数字电视技术知识
数字电视基础技术
技术培训
SNG
数字信号的产生
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取样频率：在选择取样频率时，要考虑以下几 个方面： 取样频率（fs）必须大于或等于信号最高频率 （fm）的二倍 取样频率选取为色副载波的整数倍，即fs＝ nfsc，这样可避免取样信号与色副载波的高次 谐波产生的差拍成分串入视频信号中形成网纹 干扰； 取样频率还必须是行频的整数倍，这样才能实 现固定正交取样结构。
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压缩的可能性、必要性
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数据量非常大之后，除了信号传输有问题外， 信号的存贮也有问题。 在4：2：2编码、8比特量化情况下，一帧 SDTV图像的数据量约为8.6Mb，要记录10分钟 的电视节目就需要130Gb的存储器容量；记录 10分钟HDTV的节目需要891Gb的存储器容量。 可见，若不压缩数据量，就无法在普通的存储 设备上实现数字电视信号的存储。 要实现数字电视信号的有效存储和传输，就需 要采取措施降低其数据量和数码率，也就是说 要设法对数字电视信号进行压缩，通常将这一 过程称为信源编码。 SNG
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数字电视基础知识
• 第三阶段：是在90年代以后，在这一阶段，数字 电视技术已开始从单个设备向整个系统发展，一 些研究机构提出了全数字化的数字电视广播标准， 如欧洲的DVB格式、美国的ATSC格式等，而且 数字电视技术与高清晰度电视技术结合在一起， 一些发达国家已经开始进行数字电视或数字高清 晰度电视系统的试播。
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数字电视信号的产生
• 将模拟信号变换成数字信号称为模、数 （A/D）转换。最基本的方法是所谓脉冲 编码调制（PCM）。运用该方法实现电视 信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化 和编码。 抽样是指用每隔一定时间的信号样值序列 来代替原来的时间上连续的信号，也就是 在时间上将模拟信号离散，其理论基础是 奈奎斯特抽样定理。
数字电视基础知识
数字电视基础知识数字电视，也称作数字化电视，是一种利用数字技术传输并接收图像及声音信号的电视系统。
它通过将图像和声音信号转换为数字信号，然后使用数字信号传输的方式，实现高清晰度、高音质和更多功能的电视观看体验。
数字电视的基础知识包括以下几个方面：1. 数字电视信号传输方式：数字电视信号主要通过有线电视、卫星电视和数字地面电视等方式进行传输。
有线电视通过有线传输网络将数字电视信号传送到用户家庭电视机；卫星电视通过卫星上行和下行方式实现信号传输；数字地面电视通过地面传输网络将数字信号传送到用户电视机。
2. 数字电视信号编码：数字电视信号主要通过压缩技术进行编码。
常见的数字电视信号编码标准有MPEG-2、H.264（MPEG-4 AVC）和H.265（HEVC）等。
这些编码方式可以将原始的图像和声音信号进行压缩，减小信号数据的大小，提高传输效率。
3. 数字电视信号解码：数字电视信号在接收端需进行解码才能还原为图像和声音信号。
接收端的电视机或机顶盒等设备负责解码信号，并通过电视屏幕和音频设备播放解码后的信号。
解码后的信号质量决定了观看体验的清晰度和音质。
4. 数字电视的高清晰度和多媒体功能：与传统模拟电视相比，数字电视拥有更高的画质和音质。
高清晰度（HD）电视能够提供更细腻、清晰的图像细节，使观众能够享受到更真实的观看体验。
此外，数字电视还具有多媒体功能，例如可进行电子节目指南、录制和回放节目、网络连接等。
5. 数字电视的互动功能：数字电视通过网络和交互设备，使用户能够与电视节目进行互动。
例如，用户可以通过遥控器或语音指令进行点播、上网、游戏、购物等操作。
数字电视的互动功能丰富了观众的电视观看体验，增加了其参与度。
