数字电视相关技术及应用(二)_视频通信

ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修数字电视相关技术及应用（二）_视频通信二、数字电视相关技术简介1.数字电视广播流程及实现手段数字电视广播，其信号流程包括制作、信号处理、广播和接收几个过程。目前用于数字节目制作的手段主要有：数字摄像机和数字照像相机、计算机、数字编辑机、数字字幕机；用于数字ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修信号处理的手段有：数字信号处理技术、压缩、解压、缩放等技术；用于传输的手段有：地面广播传输、有线电视传输、卫星广播及宽带综合业务网、DVD等；用于接受显示的手段有：阴极射线管显示器、液晶显示器、等离子体显示器、投影显示等。2.数字电视关键技术以上所述的各种手段中包括了数字电视系统中各种主要的技术，全数字高清淅度电视对各种技术要求更高。原国家ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修科委所组织的HDTV总体组在攻关过程中涉及九个单位，包括七个专项课题。这七个专项课题虽然不完全包括数字电视广播流程中的所有技术，但涉及了所有关键技术。在这七个专项课题中信源编解码、复用、信道编解码及调制解调是HDTV的技术核心。3.数字电视的信源编解码技术信源编解码技术包括视频压缩编解码技术及音频压缩编解码技术。在我国的HDTV功能样机研制中，视频压缩编解码ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修技术由上海交大、天津大学、电子科学研究院共同完成；音频压缩编解码技术由电子部三所完成。3.1视频编解码技术是Array;HDTV的技术难点数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难的部分就是对视频信号的压缩。在1Array20×1080显示格式下，数字化后的码率在传输中高达ArrayArray5Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修直接传输，而是要多一道压缩编码工序。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由ArrayArray5Mbit/s减少为20～30Mbit/s。视频编码计算时主要有以下客观依据：图像时间的相关性。视频信号由连续图像组成，相邻图像有很多相关性，找出这些相关性就可减少信息量。图像空间的相关性。例如图像中有一大块单一颜色，那么不必把所有像素存贮。人眼的视觉特性。人眼对原始图像各处失真敏感度不同，对不ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理，即使这些信息全部丢失了，人眼也可能觉察不到；相反，对人眼比较敏感的信息，则尽可能减少其失真。事件间的统计特性。事件发生的概率越小，则其熵值越大，表示信息量越大，需分配较长的码字；反之，发生的概率越大，则其熵值越小，只需分配较短的码字。3.2音频编解码技术与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修的压缩。声音信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因而数字电视的声音不能象模拟电视的声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。音频信号的压缩编码主要利用了人耳的听觉特性。听觉的掩蔽效应。在人的听觉上，一个声音的存在掩蔽了另一个声音的存在，掩蔽效应是一个较为复杂的心理和生理现象，包括人耳的频域掩蔽效应和时域掩蔽效应。人耳对声音的方向特性。对于2KHZ以上的高频声音信号，人耳很难判断ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修其方向性，因而立体声广播的高频部分不必重复存贮。3.3信源编解码的相关标准国际上对数字图像编码曾制订了三种标准，主要用于电视会议的H.261，主要用于静止图像的JPMG标准，主要用于连续图像的MPEG标准。在HDTV视频压缩编解码标准方面，美国、欧洲、日本设有分歧，都采用了MPEG-2标准。MPEG意思是运动图像专家组，压缩后的信息可以供计算机处理，也可以在现有和将ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修来的电视广播频道中进行分配。在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比公司的AC-3方案，MPEG-2为备用方案。对于我国来说，今后信源编解码标准也会与美国、欧洲、日本一样采用MPEG-2标准。3.4MPEG的相关应用MPEG-1已经广泛地用于VCD和CD-ROM等光盘产品中。MPEG-2不仅已被国际上公认为HDTV信源压缩编码的标准，ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修而且在许多方面得到了实际的应用，例如DVD就是应用了MPEG-2标准。在国外MPEG-2解码器已做成芯片，而目前我国HDTV关键芯片仍需进口，这将制约我国HDTV的进一步发展及产业化。4.数字电视的复用系统数字电视的复用系统是HDTV的关键部分之一。从发送端信息的流向来看，它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串行的比特流，送给信ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修道编码及调制。接受端与此过程正好相反。我国的HDTV功能样机，复用器部分由原广电部广播科学研究院研制开发。4.1数据的打包功能提供了网络通信的接口模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包，然后再复合成单路。目前网络通信的数据都是按一定格式打包传输的。HDTV数据的打包将使其具备了可扩展性、分级性、ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修交互性的基础。付费电视是现在和将来电视发展的一个方向。复用器可对打包的节目信息进行加扰，使其随机化，接收机具有密钥才能解扰。4.3复用器的相关标准在HDTV复用传输标准方面，美国、欧洲、日本也没有分歧，都采用了MPEG-2标准。美国已有了MPEG-2解复用的专用芯片。我国恐怕也会采用MPEG-2作为复用传输的标准。ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修HDTV数据包长度是188个字节，正好是ATM信元的整数倍。今后以光纤为传输介质，以ATM为信息传输模式的宽带综合业务数字网极有可能成为未来信息高速公路的主体设施。可用4个ATM信元来完整地传送一个HDTV传送包，因而可达到HDTV与ATM的方便接口。