数字电视简介

1《数字电视原理概论》教学内容简介适用专业：通信工程、计算机、电气、自动化先修课程：模拟、数字电子电路、信息论基础、通信原理2数字电视是继黑白电视和彩色电视之后的第3代电视。在21世纪这个数字化时代，电视技术的发展随着电子技术、计算机技术、通信技术和网络技术的迅猛发展，已经如日中天。电视节目的制作方式、电视信号的传输方式、接收方式，都发生了巨大的变化，广播电视的技术质量、制作能力、工作效率和覆盖手段都得到极大的提高。开创了有线、卫星及地面广播的新纪元。3什么是数字电视?数字电视概念:数字电视指的是将模拟的电视信号变换为数字形式的电视信号（更先进的电视摄像机应直接获取数字电视信号），然后进行传输、处理或进行存储的系统，或还原成图像（可先还原成模拟信号）。4数字电视简介5什么是真正的数字电视？数字电视是一个系统工程。从数字电视节目源到信号处理手段，以及相应的接收、显示设备，都是数字化。它是利用MPEG标准中的各种图像格式，把现行模拟电视制式下的图像、伴音信号的平均码率压缩到大约4.69—21Mbit/s，其图像质量可以达到电视演播室的质量水平，胶片质量水平，图像水平清晰度达到500—1200线以上，并采用AC—3声音信号压缩技术，传输5.1声道的环绕声信号。数字电视可以提高电视清晰度，看到更高质量的画面，提高视频点播效果。数字电视是今后电视业发展的一个方向。6真正的数字电视利用数字技术改进、提高传统模拟电视的图像和伴音质量，增加功能，是彩色电视技术发展的近期任务发展数字电视，包括标准清晰度电视、高清晰度电视（SDTV、HDTV）数字电视是一个系统工程。从数字电视节目源到信号处理手段，以及相应的接收、显示设备，都是数字化7数字电视的优点数字电视的抗干扰能力强；数字电视机稳定可靠，易于调整，便于生产；数字电视信号便于与计算机或其它数字设备接口；利用数字电视信号可以实现模拟信号难以得到的信号处理功能。8关键技术压缩编码的技术13.5+6.7510位二进制数量化270Mb/s-8MHz纠错编码等信道编码技术多进制数字调制技术QPSK（四相相移键控）、QAM（正交幅度调制）、VSB（残留边带调制）9数字电视制式数字电视制式是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定美国的ATSC（先进电视系统委员会）制式欧洲的DVB（数字视频广播）制式日本的ISDB（综合服务数字广播）制式10欧洲的DVB系统美国ATSC日本ISDB欧洲的DVB系统DVB－S：用于卫星直播电视DVB－C：用于有线电视系统DVB－T：用于地面开路数字电视系统11欧洲的DVB系统概述欧洲不得不于1993年放弃了曾在巴塞罗那奥运会上试用过的HD-MAC系统。日本虽然仍在广播MUSE系统的节目，但是也已经承认MUSE系统已不适应今后电视向数字化方向发展的趋势。在这样的背景下，欧洲和日本，提出了具有各自特色的全数字化的TV/HDTV的规划和方案。欧洲和日本在发展全数字化电视的战略思想上和美国还是有区别的，他们有以下特点：(1)首先考虑的传输信道是卫星信道而不是地面广播信道。(2)欧洲强调可分组性，日本强调多种数字业务的集成，而不是只传送HDTV一种信号。(3)地面电视广播采用OFDM（正交频分正交复用）调制方法12数字电视传输模型13数字电视传输模型源端数据：源音视频信号ESPESFS输出MPEG-2压缩打包复用TSQAM调制SICA14数字电视简介数字电视源端简介15数字电视简介源端信源编码为什么要采用信源编码？一路标准清晰度的数字电视信号的码率是很高的，例如4：2：2分量编码彩色图像的码率为(13.5+2×6.35)×8＝216Mb/s，即便是采用1.5b/Hz的高效数字调制，传输频带也要144MHz，相当于18个模拟电视信号的频带(模拟信号一个频道为8MHz)，根本无法实现。