北航2系_数字声像技术论文

1、数字声像技术数字电视的发展及原理姓名：xxx学号：1002xxxx班级: 1002xx摘要数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。其信号损失小，接收效果好。数字电视（Digital TV）又称为数位电视或数码电视，是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的二进制数字流来传播的电视类型，与模拟电视相对。本文主要介绍数字电视的发展历史，发展前景以及基本原理。关键词： 数字电视 视频编码 机顶盒目录1 数字电视的总体发展4

2、2.数字电视的工作原理62.1机顶盒62.2视频编码技术82.3调制方式93 数字电视的优势10参考文献131 数字电视的总体发展数字电视是人们谈论最多的热闹话题之一。由于数字电视是种新鲜事物，一些相关报道及文章介绍中出现似是而非的概念，诸如“数码电视”、“全数字电视”、“全媒体电视”、“多媒体电视”等，造成大众感到困惑，茫然不知所措。以下是当前数字电视在中国的发展情况。中国大力推行由电视模拟信号向数字信号的转换。计划于2015年前在全国范围关闭模拟信号。但是在推行过程中存在许多问题。推广过程中的强制性与高收费被指为有借机敛财的企图!有线电视系统是地方独立运营的诸侯割据状态。数字化开始比较早，

3、多采用欧洲标准 DVB-C。2003年至2004年已有北京、上海、青岛、江苏、杭州、佛山、深圳、广州、大连等地开通了数字有线电视播出。2005年，又有福州、厦门等地开通了数字电视的播放。 2007年,又在重庆掀开了数字电视转换热潮。无线电视受制于标准争论，清华大学的 DMB-T 标准和上海交通大学的 ADTB-T 标准是最为热门的竞争对手。2006年8月，国家标准化管理委员会公布了中国大陆的数字广播标准，是为DMB-T/H（GB 20600-2006）。中国数字电视地面标准英文简称DTMB，2012年1月成为世界四大地面数字电视广播标准之一，已经在大陆普遍推广，并扩展到老挝等国家。中国数字电视

4、信源编码标准为AVS，已经成为强制性国家标准，将在2012年10月后全面施行。中国的数字电视收费模式没有形成：中国原有电视体系中，节目免费收看，电视体系通过插播广告来获得收入。各地一般都有几十套免费的模拟电视节目播出，这是创建数字电视节目的收费模式的一个重要难题；中国的广电体系是地方独立运营的诸侯割据状态，数字电视的收费分成是各方利益争夺的焦点!他们主要努力的方向大概可归结为以下几类：支持多种数字电视标准，大屏幕，高清化，互联网DTV，DTV+PVR、支持更丰富的互连接口。2013年亚太OTT TV峰会在上海国际会议中心召开，法国电信Orange数字通讯部门副总裁David Nahmani在m

5、an指出，在每个产业革新都有一爆发性阶段，进入者希望找到一些新的商业模式，譬如整合。企业可以通过整合获得现实收入来源，社交电视正是如此。作为电视跟互联网的整合体，社交电视不仅可以提供评论，利用社交网络工具行交流，用电视来玩游戏，也可以通过推荐电视节目来发现新的内容，获取更多信息。据悉，通过最新解决方案运用，不仅有效够聆听电视频道上的反馈，并且能够自动抓取每个平台上的广告。而有这样的商店整合信息，客户可以手动看广告，也可以自动选择，而通过相关程序程序可在服务器上对用户感兴趣的广告抓取，如果有人点击，则会激活应用，并且能够让用户去买优惠券，或者能够玩游戏，这是广告创新策略。2006年12月，荷兰就

6、已经停播地面模拟电视，成为世界上首个实现电视数字化的国家。数字电视技术最先出现在欧洲。从20世纪80年代开始，欧洲几个电视技术较为先进的国家，如德国、法国、英国，都开始研究数字电视技术，并且诞生了MAC1/MAC2/MAC3（模拟分量时复用传输技术）等三代数字卫星电视节目广播，当时数字技术已经很先进。1982年，新一代数字式电视机由美国的数字电视公司首先研制成功，这种电视机的元部件比模拟电视机减少一半以上，生产成本降低。1983年，该电视机开始正式生产并投放市场。1993年12月，美国休斯电子公司率先发射一颗数字直播卫星，并在此基础上组建了采用数字压缩技术的商用电视直播卫星系统。卫星直播电视的

7、发展客观上促进了世界范围内的信息流通。1995年9月15日，美国正式通过ATSC数字电视国家标准。1996年4月，法国第一个开始了数字电视商业广播，全世界的数字电视广播迅猛发展，其中尤以DVB-S广播技术的应用发展最为普及。2.数字电视的工作原理2.1机顶盒机顶盒各个模块在Internet的高速接入中，协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中，该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器共用机架上。然后通过动态分配法，该用户获得本次交易中使用的IP地址，并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后，接着把它送到Intern

8、et业务提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络，最后回到用户的机顶盒。在有线电视的机顶盒，信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网关的任务。它的任务是管理IP的通信流量，具有控制用户进出网络的能力一旦IP包到达机 顶盒，把视频信号从该包中分离下来，对其中的数据进行译码，然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。由于Cable Modem要求用户要配置一部电脑才能上网，影响了用户层的扩展，而使用机顶盒则不需电脑，一部电视机足矣，因而机顶盒的市场前景可能看好。信息使用者从企业向家庭过渡，网络带宽从窄带向宽带过渡，用户入网设备从PC机向带机顶盒（STB）的电视过

