需菜單的顯示、包括接收頻道制式、調(diào)整各模擬級(jí)別、調(diào)試菜單等。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字式梳狀濾波器Y/C分離電路

在普通彩色電視機(jī)中，色度信號(hào)（C）與亮度信號(hào)（Y）的分離通常采用頻率分離法，即在亮度通道中設(shè)立色度副載波陷波器，用以濾除色度信號(hào)和取出亮度信號(hào)。這種方法具有電路簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但也具有一定的缺點(diǎn)，如分離效果差、Y信號(hào)的帶寬有一定局限性。這不僅會(huì)影響圖像清晰度，而且存在亮/色互串及色副載波的點(diǎn)狀干擾等現(xiàn)象。梳狀濾波器Y/C分離法。該方法利用色度信號(hào)與亮度信號(hào)頻譜交叉的特點(diǎn)以及梳狀濾波器的梳齒狀頻率傳輸特性，將亮度信號(hào)與色度信號(hào)分離。數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字濾波器由數(shù)字乘法器、加法器和延時(shí)單元組成的一種算法或裝置。數(shù)字濾波器的功能是對(duì)輸入離散信號(hào)的數(shù)字代碼進(jìn)行運(yùn)算處理，以達(dá)到改變信號(hào)頻譜的目的。數(shù)字濾波器可用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實(shí)現(xiàn)，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度和精度。

數(shù)字視頻技術(shù)2(b)數(shù)學(xué)模型數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)和模型(a)電路模型數(shù)字視頻技術(shù)23.畫中畫電路

畫中畫（PIP）電視機(jī)就是在同一屏幕上收看大畫面（或主畫面）的同時(shí)，在適當(dāng)位置上插入顯示一個(gè)或幾個(gè)小畫面（或子畫面）的顯示裝置，即在電視機(jī)屏幕的主畫面中同時(shí)能顯示出縮小的副畫面圖像。子畫面的處理和控制則是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、微處理器和I2C總線控制技術(shù)，以完成對(duì)子畫面的壓縮、變換、存儲(chǔ)和控制。數(shù)字視頻技術(shù)24.倍頻掃描技術(shù)

該技術(shù)是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在傳統(tǒng)模擬彩色電視機(jī)中的成功應(yīng)用之一，標(biāo)志著電視技術(shù)的進(jìn)步，它解決了傳統(tǒng)模擬彩色電視機(jī)由低場(chǎng)頻、隔行掃描所帶來的缺陷，提高了圖象質(zhì)量?，F(xiàn)行的廣播電視制式（如PAL-D／K制）是將一幅畫面分作兩場(chǎng)，采用隔行掃描方式。場(chǎng)頻為50Hz、幀頻為25Hz，即每秒鐘可重現(xiàn)25幀完整的畫面，每一幀由奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)組成。這種電視畫面存在著大面積閃爍感，看電視的時(shí)間長(zhǎng)了眼睛感到疲勞。但是，目前電視節(jié)目源都采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制作，短時(shí)間難以改變，為了克服這個(gè)問題，于是在電視接收機(jī)中推出了場(chǎng)倍頻電路。數(shù)字視頻技術(shù)2首先推出的是場(chǎng)頻100Hz電路。它是通過數(shù)碼處理電路，將PAL制場(chǎng)頻數(shù)由50Hz提高到100Hz（對(duì)于NTSC制則是由60Hz提高到120Hz）。即將視頻信號(hào)數(shù)字化后，利用圖像存儲(chǔ)器在兩場(chǎng)之間的空白時(shí)間內(nèi)復(fù)制出前一個(gè)奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)的影像數(shù)據(jù)，使每一秒鐘的圖像畫面由25個(gè)奇數(shù)場(chǎng)+25個(gè)偶數(shù)場(chǎng)變成了50個(gè)奇數(shù)場(chǎng)（25×2）+50個(gè)偶數(shù)場(chǎng)（25×2）。也就是說，場(chǎng)頻提高了一倍，由于每場(chǎng)之間的空白時(shí)間縮短了一半，從而有效地克服了畫面閃爍現(xiàn)象，特別是使靜止畫面和文字、字符更加穩(wěn)定，提高了電視機(jī)的畫面素質(zhì)。數(shù)字視頻技術(shù)2此后又推出更加先進(jìn)的100幀掃描系統(tǒng)。它的圖像存儲(chǔ)器可根據(jù)奇數(shù)場(chǎng)（設(shè)為A），自動(dòng)修正出一個(gè)包含偶數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)的畫面（設(shè)為Aˊ）；同樣，可根據(jù)偶數(shù)場(chǎng)（設(shè)為B），自動(dòng)修正出一個(gè)包含奇數(shù)場(chǎng)數(shù)據(jù)的畫面（設(shè)為Bˊ）。將Aˊ和Bˊ安插在Aˊ與Bˊ交替出現(xiàn)的周期中，這樣A＋Aˊ和B＋Bˊ都相當(dāng)于完整的一幀畫面。也就是說，改進(jìn)后為每秒鐘100場(chǎng)；經(jīng)過自動(dòng)修正補(bǔ)充后變?yōu)榱?00幀。每秒鐘內(nèi)畫面出現(xiàn)的頻率進(jìn)一步加快，畫面之間的空白時(shí)間更短，從而進(jìn)一步消除掃描線間的細(xì)微閃爍情況，達(dá)到清晰無暇的完美影像。數(shù)字視頻技術(shù)2①減小了由低場(chǎng)頻所造成的大面積圖像閃爍，減小了由隔行掃描所造成的行間閃爍，垂直方向圖像清晰度可提高50線，這對(duì)減輕視覺疲勞有一定效果。②在顯示以字符和靜止畫面為主的圖文信息時(shí)更加清晰、穩(wěn)定，比傳統(tǒng)掃描方式有一定的優(yōu)越性，而且利用VGA接口可以很容易地與計(jì)算機(jī)相連接，因此可以作為家用多媒體終端顯示器。③顯示模式靈活，可以方便地實(shí)現(xiàn)4:3與16:9幅型比切換，還可以實(shí)現(xiàn)圖像靜止、縮放等功能。④倍頻掃描方式可以提高全屏亮度，增加圖像的透明度和細(xì)膩程度，這對(duì)改善圖像質(zhì)量有一定作用。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：數(shù)字視頻技術(shù)25.NICAM技術(shù)的應(yīng)用

