数字电视技术及其应用(二)

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。