數(shù)字電視技術(shù)(全面、詳細(xì)版)

數(shù)字電視技術(shù)介紹時間：2005-08-08來源：CATV第一講數(shù)字電視概述電視技術(shù)，經(jīng)歷著從黑白電視到彩色電視的開展過程，有的國家已開始試播高清晰度電視和立體電視。我國決定從1999年10月1日起開始試播高清晰度電視(HDTV)。電視的使用范圍早已超越了播送娛樂界，并深深地擴(kuò)展到文化教育、科研管理、工礦企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、公安交通、軍事宇航等各個重要部門?，F(xiàn)在的彩色電視雖已開展到色彩鮮艷，形象逼真的高超地步，但是，它們?nèi)匀皇恰澳M電視”。在圖像信號的制作處理、控制調(diào)節(jié)、記錄重放、調(diào)制解調(diào)、傳輸轉(zhuǎn)播、接收顯示等過程中，圖像信號和伴音信號都是在時間軸上和振幅軸上連續(xù)變化的模擬信號。模擬電視最明顯的缺點是接力傳輸方式產(chǎn)生噪聲，長距離傳輸?shù)男旁氡葠夯?，使圖像清晰度越來越受到損傷；發(fā)送傳輸設(shè)備中，放大器的非線性積累使圖像比照度產(chǎn)生越來越大的畸變；相位失真的積累產(chǎn)生色彩失真，使“鬼影”現(xiàn)象愈來愈嚴(yán)重。同時，模擬電視還具有穩(wěn)定度差、可靠性低、調(diào)整繁雜、不便集成、自動控制困難、以及本錢高昂等缺點。近十多年來，由于微電子技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使數(shù)字電視的開展已取得了令人鼓舞的成果。特別是數(shù)字圖像獲取、數(shù)字存儲、位圖打印和圖形顯示的數(shù)字設(shè)備的出現(xiàn),帶來了許多數(shù)字圖像方面的應(yīng)用。技術(shù)先進(jìn)國家的電視演播室設(shè)備數(shù)字化已完成，數(shù)字電視接收機(jī)已上市出售，各種數(shù)字圖像編碼壓縮設(shè)備隨多媒體技術(shù)的開展已投人使用。國際上也相應(yīng)地制定了統(tǒng)一的數(shù)字電視信號的編碼標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字電視的開展奠定了堅實的根底。

所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的模擬電視信號經(jīng)過抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換成用二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲和記錄，也可以用電子計算機(jī)進(jìn)行處理、監(jiān)測和控制。采用數(shù)字技術(shù)不僅使各種電視設(shè)備獲得比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù)性能，而且還具有模擬技術(shù)不能到達(dá)的新功能，使電視技術(shù)進(jìn)入嶄新時代。

數(shù)字電視技術(shù)與原有的模擬電視技術(shù)相比，有如下優(yōu)點：

(l)信號雜波比和連續(xù)處理的次數(shù)無關(guān)。電視信號經(jīng)過數(shù)字化后是用假設(shè)干位二進(jìn)制的兩個電平來表示，因而在連續(xù)處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后，其雜波幅度只要不超過某一額定電平，通過數(shù)字信號再生，都可能把它去除掉，即使某一雜波電平超過額定值，造成誤碼，也可以利用糾錯編、解碼技術(shù)把它們糾正過來。所以，在數(shù)字信號傳輸過程中，不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中，每次都可能引入新的雜波，為了保證最終輸出有足夠的信雜比，就必須對各種處理設(shè)備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求S/N＞40dB，而數(shù)字信號只要求S/N＞20dB。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累，而數(shù)字信號在傳輸過程中，根本上不產(chǎn)生新的噪聲，也即信雜比根本不變。

(2)可防止系統(tǒng)的非線性失真的影響。而在模擬系統(tǒng)中，非線性失真會造成圖像的明顯損傷。

(3)數(shù)字設(shè)備輸出信號穩(wěn)定可靠。因數(shù)字信號只有“0”、“l(fā)”兩個電平，“l(fā)”電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能識別出是“l(fā)”電平就可，大一點、小一點無關(guān)緊要。

(4)易于實現(xiàn)信號的存儲，而且存儲時間與信號的特性無關(guān)。近年來，大規(guī)模集成電路(半導(dǎo)體存儲器)的開展，可以存儲多幀的電視信號，從而完成用模擬技術(shù)不可能到達(dá)的處理功能。例如，幀存儲器可用來實現(xiàn)幀同步和制式轉(zhuǎn)換等處理,獲得各種新的電視圖像特技效果。

(5)由于采用數(shù)字技術(shù)，與計算機(jī)配合可以實現(xiàn)設(shè)備的自動控制和調(diào)整。

(6)數(shù)字技術(shù)可實現(xiàn)時分多路，充分利用信道容量，利用數(shù)字電視信號中行、場消隱時間，可實現(xiàn)文字多工播送(Teletext)

(7)壓縮后的數(shù)字電視信號經(jīng)數(shù)字調(diào)制后，可進(jìn)行開路播送，在設(shè)計的效勞區(qū)內(nèi)(地面播送)，觀眾將以極大的概率實現(xiàn)“無過失接收”(發(fā)“0”收“0”，發(fā)“l(fā)”收“l(fā)”)，收看到的電視圖像及聲音質(zhì)量非常接近演播室質(zhì)量。

(8)可以合理地利用各種類型的頻譜資源。以地面播送而言，數(shù)字電視可以啟用模擬電視的“禁用頻道”(taboochannel)，而且在今后能夠采用“單頻率網(wǎng)絡(luò)”(singlefrequencynetwork)技術(shù)，例如l套電視節(jié)目僅占用同1個數(shù)字電視頻道而覆蓋全國。此外，現(xiàn)有的6MHz模擬電視頻道，可用于傳輸l套數(shù)字高清晰度電視節(jié)目或者4-6套質(zhì)量較高的數(shù)字常規(guī)電視節(jié)目，或者16-24套與家用VHS錄像機(jī)質(zhì)量相當(dāng)?shù)臄?shù)字電視節(jié)目。

(9)在同步轉(zhuǎn)移模式(STM)的通信網(wǎng)絡(luò)中，可實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的“動態(tài)組合”(dynamiccombination)。例如，在數(shù)字高清晰度電視節(jié)目中，經(jīng)常會出現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)較少的時刻。這時由于壓縮后的圖像數(shù)據(jù)量較少，便可插入其它業(yè)務(wù)(如電視節(jié)目指南、、電子游戲軟件等)，而不必插入大量沒有意義的“填充比特”。

(10)很容易實現(xiàn)加密/解密和加擾/解擾技術(shù)，便于專業(yè)應(yīng)用(包括軍用)以及播送應(yīng)用(特別是開展各類收費(fèi)業(yè)務(wù))。

(ll)具有可擴(kuò)展性、可分級性和互操作性，便于在各類通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通。

(12)可以與計算機(jī)“融合”而構(gòu)成一類多媒體計算機(jī)系統(tǒng)，成為未來“國家信息根底設(shè)施”(NII)的重要組成局部。數(shù)字電視不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮時，數(shù)碼率太高。例如，亮度信號抽樣頻率一般選為13.5MHz(3倍彩色副載波頻率)，每樣品值經(jīng)8比特量化后，碼率為13.5×8=108Mbit/s。兩個色差信號R-Y、B-Y抽樣頻率，分別為6.75MHz(3/2倍彩色副載波頻率)，每樣品值經(jīng)8比特量化后為54Mbit/s。所以在不采用任何壓縮措施時，總的數(shù)碼率為108十54十54=216(Mbit/s)。這相當(dāng)于3000多路數(shù)字話路。從理論上講，PCM二進(jìn)制傳輸信道每lHz帶寬能傳輸?shù)淖罡叽a率是2bit/s。因此，這相當(dāng)于要求信道提供108MHz的帶寬，是現(xiàn)有視頻信號帶寬的10倍以上。所以說，不壓縮時的數(shù)字電視信號的數(shù)碼率太高，頻帶太寬，從通信系統(tǒng)的觀點來看，PCM傳輸方式是以帶寬為代價換取高的傳輸質(zhì)量。為了提高圖像通信的有效性，一般不采用直接PCM方式傳輸，而是對數(shù)字化后的信源信號先進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，然后再傳輸?，F(xiàn)正已提出、并正在探索各種數(shù)據(jù)壓縮措施，可望數(shù)碼率大大降低。例如：美國所提出的全數(shù)字高清晰度電視方案，數(shù)據(jù)壓縮后的信號帶寬，可做到與普通NTSC彩色電視信號的帶寬相同(6MHz)，但圖像質(zhì)量實現(xiàn)了飛躍。按目前的國際水平，已實現(xiàn)的把一路普通彩色數(shù)字電視216Mb/s的數(shù)碼率壓縮到8.448Mb/s，它是未壓縮前數(shù)據(jù)量的3.7%，相當(dāng)于模擬信號帶寬為4MHz,但與模擬彩色電視相比，其主觀圖像質(zhì)量沒有任何降低。另外，彩色數(shù)字會議電視系統(tǒng)，其數(shù)碼率的國際標(biāo)準(zhǔn)為2.048Mb/S，數(shù)據(jù)量僅為未壓縮前的1%，圖像質(zhì)量也可以到達(dá)滿意的程度?？梢姡瑪?shù)據(jù)壓縮的前景可觀。數(shù)字調(diào)制技術(shù)更是方興未艾。而且，8.448Mb/s的數(shù)字電視信號，經(jīng)數(shù)字調(diào)制以后的模擬帶寬可降到1.2MHz，那么在6MHz帶寬中，可傳5路8.448Mb/s經(jīng)調(diào)制以后的數(shù)字電視信號。

