【正文】 數(shù)字電視體系及有線數(shù)字電視傳輸技術(shù) 唐明光 電子科技大學(xué) , 2022 內(nèi)容安排 一、數(shù)字電視基本概念 二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù) 三、數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 四、有線數(shù)字電視技術(shù)基礎(chǔ) 五、信源編碼技術(shù) 壓縮編碼技術(shù) 六、信道編碼和調(diào)制 七、有線數(shù)字電視傳輸技術(shù) 八、條件接收（ CA）系統(tǒng) 九、有線電視傳輸系統(tǒng)對數(shù)字電視信號質(zhì)量的影響 十、機(jī)頂盒的應(yīng)用要求 十一、數(shù)字電視參數(shù)的測量 數(shù)字電視是一個系統(tǒng)。它指一個從節(jié)目攝 制、制作、編輯、存儲、發(fā)送、傳輸，到信號 接收、處理、顯示等全過程完全數(shù)字化的電視 系統(tǒng)。 一、數(shù)字電視基本概念 數(shù)字電視系統(tǒng)將成為一個數(shù)字信號傳輸平臺： 整個廣播電視節(jié)目制作和傳輸質(zhì)量顯著改善 信道資源利用率大大提高 提供其他增值業(yè)務(wù)：數(shù)據(jù)廣播，視頻點(diǎn)播，電子商務(wù)，軟件下載，電視購物， …… 為“三網(wǎng)融合”提供了技術(shù)上的可能性。 3. 數(shù)字電視分類 HDTV：圖像分辨率 1920 1080（ 16： 9） SDTV：圖像分辨率 720 756（ PAL） 720 480（ NTSC） LDTV： VCD級圖像分辨率 4. 數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn) ? 數(shù)字傳輸，信號質(zhì)量高 ? 彩色逼真 ? 可實(shí)現(xiàn)不同分辨率等級接收（ HDTV， SDTV） ? 可移動接收，無重影 ? 增加節(jié)目頻道 ? 應(yīng)實(shí)現(xiàn)加解密和加解擾，便于展開 CA業(yè)務(wù) ? 準(zhǔn)交互和交互 ? 其它增值業(yè)務(wù) 二 .數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù) 系統(tǒng)組成 從橫向看：（硬件系統(tǒng)） 節(jié)目制作 數(shù)字信號處理 傳輸 接收 顯示 從縱向看：（軟件系統(tǒng)） 物理層傳輸協(xié)議 中間件標(biāo)準(zhǔn) 信息表示 信息使 用 內(nèi)容保護(hù) ? 節(jié)目制作設(shè)備： 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字特技機(jī)、數(shù)字編輯 機(jī)、數(shù)字字幕機(jī)、非線性編輯系統(tǒng) ? 數(shù)字處理設(shè)備及技術(shù)： 壓縮編 /解碼設(shè)備及技術(shù)、數(shù)據(jù)加 /解擾設(shè)備及技術(shù)、加 /解密設(shè)備及技術(shù) ? 信號傳輸： 地面、有線、衛(wèi)星 ? 接收設(shè)備： 數(shù)字電視接收機(jī)（衛(wèi)星、有線） ? 顯示： CRT、 LCD、 PDP、投影顯示等 1)信源編碼技術(shù) 視頻壓縮編碼 —— MPEG2 音頻壓縮編碼 —— MPEG2 （歐洲、日本） AC3 (美國 ) 我國標(biāo)準(zhǔn)： GB/ — 2022 ―信息技術(shù) —運(yùn)動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范 第 2部分：視頻 ” GB/ — 2022 ―信息技術(shù) —運(yùn)動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范 第３部分：音頻 ” 2) 傳輸復(fù)用技術(shù) 數(shù)據(jù)打包： N個信道的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分組 傳輸流復(fù)用：將 N個打包的數(shù)據(jù)復(fù)合成單路串行傳輸流 標(biāo)準(zhǔn)：國際 MPEG2 我國 GB/ — 2022 ―信息技術(shù) —運(yùn)動圖像及其伴音信號通用編碼 第 1部分：系統(tǒng)” 傳送復(fù)用使電視信號具有與數(shù)據(jù)通信相似的數(shù)據(jù)分組（打包）傳輸，從而 使數(shù)字電視系統(tǒng)具備了可擴(kuò)展、分級和交互通信的基礎(chǔ)。 3)信道編碼和調(diào)制 經(jīng)信源編碼的傳輸碼流通常不適合在傳輸信道（無線、有 線、衛(wèi)星）中傳輸，必須經(jīng)過某種處理，使之變成適合在 規(guī)定的信道中傳輸?shù)男问?。在通信原理中把這種處理稱為 信道編碼和調(diào)制。 信道編碼包括：糾錯編碼、網(wǎng)格編碼、均衡等。 