数字电视基础知识

一、数字电视基础知识部分1数字电视是数字电视系统的简称，从电视信号的采集、编辑、传播、接收整个广播链路数字化的数字电视广播系统。国际上对数字电视的精确定义是：将活动图像、声音和数据，通过数字技术进行压缩、编码、传输、存储，实时发送、广播，供观众接收、播放的视听系统。2数字电视按图像清晰度分为以下三类：数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)、数字普通清晰度电视(LDTV)3数字电视按信号传输方式分三类：地面无线传输数字电视(地面数字电视)、卫星传输数字电视(卫星数字电视)、有线传输数字电视(有线数字电视)。4数字电视按照产品类型分类，数字电视可分为数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机。5数字电视按显示屏幕幅型比分两类：分为4∶3幅型比和16∶9幅型比两种类型。6数字高清晰度电视(HDTV)至少720线逐行或1080线隔行扫描，屏幕宽高比为16：9，采用数字压缩音响，能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号，图像质量可达到35mm宽银幕电影的水平。7数字高清晰度电视HDTV的扫描格式共有3种，即1280×720p、1920×1080i和1920×1080p，我国采用的是1920×1080i。8数字标准清晰度电视(SDTV)必须达到480线逐行扫描，能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出，采用数字压缩音响，主要是对应现有电视的分辨率量级，其图象质量为演播室水平。9数字普通清晰度电视(LDTV)的图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD的分辨率量级。10国际上对数字图像编码曾制定了三种标准，分别是用于电视会议的H系列（如H.261），于静止图像的JPEG标准和用于连续图像的MPEG标准。在数字电视的视频压缩/解码标准方面，美国、欧洲、日本没有分岐，都采用MPEG－2标准。11中国数字音/视频编/解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准，该标准具有自主知识产权并与MPEG－2标准完全兼容，其压缩水平可达到MPEG－2标准的2~3倍。12中国拥有自主知识产权的国家第二代信源编码标准，即数字音视频编解码标准是中国自主制订的数字电视、IPTV等音视频系统的基础性标准，它的英文缩写为：AVS。13数字传输常用的调制方式有：正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。14我国卫星数字电视采用键控移相调制(QPSK)调制方式，有线数字电视采用正交振幅调制(QAM)调制方式。15现有模拟电视频道带宽为8MHz，只能传送一套普通的模拟电视节目，采用数字电视后，一个频道内就传送1~8套数字电视节目，而且随着编码技术的改进，传送数量还会进一步提高。16数字电视与模拟电视共享频道资源，一个模拟频道改传数字电视后，可传至少6套标清节目。17世界上现有的数字电视标准主要有三个：即美国数字电视标准ATSC、欧洲数字电视标准DVB、日本数字电视标准ISDB。欧洲的卫星数字电视标准DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国的卫星数字电视也选用了DVB-S标准。18DVB－C为数字有线电视广播系统标准，采用64QAM时，一个PAL通道传送码率为38.015Mbit/s，可用于多套节目的复用。19MPEG－1主要针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码，其编码最高码率为1.5Mbit/s，典型的应用如VCD。20MPEG－2依据类（Profile）和级（Level）可实现不同层次的清晰度，具体分为5类4级，其中主类主级MP＠ML适用于标准数字电视，主类高级MP＠HL适用于高清晰度电视。21MPEG－2主要针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码，在采用主类主级针对视频进行编码时，其编码最高码率为4~5Mbit/s，典型的应用如标准数字电视、DVD等。22目前，电信开展的IPTV视频流格式多采用为H.264或MPEG-4，而广电的视频点播的视频流格式为MPEG-2。23数字电视提供标准清晰的数字电视节目，分辨率为720*576，与DVD效果一样，画面及声音质量比起模拟电视频道的质量有明显提高。24H．261标准简称H×64（P＝1~30可变），当P取1或2时，速率最高达到128kb/s，适合于面对面的电视电话，当P＞6时，速率＞384kb/s，适用于电视会议。25信号的数字化一般需要完成采样、量化和编码三个步骤。26为使模拟信号数字化，首先要在时间(或空间)上进行离散化处理，即在时间(或空间)上用有限个采样点来代替连续的坐标位置，这一过程叫采样。