目前已被采用的數(shù)字電視設(shè)備有：數(shù)字特技、數(shù)字時基校正器、數(shù)字幀同步機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字電視接收機(jī)等。數(shù)字化設(shè)備可大大擴(kuò)展特技功能，加強(qiáng)藝術(shù)效果。從整個電視系統(tǒng)來說，開展數(shù)字電視可以分兩步走：(l)局部設(shè)備數(shù)字化。即攝像機(jī)輸出為模擬信號，經(jīng)模擬、數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)變成數(shù)字信號，在演播室的數(shù)字設(shè)備中進(jìn)行處理，如數(shù)字特技處理等，處理完后，又轉(zhuǎn)換成(D/A)模擬信號，再用電視發(fā)射機(jī)發(fā)射。接收機(jī)收到信號以后，檢波成視頻信號，再經(jīng)A/D變換成數(shù)字信號，在接收機(jī)中進(jìn)行數(shù)字處理(如數(shù)字降噪、數(shù)字輪廓校正、數(shù)字去重影、畫中畫等)，再由D/A變換在顯像管上顯示出高度清晰、噪聲很小的鮮艷圖像。(2)全系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化，即把要發(fā)送圖像直接變換成數(shù)字信號，經(jīng)編碼壓縮再變換成適合于傳輸?shù)拇a型，在數(shù)字微波、數(shù)字光纖信道上傳輸，在接收端再將所收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成電視圖像，在通道的所有環(huán)節(jié)上電視信號都是以數(shù)字形式傳送的。圖l-l為演播室數(shù)字處理框圖。信號源為彩色攝像機(jī)送出R、G、B信號后，均經(jīng)A/D變換成數(shù)字視頻信號送至節(jié)目制作單元，同時還有數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字特技以及數(shù)字制式轉(zhuǎn)換器送來的信號均送入節(jié)目制作單元中，經(jīng)節(jié)目制作以后的信號，再送至D/A變換器中，變成模擬信號，然后送往電視發(fā)射機(jī)。圖l-2為數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)框圖。發(fā)端由攝像機(jī)產(chǎn)生彩色電視圖像，經(jīng)A/D變換后，變?yōu)閿?shù)字視頻信號送入信源編碼中。信源編碼承當(dāng)著圖像數(shù)據(jù)壓縮功能，它去掉信號中的冗余局部，使傳輸碼率降低。經(jīng)信源編碼后的圖像信號送入多路復(fù)用器中與數(shù)字音頻信號進(jìn)行多路復(fù)用，然后送入信道編碼器，信道編碼即為糾錯編碼，提高信號在傳輸中的抗干擾能力。這是因為數(shù)據(jù)碼流經(jīng)長距離傳輸后不可防止地會引入噪聲而發(fā)生誤碼。因此，參加糾錯碼以提高其抗干擾能力。經(jīng)糾錯編碼后的信號送入輸出接口電路。輸出接口電路起碼型變換作用，即把單極性碼變成有利于傳輸?shù)碾p極性碼。遠(yuǎn)距離傳輸時，可以采用數(shù)字微波線路，也可以采用數(shù)字光纖線路，以接力傳輸方式，站與站的距離可達(dá)50公里圖l-l演播室數(shù)字處理框圖圖l-2數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)框圖數(shù)字電視接收機(jī)框圖如圖l-3所示，電視接收天線接收下來的信號經(jīng)高頻通道、中頻放大，然后，送至視頻檢波得到模擬信號。再經(jīng)A/D變換，變?yōu)閿?shù)字信號，送入數(shù)字處理器中，進(jìn)行數(shù)字降噪、數(shù)字輪廓校正、數(shù)字去重影、行頻加倍、去閃爍處理、畫中畫處理等，最后送入D/A變換器中，變成模擬信號供顯象管顯示。電視發(fā)射高頻局部和電視接收高頻通道局部均為模擬系統(tǒng)，這是因為在接近1000MHz頻率要實現(xiàn)數(shù)字化,就目前的技術(shù)水平不可能完成。圖l-3數(shù)字電視接收機(jī)框圖對數(shù)字電視信號進(jìn)行編碼,可分為全信號編碼和分量編碼，如圖l-4所示。其中圖(a)為全信號編碼，圖(b)為分量信號編碼。從圖(a)可以看出，模擬全電視信號經(jīng)A/D變換，變?yōu)閿?shù)字信號，經(jīng)數(shù)字處理后，再送入D/A變換，復(fù)原成模擬全信號。全信號編碼，從框圖上看似乎很簡單，但這種方法易造成亮、色干擾。尤其對SECA制(東歐國家彩色電視制式)來說，由于色差信號對副載頻的調(diào)制方式是調(diào)頻的，難于采用全信號編碼，只能采用分量編碼。圖(b)是分量信號編碼框圖，模擬全信號經(jīng)A/D變換后，再經(jīng)數(shù)字亮、色別離，分成數(shù)字亮度信號和數(shù)字色差信號，送入數(shù)字信號處理器中，經(jīng)處理后的信號再經(jīng)數(shù)字式全信號編碼，然后經(jīng)D/A變成模擬全信號。該圖雖增加數(shù)字亮、色別離和數(shù)字式全信號編碼，但數(shù)字處理是對分量信號進(jìn)行的，消除了亮、色干擾現(xiàn)象。這種處理方式可使圖像質(zhì)量提高，因此應(yīng)用較為廣泛，國際標(biāo)準(zhǔn)也建議采用分量信號編碼方式。從數(shù)宇電視開展的趨勢來看，可有如下進(jìn)程:第一步實現(xiàn)普通電視的數(shù)字化，利用MPEG-l的國際標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到2.048Mb/s速率，其圖像質(zhì)量可優(yōu)于家用錄像機(jī)VHS的質(zhì)量。第二步按MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中的主級標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到8.448Mb/s，其圖像質(zhì)量可達(dá)現(xiàn)有電視演播室的質(zhì)量。第三步按MPEG-2的高級標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到20Mb/s左右，其圖像質(zhì)量可達(dá)HDTV的質(zhì)量。將來，人們不會只滿足于HDTV，還會有更高級的電視。例如，可能出現(xiàn)垂直和水平清晰度分別為現(xiàn)有電視的4倍和8倍的特高清晰度電視(UDTV)和超高清晰度電視(SDTV)，掃描行數(shù)可達(dá)2248行，其圖像質(zhì)量可達(dá)70mm電影的水平。第二講數(shù)字電視的國際標(biāo)準(zhǔn)

自1948年提出視頻數(shù)字化概念后,經(jīng)過將近40年的探索,于1982年提出了電視演播室數(shù)字編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)(CCIR601號建議);又于1984年提出了第一個實用化的、適應(yīng)于會議電視和可視要求的H.261標(biāo)準(zhǔn);1993年公布了活動圖像的編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1;1994年發(fā)表了MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)向下兼容MPEG-1,向上兼容HDTV的圖像質(zhì)量;1999年公布了MPEG-4標(biāo)準(zhǔn);今后還方案發(fā)表MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)。下面將上述國際標(biāo)準(zhǔn)逐一介紹。

為了便于國際間的節(jié)目交換，為消除數(shù)字設(shè)備之間的制式差異,和為625行電視系統(tǒng)與525行電視系統(tǒng)之間兼容，在1982年2月國際無線電咨詢委員會(CCIR)第15次全會上，通過了601號建議，確定以分量編碼為根底,即以亮度分量Y、和兩個色差分量R-Y、B-Y為根底進(jìn)行編碼,作為電視演播室數(shù)字編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:(1).不管是PAL制，還是NTSC制電視,Y、R-Y、B-Y三分量的抽樣頻率分別為13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。(2).抽樣后采用線性量化，每個樣點的量化比特數(shù)用于演播室為10bit,用于傳輸為8bit。(3).Y、R-Y、B-Y三分量樣點之間比例為4:2:2。

在1983年9月召開的國際無線電咨詢委員會(CCIR)中期會議上，又作了三點補(bǔ)充：(l)明確規(guī)定編碼信號是經(jīng)過γ預(yù)校正的Y、(R-Y)、B-Y)信號；(2)相應(yīng)于量化級0和255的碼字專用于同步，l到254的量化級用于視頻信號;(3)進(jìn)一步明確了模擬與數(shù)字行的對應(yīng)關(guān)系，并規(guī)定從數(shù)字有效行末尾至基準(zhǔn)時間樣點的間隔，對525行、60場/秒制式來說為16個樣點，對625行、50場/秒制式那么為12個樣點。不管625行/50場或525行/60場，其數(shù)字有效行的亮度樣點數(shù)都是720，色差信號的樣點數(shù)均是360，這是為了便于制式轉(zhuǎn)換。假設(shè)亮度樣點數(shù)被2除，就得到色差信號的數(shù)據(jù)。

2.2.H·261標(biāo)準(zhǔn)

1984年國際電報咨詢委員會的第15研究組成立了一個專家組,專門研究電視的編碼問題，所用的網(wǎng)絡(luò)為綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)ISDN，當(dāng)時的目標(biāo)是推薦一個圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速率為m×384kb/s(千位/秒)，m=l,2,3,4,5。這里384kb/s在ISDN中稱為Ho通道。另有根本通道B的速率為64kb/s,6×B=384kb/s。5×Ho=30×B=1920kb/s為窄帶ISDN的最高速率。后來因為384kb/s速率作為起始點偏高，廣泛性受限制，另外跨度也太大，靈活性受影響，所以改為p×64kb/s,p=l，2,3,..30。最后又把p擴(kuò)展到32，因為32×64kb/s=2084kb/s,其中2084＝211，根本上等于2Mb/s,實際上已超過了窄帶ISDN的最高速率1920kb/s，最高速率也稱通道容量。經(jīng)過5年以上的精心研究和努力，終于在1990年12月完成和批準(zhǔn)了CCITT推薦書H.261，即“采用p×64kb/s的聲像業(yè)務(wù)的圖像編解碼”，H.261簡稱p×64。

由于H.261標(biāo)準(zhǔn)是用于電視和電視會議，所以推薦的圖像編碼算法必須是實時處理的，并且要求最小的延遲時間，因為圖像必須和語音密切配合，否那么必須延遲語音時間。當(dāng)p取l或2時，速率只能到達(dá)128kb/s,由于速率較低只能傳清晰度不太高的圖像，所以適合于面對面的電視。當(dāng)p＞6時，速率＞384kb/s那么速率較高，可以傳輸清晰度尚好的圖像，所以適用于電視會議。

靜像數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG(JointPhoto一graphicExpertsGroup)，直譯為聯(lián)合攝影術(shù)專家組，其中聯(lián)合是指幾個國際組織的聯(lián)合。它是從1986年正式開始制訂的。當(dāng)時由兩個國際組織聯(lián)合支持，其一,是國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO;其二,是國際電報咨詢委員會CCITT。到1987年l1月，國際電工委員會IEC也參加合作，因此說JPEG是三個國際組織合作的成果。雖然從1986開始，經(jīng)過許屢次國際會議討論和修改后，于1992年7月2日表決通過標(biāo)準(zhǔn)的第一局部，但是可能對有關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)草案(即標(biāo)準(zhǔn)的第二局部)作進(jìn)一步修改。JPEG是ISO的標(biāo)準(zhǔn),同時也CCITT的推薦標(biāo)準(zhǔn)。