总的来说，数字电视基础知识涉及数字信号传输、编解码方式、高清晰度和多媒体功能、互动功能等方面。
数字电视的发展不仅为观众提供更高质量的电视观看体验，还为广电产业和相关技术领域提供了新的商机和发展空间。
数字电视基础知识
信道资源利用率大大提高 提供其他增值业务：数据广播，视频点播，电子商务，软件下载，电 视购物，…… 为“三网融合”提供了技术上的可能性。
3. 数字电视分类
HDTV：图像分辨率1920×1080（16：9） SDTV：图像分辨率720×576（PAL） 720×480（NTSC） LDTV：VCD级图像分辨率
分量编码取样频率
亮度信号取样频率：足够小的混叠噪声fs=（2.2～2.7）fm fm =5.8-6 MHz fs≥12.76～13.2 MHz 满足行锁相采样 fs=mfH, m为整数 使525/652行兼容（525行/60场 625行/50场） 要采用同一取样频率 在13.2MHz附近，只有 13.5MHz=15625Hz×864 (625/50) =15734.264 Hz×858 (525/60) 亮度信号取样频率取样13.5MHz
四.有线数字电视技术基础
1.有线数字电视信号传输等级及传输系统模式
1）传输等级 LDTV，SDTV，HDTV 2)传输系统模式 电缆传输——PCM方式 光纤传输——SDH方式 光纤 — 同轴混合传输——HFC数字调制方式
2．有线数字电视的主流标准与方式
1) 标准：DVB-C
ATSC-16VSB，ATSC-64QAM
GB/T17975.1-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第1部分系统 GB/T17975.2-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第2部分视频 GB/T17975.3-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第3部分音频 GB/T17881-1999 广播电视光缆干线同步数字体系(SDH)传输 接口技术规范 GB/T17953-2000 4：2：2数字分量图像信号接口 ISO7816 智能卡接口规范
数字电视基本知识
数字电视基本知识------------------------------------------------------------------------------------（一）数字电视基础业务1、什么是数字电视？数字电视就是指从演播室的节目采编制作到发射、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。
与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上)和伴音效果好的特点。
它是一个以音视频为主，同时可以承载综合业务的数字平台。
其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。
因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。
观众家中音画质量与播出机房一致，原汁原味无损传输。
通过数字电视的综合业务平台，可以获得更丰富精彩的娱乐和资讯及各类便民业务拓展。
2、有线数字电视与模拟电视相比有哪些优势？有线数字电视的优势在于：（1）清晰度高、音频效果好。
电视图像及收听到的声音质量非常接近演播室水平。
（2）强大的抗干扰能力：不易受外界干扰，避免了串台、串音、噪声等影响。
（3）频道数量成倍增加。
传播一个模拟电视频道的带宽，可传输4-8套质量较高的数字电视节目，频道数量最多可高达四五百个，针对每一位用户喜好的专业频道越来越多，可选度也就越高。
（4）服务领域极大拓宽。
数字电视不仅可以提供节目、公共服务，还可以提供电子节目指南、天气、交通、股票等多种信息。
电视、互联网、语音等多种资讯服务融合也将陆续实现，用户可以在电视上随心所欲点播电影、电视剧、专栏、热门音乐、精彩赛事等各类节目。
3、什么是数字电视机顶盒？数字电视机顶盒是数字电视的基础设施之一，是接收数字电视信号的基本设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，通过电视显示器和音响设备给用户提供高质量的电视节目。