9、渡，使用界面从Windows向电视遥控键界面过渡，信息内容从为企业服务向为人民生活服务过渡，是网络服务发展的大方向，机顶盒（STB）显然是这个大方向上的一个阶段。数字电视机顶盒接收数字电视节目，处理数据业务和完成多种应用的解析。各类信源在进入有线电视网络之前经过两级编码，第一级是视音频信号的信源编码，并将所有信源封装成传输流，第二级是传输用的信道编码。与前端相应，数字电视机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调，接着还原压缩的信源编码信号，恢复原始视音频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。数字电视机顶盒的工作过程：数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和和信道解码处

10、理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流（PES）数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出。2.2视频编码技术国际上对

11、数字图像编码曾制订了三种标准，主要用于电视会议的H.261，主要用于静止图像的JPEG标准，主要用于连续图像的MPEG标准。在HDTV视频压缩编解码标准方面，美国、欧洲、日本没有分歧，都采用了MPEG-2标准。MPEG(Moving Picture Expert Group)意思是“运动图像专家组”，压缩后的信息可以供计算机处理，也可以在现有和将来的电视广播频道中进行分配。在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比公司(Dolby)的AC-3方案，MPEG-2为备用方案。对于中国来说，今后信源编解码标准也会与美国、欧洲、日本一样采用MPEG-2标准。数字电视的复用系统是H

12、DTV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，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。模拟电视系统不存在复用器。在数字电视中，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包(这是通俗的说法，其实是数据分组)，然后再复合成单路。网络通信的数据都是按一定格式打包传输的。HDTV数据的打包将使其具备了可扩展性、分级性、交互性的基础。付费电视是电视发展的一个方向。复用器可对打包的节目信息进行加扰，使其随机化，接收机具有密钥才能解扰。在HDTV复用传输标准方面，美国、欧洲、日本也没有分歧，都采用了MPEG-2标准。

13、美国已有了MPEG-2解复用的专用芯片。我国恐怕也会采用MPEG-2作为复用传输的标准。HDTV数据包长度是188个字节，正好是ATM信元的整数倍。今后以光纤为传输介质，以ATM为信息传输模式的宽带综合业务数字网极有可能成为未来“信息高速公路”的主体设施。可用4个ATM信元来完整地传送一个HDTV传送包，因而可达到HDTV与ATM的方便接口。数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备。我们所说的各国数字电视的制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面的不同，具体包括纠错、均衡等技术的不同，带宽的

14、不同，尤其是调制方式的不同。2.3调制方式正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径的信噪比高，适合有线电视电缆传输。键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径的信噪比低，适合卫星广播。残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播。编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播。美国地面电视广播迄今仍占其电视业务的一半以上，因此，美国在发展高清晰度电视时首先考虑的是如何通过地面广播网进行传播，并提出了以数字高清晰度电视为基础的标准ATSC。美国HDTV地面广播频道的带宽为6MHZ，调制采用8VSB。预计美国的卫星

15、广播电视会采用QPSK调制，电缆电视会采用QAM或VSB调制。从1995年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)的标准。欧洲数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制，8M带宽。欧洲电缆数字电视采用QAM调制。日本数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。并在1999年发布了数字电视的标准ISDB3 数字电视的优势数字电视是数字信息技术的产物，以数字化、交互性为特色，它把电视传播方式与信息技术集于一身。与收看的传统模拟电视相比，数字技术的高精度使数字电视无论从画面的清晰度

16、还是伴音效果都大大地提高了。同时数字电视播出系统能有效地节省频道资源。而且，由于宽带网能顺畅地传播即时视频图像和清晰的声音，所以能充分应用于各个行业，开展各种综合性业务。具体讲，数字电视有以下优势：1. 现有模拟电视频道带宽为8MHZ，只能传送一套普通的模拟电视节目，采用数字电视后一个频道可传送6-10套数字电视节目，随着编解码技术的改进，传输数量还会进一步提高，电视频道利用率将大大提高。2. 清晰度高，音频效果好，抗干扰能力强。数字电视信号的传输不像模拟信号受在传输过程中噪声积累的影响，且不受地理因素的限制，几乎可以无限扩大覆盖面，在接收端收看到的电视图像及收听到的声音质量非常接近演播室水平

17、。此外，数字电视的音频效果好，可支持五声道的杜比数码(Ac3)5.1 环绕立体声家庭影院服务。在同样覆盖范围内，数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。3. 可以实现移动接收，便携接收及各种数据增值业务，实现视频点播等各种互动电视业务。实现加密/解密和加扰/解扰功能，保证通信的隐秘性及收费业务。而条件接收系统的应用，可以实现用户和业务的良好管理，确保了资金的有效回收。4. 系统采用了开放的中间件技术，能实现各种互动应用，可与计算机及互联网互连互通，开展上网、点播、远程教育的推广普及、电子商务、互动游戏的应用。5. 易于实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关,易于开展多种增值业务。6. 由于保留了现有模拟电视视频格式，用户端