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数字电视技术及其应用(二)

时间:01-06 来源:数字电视中文网 点击:



3、H.261标准

H.261标准用于电视电话和电视会议的图像压缩编码,以64kb/s的整数倍为传输速率,图像分辨率及帧变更速率可调整,该标准不适用于广播电视。

数字压缩图像和非压缩图像比较还是有一些缺点的,比如:1)数字压缩图像在高速度变化时,某些图像信息会丢失。此外,数字压缩图像如果在传输中发生误码,接收端还原出来的图像质量要受很大影响,即存在压缩编码特有的误码扩散问题。2)由于压缩编码取消了行、场消隐信号,这使得要利用行、场消隐期间来传送信息的设备成为不可能。

八、数字视频广播标准

由于高清晰度电视(HDTV)的成本太高等因素,世界各国在实现HDTV之前,为了使数字视频及其相关的交互式业务在世界范围内统一,采取了广播电视质量介于模拟电视和HDTV之间的数字视频广播(DVB,Digital Video Broadcast)标准。这些标准由数字视频音频委员会(DAVIC)制订,该组织是一个跨国界、跨行业的国际组织,已有300多个成员,遍布30多个国家。目前,基于DVB标准的各种数字视频广播系统已经开始在欧洲、美洲、亚洲、非洲和澳洲运营,以后将进入一个更加广泛的实施、扩充阶段。卫星、微波、有线电视和地面广播等多种媒体都遵照数字视频广播标准,这对设备研制、生产、有线电视业者和用户都很重要。比如合乎标准的数字用户终端,将导致设备制造商和供应商的竞争,给用户带来价格和质量上的好处。现在,市场上已有Philips、NDS、ScintificAtlanta、Thomson等公司生产的DVB产品面世。

DVB标准的核心内容是在信源编码、视音频压缩和复用部分采用了MPEG标准。而在信道编码和调制部分制订了一系列标准,采用RS(Reed Solomon,里德--索罗门)前向纠错码和卷积纠错码,根据不同的媒体选择相应的调制方式和信道编码。这些标准包括:

DVB-S:用于卫星电视广播,采用11/12GHz频段。
DVB-C:用于有线电视广播。
DVB-PI:用于DVB与有线电视前端和SMATV前端接口。
DVB-T:用于地面开路电视广播。
DVB-TXT:用于数字电视图文系统。
DVB-SI:用于服务信息系统。
DVB-MC:用于多点微波分配系统(MMDS),采用10GHz以下频段。
DVB-IRDI:综合接收解码器(IRD)接口。

还有其他标准,例如DVB测试(DVB-M)、加扰和有条件接收接口(DVB-CA)。

DVB正在完善的标准包括交互式电视系统标准(DVB-I)、交互系统网络协议(DVB-NIP)、交互系统中有线电视(CATV)和公共电话交换网(PSTN)和综合业务数字网(ISDN)的频道标准、DVB和SDH及ATM的接口标准。

DVB标准不仅适用于现在的数字电视,将来还可用于高清晰度电视(HDTV),其比特率需达到60Mb/s。而低清晰度电视只需4Mb/s,标准清晰度电视为15Mb/s。

DVB系统如图6所示,先采用MPEG-2数据压缩方式实现电视图像的频带压缩,电视伴音则常常采用MPEG-1数据压缩方式,然后根据DVB的信道编码标准实现电视图像信号的低误码率传送。



图6 数字电视广播系统示意图

MPEG-2编码属于信源编码,它主要规定了数字信号的压缩和复用。例如帧间和帧内运动补偿(去掉时间冗余)、离散余弦变换(组织信息内容)、可变长游程编码(去掉信息冗余)。

在复用方面规定了视频、音频数据流的复用方式、同步方式、数据包组成(188个字节)。

对于500线普通水平清晰度的电视图像,如果采用一般的数字编码,其采样频率和传送码速率如表4,如果采用MPEG-2压缩编码,压缩比12-62时,码速率仅为2-10Mb/s。



1、DVB-S卫星数字电视

卫星数字电视广播的信源部分见图7所示。多路音频A、视频V,或数据信号先经过MPEG-2数字编码压缩器,将200Mb/s以上的速率压缩到6Mb/s以下,多路被压缩的MPEG-2数据流送入数字多路复用器混合,得到1路比6Mb/s高得多的MPEG-2数码流,最后送入信道编码部分。如果需要对电视节目加扰,可将电视加扰信号送入复用器。图中的MPEG-2数字编码压缩器主要技术性能如下:

输入信号 PAL(或NTSC )复合模拟信号,视频、音频模拟信号;
分辨率 CCIR601到SIF;
宽高比 4:3,16:9;
比特率 1.5-15Mb/s,可变;
输出 E-1、E-3、DS-3、OC-3、ATM可选,2个串行输出口,1个并行输出口。

数字多路复用器主要技术性能如下:

输入信号 4路,RS232或RS422数据流(600-19200b/s),Ethernet码流(2.1Mb/s),电视加扰信号;

输出 可与QPSK或QAM调制器连接,可再次送入复用器,有2个MPEG-2码流输出口,E-3、DS-3、OC-3、ATM可选。



图7 DVB-S信源编码方框图

DVB-S卫星数字电视的信道编码主要使用卷积码、RS码等编码方式,调制方式为QPSK调制,输出70MHz中频,最后上变频到卫星频道,如图8(a)所示。

图8(b)是接收端的信道解码方框图,与图8(a)相反,输出的是MPEG-2数码流。

接收卫星数字电视的综合接收解码器(IRD)由MPEG-2解码器和信道解码器组成,它必须同时合乎DVB-S标准和MPEG-2标准。

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