JPEG是數(shù)字圖像壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)。它用于連續(xù)變化的靜止圖像，這里包括灰度等級和顏色兩方面的連續(xù)變化。JPEG包含兩種根本壓縮方法，各有不同的操作模式。第一種是有損壓縮，它是以DCT(DiscreteCosineTransform)為根底的壓縮方法。第二種為無損壓縮，又稱預(yù)測壓縮方法。但最常使用的是第一種,即DCT壓縮方法，也稱為基線順序編解碼(BaselineSequentialCodec)方法，因為這種方法的優(yōu)點是先進(jìn)、有效、簡單、易于交流，因此應(yīng)用廣泛,是以DCT為根底的最根本、最重要的方法。

MPEG是活動圖像專家組(MovingPictureExpertGroup)的英文縮寫。實際上，它是標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)聯(lián)合技術(shù)委員會l(JTCl)的第29分委員會(SC29)的第ll工作組(WGll)，其全稱是WGllofSC29ofISO/IECJTCl。MPEG的任務(wù)是開發(fā)運(yùn)動圖像及其聲音的數(shù)字編碼標(biāo)準(zhǔn)，成立于1988年。

專家組最初的任務(wù)有三個：實現(xiàn)1.5Mb/s、10Mb/s、40Mb/s的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，即MPEG-l、MPEG-2、MPEG-3。但因為MPEG-2的功能已使MPEG-3為多余，所以MPEG-3于1992月撤消。MPEG-4工程是1991年5月建議并于1993年7月確認(rèn)，其目標(biāo)是甚低數(shù)碼率的音頻壓縮編碼(碼率低于28.8Kb/s)。下面分別介紹各個標(biāo)準(zhǔn)。

隨著數(shù)字音頻和數(shù)字視頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，ISO的活動圖像專家組(MPEG)在1991年11月提出了ISOll172標(biāo)準(zhǔn)的建議草案，通稱MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)于1992年11月通過，1993年8月公布。MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)適用于數(shù)碼率在1.5Mbps左右的應(yīng)用環(huán)境，也就是為CD-ROM光盤的視頻存儲和放像所制定的。

MPEG-l標(biāo)準(zhǔn)可以處理各種類型的活動圖像，其根本算法對于壓縮水平方向360個像素豎直方向288個象素的空間分辨力，每秒24至30幅畫面的運(yùn)動圖像有很好的效果，在MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)中的一幀圖像的概念不同于電視中幀的概念，前者一定是成逐行掃描的圖像，如果待處理信號是隔行掃描的圖像，那么編碼前必須將其轉(zhuǎn)換成逐行掃描的格式。

MPEG-l標(biāo)準(zhǔn)提供了一些錄像機(jī)的功能：正放，圖像凍結(jié)、快進(jìn)、快倒和慢放。此外，還提供了隨機(jī)存儲的功能，當(dāng)然，解碼器這些功能的實現(xiàn)在一定程度上同圖像數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)相關(guān)。

MPEG-l標(biāo)準(zhǔn)采用了一系列技術(shù)以獲得高壓縮比，第一，對色差信號進(jìn)行亞采樣，減少數(shù)據(jù)量;第二，采用運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)減少幀間冗余度；第三，做二維DCT變換去除空間相關(guān)性;第四，對DCT分量進(jìn)行量化，舍去不重要的信息，將量化后DCT分量按照頻率重新排序;第五，將DCT分量進(jìn)行變字長編碼;第六，對每數(shù)據(jù)塊的直流分量(DC)進(jìn)行預(yù)測差分編碼MPEG-l中的圖像類型共分四種:I圖像,或稱Intra圖像，采用幀內(nèi)編碼，不參照其它圖像;P圖像,或稱Predicted圖像,它們參照前一幅I或P圖像做運(yùn)動補(bǔ)償編碼;B圖像，或稱雙向預(yù)測圖像，它們參照前一幅和后一幅I或P圖像做雙向運(yùn)動補(bǔ)償編碼;D圖像，或稱直流(DC)圖像，這類圖像中只含直流分量，是為快放功能而設(shè)計的。

MPEG-2是由MPEG開發(fā)的第2個標(biāo)準(zhǔn)。按方案于1994年l1月正式確定為國際標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-2是“活動圖像及有關(guān)聲音信息的通用編碼”(GenericCodingofMovingPicturesAssociatedAudioInformation)標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)制定始于1990年7月。在此之間，國際電信盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)成立了一個有關(guān)ATM的圖像編碼專家組。從此開始了JTC1ITU-T的合作。從1991年5月開始征集有關(guān)圖像編碼算法(VideoCodingAlgorithms)的文件,有32個公司和組織提供了非常詳細(xì)的研究結(jié)果和D1格式的編解碼圖像錄像帶。1991年ll月,在日本的JVC研究所進(jìn)行了比照測試，確定帶有運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測和內(nèi)插的DCT最成熟和性能最好。在1992年1月的會上又定下了MPEG-2是“通用”(generic)標(biāo)準(zhǔn)。

MPEG-2的聲音和系統(tǒng)局部的工作始于1992年7月。MPEG為制定MPEG-2經(jīng)常與有關(guān)國際組織，如ISO、IEC、ITU-T、ITU-R等開會協(xié)調(diào)，并注意到了與MPEG-1的兼容一致。國際電聯(lián)的無線電通信部門(ITU-R)從播送電視方面提出的不同需求構(gòu)成了MPEG-2的檔次/等級(Profile/Level)概念的根底。ITU-R在MPEG-2的質(zhì)量檢驗、測試方面做了大量工作。MPEG-2的委員會草案ISO/IECCD13818是1993年l1月產(chǎn)生的。按方案在1994年1l月7日至l1日的新加坡會議上，批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IECIS13818。此后還要對MPEG-2進(jìn)行擴(kuò)展。

MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)將支持7個新的功能。可粗略劃分為3類：基于內(nèi)容的交互性、高壓縮率和靈活多樣的存取模式?，F(xiàn)分別介紹如下：

1.基于內(nèi)容的交互性(Content-basedinteractivity)

(1)基于內(nèi)容的操作與比特流編輯支持無須編碼就可進(jìn)行基于內(nèi)容的操作與比特流編輯。例如：使用者可在圖像或比特流中選擇一具體的對象(Object)(例如圖像中的某個人，某個建筑等等)，隨后改變它的某些特性。

(2)自然與合成數(shù)據(jù)混合編碼提供將自然視頻圖像同合成數(shù)據(jù)(文本、圖形)有效結(jié)合的方式，同時支持交互性操作。

(3)增強(qiáng)的時間域隨機(jī)存取MPEG-4將提供有效的隨機(jī)存取方式：在有限的時間間隔內(nèi),可按幀或任意形狀的對象,對一音、視頻序列進(jìn)行隨機(jī)存取。例如以一序列中的某個音、視頻對象為目標(biāo)進(jìn)行“快進(jìn)”搜索。

2.高壓縮率(Compression)

(l)提高編碼效率在與現(xiàn)有的或正在形成的標(biāo)準(zhǔn)的可比較速率上,MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)將提供更好的主觀視覺質(zhì)量的圖像。這一功能可望在迅速開展中的移動通信網(wǎng)中獲得應(yīng)用，但值得注意的是：提高編碼效率不是MPEG-4的唯一的主要目際。

(2)對多個并發(fā)數(shù)據(jù)流的編碼MPEG-4將提供對一景物的有效多視角編碼,加上多伴音聲道編碼及有效的視聽同步。在立體視頻應(yīng)用方面,MPEG-4將利用對同一景物的多視點觀察所造成的信息冗余，MPEG-4的這一功能在足夠的觀察視點條件下將有效地描述三維自然景物。

3.靈活多樣的存取(Universalaccess)

(l)錯誤易發(fā)環(huán)境中的抗錯性(Robustness)“靈活多樣”是指允許采用各種有線、線網(wǎng)和各種存儲媒體，MPEG-4將提高抗錯誤能力(Errorrobustnesscapability)，尤其是在易發(fā)生嚴(yán)重錯誤的環(huán)境下的低比特應(yīng)用中(移動通信鏈路)。注意，MPEG-4是第一個在其音、視頻表示標(biāo)準(zhǔn)中考慮信道特性的標(biāo)準(zhǔn)。目的不是取代已由通信網(wǎng)提供的錯誤控制技術(shù)，而是提供一種對抗殘留錯誤的堅韌性。例如：選擇性前向糾錯(Selectiveforwarderrorcorrection)，錯誤遏制(Errorcontainment),或錯誤掩蓋(Errorconcealment)。

(2)基于內(nèi)容的尺度可變性(Content-basedscalability)內(nèi)容尺度可變性意味著給圖像中的各個對象分配優(yōu)先級。其中，比較重要的對象用較高的空間和或時間分辨率表示?；趦?nèi)容的尺度可變性是MPEG-4的核心，因為一旦圖像中所含對象的目錄及相應(yīng)的優(yōu)先級確定后，其它的基于內(nèi)容的功能就比較容易實現(xiàn)了。對甚低比特率應(yīng)用來說，尺度可變性是一個關(guān)鍵的因素,因為它提供了自適應(yīng)可用資源的能力。例如,這個功能允許使用者規(guī)定：對具有最高優(yōu)先級的對象以可接受的質(zhì)量顯示,第二優(yōu)先級的對象那么以較低的質(zhì)量顯示，而其余內(nèi)容(對象)那么不予顯示，可見,這種方式可最有效地利用有限的資源。

MPEG家族的新成員叫作“多媒體內(nèi)容描述接口”(簡稱MPEG-7,它的由來是1+2+4=7,因為沒有MPEG-3、MPEG-5、MPEG-6)，它將擴(kuò)展現(xiàn)有內(nèi)容識別專用解決方案的有限的能力，特別是它還包括了更多的數(shù)據(jù)類型。換言之，MPEG-7將規(guī)定一個用于描述各種不同類型多媒體信息的描述符的標(biāo)準(zhǔn)集合。MPEG-7還將對定義其他描述符及其結(jié)構(gòu)(描述方案)，和他們之間的關(guān)系的方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。這種描述(也就是描述符和描述方案的組合)將與內(nèi)容本身關(guān)聯(lián)起來，以便對用戶感興趣的素材進(jìn)行快速高效的搜索。MPEG-7將標(biāo)準(zhǔn)化一種用來定義描述方案的語言，即描述定義語言(DDL)。帶有與之相關(guān)的MPEG-7數(shù)據(jù)的AV素材，就可以被加上索引，并可進(jìn)行檢索。這些素材可能包括，靜止圖像、圖形、3D模型、音頻、語言、視頻、以及關(guān)于這些成份如何組成一個多媒體表述(即所謂“環(huán)境”，組合信息)的信息。在這些通用數(shù)據(jù)類型中的特殊情況可能已包括面部表情和個人特征。

