《电视原理与接收机 第2版 教学课件 ppt 作者 张丽华 第11章 数字电视》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电视原理与接收机 第2版 教学课件 ppt 作者 张丽华 第11章 数字电视（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/5/22,第11章 数字电视,1,第11章 数字电视,11.1 数字电视概述 11.2 数字电视信号的信源编码 11.3 数字电视信号的信道编码 11.4 数字电视标准 11.5 数字电视的接收 11.6 小结,2019/5/22,第11章 数字电视,2,11.1 数字电视概述,电视技术经历了从黑白电视到彩色电视的发展过程。随着微电子、计算机、网络通信等新兴信息技术的迅猛发展，电视技术正面临着从模拟向数字化转变的一次革命。 随着电子技术的发展，新器件层出不穷，数字电视技术的发展经历了单独的局部数字设备、数字整机电视设备、单设备向整个系统发展三个阶段，并与高清晰度电视技术相结合，人们的
2、数字化生活也将从此进入新的阶段。,2019/5/22,第11章 数字电视,3,11.1.1 数字电视的分类与特点,数字电视是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备，一般来说它要求节目从拍摄、编辑、制作、播出，到传输、接收等全过程都使用数字技术。 数字电视是继黑白电视、彩色电视之后的第三代电视，代表了电视技术发展的方向，是广播电视发展新的里程碑。,2019/5/22,第11章 数字电视,4,与模拟电视相比，数字电视具有很多优越性，主要表现在以下几个方面：,1.收视效果好，图像清晰度高。使用不受传输和转播的影响，在接收端有望达到演播室水平，满足人们感官的需求。 2
3、.音频质量高。采用AC-3 或MUSICAM等环绕立体声编解码方案，能够实现多路纯数字环绕立体声，同时还具有多语种功能。 3.抗干扰能力强。采用纠错编码技术，不易受外界的干扰，避免了串台、串音、噪声等影响。,2019/5/22,第11章 数字电视,5,4.频道利用率高。在原有的8MHZ带宽一个频道的范围内，可传送56套标准清晰度电视或12套高清晰度电视。 5.节省发射功率。在同样的覆盖范围内，数字电视所需要的平均发射功率比模拟电视的发射功率低一个数量级。 6.兼容现有模拟电视机。通过在普通电视机前加装数字机顶盒即可接收数字电视节目。 7.提供全新的业务。借助双向网络，数字电视不但可以实现用户自
4、点播节目、自由选取网上的各种信息，而且可以提供多种数据增值业务，方便地实现加密和解密，从而实现通信的隐密性及收费业务，实现与计算机网络的互连。,2019/5/22,第11章 数字电视,6,数字电视的类型,根据图像清晰度进行划分： 1.高清晰度数字电视（HDTV） 数字电视(DTV)标准中最高级的一种 ，须至少720线逐行或1080线隔行扫描，屏幕宽高比应为16比9，采用杜比数字音响 ，其图象质量可与35毫米的电影片相媲美。 2.增强清晰度数字电视（EDTV） 水平扫描行数为500线-700线，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。,2019/5/22,第11章 数字电视,7,
5、数字电视的类型,3.标准清晰度数字电视（SDTV） 显示扫描格式略低于增强清晰度电视， 图像水平清晰度为500-600线，分辨率为720576，屏幕宽高比为 4:3。 4.低清晰度数字电视（LDTV） 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。,2019/5/22,第11章 数字电视,8,数字电视的类型,根据用途划分： 1.数字电视接收设备：指可以接受解码，数字电视信号、系统终端设备的统称，就是带有Q码和调节器的设备 。 2.数字电视显示设备：是显示数字电视视频信号和终端的统称，不具备接收功能，只是将接收到的已经解码完的数字电视节目显示出来。,2019/5/22,第1