数字电视信号处理技术及标准
数字电视信号处理技术及标准随着技术的不断发展，数字电视信号处理技术也得到了广泛应用。
数字电视技术将模拟信号转换为数字信号，使得数字电视具有了更高的画质和声音效果，也更能满足观众的需求。
本文将介绍数字电视信号处理技术及标准的相关知识。
数字电视信号处理技术数字电视信号处理技术主要包括数字编码、传输、解码和显示四个方面。
数字编码：数字电视信号编码是将模拟信号转换为数字信号，主要是为了使得信号的传输和存储更加方便和稳定。
数字编码采用的是数码采样和量化技术，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，进而进行压缩编码。
传输：数字电视信号的传输方式有很多种，如卫星传输、有线传输、数字移动电视等。
传输过程中，数字信号需要根据不同的传输方式和传输距离进行调制、调频等一系列处理，以保证信号能够无误地传输到接收端。
解码：数字电视信号解码是将数字信号转换为模拟信号，也就是将数字编码还原为扩展视频、扩展音频和数据的过程。
解码主要包括音频解码、视频解码、数据接收及解析等过程。
显示：数字电视信号的显示通过数字电视机、投影仪、电脑等设备实现，数字信号通过解码后，被显示在设备上，呈现出高清晰度、高色彩还原度、低图像噪声的效果，给观众带来更好的视觉感受。
数字电视信号处理标准为了规范数字电视信号处理技术和促进数字电视的发展，国际上制定了一系列数字电视信号处理标准。
1. MPEG-2标准MPEG-2是数字电视信号处理的关键标准之一。
MPEG-2压缩算法被广泛应用于数字电视信号编码中，它能够对音视频进行高效压缩，不仅可以提高数字电视信号的传输速度，还可以保证其画质和声音效果。
2. ATSC标准ATSC标准是美国数字电视标准委员会所制订的标准。
ATSC 标准规定了数字电视的传输模式、音视频编码方式、数据传输方式等技术参数，其主要目的是提升数码广播和数字电视的画质、音质、传输效率和服务质量。
3. DVB标准DVB标准是由欧洲数字电视联盟制定的标准，包括DVB-T、DVB-C、DVB-H、DVB-S等多个子标准。
数字电视基础知识
数字电视基础知识汇报人：日期:目录CATALOGUE•数字电视概述•数字电视技术原理•数字电视标准与格式•数字电视应用与产业•数字电视与高清电视的区别与联系•数字电视的未来发展及挑战01CATALOGUE数字电视概述数字电视是指将模拟电视信号转换为数字信号进行处理、传输和接收的电视系统。
它包括高清电视、标清电视以及移动多媒体电视等。
数字电视技术利用了先进的编码、调制、解调等技术，具有抗干扰能力强、图像清晰度高、音频质量好等优点。
数字电视的定义数字电视的优势数字电视的图像清晰度比传统模拟电视高得多，可以达到1920x1080分辨率甚至更高。
图像清晰度更高音频质量更好抗干扰能力强频道资源利用率高数字电视采用了先进的音频编码技术，可以提供更好的音质和立体声效果。
数字电视信号在传输过程中具有更强的抗干扰能力，能够更好地抵御各种噪声和干扰。
数字电视采用了高效的压缩技术和调制技术，可以充分利用频道资源，提高电视频道的利用效率。
数字电视的发展历程1990年代初，数字电视技术开始出现，当时主要是在一些发达国家开始研究和实验。
1990年代末，随着技术的不断成熟和市场的需求增长，数字电视逐渐在全球范围内推广和应用。
进入21世纪，随着高清电视和移动多媒体的发展，数字电视已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
02CATALOGUE数字电视技术原理数字电视信号的压缩编码利用了图像信号的冗余性，通过减少数据量来实现高效传输。
主要技术包括预测编码、变换编码和混合编码等。
压缩编码信道编码是为了确保数字电视信号在传输过程中能够抵抗各种干扰，包括噪声、多径和衰减等。
主要技术包括卷积码、Reed-Solomon码和LDPC码等。
信道编码数字电视信号的编码原理有线传输数字电视信号可以通过有线电视网络进行传输，用户通过安装的有线电视盒接收电视信号，再经过解码器解码后即可观看电视节目。
卫星传输数字电视信号可以通过卫星进行传输，用户通过卫星接收天线接收卫星信号，再经过解码器解码后即可观看电视节目。