MPEG-7象MPEG家族中的其他成員一樣，是針對滿足特定需要的音、視頻信息的標(biāo)準(zhǔn)化表述。由于MPEG-7是在其它標(biāo)準(zhǔn)表述諸如模擬、PCM、MPEG-l、MPEG-2和MPEG-4等根底上建立起來的，而標(biāo)準(zhǔn)化的功能之一就是對其中相應(yīng)局部提供參考。舉例來說，也許一個用于MPEG-4的形狀描述符,在MPEG-7的環(huán)境里可能會有幫助，同樣的，用于MFEG-l、MPEG-2的運(yùn)動矢量區(qū)也可能有這樣的情況。

但是，MPEG-7的描述符并不依賴于它所描述的內(nèi)容是編碼的或存儲的方式，可以把MPEG-7的描述說明,附加到模擬制的電影里或是用紙張打印出來的圖片上。然而，盡管MPEG-7的描述不依賴于所處理素材的(編碼)表達(dá)方式，但由于在一定程度上它是在MPEG-4的根底上開展起來的，而MPEG-4采用了按照具有一定時間關(guān)系(同步)和空間關(guān)系(對于視頻而言是在屏幕上，對于音頻而言是在房間內(nèi))的對象,來進(jìn)行音、視頻編碼的處理方式，因此用MPEG-4編碼有可能把描述說明附加到場景中的成員(對象)，比方說音、視頻對象身上。所以，MPEG-7在描述中要提供不同的程度，才可能實現(xiàn)不同等級的識別。

因為描述性特征必須在應(yīng)用環(huán)境中才有意義，所以他們會因用戶范圍的不同和應(yīng)用領(lǐng)域的不同而有所區(qū)別。這就意昧著，同樣的素材，因為要和應(yīng)用范圍相匹配，可能會使用不同類型的特征來描述。我們來看一些例子，對于可視素材，較低的抽象級別可能會用一些象形狀、尺寸、紋理、顏色、運(yùn)動(拋射)、位置(“對象會在場景中的哪個位置被發(fā)現(xiàn)呢?”)等屬性來描述；對音頻內(nèi)容而言，可能會采用調(diào)式、情緒、節(jié)奏、節(jié)奏變化、在聲場中的位置等屬性。而最高的抽象等級可能會給出關(guān)于語意的信息：“在這個場景中，左側(cè)有一只正在吠叫的棕狗，右側(cè)有一只落下來的藍(lán)色圓球，背景中還有汽車經(jīng)過的聲音?！碑?dāng)然，所有這些描述都會以高效方式進(jìn)行編碼，也即能提高搜索的效率。同時，中間也可能存在過渡的抽象等級。抽象等級與提取特征的方式有關(guān)，許多低等級的特征可以用全自動的方式提取出來，而高等級的特征就需要更多的人工交互。第三講數(shù)字視頻播送(DVB)數(shù)字電視是在還沒有發(fā)覺的情況下就已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。而我們能夠開始感覺到數(shù)字技術(shù)的沖擊只是一個時間問題，今天數(shù)字技術(shù)已經(jīng)在我們生活的方方面面有所表達(dá)，從、機(jī)到微型電腦，再到目前風(fēng)行世界的因特網(wǎng)。

今天，盡管我們在家里仍然收看的還是模擬電視節(jié)目，但是節(jié)目制作棚里的設(shè)備已經(jīng)是數(shù)字化了，從節(jié)目制作棚到發(fā)射塔的信號傳輸也已是數(shù)字化了，沒有這些節(jié)目制作與傳輸?shù)臄?shù)字技術(shù)，我們的節(jié)目質(zhì)量是無法滿足的。當(dāng)你通過衛(wèi)星電視網(wǎng)、有線電視網(wǎng)或開路電視網(wǎng)觀看電視節(jié)目時，你已經(jīng)是位于數(shù)字電視傳輸?shù)淖詈笠粋€環(huán)節(jié)，這一個環(huán)節(jié)正在經(jīng)歷一場數(shù)字化革命,以到達(dá)電視節(jié)目的全數(shù)字化傳輸。在電視數(shù)字化的進(jìn)程中,國際DVB組織(DigitalVideoBroadcasting)提出了全套的解決方案，這-方案涉及我們常用的傳輸媒介：數(shù)字衛(wèi)星電視(DVB-S)、數(shù)字有線電視(DVB-C)、數(shù)字開路電視(DVB-T)。

電視數(shù)字化的時代已經(jīng)到來!

在歐洲，從1991年開始，電視臺、家電產(chǎn)品生產(chǎn)廠家和標(biāo)準(zhǔn)制訂者坐到了一起，商談組成-個工作組，共同制訂數(shù)字電視的開展規(guī)劃，工作組的成員開展很快，這一個由歐洲人發(fā)起的組織很快就吸引美國及日本的許多成員，變成了-個世界性組織。1993年9月工作組起草了一個備忘錄，將工作組更名為DVB組織，即國際數(shù)字視頻播送組織。數(shù)字電視的開展進(jìn)入了新的時代。

根據(jù)過去痛苦的教訓(xùn)，工業(yè)界決定要以市場的商業(yè)需求作為標(biāo)準(zhǔn)制訂的指導(dǎo)，DVB組織決定新的技術(shù)必須是建立在MPEG-2壓縮算法上的數(shù)字技術(shù)，必須是市場導(dǎo)向的。

由于相對較低的根底設(shè)施費(fèi)用投入和各國相對簡單的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)問題,數(shù)字衛(wèi)星電視(DVB-S)網(wǎng)、數(shù)字有線電視(DVB-C)網(wǎng)和數(shù)字開路電視(DVB-T)網(wǎng)先走一步，開展更快。1995年DVB組織確立了數(shù)字衛(wèi)星電視的標(biāo)準(zhǔn)DVB-S，1996年數(shù)字有線電視DVB-C數(shù)字共用天線電視、數(shù)字微波電視等標(biāo)準(zhǔn)隨之確立，數(shù)字開路電視DVB-T的采用緊隨其后，將給整個社會帶來更深刻的變化。I997年以DVB標(biāo)準(zhǔn)為根底的數(shù)字電視已經(jīng)在全世界普及，擁有了幾百萬用戶。1998年末，微型計算機(jī)用戶可以通過在他們使用的微機(jī)內(nèi)插入數(shù)字衛(wèi)星接收卡，用來享受因特網(wǎng)效勞。目前，數(shù)字地面電視(DVB-T)標(biāo)準(zhǔn)正在逐漸被世界各國所采用，為今后的高清晰度電視開辟了廣泛的前景。

DVB標(biāo)準(zhǔn)提供了-套完整的，適用于不同媒介的數(shù)字電視播送系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，其周全的方案及廣范的共識是其成功的關(guān)鍵。從一開始，大家就選定ISO/IECMPEG-2標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，對信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，隨后對MPEG-2碼流進(jìn)行打包形成傳輸流(TS)，進(jìn)行多個傳輸流復(fù)用，最后通過衛(wèi)星、有線電視及開路電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行傳輸。

●系統(tǒng)采用MPEG壓縮的音頻，視頻及數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源

●系統(tǒng)采用公共MPEG-2傳輸流(TS)復(fù)用方式

●系統(tǒng)采用公共的用于描述播送節(jié)目的系統(tǒng)效勞信息(SI)

●系統(tǒng)的第一級信道編碼采用R-S前向糾錯編碼保護(hù)

●調(diào)制與其它附屬的信道編碼方式，由不同的傳輸媒介來確定

●使用通用的加擾方式以及條件接收界面

DVB系統(tǒng)的音頻編碼使用MPEG-ILayerII笫二層音頻編碼，也稱做MUSICAM。音頻的MPEG-ILayerII編碼壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應(yīng)，這一人體生理學(xué)效應(yīng)允許我們對于人耳不太敏感的頻率進(jìn)行低碼率編碼，這一技術(shù)的采用可以大大地降低音頻編碼速率。MPEG-ILayerII音頻編碼可用于單音，立體聲，環(huán)繞聲和多路多語言聲音的編碼。

對于視頻,國際上采用標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-2壓縮編碼，MPEG-2視頻編碼系統(tǒng)由一個大家族構(gòu)成，每一個系統(tǒng)之間都有兼容性和共同性，根據(jù)圖像清晰度的不同，它分成四種信源格式或稱“等級”(LEVEL)，從錄像帶(VCR)的低圖像清晰度，到高清晰度電視。除了根據(jù)圖像清晰度定義的“等級”以外，DVB視頻標(biāo)準(zhǔn)還定義了“檔次”(PROFILE)的概念，每一個不同的“檔次”(PROFILE)能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法。

a)“檔次”(PROFILE)

目前在MPEG-2系統(tǒng)中存在5個“檔次”(PROFILE)，每一個“檔次”(PROFILE)都會比它的前一個“檔次”更加復(fù)雜，更加完善，提供更多的工具,同時其相對應(yīng)的設(shè)備的價格也更高。

“檔次”的最初級叫做簡單檔次(SIMPLEPROFILE)，隨后是主檔次(MAINPROFILE)，它比簡單檔次(SIMPLEPROPILE)增加了編碼雙向預(yù)測的功能，即：B-FRAMES，在使用同樣的碼流的情況下，它的質(zhì)量會更好，但算法更加復(fù)雜，使用的芯片更多。主檔次(MAINPROFILE)的解碼芯片,可以兼容解碼簡單檔次(SIMPLEPROFILE)的編碼，這種向下兼容性貫穿整個系列的“檔次”。

在主檔次(MAINPROFILE)之后,是信噪比可分級檔次(SNRSCALABLE)及空間頻譜可分級檔次(SPACILLYSCALABLEPROFILE)，這兩種“檔次”可以調(diào)整信噪比與碼流率關(guān)系,以及圖像清晰度與碼流率之間的關(guān)系，出于其編碼的復(fù)雜性以及接收設(shè)備價格昂貴問題，DVB標(biāo)準(zhǔn)目前不支持這兩種“檔次”。最高級的“檔次”是HIGHPROFILE，它不僅兼容前面的低極“檔次”，兼?zhèn)渌械墓δ埽铱梢赃M(jìn)行多行，同時編碼，而前面的“檔次”那么是逐行編碼。

