深入浅出数字电视前端技术

深入浅出数字电视北京数码视讯科技股份有限公司王恒2007年12月P2北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD内容提纲一、数字电视系统概述二、数字电视标准概述三、数字电视系统主要设备及系统P3北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD一、数字电视系统概述•数字电视技术的概念•数字电视技术的分类•数字电视技术的优势•数字电视技术的发展P4北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的概念音频、视频和数据信号从信源编码、调制、接收和处理均采用数字技术的电视系统；从节目的采集、制作到节目传输，以及到用户终端的接收全部实现数字化；广义上说，数字电视是数字传输系统，是原有电视系统的数字化。P5北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视的主要功能•免费基本数字电视业务（基本包）•未加密的数字卫星电视节目（国内、国外）•按频道付费的数字电视业务（PPC等）•境外加密卫星电视节目•VOD视频点播业务•按次/时间付费的数字电视业务（IPPV、IPPT等）•增强电视节目（EPG、电视广告等）•数据广播业务•其它业务（音乐、游戏、远程教育、双向互动业务）•……P6北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD一、数字电视系统概述•数字电视技术的概念•数字电视技术的分类•数字电视技术的优势•数字电视技术的发展P7北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的分类•按信号传输方式地面无线传输数字电视卫星传输数字电视有线传输数字电视•按图像清晰度数字高清HDTV：宽银幕电影分辨率数字标清SDTV：现有电视分辨率数字普清LDTV：现有VCD分辨率P8北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的分类•按产品类型数字电视显示器数字电视机顶盒一体化数字电视接收机•按显示屏幕幅型比4:316:9P9北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD一、数字电视系统概述•数字电视技术的概念•数字电视技术的分类•数字电视技术的优势•数字电视技术的发展P10北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的优势•传输效率高（8MHz、1-8套）•清晰度高、音频效果好•抗干扰能力强•移动接收、便携接收•增值业务•互动业务•兼容现有模拟电视机P11北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD一、数字电视系统概述•数字电视技术的概念•数字电视技术的分类•数字电视技术的优势•数字电视技术的发展P12北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的发展——国际•20世纪80年代，最早出现在欧洲（德国、法国、英国等）•20世纪90年代，数字电视技术快速发展视频压缩技术MPEG-X（1992年MPEG-1、1994年MPEG-2、1999年MPEG-4）美国：1995年9月ATSC数字电视国家标准法国：1996年4月开播第一个商业化数字电视广播英国：1998年7月卫星数字电视广播日本：1997年卫星数字电视广播，1999年有线数字电视广播……………数字电视在世界范围内已全面启动！P13北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的发展——国内•央视：1995年实现数字电视系统播出加密频道（卫星→有线电视台）•各省台：1996年相继开始卫星电视节目传送覆盖•中国广播卫星公司：1998年，建立直播卫星广播试验平台，央视和各省台卫星节目统一传送•2006年，我国地面数字电视标准公布ADMB-T•我国数字电视广播“三步走计划”：2003年、2005年~2008年、2015年P14北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视技术的发展——国内•我国从2003年开始建设比较成熟的数字电视平台•现在的数字电视业务包括：–看电视、听广播–视频点播、付费电视、银行支付–电子政务、生活资讯、文化教育、医疗保健、交通旅游、金融股市等各类信息服务•目前，全国约有25个城市完成了有线电视数字化整体转换，有线数字电视用户1266万P15北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD内容提纲一、数字电视系统概述二、数字电视标准概述三、数字电视系统主要设备及系统P16北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD二、数字电视标准概述•数字电视标准的必要性•数字电视标准的分类•中国数字电视标准P17北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视标准的必要性•在数字电视系统中没有详细的统一标准和系统规定是不可能实现的•数字电视系统的标准不仅规定了设备外围的接口，还对数字信号处理的整个流程和细节作了详细规定P18北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD二、数字电视标准概述•数字电视标准的必要性•数字电视标准的分类•中国数字电视标准P19北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视标准的分类•目前，世界上数字电视系统有三大标准，即美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB•ATSC和DVB两个标准正在被采纳为国际标准。