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第8章节数字电视.ppt

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2024-12-16 01:40

第8章节数字电视

第8章数字电视 8.1 概述 8.2 现有的数字电视标准 8.3 数字电视的接收 8.4 数字电视的发展思考题和习题 8.1 概述 8.1.1 数字电视系统结构模拟电视最明显的缺点是在传输过程中图像质量的损伤，因为信号的非线性失真积累使得图像对比度会产生越来越大的畸变，长距离传输后，图像的信噪比也会下降，图像的清晰度越来越低，相位失真的累积也会使得图像产生彩色失真、镶边和重影。模拟电视还有稳定度差、可靠性低、调整不便、集成、自动控制困难等缺点。数字电视从节目采集、编辑制作到信号的发送、传输和接收全部采用数字处理，其中利用了先进的数字图像压缩技术、数字信号纠错编码技术、高效的数字信号调制技术等。在处理、传输过程中引入的噪波只要幅度不超过一定的门限都可以被清除掉，即使有误码，也可利用纠错技术纠正过来，所以数字电视接收的图像质量较高。数字电视采用压缩编码技术，在只能传送一套模拟电视节目的频带内传送多套数字电视节目，电视频道数会相应地迅速增多。数字电视便于开展多种数字信息服务，如数据广播、文字广播等。数字电视容易实现加密、加扰，便于开展各类收费业务。图8-1是数字电视广播系统方框图，系统由信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道和接收机六部分组成。信源编码是对视频、音频、数据进行的编码，第6章中的图像压缩编码都属于信源编码，数字电视按照MPEG-2标准（详见6.3.6节）进行信源编码，辅助数据可以是独立的数据业务，也可以是和视频、音频有关的数据，如字幕等。信源编码是为了提高数字通信传输效率而采取的措施，是通过各种编码尽可能地去掉信号中的冗余信息，以降低传输速率和减少传输频带宽度。多路复用是将视频、音频和数据等各种媒体流按照一定的方法复接成一个单一的数据流。信道编码是指纠错编码，是为提高数字通信传输的可靠性而采取的措施。为了能在接收端检测和纠正传输中出现的错误，在发送的信号中增加一部分冗余码，因此信道编码增加了发送信号的冗余度，它是以牺牲信息传输的效率来换取可靠性的。数字通信系统是达到高效率和可靠性的最佳折衷，信源编码和信道编码都是必不可少的处理步骤。调制是根据传输信道的特点采用的效率较高的信号调制方式。信道有卫星信道、有线电视信道和地面广播信道等。卫星广播着重于解决大面积覆盖的问题。有线电视广播着重于解决城镇等人口居住稠密地区“信息到户”的问题。而地面无线广播由于其所独具的简单接收和移动接收的能力，能够满足现代信息化社会“信息到人”的基本需求。接收机包括解调、信道解码、解复用、视音频解压缩、显示格式转换等。数字电视分为标准清晰度电视和高清晰度电视。标准清晰度电视(SDTV， Standard Definition Television)是指质量相当于目前模拟彩色电视系统(PAL、 NTSC、 SECAM)的数字电视系统，也称为常规电视系统。其来源是ITU-R 601 标准的4∶2∶2的视频，经过某些数据压缩处理后所能达到的图像质量，清晰度约为500电视线。高清晰度电视(HDTV， High Definition Television)是指水平清晰度和垂直清晰度大约为目前模拟彩色电视系统的2倍，宽高比为16∶9的数字电视系统。根据ITU的定义，一个具有正常视觉的观众在距离高清晰度电视机大约是显示屏高度3倍的地方所看到的图像质量应与观看原景象或表演时所得到的印象相同。 8.1.2 信道编码 1. 信道编码的一些基本概念 (1) 分组码和卷积码在分组码中，编码后的码元序列每n位为一组，其中k位是信息码元， r位是附加的监督码元， r=n-k，通常记为(n， k)。分组码的监督码元只与本码组的信息码元有关。卷积码的监督码元不仅与本码组的信息码元有关，还与前面几个码组有约束关系。 (2) 线性码和非线性码若信息码元与监督码元之间的关系是线性的，即满足一组线性方程，称为线性码；反之，两者若不满足线性关系，则称为非线性码。 (3) 系统码和非系统码在编码后的码组中，信息码元和监督码元通常都有确定的位置，一般信息码元集中在码组的