在“檔次”中存在兩種圖像采樣方式，即：4:2:2和4:2:0格式。我們知道電視復(fù)合信號可以分成亮度信號分量(Y)和色度信號分量(R-Y,B-Y)，4:2:2格式是對亮度信號進(jìn)行4個采樣，對色度信號(R-Y，B-Y)進(jìn)行2個采樣，見圖3.1；4:2:0格式的色度信號(R-Y,B-Y)只做隔行采樣，如果使用8比特采樣,我們可以算出對標(biāo)準(zhǔn)PAL制電視信號進(jìn)行采樣后的4:2:2格式圖像碼流率如下：

我們看到?jīng)]有壓縮的電視圖像碼流率非常高，占用帶寬太寬，不適用于傳輸，即使采用4:2:0格式,圖像碼流率也高達(dá)124.416Mb/s,MPEG-2的壓縮算法采用除去電視視頻信號的時間冗余和空間冗余的算法，使碼流率降到3~8Mb/s仍然獲得質(zhì)量清晰的圖象，使數(shù)字電視的傳輸成為可能。

(b)“等級”(LEVEL)

根據(jù)圖像節(jié)目源的清晰度由低到高的不同，DVBMPEG-2標(biāo)準(zhǔn)分成許多“等級”,最低的LOWLEVEL的清晰度是IU-R-BT、601建議的四分之一，即：352×288×25幀/秒。MAINLEVEL是完全符合IU-R-BT、601建議的標(biāo)準(zhǔn)，即：720×576×25幀/秒。HIGH-1440LEVEL采用了每行1440個采樣的方法。HIGHLEVEL采用了更高的每行1920的采樣方法。

目前在世界上最常用的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)是MP@ML，即：MAINPROFLE@MAINLEVEL,它是第一代數(shù)字有線電視和數(shù)字衛(wèi)星電視的根底，節(jié)目提供者可以提供625線質(zhì)量的節(jié)目，圖像的長寬比可以是4:3或I6:9;至于碼流率，它是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量來選定的，圖像質(zhì)量越高，所需碼流率越高，反之那么越低。-2碼流復(fù)用及效勞信息參照數(shù)字電視傳輸方框圖3.5，音頻、視頻及數(shù)字信號首先經(jīng)過MPEG-2編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，通過節(jié)目復(fù)用器形成根本碼流(ES)，根本碼流經(jīng)過打包后形成有包頭的根本碼流(PES)。代表不同音頻、視頻信號的PES流被送入傳輸復(fù)用器進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)用，復(fù)用后的碼流叫做傳輸流(TS)，傳輸流中包括多個節(jié)目源的不同信號，為了區(qū)分這些信號，在系統(tǒng)復(fù)用器上需要參加效勞信息(SI)，使接收端可以識別不同的節(jié)目。為了便于理解DVB傳輸系統(tǒng)的效勞信息，我們對傳輸碼流的結(jié)構(gòu)進(jìn)行粗略的介紹，傳輸碼流的長度定義為188個字節(jié)長，見下列圖3.3。每個傳輸流的前4個字節(jié)為字頭(Header)，字頭后面就是需要傳送的有用信息，包括音頻，視頻或數(shù)據(jù)信息，通常是184個字節(jié)長度，有時在有用信息(UsefulData)中插入一段適配區(qū)域(AdaptationField)，用于補(bǔ)充長度不完整的傳輸流，放置解碼時鐘(PCR)。傳輸流的字頭是識別傳輸流的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)見下列圖3.4，由32個比特組成，其含義見下列圖3.4。

在字頭32比特中，13位的PID碼特別重要，它是區(qū)分碼流信息性質(zhì)的關(guān)鍵，是節(jié)目信息的“身份證”，不同的電視節(jié)目和效勞信息(SI)對應(yīng)有不同的PID碼。對于一臺解碼接收機(jī)而言，為了找到它所要接收的電視節(jié)目，它首先通過PID碼找到效勞信息(SI)所對應(yīng)的不同表格(Table),DVB標(biāo)準(zhǔn)定義了如下效勞信息表格：

PAT:ProgramAllocationTable節(jié)目分配表

CAT:ConditionalAccessTable有條件接收表

PMT:ProgramMapTable節(jié)目分布表

NIT:NetworkInformationTable網(wǎng)絡(luò)信息表

SDT:ServiceDescriptionTable效勞描述表

EIT:EventInformationTable事件信息表

TDT：TimeandDateTable時間日期表

通過這些效勞信息表格，可以查到所要接收節(jié)目的PID碼和對應(yīng)的時鐘PCR，節(jié)目就可以復(fù)原。

DVB標(biāo)準(zhǔn)的傳輸系統(tǒng)分成信源編碼(SourceCoding)和信道編碼(channelCoding)兩局部，信源編碼采用MPEG-2碼流。首先，對音頻和視頻進(jìn)行節(jié)目復(fù)用，然后再將多個數(shù)字電視節(jié)目流進(jìn)行傳輸復(fù)用。

信道編碼包括：前向糾錯編碼、解碼、調(diào)制、解調(diào)和上下變額三局部。前向糾錯碼根據(jù)不同的傳輸媒介采用不同的組合。衛(wèi)星傳輸采用QPSK調(diào)制，有線傳輸采用QAM調(diào)制，開路傳輸采用COFDM調(diào)制或I6VSB調(diào)制。見圖3.5。

數(shù)字衛(wèi)星電視的傳輸是為了滿足衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬及衛(wèi)星信號的傳輸特點而沒計的。衛(wèi)星系統(tǒng)是一個單載波系統(tǒng)，如果我們將所要傳輸?shù)挠杏眯畔⒎Q為“核”，那么它的周圍包裹了許多保護(hù)層，使信號在傳輸過程中有更強(qiáng)的抗干擾能力，視頻、音頻以及數(shù)據(jù)被放入固定長度打包的MPEG-2傳輸流中，然后進(jìn)行信道處理，在衛(wèi)星系統(tǒng)中，信道處理過程包括：

(a)首先進(jìn)行同步字節(jié)的倒相，倒相字節(jié)的長度為每8個字節(jié)進(jìn)行一次。

(b)然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的能量擴(kuò)散，數(shù)據(jù)隨機(jī)化，防止出現(xiàn)長串的0或1。

(c)為每個數(shù)據(jù)包加上前向糾錯的R-S編碼，也叫做外碼。R-S編碼的參加會使原始數(shù)據(jù)長度由原來的188字節(jié)增加到204字節(jié)。

(d)進(jìn)行數(shù)據(jù)交織。

(e)參加卷積碼糾錯，也稱內(nèi)碼，內(nèi)碼的數(shù)量可以根據(jù)信號的傳輸環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(f)最后對數(shù)據(jù)流進(jìn)行QPSK調(diào)制。見圖3.6?？傊?，傳輸系統(tǒng)首先對突發(fā)的誤碼進(jìn)行離散化，然后參加R-S外糾錯碼保護(hù)，內(nèi)糾錯碼是可以根據(jù)發(fā)射功率，天線尺寸以及碼流率進(jìn)行調(diào)節(jié)變化。舉例來講，一個36MHz帶寬的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器采用3/4的卷積碼可以到達(dá)的碼流率是39Mb/s，這一碼流率可以傳送5-6路高質(zhì)量電視信號。見圖3.7。

數(shù)字有線電視采用與衛(wèi)星同樣的“核”，即MPEG-2壓縮編碼的傳輸流。由于傳輸媒介采用的是同軸線，與衛(wèi)星傳輸相比外界干擾小，信號強(qiáng)度相對高些，所以前向糾錯碼保護(hù)中取消了內(nèi)碼。調(diào)制方式改成64-QAM方式，有時也可以采用I6-QAM，32-QAM或更高的128-QAM，256-QAM。對于QAM調(diào)制而言，傳輸信息量越高，抗干擾能力越低。在一個8MHz標(biāo)準(zhǔn)電視頻道內(nèi)，如果使用64-QAM，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率為38.5Mb/s。見圖3.8。

開路傳輸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)是1998年2月批準(zhǔn)通過的。第一個正式的開路傳輸系統(tǒng)于I998年初開始運(yùn)營。MPEG-2數(shù)字音頻、視頻壓縮編碼仍然是開路傳輸?shù)暮诵?。其它特點是，采用COFDM調(diào)制方式，在這種調(diào)制方式內(nèi)，可以分成適用于小范圍的單發(fā)射機(jī)運(yùn)行的2k載波方式，適用于大范圍多發(fā)射機(jī)的8k載波方式。COFDM調(diào)制方式將信息分布到許多個載波上面，這種技術(shù)曾經(jīng)成功地運(yùn)用到了數(shù)字音、視頻播送DAB上面，用來防止傳輸環(huán)境造成的多徑反射效應(yīng)，其代價是引入了傳輸“保護(hù)間隔”。這些“保護(hù)間隔”會占用一局部帶寬，通常COFDM的載波數(shù)量越多，對于給定的最大反射延時時間，傳輸容量損失越小。但是總有一個平穩(wěn)點，增加載波數(shù)量會使接收機(jī)復(fù)雜性增加，破壞相位噪聲靈敏度。

由于COFDM調(diào)制方式的抗多徑反射功能，它可以潛在地允許在單頻網(wǎng)中的相鄰網(wǎng)絡(luò)的電磁覆蓋重疊，在重疊的區(qū)域內(nèi)可以將來自兩個發(fā)射塔的電磁波看成是一個發(fā)射塔的電磁波與其自身反射波的疊加。但是如果兩個發(fā)射塔相距較遠(yuǎn)，發(fā)自兩塔的電磁波的時間延遲比較長，系統(tǒng)就需要較大的保護(hù)間隔。

從前向糾錯碼來看，由于傳輸環(huán)境的復(fù)雜性，DVB-T系統(tǒng)不僅包含了內(nèi)外碼(OuterCode，InnerCode)。而且參加了內(nèi)外交織(OuterInterleave，InnerInterleave)。

有條件接收

數(shù)字電視的有條件接收是一個比較復(fù)雜的題目，各個國家、各個公司都希望保守自已的秘密，大家很難達(dá)成一致意見，最終DVB標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成以下共識：

a)兩種加解擾方式共存于市場，第一種為“Simulcrypt'，每臺接收機(jī)只能使用單一的解擾方式，排斥其它的解擾方式。第二種為”Multrypt'，每臺接收機(jī)通過定義的公共接口(CommonInterface)允許使用多種解擾方式。

b)定義一種公共的加解擾算法，使消費(fèi)者使用單一的解碼器。

c)要求條件接收的供給商提供進(jìn)入數(shù)字解碼器的接口方法。

d)公布有條件接收公共接口(CommonInterface)的技術(shù)規(guī)格。

e)起草反盜版建議。

f)有條件接收系統(tǒng)供給商向其它數(shù)字電視生產(chǎn)廠商所提供的產(chǎn)品必須是合情合理的產(chǎn)品,并且是禁止排斥公共接口(CommonInterface)的產(chǎn)品。

g)有條件接收系統(tǒng)必須允許節(jié)目經(jīng)營者之間的有條件控制轉(zhuǎn)移，比方衛(wèi)星有條件接收的節(jié)目進(jìn)入有線網(wǎng)后，原有的有條件接收系統(tǒng)可以被新的有條件接收系統(tǒng)所替換。第四講數(shù)字電視設(shè)備4.1.VCD、超級VCD、與DVD