27采样定理(奈奎斯特Nyquist)，指采样频率大于或等于模拟信号的最高频率的2倍，就可以通过理想低通滤波器，从样值序列中无失真地恢复原始模拟信号。28对采样值进行离散化的过程叫量化。量化既然是以有限个离散值近似表示无穷多个连续量，就一定产生误差，这就是所谓量化误差，由此所产生的失真即量化失真或量化噪声。29采样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。30人耳可以听到的声音是频率在20Hz～20kHz之间的声波，称之为音频信号(Audio)。人们把频率小于20Hz的信号称为亚音信号(subsonic)，或称为次音信号；频率高于20kHz的信号，称为超声波(ultrasonic),这两类声音是人耳听不到的。31人耳听觉的频率上限在20kHz左右，为了保证声音不失真，采样频率应大于40kHz。32对彩色电视信号的数字化，有两种编码方式，即复合编码和分量编码。复合编码是将彩色全电视信号直接编码成PCM形式；分量编码是将亮度信号Y及两个色差信号(B-Y)(R-Y)分别编码成PCM形式。数字电视中，一般采用分量编码。33为了满足不同应用场合对图像质量的要求，分量编码时亮度与色差信号的采样频率可以有不同的组合。Y、(B-Y)、(R-Y)的采样频率选为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz的组合称为4:2:2的采样格式。34图像数据的压缩主要基于对各种图像数据冗余度及视觉冗余度的压缩，视频编码汁算时主要有以下客观依据为：时间冗余、空间冗余、统计冗余、视觉冗余。35图像编码压缩技术从信息论角度出发可分为两大类：一是冗余度压缩技术，也称无损压缩技术；二是信息量压缩技术，也称有损压缩技术。36目前在数字声音压缩编码中应用较多的两种主要压缩编码方法分别是：MUSICAM编码和AC-3编码37有线电视传输数据要求误码率小于10-5。有线电视传输数据要求信噪比为21.6dB左右。38RS码是分组码的一种。在k位信息码元的后面按编码规则附加r位校验码元就构成码长为n的码字，称为分组码，用RS(n，k)表示。RS（204,188）信息位k取188位，编码后码元长度为204位，纠8个错。39X-VSB和X2QAM(X=2、4、8、16)具有相同的传输码，都为10.8log2X(Mbit/s)，有相同的频率利用率（10.8log2X）/6bit/Hz，即8-VSB与64QAM相同。40在有线数字电视的前端处理部分，均以ASI(异步串行接口)作为标准接口，这样以后就能容易地增加任何厂商所提供的设备，并具有良好的兼容性。41在整个有线电视前端系统的信号输出部分，模拟信号和数字信号是混合输出的。通常数字调制器的输出电平比模拟调制器的输出电平低l0dB。42模拟与模拟频道、数字与数字频道之间输出电平的大小和平坦度直接影响到网络的系统指标。一般前端模拟与模拟相邻频道、数字与数字相邻频道之间电平差不要超过±0.5dBµV。43数字电视系统可采用多种调制方式16QAM、32QAM、64QAM、128QAM或256QAM正交幅度调制。采用最多为：64QAM调制方式。44数字调制信号的频谱对称，能量均匀，因此，规定数字频道的载频应安排在8MHz频道的中央位置。45CA系统具有良好的开放性，解决不同CA系统的相互兼容和平等竞争问题，DVB组织提出了同密(Simulcrypt)与多密(Multicrypt)的解决方式。46采用同密模式，使得在一个传输网络中使用多种CA系统成为可能；采用多密模式，使得在一个机顶盒中接收多个CA系统的节目成为可能。47机顶盒（STB，Set-topBox），数字电视机顶盒是可以将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。48数字电视系统由多个子系统组成，如CA、EPG等，CA的中文意思：条件接收；EPG的中文意思：电子节目指南。49我市有线电视信号的传输采用的是HFC方式，HFC的中文意思：光纤同轴电缆混合传输方式。50一台机顶盒能一台电视机。51目前，市场上常见的高端电视可以分为三大类，即液晶电视（LCD）、等离子电视（PDP）以及背投电视（PJTV）。二、计算题H.261简称P×64(P=1~30可变)，当P为2时，图像的码率为多少？解：2＊64Kbit/s=128Kbit/s答：P×64标准，当P为2时，图像的码率为128Kbit/s。采样频率为44kHz，量化比特数16位，双声道立体声，在不经压缩的情况下，录音10秒钟约占多少字节?解：(44k＊16＊2)/8＊10＝1760K答：录音10秒钟约占多少字节占1760K字节电视视频模拟信号带宽为6MHz左右，其中亮度信号4.2MHz，色差I和Q信号分别为1.5MHz和0.5MHz。将模拟电视信号转换为数字信号，取样频率是最高频率的2倍，如果选8bit量化，那么每个频道数字信号传送速率为多少？解：(4.2+1.5+0.5)＊2＊8=99.2Mbit/s。答：每个频道数字信号传送速率为99.2Mbit/s。