6、1章 数字电视,9,数字电视的类型,根据信号传输方式划分： 1.数字地面广播电视（DVB-T）： 采用编码正交频分复用调制 COFDM，要求能够实现频道兼容。地面环境复杂，有建筑物遮挡和造成信号回波反射，技术实现难度相对较大。 2.数字卫星电视（DVB-S）： 采用正交相移键控调制OPSK，调制效率高，要求传输途径的信噪比低。覆盖面高，接收设备成本不高。 3.数字有线电视（DVB-C）： 采用正交振幅调制QAM，调制效率高，要求传输途径的信噪比高。接收质量高。,2019/5/22,第11章 数字电视,10,数字电视的类型,根据终端产品类型划分： 1.一体机：即一体化数字接收机，指电视显示器内置
7、机顶盒，完成信源解码、信道解码、条件接收的完整功能。 2.分体机：指不带机顶盒的数字电视显示器。 其实目前，市场上的数字电视机大多属于分体机，用户需购置机顶盒后才能收看数字高清电视节目。,2019/5/22,第11章 数字电视,11,数字化电视机和数字电视机,数字电视机：在数字电视系统中接收数字电视信号的电视机，它是数字电视系统中的终端接收和显示设备。 数字化电视机：指大量采用数字处理技术的模拟电视接收机，是指在不改变现行广播电视传播制式的前提下，将接收到的模拟电视信号通过A/D转化器转换为数字信号，再对其进行处理、传输和存储。因此，从接收、放大的信号类型来说，它仍然属于模拟式彩色电视机，与数
8、字电视机有着本质的不同。,2019/5/22,第11章 数字电视,12,随着数字时代的到来，全世界都在向数字时代过渡。中国的数字电视产业普及进程正在加速，按照广电总局的规划，我国将于2008年全面推广地面数字电视广播，2010年全面实现数字广播电视，并于2015年关闭现有的模拟电视广播。根据北京奥组委对国际奥委会的承诺，2008年北京奥运会将采用高清电视技术转播。,2019/5/22,第11章 数字电视,13,11.1.2 数字电视系统的工作过程,数字电视系统的具体传输过程是： 由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，
9、由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。,2019/5/22,第11章 数字电视,14,数字电视系统主要由视、音频信号的压缩编码部分、系统业务复用部分、信道编码部分和调制传输部分四部分组成。,2019/5/22,第11章 数字电视,15,数字电视系统组成框图如图11-1所示 。,11-1 a) 系统编码框图,2019/5/22,第11章 数字电视,16,11-1 b) 系统解码框图,2019/5/22,第11章 数字电视,17,1.视、音频信号的压缩编码部分。 压缩编码的主要任务是去除信源的视频、音频
10、和辅助数据的信息冗余，降低码率，提高信源的有效性。 2.系统业务复用部分。 数字电视的复用系统是高清晰度电视的关键部分之一。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，分别以一定的比特数为单位打包，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接收端与此过程正好相反。 在高清晰度电视复用传输标准方面，美国、欧洲、日本都采用了MPEG-2标准。,2019/5/22,第11章 数字电视,18,3.信道编码部分。 进行信道编码是为了增强数据流的可靠性，对信源编码后的数据包加上附加比特以及其他处理，使得经过信道传输后的数据流即使在受到损伤后，在接收端也能实现误码纠正，
11、恢复出正确的数据。 4.调制传输部分。 调制传输是用信道编码后的数据流调制高频载波，形成数字已调波信号。目前在数字电视广播系统中常用的调制模式有QPSK（正交相移键控调制）、QAM（正交振幅调制）、COFDM（编码正交频分复用调制）及VSB（残留边带调制）等。 系统解码工作过程与编码工作过程相反，在此不再叙述。,2019/5/22,第11章 数字电视,19,11.2 数字电视信号的信源编码,字、符号、图形、图像、音频、视频、动画等各种数据本身的编码通常称为信源编码，是电视信号在获取后经过的第一个处理环节。所谓信源编码是将模拟信号转换成数字信号，并通过压缩编码来去掉信号源中的冗余成分，得到压缩码