超級VCD的中文含義是超級激光視盤(包括CVD:ChinaVideoDisc;和SVCD:SuperVCD),它的出現(xiàn)主要是為了適應(yīng)目前中國市場的需要，為中國所獨有。

第一、超級VCD與VCD最大的不同,在于超級VCD采用的是DVD所采用的MPEG-2壓縮、解壓技術(shù)，但又比MPEG-2質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)稍低，可稱作準(zhǔn)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。而VCD采用的是MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，VCD只有一路立體聲或兩路單聲道，而畫面分辨率只有250~280線，與錄相機(jī)差不多。使用VCD,浪費(fèi)了現(xiàn)有電視機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，且難以與功放、音箱、電視機(jī)配置成理想的家庭影院。而超級VCD那么大大地提高了清晰度和音響效果。超級VCD的清晰度可達(dá)350線，它還有雙語種立體聲或四個單聲道輸出。

第二、超級VCD有自已的碟片，價格與VCD差不多，但效果要高于VCD。另外，超級VCD影碟機(jī)可與CD、VCD光盤兼容。但用超級VCD機(jī)播放VCD盤片時，其VCD本身的圖像質(zhì)量并不能得到提高。但超級VCD在軟件上比VCD強(qiáng)勢不明顯,在硬件上比起DVD來還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

第三、超級VCD價格比DVD低得多，而它的碟片也比DVD低得多。

但目前一套120分鐘的電影，要三張超級VCD碟片才能裝載完備，這是它的缺點。

國家已制定超級VCD標(biāo)準(zhǔn)。編碼的圖像分辨率采用了2/3D1格式(480×576),應(yīng)用程序改為‘可選項’，標(biāo)識名稱仍然為超級VCD,規(guī)定采用一倍密度的根本型盤,為給將來擴(kuò)展留有余地,標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)有‘?dāng)U展型盤’這一條。

超級VCD的根本內(nèi)容:

(1).雙倍速機(jī)芯

(2).MPEG-2編、解碼，盤片數(shù)據(jù)格式為2/3D1

(3).水平清晰度為350線,垂直清晰度為VCD的兩倍

(4).光盤存儲時間為45分鐘

(5).向下兼容VCD、CD碟片

(6).超級VCD采用了MPEG-2中的VBR可變碼率技術(shù)，消除了因為快速運(yùn)動圖像引起的馬賽克現(xiàn)象。

(7).超級VCD音頻壓縮格式分為根本型和擴(kuò)展型兩個層次，根本型采用MPEG-1壓縮技術(shù)，雙立體聲即四聲道。擴(kuò)展層采用MPEG-2壓縮技術(shù)，聲道為5.1。

(8).超級VCD的數(shù)據(jù)格式建立在CD-ROMXA規(guī)格技術(shù)上，具有更強(qiáng)的交互性、更好的兼容能力、更佳的文字顯示能力。

與超級VCD根本相同的海外標(biāo)準(zhǔn)為HQVCD,海外的四大廠家為索尼、飛利浦、JVC、松下。超級VCD標(biāo)準(zhǔn)已于98年6月30日上報IEC(國際電工委員會),爭取成為國際通行標(biāo)準(zhǔn)。98年10月16日在美休斯頓召開IEC第100屆年會上投票表決。超級VCD的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由原電子工業(yè)部錄制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化委員會和電子部三所頒發(fā)。國家技術(shù)監(jiān)督局將審核頒發(fā)超級VCD的國家標(biāo)準(zhǔn)。超級VCD具有超強(qiáng)糾錯、全面兼容、三碟連放、PBC2.0回放功能，超級VCD碟片大小、厚薄、材料等物理參數(shù)與VCD、CD相同，可利用現(xiàn)有VCD碟片生產(chǎn)線，來生產(chǎn)壓制超級VCD碟片。音質(zhì)可采用杜比定向邏輯編碼Pro-Logic，或AC-3數(shù)碼環(huán)繞聲編碼。

超級VCD首先由新科、熊貓、康佳、萬燕等九家推出產(chǎn)品。

1998年9月29日，國家信息產(chǎn)業(yè)部宣布，‘超級VCD系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)’正式向社會公布實施。CVD與SVCD都符合國家這一新標(biāo)準(zhǔn)，使CVD與SVCD之爭劃上了句號。新標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容上，主要以已上市產(chǎn)品為依據(jù)，對盤片規(guī)格、文件系統(tǒng)規(guī)格等進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定。金正超級VCD加有獨特的6級糾錯伺服功能，對非正規(guī)渠道及質(zhì)量不及標(biāo)準(zhǔn)的各種碟片也能輕松解讀。

DVD選用了MPEG-2的數(shù)字編碼技術(shù)和美國C-CUBE公司的‘斯華D-6’DVD解碼芯片,提高了視頻和音頻質(zhì)量。例如，蜆華DVD330,內(nèi)置杜比數(shù)碼效果，其5聲道高保真效果，令人如置身現(xiàn)場;并提供8種語言32種文字字幕，其清晰度高達(dá)500線以上,但超級VCD也只能到達(dá)350線,所以，DVD保證了清晰度和色彩的重現(xiàn)。

DVD聲音使用杜比AC-3編碼的環(huán)繞立體聲，8種語言,32種字幕。它的三大特點:

(1).DVD-ROM,使計算機(jī)與DVD連為一體;

(2).DVD-Audio,采用96KHz取樣頻率，24bit量化，音質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過CD,成為新一代激光唱盤;

(3).可錄式DVD。

表1.列出了LD、VCD、超級VCD(CVD、SVCD)、DVD.各項參數(shù)的比較。.LDVCDCVDSVCDDVD英文名稱LaserDiscVideoCompactDiscChinaVideoDiscSuperVideoCompactDiscDigitalVideoDisc圖像格式(水平×垂直)625行,50場,幅型比4:3352×2881/2D1(352×576)2/3D1(480×576)480×576(2/3D1)720×576(D1)清晰度(線)720288(250)300~400(350線(實際260線))400500以上視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)模擬記錄,無壓縮MPEG-1MPEG-2MPEG-2(2/3D1)MPEG-2聲道數(shù)2聲道2聲道4聲道4聲道DolbyAC-3環(huán)繞立體聲,8種語言,32種字幕糾錯措施無有有有有碟片容量650MB650MB650MB單片播放時間雙面120分鐘74分鐘45分鐘45分鐘單面單層:133分鐘單面雙層:242分鐘雙面單層:266分鐘雙面雙層:484分鐘附加功能....DVD-ROM.DVD與計算機(jī)連為一體DVD-Audio.96kHz抽樣，24bit編碼,音質(zhì)高于CD碟片價格(元)100以上10101050以上整機(jī)價格(元)30001000~11001600~1800.3200~4000光盤直徑(cm)3012121212伺服系統(tǒng).VCD伺服VCD伺服VCD伺服DVD伺服

注:目前電視機(jī)清晰度為350~400線

和傳統(tǒng)的CD家族一樣，DVD可用于不同的領(lǐng)域，有不同的產(chǎn)品種類，如表2所列。目前投放市場的只有DVD-Video〔BookB〕和DVD-ROM〔BookA〕。表2DVD產(chǎn)品種類種類BookABookBBookCBookDBookEDVD-ROMDVD-VideoDVD-AudioDVD-Write-OnceDVD-Rewritable只讀型DVDDVD放象機(jī)DVD放音機(jī)單次錄入型DVD屢次錄入型DVD用途計算機(jī)家電家電計算機(jī)，家電計算機(jī)，家電

目前國內(nèi)外大多數(shù)資料中認(rèn)為DVD是DigitalVideoDisc〔數(shù)字視頻光盤〕的縮寫，而一些國外著名專家認(rèn)為DigitalVersatileDisc〔數(shù)字多用途光盤〕更為合理，因DVD不只用于存儲視頻信息，還具有更廣泛的用途。

DVD的開發(fā)自1994年春開始便迅速在世界范圍內(nèi)鋪開。最初，在DVD的格式方面，世界上存在兩大陣營：以索尼和菲力浦為一方，于1994年底提出了MMCD〔MultimediaCD〕多媒體CD格式。在與CD相同尺寸〔12厘米〕的光盤上，將容量從680MB提高到了3.7GB/面，是CD記錄容量的五倍多。其播放時間可達(dá)135分鐘，垂直清晰度可達(dá)400線以上，并且可傳多路立體聲聲音和多種文字字幕的數(shù)據(jù)。同時，MMCD可采用雙層技術(shù)，使容量到達(dá)7.4GB，播放時間長達(dá)270分鐘。僅隔一個月，以東芝、日立、華納、松下等為代表公布了一個與MMCD競爭的SD〔SuperDisc〕超高密度DVD格式。與LD一樣，它采用雙面結(jié)構(gòu)，12厘米盤片的單面容量為4.7GB，播放時間也為135分鐘。雙面容量為9.4GB，播放時間為270分鐘。

上述兩大陣營各持己見，各自推廣自己的格式。最后，東芝和索尼為防止出現(xiàn)80年代錄像機(jī)制式之爭的局面再次重演，決定就統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行談判，并于1995年9月15日在東京簽署了關(guān)于兩大集團(tuán)格式統(tǒng)一的根本協(xié)議，從而結(jié)束了長達(dá)九個月的DVD格式之爭。統(tǒng)一后的標(biāo)準(zhǔn)制定出保存了兩大格式優(yōu)點的DVD統(tǒng)一格式，采用新的格式名稱為高密度CD〔HighDensityCD，即HDCD〕。新的DVD標(biāo)準(zhǔn)所采用的HDCD的根本內(nèi)容如下：

·光盤直徑：12厘米，單面盤厚度0.6毫米，雙面盤厚度1.2毫米；

·光盤規(guī)格：單層單面容量4.7GB，單層雙面容量8.5GB；雙層單面容量9.4GB，

·信號調(diào)制方式：EFMPlus〔≈8/16方式〕；

·糾錯方式：RS－PC〔里德-所羅門乘積糾錯碼〕；

·數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮采用MPEG-2格式標(biāo)準(zhǔn)。分辨率符合CCIR601號建議，最