数字电视的工作原理
数字电视的工作原理
数字电视的工作原理是基于数字技术的信号传输和解码过程。
首先，模拟信号经过天线或有线电缆传输到数字电视接收器。
接收器将模拟信号转换为数字信号，并通过解调器分离出音频和视频信号。
视频信号经过数字解码器进行解码，还原为数字图像。
然后，图像信号进一步经过数字处理器进行格式转换和图像优化。
接着，音频信号经过数字解码器进行解码，还原为数字音频。
音频信号经过音频处理器进行声音优化和声音效果处理。
最后，经过数字信号处理后的音频和视频信号通过电视显示屏和扬声器播放出来，让观众可以看到图像和听到声音。
整个过程中，数字技术实现了音视频信号的高精度传输和处理，使得观看电视节目能够获得更清晰、更高质量的视听体验。
这种数字化的传输和处理方式，使数字电视具备了传统模拟电视所不具备的优势，比如更多的节目选择、高清晰度的图像和声音、交互性的功能等。
数字电视基础知识
MPEG-4 专门针对多媒体应用的图像编码标准 MPEG-7 基于内容表示的标准，应用于多媒体信息的搜索、过滤、组织 和处理 （还未完成）
图：码流中数据包的传送 …… 视频包 音频包 空包 SI包 视频包 空包 SI包 ……
VOD（视频点播）；
见下页的解释
NVOD（准视频点播）；
数据广播（浏览局方限定的一些网页）；
等等……
VOD业务和NVOD业务
VOD（Vedio On Demand）业务 : VOD就是实时视频点播业务，当用户想观看某个节目时，通过回传网络订购 该节目，电视台立刻为此用户专门开设一个传输通道，于是用户可以马上收 看该节目，网络上的流媒体电影就可以看作为视频点播的一种。
– 针对错误少的环境，例如交互式多媒体
– 分组长度可变一般比较长
比如存在硬盘上
• TS (Transport Stream) 传输流
的媒体文件 \DVD光盘等
– 针对易发生错误的环境将多个独立时间基点的
多道节目合成单独的数据流，属于同一套节目
的各个PES分组具有相同的时间基点,长度188个
字节。
为什么与分组（包）长度有关呢？
缩略语
下面这些常用的缩略语在后面会经常出现，
您可以先浏览一遍，后面具体碰到了再回来查阅。
• 缩略语：
– TS
传输流 Transport Stream
– PCR
节目参考时钟 Program Refrence Clock
– PSI
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OTT
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Production
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Secondary Distribution
Network Multi-res
Local Content
节目制作
RF SDI 摄像机 DSNG 卫星 转发器 电视台 本地 节目素材 RF 电视台 播控系统 RF 卫星 转发器 RF
节目运营
传输 网络 三级 节目运营商 传输 网络 二级 节目运营商 传输 网络
一级 节目运营商
用户接入
终端用户
终端用户
终端用户
预备知识——数字电视全系统简介
预备知识——数字电视传输系统标准简介
ASI
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
多种信号源的接收处理
3、射频RF信号（装载压缩的数字信号TS流） 信号来源：卫星信号、省市级下传有线信号、地面信号、微波链路信号。 处理方法：使用相应的专业卫星接收机接收射频信号，解调出TS流或解码输出。
ASI RF 专业接收解码器 IRD
IP
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
加密信号的解密方法
对于接收到的加密信号，一般有两种解密方法： 1、使用机顶盒+智能卡接收解密，然后通过AV或HDMI解码输出信号。 2、使用专业接收机（带CI接口）+CAM卡+智能卡，然后通过IP或ASI输出解密的TS流。
说明： • CI接口主要应用在专业接收设备中，用于将不同品牌、不同CAS的CAM卡适配到不同的 接收机中。