ISDB标准也正在被ITU考虑之中•欧洲、澳大利亚和新西兰采纳DVB美国、加拿大、韩国、台湾、阿根廷选择ATSCP20北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD二、数字电视标准概述•数字电视标准的必要性•数字电视标准的分类•中国数字电视标准P21北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD中国数字电视标准中国数字电视标准以欧标DVB为主，具体而言•卫星数字电视标准：DVB-S•有线数字电视标准：DVB-C•地面数字电视标准：DVB-T/DMB-T/ADTB-T/ADMB-TP22北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD内容提纲一、数字电视系统概述二、数字电视标准概述三、数字电视系统主要设备及系统P23北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD三、数字电视系统主要设备及系统P24北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD三、数字电视系统主要设备及系统数字电视系统主要硬件设备数字电视系统主要软件系统——CASP25北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视系统主要硬件设备•编/解码器•复用器•调制器•加扰器P26北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器•编/解码器功能•编/解码器原理•编/解码器选型P27北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编码器应用P28北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器基本功能编码器——将基带的模拟或者数字视/音频信号进行压缩，通过ASI、SPI等接口输出符合MPEG-2标准的TS。解码器——编码器的逆过程，通过将输入的TS流解压缩，输出模拟或者数字视/音频信号。P29北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器其它功能编码器输出码率可设4:2:0视频输出码率1～15Mbit/s；4:2:2视频输出码率1～50Mbit/s；音频输出码率32～384Kbit/s。编码器输出分辨率可设低码率下3/4D1、2/3D1、HD1、CIF多种分辨率可设。P30北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器其它功能编/解码器接口视频输入接口：模拟/数字；音频输入接口：模拟/数字；信号输出接口：ASI/SPI、DS3/E3、E1、IP；数据、图文接口。常用PSI/SI信息自动生成功能PAT、PMT、SDT、NIT等。P31北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器•编/解码器功能•编/解码器原理•编/解码器选型P32北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTDMPEG-2视频编码标准按编码图像的分辨率分成四个“级(Levels)”按所使用的编码工具的集合分成五个“类(Profiles)”。“级”与“类”的若干组合构成MPEG-2视频编码标准在某种特定应用下的子集：对某一输入格式的图像，采用特定集合的压缩编码工具，产生规定速率范围内的编码流。P33北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD数字电视传输等级•低级(LowLevel)：–352×240×30(代表图像帧频为每秒30帧，每帧图像的有效扫描行数为240行，每行的有效像素为352个)，或352×288×25•主级(MainLevel)：–位于低级之上，即：720×480×30或720×576×25•准高级(High-1440Level)：–位于主级之上，图像宽高比为4∶3–格式为1440×1080×30•高级(HighLevel)：–位于准高级之上，图像宽高比为16∶9–格式为1920×1080×30P34北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编码器原理P35北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编码器原理四个部分：视频处理压缩音频处理压缩TS复用接口协议转换P36北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD解码器原理P37北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD解码器原理三个部分：PSI/SI分析视频解码音频解码P38北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器•编/解码器功能•编/解码器原理•编/解码器选型P39北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器选型选型原则：指标功能P40北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器选型一、指标视频；音频；传输流（系统）。P41北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD5052545658606264666870视频（dB）音频（dB)数码视讯广电总局入网标准050100150200250300350400450500数码视讯广电总局PCR抖动SNR指标PCR指标数码视讯编码器性能指标P42北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器选型音频信号发生器音视频测试仪器解码器编码器视频音频TS音频视频视频信号发生器码流分析仪指标测试方案P43北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.LTD编/解码器选型二、功能基本功能；输入/输出接口。P44北京数码视讯科技股份有限公司SUMAVISIONTECHNOLOGIESCO.L