数字电视行业知识和相关标准.ppt

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数字电视行业知识和相关标准数字电视行业知识和相关标准一、背景知识一、背景知识二、二、MPEG知识知识三、三、DVB知识知识四、双向传输标准四、双向传输标准一、背景知识一、背景知识一、数字系统优势一、数字系统优势二、视音频压缩技术二、视音频压缩技术三、数字传输技术三、数字传输技术四、标准组织四、标准组织u频道利用率高：

利用数字压缩技术和数字传输技术可以在一个PAL频道内播送610套标准清晰度电视节目。

u抗干扰能力强：

同等传送条件下的抗干扰力优于模拟电视。

u视音频品质高：

数字节目的画质清晰度能大为提高。

还可支持五声道加超重低音声道的5+1环绕声家庭影院服务。

u业务丰富多彩：

可提供诸如视频点播、数字电视、远程教育、远程医疗、网上证券、网上购物、公众信息服务、高速因特网浏览、电子邮件、在线游戏等多种类型业务。

数字系统优势数字系统优势视音频压缩技术视音频压缩技术u数字化的运动图象的信息表达量很大。

u高效的视音频压缩技术的发展是实现全数字信号传输的突破口。

u1980年以来，国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）等国际标准组织纷纷出台有关数据压缩的标准和建议。

视音频压缩技术视音频压缩技术国际主要视音频压缩标准：

标准名标准名标准组织标准组织标准主要用途标准主要用途标准通过时间标准通过时间标准编号标准编号H.261H.261ITU-T电视电话、会议电视1990年12月JPEGJPEGISO静止图象1991年3月ISOCD10918MPEG-1MPEG-1ISO数字存储媒体，多媒体1992年ISO11172MPEG-2MPEG-2ISO常规电视和HDTV1994年11月ISO13818MPEG-4MPEG-4ISO甚低速率视频业务1999年ISO14496数字传输技术数字传输技术u使得数字信号能在现有的网络信道中传送，并提高单位频宽的数据传送速率。

u不同的数字调制技术是由其映射方式区分的，其传输效率也是由映射方式决定的。

u根据传输媒介的不同会采用不同的传输技术，如在HFC系统中采用QAM调制，卫星广播系统中采用QPSK调制，地面广播系统中可采用COFDM调制。

u高效的数字调制技术能大大拓展网络的频道容量和多功能服务的能力。

例如64QAM调制使得一个8MHz的模拟频道可以传送约38Mbps的数字信号。

标准组织标准组织uMPEG（MovingPictureExpertGroup）：

是1988年成立的一个专家组。

主要活动是建立运动图像及相应标准。

该专家组已制定了一系列国际标准。

uETSI/DVB（DigitalVideoBroadcasting）：

DVB联盟是于1993年成立的一个欧洲组织。

目的是为了推动欧洲数字电视广播的应用和发展。

DVB标准进一步扩展了MPEG-2标准系列，制定了适合数字视频广播系统的明确统一的框架。

uATSC（AdvancedTelevisionSystemsCommittee）：

是美国制定数字地面广播系统的标准组织，目的在于取代NTSC成为美国数字电视业发展的指南。

标准组织标准组织uDAVIC（DigitalAudioVisualCouncil）：

是在瑞士注册的非赢利性组织。

1995年12月DAVIC制定了DAVIC1.0规范。

DAVIC是DVB在交互式电缆数字通讯领域的协议。

uIEEE802.14：

工作组在90年代中期成立，以开发数字机顶盒和电缆数字传输标准为目标。

uMCNS（MultimediaCableNetworkSystem）：

是由美国一些大的电缆网络公司组成的联盟。

提出DOCSIS（DataOverCableServiceInterfaceSpecification）技术建议。

1998年3月ITU批准DOCSIS成为CableModem的国际协议。

二、二、MPEG知识知识一、一、MPEG-1知识知识二、二、MPEG-2知识知识11、MPEG-1MPEG-1u包括活动图象和声音的压缩编码标准u支持多种压缩比和分辨率u主要用于数字存储介质中，现广泛应用于VCD等家庭视像产品中。

u由三部分组成：

lMPEG-1系统（ISO/IEC11172-1）lMPEG-1视频（ISO/IEC11172-2）lMPEG-1音频（ISO/IEC11172-3）MPEG-1MPEG-1视频视频u把分辨率为352x240、每秒30帧的图象（NTSC），或者把分辨率为352x288、每秒为25帧的图象（PAL）压缩成数据速率为1.2Mb/s的编码图象。

u视频压缩原理是去除输入信号中的冗余信息。

u在视频信号中有三种不同种类的冗余度：

空间冗余度，时间冗余度，及视频心理冗余度。

uMPEG视频编解码器中采用的两种关键技术：

帧内离散余弦变换（DCT）编码和运动补偿帧间预测。

MPEG-1MPEG-1音频音频u采用子带编码进行压缩。

u压缩后数据速率为0.25Mb/su支持采样率为48、44.1和32kHz而样本为16位的声音压缩u规定了三种模式：

l层，用于VCDl层（即MUSICAM，又称MP2），在数字演播室、DAB、DVB等数字节目的制作、交换、存储、传送中得到广泛应用l层（又称MP3），现已成为软解压及网络广播的宠儿MPEG-1MPEG-1系统系统u把带时序信息的一个或多个音频或视频流、私有数据和填补数据等多路数据进行复合，形成单一数据流，适于数字存储和传送。

u可复合的ISO/IEC11172-2视频流数目为16个，ISO/IEC11172-3音频流数目为32个，u单元和包（多路复合流的基本单位）的长度可发生变化，以便为不同的流分配不同的位率。