电信号 光信号 摄像机-光电转换 随着社会的发展，模拟信号传输的弊端越来越明显，如节目占用带宽大、信 号抗干扰能力差、无法实现智能管理、用户互动等。而数字信号传输则显示 出了极大的优越性。实现数字信号传输的第一步就是要将模拟信号转化为数 字信号。
存储媒介 直播系统
第二部分 数字电视技术基础知识
模拟信号的数字化处理-取样（1）
容（三）
第二部分 数字电视技术基础知识 模拟信号的数字化处理 数字信号的压缩技术 数字信号的复用技术 数字信号的加解扰技术 数字信号的信道编码和调制 节目特定信息和业务信息表（PSI/SI） 数字电视传输网络简介
Target Customers
DSNG DBS TV Network Content originator Cable Local Headend Broadcast Within the Home
数字电视系统按照信号的传输方式分为：
1、以同轴电缆、光纤以及网络线缆作为信号传输媒介的有线传输系统，包括：广电有线 数字电视系统和OTT/IPTV系统。
2、以空间电磁波作为信号传输媒介的无线传输系统，包括：卫星数字电视系统，地面数 字电视系统和微波链路系统。
目前常见的数字电视传输标准有： 欧洲的DVB标准（地面、有线、卫星、微波数字电视标准） 美国的ATSC标准（地面数字电视标准） 日本的ISDB标准（地面、卫星数字电视标准） 中国的DTMB标准（地面数字电视标准） 中国的ABS标准（卫星数字电视标准） 中国的CMMB标准（移动数字电视标准） 韩国的T-DMB标准（移动数字电视标准）
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
数字信号的调制和发射
加扰后的TS可直接送到调制器进行信道编码和上变频处理。对于无线信道的信号传输，比 如卫星、地面或MMDS等，还需将上变频后的信号通过功率放大器和频率合成器，并由馈 线送至天线，最终由天线将信号辐射出去。 调制器参数的设定直接决定了一个8MHz带宽可传输的最大码率，而要传输的单个TS流码 率必须小于调制器允许的最大值，否则会导致码率溢出，节目接收解码会出现马赛克卡顿 等问题。如何根据调试方式计算给定物理信道所允许的最大有效传输码率呢？ 关于传输码率： 在DTMB地面系统中，根据FEC码率、QAM模式和信号帧长度的不同组合，一个8MHz物 理信道可传输的最大有效码率是32.486Mbps。 在DVB-T地面系统中，一个8MHz物理信道可传输的最大有效码率是31.67Mbps。
节目特定信息和业务信息表（PSI/SI）的编辑
PSI/SI表的编辑对于系统的整体规划非常重要。一般在TS流再复用的同时对PSI/SI编辑。 通常包括： 1、根据系统的整体规划修改节目的Service ID，使STB能够按照预定的顺序显示节目。 2、在中心频点添加NIT表，以实现STB对全网节目的自动、快速搜索。 3、添加SDT Other表，可使STB实现更快的节目搜索。 4、透传EIT和TDT/TOT表，以实现STB的EPG信息显示。
在现实的宏观世界中，所有可测量的量都是可连续变化的，即可以取特定范围内的任意值。 比如长度、时间、质量、速度、温度等。那么如何描述被测量的量在一定时间内的变化情 况呢？
这种“每隔一定的时间间隔对被测量的模拟量进行一次测定取值”的过程就 叫做“取样”（或模拟信号离散化）。如果时间间隔合适，那么最终线的曲 线形状与连续不间断测量的形状基本吻合。取样是将模拟信号数字化的第一 步。
理论和实际都证明，对电视图象信号，256 个量化等级即可以满足需求。
第二部分 数字电视技术基础知识
模拟信号的数字化处理-编码
完成对模拟信号的取样和量化后，虽然得到了在时间、幅度上都离散的信号，但还没有数 字化。数字化是仅使用“0”和“1”两个数字来表示一切等级、量值等。但“0”和“1” 只能表示两个等级，如何表示256 个等级呢？用8 位“0”和“1”编成8 位码，如 00000000、00000001、11111111等，即可得到256种不重复的码用于表示256 个等级。
在DVB-C有线系统中，一个8MHz物理信道可传输的最大有效码率是38.134Mbps。
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