NICAM技術(shù)的核心是英國(guó)BBC所開發(fā)的NICAM728技術(shù)，即準(zhǔn)瞬時(shí)壓擴(kuò)多伴音系統(tǒng)，俗稱“麗音”。麗音廣播系統(tǒng)的特點(diǎn)是，在傳輸電視圖像和模擬單聲道信號(hào)的基礎(chǔ)上，還同時(shí)傳輸兩路經(jīng)數(shù)字編碼的聲音信號(hào)，作為電視節(jié)目的伴音。麗音有三種工作方式：雙伴音、立體聲和單聲道，其中的NICAM728立體聲/雙伴音系統(tǒng)是一種數(shù)字式脈沖編碼調(diào)制（PCM）音頻多路廣播系統(tǒng)。數(shù)字視頻技術(shù)2

我國(guó)的麗音電視節(jié)目主要采用PAL-D制式的。在此之前，國(guó)際上已有歐洲的PAL-B/G制式麗音系統(tǒng)和香港地區(qū)的PAL-I制式麗音系統(tǒng)。由于各種制式麗音系統(tǒng)的參數(shù)不同，所以非PAL-D制式的麗音電視機(jī)均不能很好地接收我國(guó)的麗音電視信號(hào)。為了能夠接收各種制式下的麗音信號(hào)，目前已推出了全制式機(jī)芯系列彩色電視機(jī)。

數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字化彩色電視機(jī)的電路組成

數(shù)字視頻技術(shù)2數(shù)字化彩色電視機(jī)的特點(diǎn)

①提高圖像質(zhì)量。采用數(shù)字方式可以使亮度信號(hào)和色度信號(hào)的分離更加徹底，從而削弱了兩者之間的相互串?dāng)_。另外，還可以實(shí)現(xiàn)抗干擾性很強(qiáng)的同步、消除閃爍、逐行掃描方式顯示以及降低噪聲等處理功能。②增加功能。可以很容易地存儲(chǔ)幾行或幾場(chǎng)電視圖像，利用這樣的存儲(chǔ)功能及相應(yīng)的處理技術(shù)，可以在一個(gè)屏幕上進(jìn)行多個(gè)畫面的顯示，也可以在一個(gè)主畫面中再附加一個(gè)小畫面，還可以在任意瞬間使畫面靜止顯示等。③容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?？梢院苋菀椎嘏c計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字式設(shè)備一起組成多媒體電視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可視數(shù)據(jù)、文字圖形以及圖像的綜合顯示，具備文字廣播接收功能等。數(shù)字視頻技術(shù)2④提高生產(chǎn)效率，降低成本?？梢允乖罢{(diào)整部分減少。另外，由于電路具有自動(dòng)調(diào)整能力，因此可使可靠性和穩(wěn)定性大大提高，同時(shí)也減化了生產(chǎn)過程中的調(diào)整，從而提高了生產(chǎn)效率，大大降低了成本。⑤適用于各種電視制式。數(shù)字化處理電路可以使同一機(jī)芯適用于不同的電視制式，即通過微處理機(jī)控制可以使同一機(jī)芯適用于NTSC、PAL及SECAM三種彩色電視制式，從而容易實(shí)現(xiàn)機(jī)芯標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)字視頻技術(shù)2畫中畫電視一、畫中畫電視分類

畫中畫電視一般有射頻、視頻之分。射頻畫中畫電視(雙TV)系指帶有雙高頻頭、雙中放、雙解碼的雙路信號(hào)通道,一路信號(hào)作為小畫面信號(hào)源,另一路就作為大畫面信號(hào)源。視頻畫中畫電視(單TV、單AV)系指一路信號(hào)由中放提供另一路信號(hào)則由視頻AV接口輸入,從中選擇一路為小畫面信號(hào)源另一路則為大畫面信號(hào)源,