源音视频信号ESPESFS输出MPEG-2压缩打包复用TSQAM调制SI16数字电视简介源端信源编码如何进行压缩，消除电视信号中的冗余成分？①空间冗余：相邻象素/行变化小；②时间冗余：相邻帧变化小，具有相关性；③生理冗余：人的视觉惰性，如对运动的和突变(如轮廓边界)的图像的分辨力低等④频谱冗余等具体的压缩频带方法：预测编码（主要消除时间冗余和生理冗余）变换编码（主要消除空间冗余）17数字电视简介源端信道编码采用合适的调制方式和纠错方法，以提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，从而极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。源音视频信号ESPESFS输出MPEG-2压缩打包复用TSQAM调制SI18数字电视接收端简介19数字电视接收端是信号发送端的一个逆过程源音视频信号ESPESFS输出解压缩去掉包头解复用TSQAM解调SI20HDTV数字电视接收端——高清晰电视(HDTV)普通电视系统存在的缺陷宽高比4:3–16:9有限的垂直分解力有限的水平分解力严重受限的色度分解力隔行缺陷行间闪烁爬行移动物体的垂直和对角线轮廓会发生畸变（锯齿化现象）21HDTV数字电视接收端——高清晰电视(HDTV)隔行缺陷静态光栅（可见行结构）大面积闪烁串色串亮时域混叠22数字电视机按以下几种方式进行分类按信号传输方式分类：地面数字电视、卫星数字电视、有线数字电视按产品类型分类：数字电视显示器、数字电视机顶盒、一体化数字电视接收机按清晰度分类：低清晰度（LDTV）电视（图像水平清晰度大于250线）、标准清晰度电视（500线）、高清晰度电视（800线）。按显示屏幕幅型比分类：4∶3和16∶923教学基本目标数字电视的发展及系统组成;电视信号的数字化原理;电视信号参数的选择及演播室标准；数字视频信号的压缩编码原理与标准;信道编码与数字调制原理及应用；ATSC、DVB和ISDB数字视频广播系统知识；数字电视组网技术。24数字电视的现状与发展数字电视系统组成；模拟彩色电视制式；数字电视的发展数字电视信号参数的选择及演播室标准二维信号的取样、数字电视信号参数的选择数字电视信号的量化标准清晰度数字电视演播室标准数字高清晰度电视25图象压缩编码原理和视频压缩标准压缩编码基础预测编码正交变换编码统计编码子带编码小波变换编码JPEGMPEGMPEG-2H.261MPEG-426信道编码与数字调制技术线性分组码RS码循环码卷积码；交织码Turbo码网格编码调制技术。2ASK和MASK2PSK和2DPSKQPSK和DQPSKMPSK和MQAM调制MVSBCOFDM27数字视频广播系统DVB数字视频广播系统ATSC数字电视系统ISDB-T数字电视系统数字电视的传输数字电视卫星传输（数字电视卫星接收）数字电视在光纤与HFC上的传输（HFC系统的组成、数字有线电视接收机顶盒）电话网宽带接入及其他传输方式（ADSL）28数字电视三部分：视频源的采集（电视台－－摄象机）信号的传输（压缩编码＋信道编码）电视上重现（解码＋收费）扫描方式：隔行扫描：例１０８０ｉ逐行扫描：例７２０Ｐ29主要学习内容：广播电视的基本知识（模拟－数字）信息理论与编码中的信源编码与信道编码通信原理中的调制解调及编码知识等电视信号的数字化原理、数字电视信号的参数的选择和演播室标准数字电视常用的图象压缩编码原理、视频压缩的国际标准几种国际上运行的数字电视标准（ＡＴＳＣ；ＤＶＢ－Ｓ，Ｔ，Ｃ；ＩＳＤＢ－Ｔ）30教材与参考书《彩色电视原理》吕淑琴主编清华大学出版社2008年12月出版《数字电视原理与应用》姜秀华主编人民邮电出版社2003年出版《数字电视传输与组网》余兆明、余智编著人民邮电出版社2003年出版31