信道編碼目的：提高傳輸信號在信道中的抗干擾能力 標(biāo)準(zhǔn)： GY/T170—2022 ―有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)信道編碼與調(diào)制規(guī)范 ” 4) 有條件接收（ CA） ? CA只允許已付費(fèi)的授權(quán)用戶使用某一業(yè)務(wù)，未經(jīng)授權(quán)的用 戶不能使用這一業(yè)務(wù)。 ? CA涉及技術(shù)：前端的加密和加擾技術(shù) 接收端的對用戶尋址控制和授權(quán)解擾技術(shù) ? 標(biāo)準(zhǔn)： GY/Z1752022 ―數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范 ” 5) 軟件平臺 ——中間件 ? 機(jī)頂盒中硬件功能： 接收 RF信號、信道解碼、解調(diào)。 MPEG2碼流解 碼，模擬視 /音頻輸出。 ? 機(jī)頂盒中軟件功能： 電視節(jié)目內(nèi)容顯示、 EPG節(jié)目信息、操作界面的實(shí)現(xiàn)等。 ? 中間件： 是一種將應(yīng)用程序與底層的實(shí)時操作系統(tǒng)及硬實(shí)現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)隔離開來 的軟件環(huán)境，支持跨硬件平臺和跨操作系統(tǒng)的軟件運(yùn)行，使應(yīng)用不依賴于特定的硬件平臺和操作系統(tǒng)。 ? 中間件構(gòu)成： Java虛擬機(jī)、 Java Script 虛擬機(jī)、 HTML虛擬機(jī)等。 三 .數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) ：三大標(biāo)準(zhǔn) DVBS 歐洲： DVB （數(shù)字視頻廣播） DVBT DVBC 美國： ATSC （高級電視制式） 日本： ISDB （綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播） ：數(shù)字電視演播室參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn) 四 .有線數(shù)字電視技術(shù)基礎(chǔ) 1）傳輸?shù)燃? LDTV， SDTV， HDTV 2)傳輸系統(tǒng)模式 電纜傳輸 ——PCM方式 光纖傳輸 ——SDH方式 光纖 — 同軸混合傳輸 ——HFC數(shù)字調(diào)制方式 2．有線數(shù)字電視的主流標(biāo)準(zhǔn)與方式 1) 標(biāo)準(zhǔn)： DVBC ATSC16VSB， ATSC64QAM ISDBC 2)四種方式： DVBC ATSC64QAM ATSC16VSB ISDBC 傳送方式 1664QAM 64QAM 16VSB 64QAM 頻帶寬度 8MHz 6MHz 6MHz 6MHz 傳輸速率 接收滾降 13% 15% % 18% 糾錯率 RS(204,188) RS(128,122) RS(207,187) RS(204,188) 壓縮方式 MPEG2 3．?dāng)?shù)字電視信號的產(chǎn)生 ? 直接產(chǎn)生：字幕機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等 ? 轉(zhuǎn)換生產(chǎn)：電影膠片 ——電視電影機(jī) 模擬 數(shù)字（ A/D轉(zhuǎn)換） ——信號數(shù)字化 1) 信號數(shù)字化過程 取樣：取樣頻率， Nyquist定理 連續(xù)信號變換成離散信號 量化：將離散信號樣值進(jìn)行離散化處理 離散化的量化級 量化噪聲 編碼：量化后的信號仍然只是離散信號，還不是數(shù)字信號。用 n比特二進(jìn)制碼來表示已經(jīng)量化了的取樣值，稱為編碼。 每個二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一個量化電平，再按時序?qū)⑺鼈兣帕? 起來，就得到基帶數(shù)字信息流。 傳輸速率：傳輸速率 =取樣頻率 fs 量化比特數(shù) 2）音頻信號的數(shù)字化 ? 取樣頻率： 40KHz。 常用 ， ， ， 48KHz。 ? 量化比特數(shù)： 8bit， 12bit， 16bit。 ? 聲道：單聲道，雙聲道（立體聲） 取樣頻率 量化比特數(shù) 聲道數(shù) ? 數(shù)字音存儲量： （字節(jié)） 8bit 例： CD標(biāo)準(zhǔn)取樣頻率 ，量化比特數(shù) 16bit，立體聲，存儲 一分鐘數(shù)字音樂的容量為 10,584,000字節(jié)或 84,672,000比特。 3）視頻信號的數(shù)字化 編碼方式：復(fù)合編碼 ——將彩色全電視信息直接 編成 PCM碼 分量編碼 ——將亮度信號 Y，色差信 號 R Y和 BY分別編碼 或 PCM碼 二者比較： “復(fù)合編碼”與電視制式有關(guān) “分量編碼”與電視制式無關(guān) 在節(jié)目后期制作中： “復(fù)合”需解碼 “分量”無需解碼 傳輸時：“復(fù)合”由于頻分復(fù)用，產(chǎn)生亮，色串?dāng)_