5.数字电视的信道编解码及调制解调数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备。我们目前所说的各国数字电视的制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面的不同，具体包括纠错、均衡等技术的不同，带宽的不同，尤其是调制方式的不同。5.1数字传输的常用调制方式正交振幅调制：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：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修适合卫星广播。残留边带调制：抗多径传播效应好，适合地面广播。编码正交频分调制：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。5.2美国数字电视的标准美国地面电视广播迄今仍占其电视业务的一半以上，因此，美国在发展高清晰度电视时首先考虑的是如何通过地面广播网进行传播，并提出了以数字高清晰度电视为基础的标ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修准-ATSC。美国HDTV地面广播频道的带宽为6MHZ，调制采用8VSB。预计美国的卫星广播电视会采用QPSK调制，电缆电视会采用QAM或VSB调制。我国的HDTV样机由浙江大学承担了8VSB的信道编解码及调制解调部分的研制工作。从1ArrayArray5年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播、数字电视卫星广播、数字电视有线广播的标准。欧洲数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制，8M带宽。欧洲电缆数字ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修电视采用QAM调制。我国的HDTV样机，原电子部飞虹公司承担了COFDM制式的信道编解码及调制解调部分的研制工作。5.4日本数字电视的标准日本数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。并在1ArrayArrayArray年发布了数字电视的标准--ISDB。各国数字电视标准对比美国标准ATSCＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修二、數字電視相關技術簡介1.數字電視廣播流程及實現手段數字電視廣播，其信號流程包括制作、信號處理、廣播和接收幾個過程。目前用於數字節目制作的手段主要有：數字攝像機和數字照像相機、計算機、數字編輯機、數字字幕機；用於數字信號處理的手段有：數字信號處理技術、壓縮、解壓、縮放等技術；用於傳輸的手段有：地面廣播傳輸、有線電視ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修傳輸、衛星廣播及寬帶綜合業務網、DVD等；用於接受顯示的手段有：陰極射線管顯示器、液晶顯示器、等離子體顯示器、投影顯示等。2.數字電視關鍵技術以上所述的各種手段中包括瞭數字電視系統中各種主要的技術，全數字高清淅度電視對各種技術要求更高。原國傢科委所組織的HDTV總體組在攻關過程中涉及九個單位，包括七個專項課題。這七個專項課題雖然不完全包括數字電ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修視廣播流程中的所有技術，但涉及瞭所有關鍵技術。在這七個專項課題中信源編解碼、復用、信道編解碼及調制解調是HDTV的技術核心。3.數字電視的信源編解碼技術信源編解碼技術包括視頻壓縮編解碼技術及音頻壓縮編解碼技術。在我國的HDTV功能樣機研制中，視頻壓縮編解碼技術由上海交大、天津大學、電子科學研究院共同完成；音頻壓縮編解碼技術由電子部三所完成。ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修3.1視頻編解碼技術是Array;HDTV的技術難點數字電視尤其數字高清晰度電視與模擬電視相比，在實現過程中，最為困難的部分就是對視頻信號的壓縮。在1Array20×1080顯示格式下，數字化後的碼率在傳輸中高達ArrayArray5Mbit/s，這比現行模擬電視的傳輸信息量大得多。因而數字電視的圖像不能象模擬電視的圖像那樣直接傳輸，而是要多一道壓縮編碼工序。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數字電視的ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修信號傳輸量由ArrayArray5Mbit/s減少為20～30Mbit/s。視頻編碼計算時主要有以下客觀依據：圖像時間的相關性。視頻信號由連續圖像組成，相鄰圖像有很多相關性，找出這些相關性就可減少信息量。圖像空間的相關性。例如圖像中有一大塊單一顏色，那麼不必把所有像素存貯。人眼的視覺特性。人眼對原始圖像各處失真敏感度不同，對不敏感的無關緊要的信息給予較大的失真處理，即使這些信息全部丟失瞭，人眼也可能覺察不到；相反，對人眼比較ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修敏感的信息，則盡可能減少其失真。事件間的統計特性。事件發生的概率越小，則其熵值越大，表示信息量越大，需分配較長的碼字；反之，發生的概率越大，則其熵值越小，隻需分配較短的碼字。3.2音頻編解碼技術與視頻編解碼相同，音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。聲音信號數字化後，信息量比模擬傳輸狀態大得多，因而數字電視的聲音不能象模擬電視的聲音那樣直接ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修傳輸，而是要多一道壓縮編碼工序。音頻信號的壓縮編碼主要利用瞭人耳的聽覺特性。聽覺的掩蔽效應。在人的聽覺上，一個聲音的存在掩蔽瞭另一個聲音的存在，掩蔽效應是一個較為復雜的心理和生理現象，包括人耳的頻域掩蔽效應和時域掩蔽效應。人耳對聲音的方向特性。對於2KHZ以上的高頻聲音信號，人耳很難判斷其方向性，因而立體聲廣播的高頻部分不必重復存貯。3.3信源編解碼的相關標準ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修國際上對數字圖像編碼曾制訂瞭三種標準，主要用於電視會議的H.261，主要用於靜止圖像的JPMG標準，主要用於連續圖像的MPEG標準。在HDTV視頻壓縮編解碼標準方面，美國、歐洲、日本設有分歧，都采用瞭MPEG-2標準。MPEG意思是運動圖像專傢組，壓縮後的信息可以供計算機處理，也可以在現有和將來的電視廣播頻道中進行分配。在音頻編碼方面，歐洲、日本采用瞭MPEG-2標準；美國采ＷＷＷ．ＸＭＺＸＷ．ＣＯＭDD厦门装修納瞭杜比公司的AC-3方案，MP