u复合的音频和视频总码流的速率近似为1.5Mbps。

22、MPEG-2MPEG-2uMPEG-2定义了一系列的适合多种码率等级、质量等级、业务应用的规范。

uMPEG-2是至今为止视频压缩领域最重要的国际标准。

uMPEG-2标准是针对标准数字电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定，编码码率从每秒3Mbps100Mbps。

uMPEG-2不是MPEG-1的简单升级，MPEG-2在系统和传送方面作了更加详细的规定和进一步的完善。

uMPEG-2适用范围广泛，能满足从广播、通信、计算机到家用电子产品等的广泛需求。

特别适用于广播级的数字电视的编码和传送。

22、MPEG-2MPEG-2uMPEG-2还专门规定了多路节目的复分接方式。

u共有9部分，我们主要需了解4部分：

lMPEG-2系统（ISO/IEC13818-1），描述多个视频、音频和数据基本码流合成传输码流和节目码流的方式。

lMPEG-2视频（ISO/IEC13818-2）lMPEG-2音频（ISO/IEC13818-3）lDSM-CC（ISO/IEC13818-6），数字存储媒体-命令与控制。

MPEG-2MPEG-2视频视频uMPEG-2视频编码标准是一个分等级的系列，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”的组合即构成MPEG-2视频在某种特定应用下的子集。

u级分层：

Low，Main，High-1440，High。

格式如下：

MPEG-2MPEG-2视频视频u类分层：

Simple，Main，SNRscalable，Spatialscalable，High。

u较高的“类”意味着采用较多的编码工具集，对编码图像进行更精细的处理u“类”之间具有后向兼容性。

u简单类（SimpleProfile）：

使用最少的编码工具。

u主类（MainProfile）：

还加入了一种双向预测的方法。

u信噪比可分级类（SNRScalableProfile）和空间可分级类（SpatiallyScalableProfile）：

提供了一种多级广播的方式。

u高级类（HighProfile）：

应用于比特率更高，要求更高的图像质量的情形。

MPEG-2MPEG-2视频视频MPEG-2中规定的类和等级组合如下表。

SDTV或EDTV采用MPML，而HDTV需要更高的类与等级，如MPHL。

MPEG-2MPEG-2音频音频u是在MPEG-1基础上发展起来的。

u主要在两方面做了重大改进：

1.支持多声道编码形式，称为MUSICAM环绕立体声2.为某些低码率应用场合，如多语声节目、体育比赛解说等而进行的低采样率扩展MPEG-2MPEG-2系统系统MPEG-2系统流有针对不同的应用而设计的两种形式：

u节目流（ProgramStream，PS），应用于贮存和传输都非常可靠的环境，如DVD这样的本地贮存播放系统等。

u传输流（TransportStream，TS），而传输流一般用于宽带远程传输，它采用固定包长的TS包传输，考虑了传输过程中可能出现的数据丢失或错误等情况。

MPEG-2MPEG-2系统系统单个节目的音频单元流（A-ES）和视频单元流（V-ES）复合成MPEG-2系统流的过程：

VideoencoderPacketizerAudioencoderPacketizerPSMUXTSMUXProgramStreamExtentofsystemsspecificationVideodataAudiodataAudioPESVideoPESTransportStreamMPEG-2MPEG-2系统系统uTS包长度定义为188字节，其中4字节为包头，184字节为有效负载。

具体格式如下：

MPEG-2MPEG-2系统系统TS包头格式：

MPEG-2MPEG-2系统系统包头中的PID（PacketIdentifier）是一个很重要的参数。

PID用于区分载荷的类型。

通过PID就可以将规定的信道总频带在视频、音频、数据、系统控制信息间进行灵活的分配。

MPEG-2TS包载荷所传送的信息有两种类型：

1）视频、音频的PES包以及辅助数据；2）描述节目复接信息的PSI信息（ProgramSpecificInformation，节目专用信息）。

MPEG-2MPEG-2系统系统PSI（ProgramSpecificInformation）信息uPSI信息能提供从复用器到接受机的节目配置，复用及解复用不同的节目码流的必要信息。

uMPEG-2中定义的PSI信息主要有：

lPMT表（ProgramMapTable，节目映射表），描述单路节目复接信息lPAT表（ProgramAssociateTable，节目关联表），描述多路节目复接信息lCAT表（ConditionalAccessTable，条件接收表），描述条件接收信息三、三、DVB知识知识一、一、DVB简介简介二、二、SI信息信息三、三、EPG四、四、DVB数据广播数据广播五、五、CA系统系统11、DVBDVB简介简介u为欧洲ETSI（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute）所定义。

u将视音频压缩编码技术建立在MPEG-2基础上。

u重点规范了MPEG-2信号如何通过卫星、线缆和地面进行传送。

并且扩展了系统信息、条件接收等部分。

u现已被北美以外的大部分国家采纳。

u依不同的传输方式分为DVB-S（Digitalvideobroadcastingoversatellite）、DVB-T（Digitalvideobroadcastingoverterrestrial）及DVB-C（Digitalvideobroadcastingovercable）。

DVBDVB简介简介DVB是一个系列标准。

主要由以下几部分组成：

u数字卫星转播系统（DVB-S）u数字电缆传送系统（DVB-C）u数字地面广播系统（DVB-T）u数字多点分发系统u数字卫星主天线分布系统u服务信息（DVB-SI）u数据广播（DVB-Data）u条件接收（DVB-CA）u字幕u接口22、SISI信息信息uDVB标准中对MPEG-2PSI进