·高可達(dá)720×480〔30HzNTSC制〕或720×576〔25HzPAL制〕；

·向下兼容CD-DA、CD-I、CD-ROM，VCD；

·杜比數(shù)碼式多聲道音頻編碼，多軌語音輸出；

·拷貝保護(hù)；

·統(tǒng)一后的DVD標(biāo)準(zhǔn)在光盤結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲上采用了東芝的雙面方式，雙面連續(xù)播放時間為270分鐘；而在圖象編碼、數(shù)據(jù)讀取和解壓回放方面都采用了索尼的信號調(diào)制技術(shù)。從此，“DVD世紀(jì)大戰(zhàn)”劃上了一個完美的句號。

(1).隔行掃描時理論公式計算方法

垂直分辨率可用如下公式表示。

β:垂直回掃率

Z:掃描行數(shù)

對于PAL信號，Z=625,每幀垂直消隱為50行,

所以，β=M=K1(1-β)Z=0.7×(1-0.08)×625=402.5≈403(線)

般應(yīng)考慮像素尺寸為正方形時，圖像質(zhì)量為最正確，考慮到普通電視屏幕寬高比為K=4/3,所以水平分辨率有:

N=KM=KK1(1-β)Z

對于PAL信號,

N=(線)

所以，對于MPEG-2(MP@ML)D1標(biāo)準(zhǔn)720×576(PAL)格式

垂直分辨率為:403(線)

水平分辨率為:536(線)

對于MPEG-1(MP@LL)1/2D1標(biāo)準(zhǔn)352×288(PAL)格式

垂直分辨率為:202(線)

水平分辨率為:268(線)

對于MPEG-1(MP@ML)2/3D1標(biāo)準(zhǔn)480×576(PAL)格式

垂直分辨率為:403(線)

水平分辨率為:357(線)

(2).隔行掃描時經(jīng)驗公式計算方法

水平分辨率=80×最大帶寬(MHz)

在數(shù)字視頻設(shè)備中，最大帶寬等于fs/2,fs/2為信號數(shù)字化時的采樣頻率。

根據(jù)上述公式，可計算出水平和垂直分辯率列入下表。系統(tǒng)編碼方式像素結(jié)構(gòu)(寬×高)極限垂直分辨率(線)極限水平分辨率(線)抽樣頻率(MHz)最大帶寬(MHz)VCDMPEG-1352×288(PAL)202268(SIF)352×240(NTSC)169225CVDMPEG-21/2D1352×576(PAL)403268MPEG-21/2D1352×480(NTSC)338225MPEG-22/3D1480×576(PAL)403357MPEG-22/3D1480×480(NTSC)338300SVCDMPEG-2(2/3D1)480×576(PAL)403357MPEG-2(2/3D1)480×480(NTSC)338300DVDMPEG-2(D1)720×576(PAL)403536MPEG-2(D1)720×480(NTSC)338450

(3).逐行掃描時計算方法

逐行掃描時，因不發(fā)生并行現(xiàn)象，水平分辯率應(yīng)等于一行中的樣點數(shù)。而垂直分辨率應(yīng)等于垂直方向的樣點數(shù)。

例如:VCD圖像格式為352×288,那么水平分辯率應(yīng)為352,而垂直分辯率應(yīng)為288。由此類推。

數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)電路框圖如圖4.1所示,拋物面天線收下衛(wèi)星信號以后送至調(diào)諧器，經(jīng)A/D變換送入QPSK解調(diào)電路，再經(jīng)衛(wèi)星訊道前向糾錯解碼、解交織、解復(fù)用，然后經(jīng)MPEG-2解碼送出數(shù)字音頻和模擬視頻。數(shù)字音頻又經(jīng)D/A變換送出左、右聲道的聲音信號。模擬視頻再經(jīng)編碼處理,可輸出R、G、B;Y/C;和復(fù)合視頻信號(CVBS)。典型的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)技術(shù)指標(biāo)如下:

技術(shù)指標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)范：DVB-S

解調(diào)方式：QPSK

碼流率：2-45Mbps

輸入信號頻率：9502150MHz

輸入信號電平：-65~-25dBm

中頻帶寬：36MHz

輸入信號接頭：F頭

視頻解碼方式：MPEG-1,MPEG-2

視頻輸出方式：PAL/NTSC(自動選項)

視頻輸出寬高比例：4:3;16:9

視頻輸出清晰度：PAL:720×576，NTSC:720×480

音頻解碼方式：MPEG-1，MPEG-2

音頻輸出模式：單聲道，雙聲道，立體聲

音視頻輸出接頭：一個RCA，RF輸出(選項)

LNB極化電壓控制：13V/l8V，短路保護(hù)

LNB22KHz控制：開/關(guān)

電壓：180250V，50Hz

功耗：25W

體積：380mm(W)×270mm(D)×6omm(H)

數(shù)字有線電視接收機(jī)如圖4.2所示。由數(shù)字有線電視網(wǎng)送來的數(shù)字電視節(jié)目，送至調(diào)諧器，經(jīng)A/D變換送入QAM解調(diào)電路，再經(jīng)衛(wèi)星訊道前向糾錯解碼、解交織、解復(fù)用，然后經(jīng)MPEG-2解碼送出數(shù)字音頻和模擬視頻。數(shù)字音頻又經(jīng)D/A變換送出左、右聲道的聲音信號。模擬視頻再經(jīng)編碼處理,可輸出R、G、B;Y/C;和復(fù)合視頻信號(CVBS)。典型的數(shù)字有線電視接收機(jī)技術(shù)指標(biāo)如下:

技術(shù)指標(biāo)

標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：DVB-C

解調(diào)方式：64QAM

碼流率：7Mbauds

輸入信號：

輸入頻率：47MHz~862MHz

輸入電平：－10dm~+10dBm

輸入帶寬：8MHz

輸入接頭：F頭

視頻解碼方式：MPEG-I和MPEG-2

視頻比特率：最大15Mb/s

視頻輸出制式：NTSC和PAL制

視頻圖像比例：16:9，4:3

視頻解像率：720×480

視頻OSD方式：高級OSD

音頻解碼方式：MPEG-I和MPEG-2

音頻輸出方式：單聲道，雙聲道，立體聲

音頻輸出接口：音視頻接口(RCA)一對

S端子每只射頻輸出一只(選項)

SCART接口二只(選項)

SCART接口二只(選頂)

電源：100~240V，47~63HZ，22W

機(jī)械尺寸：380mm(W)X270mm(D×60mm(H)時間：2005-08-08來源：CATV

數(shù)字電視編碼壓縮器如圖4.3所示，它包括數(shù)字電視編碼壓縮局部、模擬電視編碼局部、和數(shù)字音頻子系統(tǒng)三局部。其工作過程均通過PCI總線。其技術(shù)指標(biāo)如下:

技術(shù)指標(biāo)

●完全符合MPEG-2DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)

●多分辨率范圍從CCIR601到SIF

●具有4:3和I6:9兩種寬高比

●可變比特率從1.5Mbps~15Mbps

●MPEG-2“主檔次”(MainProfile)“主等級”(Mainlevel)圖象

●MPEG-2,2場/幀,采用I，P和B幀編碼

●自動重復(fù)場檢測電影狀態(tài)

●可選數(shù)據(jù)輸入模塊

●高級MPEG-2壓縮算法，最高壓縮率

●圖象壓縮穩(wěn)定度預(yù)測

●對亮度和色飽和度重復(fù)取樣和濾波的多個內(nèi)局部辨率

704H×480V，704H×576V

352H×480V，352H×576V

544H×480V，544H×576V

352H×240V，352H×288V

480H×480V，480H×576V

●寬范圍的多電平運(yùn)動矢量搜索范圍

●掩蔽運(yùn)動矢量開或關(guān)控制

●緊密主題提取

●多個MPEG-2傳輸流輸出：2個高速串行輸出，1個并行輸出(調(diào)制器)

●可選輸出，E-1，E-3，DS-3，DC-3和ATM匹配

●易操作的Ethernet系統(tǒng)控制器

●雙立體聲音頻編碼(附加組件可支持多音頻通道)

●用于付費(fèi)系統(tǒng)的DVB加擾單元

●可選用3RU或4RU機(jī)架高度

●可選用統(tǒng)計復(fù)用模式和QPSK調(diào)制器

●利用Divicom算法降低噪聲和音頻預(yù)處理，使用非線性瞬時濾波

●對最正確動態(tài)編碼算法提取的摸擬瞬時統(tǒng)計

圖象壓縮質(zhì)量水平顯示，在系統(tǒng)控制器上連續(xù)監(jiān)視圖象質(zhì)量，提供“低質(zhì)量圖象”預(yù)警信號

數(shù)字多路復(fù)用器是將多路MPEG-2的數(shù)據(jù)流復(fù)用為單一的數(shù)據(jù)流,可用于多路數(shù)字電視傳輸之用。例如四路MPEG-2碼流可以復(fù)接成E3輸出(34.368MHz)。其技術(shù)指示如下:

技術(shù)指示

●完全符合MPEG-2DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)

●提供4路高速串行數(shù)據(jù)口

●包含MPEG-2數(shù)據(jù)流輸入時鐘基準(zhǔn)校正

●用于付費(fèi)系統(tǒng)的DVB加擾接口

●2個MPEG-2碼流輸出接口

●PID,PCR重寫處理

●PID碼流可以被單獨送入和消除，允許在系統(tǒng)控制器選擇冗余或復(fù)制的信息

●被選用的PSI碼流可以被合并到一個單一的MPEG-2輸出碼流

●重新傳送PCR包裹，用以同步MPEG-2編碼壓縮器

●被復(fù)用的輸出碼流可以傳向調(diào)制器或再次被復(fù)用器使用

●采用Ethernet網(wǎng)上的SNMP系統(tǒng)來控制系統(tǒng)控制器

●可采用統(tǒng)計模式的復(fù)用方式

●可選用E3、DS-3、ATM或OC-3的輸出方式

●可參加QPSK或QAM調(diào)制器

●依據(jù)圖象的復(fù)雜程度，對輸入DiviCom數(shù)據(jù)流采用統(tǒng)計控制復(fù)用方式

在MPEG-2數(shù)據(jù)流插入題頭控制信息(ECM)，利用控制碼(CW)加擾付費(fèi)數(shù)據(jù)流分配未使用頻帶到數(shù)據(jù)輸入模塊