如何区分不同的数字电视系统？ 不同的数字电视系统有着大致相同的前端信号处理流程，最主要的区别在于最末一级负责 信号调制、发射设备以及发射信号载波的频率范围。 对于DVB-C有线数字电视系统： 最末一级设备为QAM调制器，频率范围47MHz~858MHz。
多种信号源的接收处理
5、TS Over DS3信号（装载压缩的数字信号TS流） 信号来源：通过SDH网络、由上级电视台下传或下级电视台回传的节目 处理方式：使用专业的、带有DS3接口的设备接收信号，解封装获取TS流。
ASI
DS3
45Mbps
专业DS3适配器 IP
SDH网络
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
数字电视技术培训
内
容（一）
预备知识部分 数字电视全系统简介 数字电视传输系统标准简介
内
容（二）
第一部分 典型数字电视系统的信号处理 多种信号源的接收处理 加密节目的解密方法 特定节目的转码处理 节目及传输流（TS）的复用加扰 节目特定信息和业务信息表（PSI/SI）的编辑 数字信号的调制和发射
内
2、接收到的信号为压缩数字信号TS流，节目码率太大或变化较大，需要压缩、恒定码率。
ASI 转码器 有效压缩码率 改变编码方式 IP
ASI
IP
因此，对于转码设备来说，输入信号是压缩数字信号TS流，转码后输出信号也 是压缩数字信号TS流。
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
节目及传输流（TS）的复用加扰
Cloud / Client
Enterprise / MDU
WELLAV Receiving Encoding WELLAV Encoding WELLAV Transcoding WELLAV Edge QAM WELLAV STB
Receiving
Modulation
预备知识——数字电视全系统简介
第二部分 数字电视技术基础知识
模拟信号的数字化处理-取样（2）
取样间隔的选取直接决定了取样结果能否正确反映实际模拟信号。间隔太小，则失去了取 样的意义；间隔太大，则可能漏掉重要信息。
根据奈奎斯特(Nyquist)采样定理，在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采 样频率大于信号中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号将完整地保留原始 信号中的信息，一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5～10倍。
把量化后的信号用“0”和“1”的组合数字表示的过程叫做编码。经过取样、 量化和编码，最终得到数字化的信号。
ASI
IP
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
多种信号源的接收处理
2、SDI/HDMI信号（未压缩的数字信号） 信号来源：数字摄像机、专业卫星/有线/地面接收机、机顶盒、蓝光DVD播放器。 处理方法：根据系统要求选择支持SDI/HDMI的HD或SD编码器。编码格式MPEG-2、 H.264或AVS应由系统需求确定。 视频输入 SD-SDI/HD-SDI/HDMI 音频输入 SDI/HDMI嵌入音频 编码器 IP
第一部分 典型数字电视系统的信号处理
多种信号源的接收处理
1、模拟音视频信号 信号来源：专业卫星/有线/地面接收机、机顶盒、DVD播放器。
处理方法：根据系统要求选择支持编码模拟信号的编码器。编码格式MPEG-2、H.264 或AVS应由系统需求确定。
视频输入 YPbPr/YCbCr/CVBS 音频输入 平衡/非平衡音频 编码器
接收到解密后的TS流后，一般需要对其进行TS再复用，即把需要的节目复用到新的TS， 把不需要的节目过滤掉。同时，对模拟信号、SDI/HDMI进行编码后得到的TS也需要复用 到新TS中。
经过节目过滤及再复用后，将新TS送入加扰设备进行加扰。有如下两种方式： 1、BISS-1/BISS-E加扰 加扰方式简单，加扰设备自身即可实现、无需专用服务器。保密性较CAS差。主要用于保 密性要求不是很高的卫星数字电视系统。