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中国传媒大学 数字电视系统 金立标 第一部分 数字电视基础知识 数字通信基础知识 数字电视系统基本构成 数字通信基础知识 1.1、基本概念 信道与带宽 传输信息的通路称为信道，可以分为两种：传输模拟信号的称为模拟信道，传输数字信号的信道称为数字信道 。 信道所能传送信号的频率宽度，称为带宽。数字信号本身频谱的宽度，决定了传输信道的最小频道宽度。 数字通信基础知识 1.1、基本概念 数据传输速率 比特率：是指二进制数码流的信息传输速率，单位是：bit/s简写b/s或bps，它表示每秒传输多少个二进制元素（每一个二进制的元素称为比特）。 波特率：也就是符号率，是针对模拟数据信号传输过程中，调制解调器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是s/s，称为波特(baud)率。 R=Blog2N（b/s），其中R是比特率，B是波特率，N是n比特的符号数。 数字通信基础知识 1.2、模拟信号的数字化 抽样：时间上连续的取值变为有限个离散取值。 量化：幅度上无限多种连续的样值变为有限个离散值 。 编码：把量化后的信号按照一定的对应关系转变成一系列数字编码脉冲的过程。 数字通信基础知识 1.2、模拟信号的数字化 数字通信基础知识 1.3、信源编码 数字通信基础知识 1.3、信源编码 数字通信基础知识 1.3、信源编码 数据压缩的可能性 压缩过程：去除图像中与信息无关或对图像质量影响不大的部分，即冗余部分。电视信号中存在很多这样的冗余部分，这就为压缩提供了可能性。 电视信号的冗余性表现在以下几个方面： 空间相关冗余 时间相关冗余 数字通信基础知识 1.3、信源编码 数据压缩的方式 MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4/7 H.264 数字通信基础知识 1.4、信道编码 纠错：在信道编码过程中将附加数据加于数据流之中，在接收端通过校验位来发现有错误的数据字，并给予纠正。 交织：编码时将数据码流按已定义的规则“搅乱”，在接受端再将那些“搅乱”的数据字按相反的规则重新排列，恢复出原始次序。 数字通信基础知识 1.5、调制传输 基带信号变为频带信号，频谱搬移； 便于远距离传输； QPSK、QAM。 数字电视基本概念 2.1数字电视 数字电视就是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化。 传输分类：数字卫星电视、数字有线电视、数字地面广播电视。 清晰度分类：普及型数字电视(PDTV）、标准清晰度数字电视（SDTV）、高清晰度数字电视（HDTV）。 普及型数字电视的比特率为1～2Mbps，显示清晰度约300线；标准清晰度数字电视比特率为3～8Mbps，清晰度为350～600线；高清晰度数字电视的比特率为18～20Mbps，显示清晰度为800～1000线。 数字电视基本概念 2.2数字化电视 数字化电视：在现有的模拟彩色电视的基础上采用了一些数字化处理技术，采用这些技术获得更好的图像、声音质量，增加了电视机的功能； 从本质上来讲，数字化电视仍然属于模拟电视的范畴。 数字电视基本概念 2.3、数字化电视的主要优点 ： 采用场频加倍技术和逐行扫描，去除行间闪烁，提高图像垂直清晰度，可以作为显示器 ；采用数字降噪技术，减轻了画面噪点 ；采用数字梳状滤波器，使得亮度与色度信号完全分离，消除了亮色串扰现象 ； 数字化电视与数字电视之间的最大区别是数字化电视接收的是模拟电视信号，无法接收数字电视信号。 数字电视基本概念 2.4、数字电视的优点 图像传输质量较高，距离远 频谱资源利用率高 提供多媒体业务，高速数据传输 信号稳定可靠，覆盖范围广 可以实现条件接收 第二部分 数字电视前端系统 数字电视前端平台 数字电视前端硬件平台 －2.1MPEG-2编码器 2.1.1 TS码流的形成 数字电视前端硬件平台 －2.1MPEG-2编码器 PS码流： 包的长度可变 抗误码能力低 适用于相对误码低的环境，如存储、制作DVD等 TS码流 包的长度固定，188字节 抗误码能力较高 可用于相对较差的信道环境，如传输等 数字电视前端硬件平台 －2.1MPEG-2编码器 2.1.1 TS码流的结构 TS码流由一个或多个PES包组成，这些PES包可以是有一个公共的时间基准，也可以是几个独立的时间基准。 TS码流由TS包组成，TS包的长度固定，为188字节 每个TS包由包头和净荷组成 数字电视前端硬件平台 －2.1MPEG-2编码器 2.1.1 TS码流的结构 数字电视前端硬件平台 －2.1MPEG-2编码器 2.1.2编码速率 MPEG-2编码器可由用户选择，把一个频道的电视信号压缩成2MB/S、3MB/S、4MB/S、5MB/S、6MB/S和8MB/S等的数字信号。 实际观测表明，压缩为6MB/S和8MB/S的图象与没有压