[space

QPSK數(shù)字調(diào)制器如圖4.4所示，被壓縮的MPEG-1,MPEG-2數(shù)字視頻信號，送入數(shù)字接口電路，再經(jīng)能量擴(kuò)散送入R-S糾錯電路，經(jīng)數(shù)據(jù)交織和卷積編碼再送入數(shù)據(jù)分配，分兩路輸出，分別經(jīng)數(shù)字濾波、D/A變換，再經(jīng)模擬低通濾波，再送入正交平衡調(diào)制電路，輸出為中頻信號。最后變?yōu)樯漕l信號送往線路中。其技術(shù)指標(biāo)如下:一般特性技術(shù)參數(shù)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)調(diào)制方式QPSKTx脈沖形式平方根升余弦，滾降系數(shù)=0.35(可選0.2~0.4)符號率外碼RS(204,188,8)交織卷積,深度I=12卷積K=7,R=1/2,3/4,5/6,7/8能量擴(kuò)散IESS309,按DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口用戶數(shù)據(jù)傳輸率(MPEG-2)D=2×Ds×R×188/204Mb/s(最高48.38Mb/s)并行數(shù)據(jù)口符合DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)口符合ITU-T,G703(HDB3)或DVBASI標(biāo)準(zhǔn)中頻輸出接口輸出通道數(shù)2個中頻輸出頻率70MHz(可選140MHz)中頻輸出電平-25dBm到0dBm中頻輸出阻抗75歐姆監(jiān)控與測試監(jiān)測方式RS232,以太網(wǎng)，顯示和鍵盤直接測試接口I&Q,符號率時鐘，中頻(IF)和本振(LO)電源要求電源電壓交流90V~132V或187V~264V電源功率46W環(huán)境條件工作溫度+5○C~+45○C工作濕度在25○C時小于95%機(jī)械條件尺寸19"1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框重量小于7Kg一般特性技術(shù)參數(shù)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)調(diào)制方式M-QAM,M=16,32,64,128,256Tx脈沖形式符號率Ds=5~7波特(頻道帶寬8MHz)Ds=4~5.27波特(頻道帶寬6MHz)外碼RS(204,188,8)交織卷積,深度I=12能量擴(kuò)散IESS309,按DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口用戶數(shù)據(jù)傳輸率(MPEG-2)D=Ds×log2(M)×188/204Mb/s(最高51.6Mb/s)并行數(shù)據(jù)口符合DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)口符合ITU-T,G703(HDB3)或DVBASI標(biāo)準(zhǔn)

中頻輸出接口中頻輸出頻率36MHz(可選36.1MHz,44MHz)中頻輸出電平-27dBm到-7dBm中頻輸出阻抗75歐姆監(jiān)控與測試監(jiān)測方式RS232,以太網(wǎng)，顯示和鍵盤直接測試接口I&Q,符號率時鐘，中頻(IF)和本振(LO)電源要求電源電壓交流90V~132V或187V~264V電源功率55W環(huán)境條件工作溫度+5○C~+45○C工作濕度在25○C時小于95%機(jī)械條件尺寸19"1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框重量小于7Kg

QAM數(shù)字調(diào)制器如圖4.5所示，被壓縮的MPEG-1,MPEG-2數(shù)字視頻信號，送入數(shù)字接口電路，再經(jīng)能量擴(kuò)散送入R-S糾錯電路，經(jīng)數(shù)據(jù)交織再送入M-QAM數(shù)據(jù)映射，分兩路輸出，分別經(jīng)數(shù)字濾波、D/A變換，再經(jīng)模擬低通濾波，再送入正交平衡調(diào)制電路，輸出為中頻信號。最后變?yōu)樯漕l信號送往線路中。其技術(shù)指標(biāo)如表。

QPSK/QAM數(shù)字調(diào)制轉(zhuǎn)換器如圖4.6所示。該圖上局部為QPSK解調(diào)器，下局部為QAM調(diào)制器。它將經(jīng)QPSK調(diào)制的信號轉(zhuǎn)變?yōu)镼AM調(diào)制的信號。該設(shè)備適應(yīng)于將從衛(wèi)星接收下來的信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換以后，變?yōu)镼AM調(diào)制的信號，送往數(shù)字有線電視網(wǎng)中。其各項指標(biāo)如下表:一般特性技術(shù)參數(shù)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)調(diào)制方式M-QAM,M=16,32,64,128,256Tx脈沖形式符號率Ds=5~7波特(頻道帶寬8MHz)Ds=4~5.27波特(頻道帶寬6MHz)外碼RS(204,188,8)交織卷積,深度I=12能量擴(kuò)散IESS309,按DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口用戶數(shù)據(jù)傳輸率(MPEG-2)D=Ds×log2(M)×188/204Mb/s(最高51.6Mb/s)并行數(shù)據(jù)口符合DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)口符合ITU-T,G703(HDB3)或DVBASI標(biāo)準(zhǔn)中頻輸出接口中頻輸出頻率36MHz(可選36.1MHz,44MHz)中頻輸出電平-27dBm到-7dBm中頻輸出阻抗75歐姆監(jiān)控與測試監(jiān)測方式RS232,以太網(wǎng)，顯示和鍵盤直接測試接口I&Q,符號率時鐘，中頻(IF)和本振(LO)電源要求電源電壓交流90V~132V或187V~264V電源功率55W環(huán)境條件工作溫度+5○C~+45○C工作濕度在25○C時小于95%機(jī)械條件尺寸19"1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框重量小于7Kg

QPSK數(shù)字解調(diào)器如圖4.7所示。從衛(wèi)星接收到的信號先送到調(diào)諧器進(jìn)行頻道選擇，再送入基帶轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行濾波，濾波后的信號再經(jīng)A/D變換、QPSK解調(diào)、信道前向糾錯譯碼，得到MPEG-2傳輸碼流，通過數(shù)據(jù)接口送往用戶。一般特性技術(shù)參數(shù)符合DVB標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)調(diào)制方式QPSKTx脈沖形式平方根升余弦，滾降系數(shù)=0.35(可選0.2~0.4)符號率Ds=16~30.5波特或2~8波特外碼RS(204,188,8)交織卷積,深度I=12卷積K=7,R=1/2,3/4,5/6,7/8能量擴(kuò)散IESS309,按DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口用戶數(shù)據(jù)傳輸率(MPEG-2)D=2×Ds×R×188/204Mb/s(最高48.38Mb/s)并行數(shù)據(jù)口符合DVB推薦標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)口符合ITU-T,G703(HDB3)或DVBASI標(biāo)準(zhǔn)中頻輸出接口輸入電平-25dBm到-65dBm輸入阻抗75歐姆輸入頻率950MHz~2050MHzLNB控制水平極化18V,I∠400mA垂直極化13V監(jiān)控與測試監(jiān)測方式RS232,以太網(wǎng)，顯示和鍵盤直接測試接口數(shù)據(jù)與時鐘誤碼率電源要求電源電壓交流90V~132V或187V~264V電源功率44W環(huán)境條件工作溫度+5○C~+45○C工作濕度在25○C時小于95%機(jī)械條件尺寸19"1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框重量小于7Kg第五講視頻點播(VOD)系統(tǒng)

視頻點播(VOD-VideoOnDemand)系統(tǒng),采用客戶/效勞器模式，將圖文、視音頻素材存于視頻效勞器中，客戶端可隨時通過有線電視網(wǎng)(CATV)和內(nèi)部網(wǎng)交互式地查詢點播效勞器中的媒體信息。本系統(tǒng)既可以廣泛地應(yīng)用在賓館、`酒店和娛樂場所，也可以應(yīng)用于住宅小區(qū)、教育系統(tǒng)、圖書館、政府機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位，另外，這套系統(tǒng)還可以在播送電視領(lǐng)域作為高質(zhì)量視頻資料的檢索、審閱系統(tǒng),得到廣泛應(yīng)用。

點播電視，它又可分為真點播電視(TVOD-TrueVideoOnDemand)和準(zhǔn)點播電視(NVOD-NearVideoOnDemand)。在真點播電視中，每個用戶各自占有一套節(jié)目，每個人都要得到即時響應(yīng)，對存貯在信息中心和電視臺視頻效勞器中的節(jié)目可以隨意控制。提供真點播電視的效勞費(fèi)用是十分昂貴的。它的替代物是準(zhǔn)點播電視。NVOD是每隔一定時間(如10分鐘)從頭播放一套節(jié)目。用戶觀看電視節(jié)目時，交換機(jī)將用戶終端與最近將要從頭開播的頻道連通，用戶等待時間不會超過時間間隔(如10分鐘)。NVOD實現(xiàn)起來要廉價得多，它的延遲對用戶的許多應(yīng)用是無足輕重的，在等待時間內(nèi)還可向用戶播放存儲資料，廣告或音樂視頻插曲，這樣使效勞提供者能用廣告利潤貼補(bǔ)用戶帳單。

如圖5.1所示，視頻點播系統(tǒng)由采編工作站，視頻效勞器、客戶點播端及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。每當(dāng)一個用戶向效勞器提出請求，效勞器端將點播的視頻流調(diào)制到有線電視網(wǎng)；客戶端通過機(jī)頂盒解碼，在電視機(jī)上實現(xiàn)全動態(tài)視頻的實時回放。點播的視頻節(jié)目可以多種多樣，既可以是影視節(jié)目、卡拉OK、音樂歌曲，也可以是由效勞方提供的自制節(jié)目，如效勞介紹、商務(wù)信息、餐廳的特色菜肴、風(fēng)景名勝、娛樂場所介紹等等。通過與酒店管理系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，客人還可以在房間里方便地查詢自己的消費(fèi)情況等。系統(tǒng)擴(kuò)展后可以完成Internet接人、網(wǎng)絡(luò)瀏覽和電子郵件以及交互式多媒體信息效勞的要求。

VOD視頻效勞器的主要功能是接收用戶的點播等請求，將每25路節(jié)目流復(fù)用成一路傳輸流，通過ASI卡發(fā)送給調(diào)制器。視頻效勞器將所有的節(jié)目流保存在高速磁盤陣列中，將公共信息，收費(fèi)信息，點播菜單等信息存在普通磁盤中。

該系統(tǒng)采用常規(guī)數(shù)據(jù)與節(jié)目流數(shù)據(jù)分開存儲的方式。普通數(shù)據(jù)庫:如用戶數(shù)據(jù)庫、節(jié)目數(shù)據(jù)庫、公共信息庫。操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件存放在一般磁