12、率和带宽，以达到实现信号有效传输的目的。,2019/5/22,第11章 数字电视,20,信源编码标准是信息领域的基础性标准。常见的信源编码技术有 MPEG-2（ISO/IEC13818）、H.161 等。信源编码作为数字电视系统的核心构成部分，直接决定了数字电视的基本格式及其信号编码效率，决定了数字电视最终如何在实际的系统中实现。,2019/5/22,第11章 数字电视,21,11.2.1 电视信号的数字化,模拟信号的数字化过程主要是取样、量化和编码。 取样将时间和幅度上连续的模拟信号转变为时间离散的信号，即时间离散化。 量化将幅度连续信号转换为幅度离散的信号，即幅度离散化。 编码按照一定的规
13、律，将时间和幅度上离散的信号用对应的二进制或多进制代码表示。,2019/5/22,第11章 数字电视,22,模拟信号数字化框图如图11-2所示，其中fc为滤波器的截止频率，fs为取样频率。,图11-2 模拟信号数字化框图,2019/5/22,第11章 数字电视,23,1、取样,取样就是每隔一定的时间间隔T，抽取话音信号的一个瞬时幅度值(取样值)，取样后所得出的一系列在时间上离散的取样值称为样值序列，如图113所示。,图11-3 模拟信号与其对应的样值序列,2019/5/22,第11章 数字电视,24,理论和实践证明，只要取样脉冲的间隔T2 fm(fm是话音信号的最高频率)，则取样后的样值序列可
14、不失真地还原成原来的话音信号。 例如，一路电话信号的频带为3003400Hz，fm=3400Hz，则取样频率fs 23400=6800Hz。如按6800Hz的取样频率对3003400Hz的电话信号取样，则取样后的样值序列可不失真地还原成原来的话音信号，话音信号的取样频率通常取8000Hz/s。 对于PAL制电视信号，视频带宽为6MHz，按照CCIR601建议，亮度信号的取样频率为13.5MHz ，色度信号为6.75MHz。,2019/5/22,第11章 数字电视,25,2、量化,脉冲编码调制取样把模拟信号变成了时间上离散的脉冲信号，但脉冲的幅度仍然是模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码
15、来表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。,2019/5/22,第11章 数字电视,26,在量化器的设计中，量化比特数n的选择非常关键。为了使量化后的电视信号具有足够的信噪比，应尽量减小量化误差，即尽量增加量化级数。在电视信号的模数转换过程中，如果要保证实际图像的量化信噪比大于50dB，则量化级数至少应为256级，即量化比特数为8比特。在有些应用场合，量化比特数可达10比特或更高，这时可得到量化信噪比更高的信号。不过，量化级数增加后，量化比特数也相应增加，导致数码率的增加，这会给后续的信号处理和传输带来很多困难。因此应综合考虑，量化既要尽量减少量化级数，又要使量化失真看不出来。
16、,2019/5/22,第11章 数字电视,27,3、编码,取样、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。 最简单的编码方式是二进制编码。具体说来，就是用n比特二进制码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化值，然后把它们排列，得到由二值脉冲组成的数字信息流。,2019/5/22,第11章 数字电视,28,例如，设量化级数为256级（0255级），即8比特量化，若用自然二进制码方式进行编码，则对应这256个量化值，就可用0000000011111111这一组二进制码表示。经过取样、量化和编码之后，原模拟电视信号就变成了由一系列“0”、“1”组成的数据流。在接收端，可以按所收到的信息重新组成原来的样值，再经过低通滤波器恢复原信号。,2019/5/22,第11章 数字电视,29,(1)数字视频信号的编码方式,根据电视信号的特点，其数字化的方式有两种，即复合编码方式和分量编码方式。 复合编码：将视频彩色全电视信号直接进行PCM编码。 分量编码：将三基色信号R、G、B分量或亮度和色差信号Y、(B
