数字电视与图像通信
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信号的传输和解码。
数字电视信号首先经过模拟到数字的转换器，将模拟信号转换为数字信号。
数字信号经过编码压缩处理，以减少信号所占用的带宽。
然后，经过传输介质（如电缆、卫星、互联网等）传输到电视接收设备。
在数字电视的接收设备中，首先进行信号解码。
解码器根据接收到的数字信号进行解码，将其恢复为原始数字数据。
随后，解码的数据经过解压缩处理，将其还原为原始图像和音频信息。
接下来，解压缩后的图像和音频数据分别输入到相应的显示器和音响设备中。
图像信号经由显示器的显像处理，最终在电视屏幕上显示出来。
同时，音频信号经由音响设备的声音处理，将声音传递给听众。
在数字电视中，还可以利用额外的功能，如电子节目指南、可交互式服务等。
电子节目指南可以展示当前和未来节目的信息，方便用户选择感兴趣的节目。
可交互式服务可以提供互动功能，如点播节目、购物、游戏等。
总之，数字电视通过将模拟信号转换为数字信号，经过编码压缩和传输，最终通过解码、解压缩和处理等过程，将高质量的图像和音频信息传递给用户。
同时，数字电视还提供了各种附加功能，提升了用户的观看体验。
电视信号传输原理
电视信号传输原理
电视信号传输原理是指将图像和声音信息转变成电磁波信号，通过无线电波传播到接收设备，再经过解调和放大等步骤，最终将图像和声音还原成我们能够观看和听到的形式。
电视信号传输基于模拟信号和数字信号两种方式。
模拟信号传输是通过连续变化的电压或电流来表示图像和声音的细节。
在这种方式下，图像被分成若干个扫描线，每一行像素逐渐扫描并转化为电压信号，通过随后的调制和调频等技术将图像和声音混合在一起，形成具有一定频率的电磁波信号，然后通过天线进行传输。
数字信号传输采用了一种不同的方式，通过将图像和声音转化为二进制的数字编码，然后使用调制解调器将0和1的序列转换为电信号。
这种方式可以更加稳定和精确地传输信号，同时还能够进行不同清晰度和频道的选择。
电视信号传输中还涉及调制、调频和解调等关键步骤。
调制是将模拟或数字信号转换为合适的频率范围内的信号，调频是将调制后的信号转换为适合传输的频率信号。
解调是接收设备中的一个重要步骤，它将接收到的频率信号转换为原始信号，使其能够再现出图像和声音。
总的来说，电视信号传输原理是将图像和声音信息转换为电磁波信号，通过各种技术手段传输到接收设备，并经过解调和放大等处理步骤，实现图像和声音的还原。
这样，观众可以在电视屏幕上看到清晰的图像和听到高质量的声音。
数字电视概念
数字电视概念一.什么是数字电视数字电视确实是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节差不多上使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播差不多上通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。
其信号缺失小，接收成效好。
数字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。
基于DVB技术标准的广播式和〝交互式〞数字电视．采纳先进用户治理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量成效，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l0倍以上)和伴音成效好的特点。
二.数字电视的构成信源部分〔发送端〕、信道部分〔传输、储备过程〕、新宿部分〔接收端，如机顶盒〕三.数字电视前端的硬件配置，工作原理数字电视前端由数字前端系统、传输网络和用户终端系统三个部分，其中前端系统是整个系统的中枢。
数字广播电视前端系统可分成四部分：信源部分、处理部分、传输部分和治理部分。
1、信源部分要紧用来产生各种电视节目和数据信息，其来源包括卫星接收、电信接收、自制节目和互联网等，其要紧设备包括数字卫星接收机、视频服务器、MPEG-2编码器、节目采编工作站、信息服务器、信息采编工作站等。
2、处理部分数字信号进行处理，通过这些处理使系统提供的附加服务具有多样性和灵活性，并使广播电视运营商能方便地操纵各种设备，其要紧包括传输流处理器、传输流复用器、条件接收系统等。
3、传输部分要紧是进行信道编码调制，针对不同的传输媒体采纳不同的调制方式，如QAM、QPSK等调制方式。
4、治理部分是操纵复杂化的数字前端的关键，要满足差错治理、设置治理、性能治理、安全性治理和用户治理等网络运行的差不多要求。
发送端原理框图：视音频及数据信号→信源编码与复用→同步反转能量扩散→RS编码→卷积交错→字节到符号映射→差分编码→基带整形→QAM调制→去上变频器接收端原理框图：来自下变频器→QAM解调→匹配滤波与均衡→差分解码→符号到字节映射→反交错→RS解码→去能量扩散与逆同步反转→信源编码与解复用→视频音频数据四.数字电视软硬件服务提供商有哪些主芯片： ST5197\7105\7162\7167 GX1501 NEC6115TUNER(高频头)的要紧供应商有:NUTUNE(NXP和Thomson的合资公司)、SHARP、三星、ALPS、易尔达、长虹、成都新光、高斯贝尔等等CA厂商：同方视博、数码视讯、天柏、算通、CONAX、NDSEPG(电子节目指南)系统：同方视博、数码视讯、天柏、算通、恩讯、中视联VOD(视频点播)系统：上海思迁、强壮、华为、天柏、上海思华NVOD(准视频点播)系统：恩讯、中视联、科腾股票系统系统：长虹、佳创、强壮、天柏数据广播系统：佳创、强壮、天柏、影立驰中间件系统：OPENTV、上海蓝信五.数字电视传输中端架构六．数字电视终端种类，各种终端的软硬件功能模块、结构与工作原理七. 数字电视前端的工作原理发送端原理框图：视音频及数据信号→信源编码与复用→同步反转能量扩散→RS编码→卷积交错→字节到符号映射→差分编码→基带整形→QAM调制→去上变频器接收端原理框图：来自下变频器→QAM解调→匹配滤波与均衡→差分解码→符号到字节映射→反交错→RS解码→去能量扩散与逆同步反转→信源编码与解复用→视频音频数据八．全球数字电视的标准有哪些DVB-C规定了在有线电视网中传播数字电视的调制标准DVB-S规定了卫星数字广播调制标准地面数字电视广播标准，经国际电讯联盟〔ITU〕批准的共有三个：欧盟的DVB-T标准、美国的ATSC(Advanced Television System Committee，先进电视制式委员会)标准和日本的ISDB-T〔Integrated Services Digital Broadcasting，综合业务数字广播〕标准，因此，数字电视标准之争要紧集中在地面数字广播系统。
电视机iptv是什么
电视机iptv是什么电视机iptv是什么卫星电视：利用通信卫星传送和转播电视节目的电视系统，根据《卫星电视广播地面接收设施管理规定》和《广播电视管理条例》的`规定，私自安装卫星地面接收天线的行为是违法的。
有线电视：有线电视cabletelevision (CATV)是一种使用同轴电缆作为介质直接传送电视、调频广播节目到用户电视的一种系统，就是不用卫星不用天线还看电视的那种电视。
一般来讲有数十套免费节目，外加一部分付费节目包，想看每年掏钱吧。
数字电视：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。
从模拟到数字后清楚多了，模拟的概念就不讲了，大家问GOOGLE去，实在不行度娘也可以。
数字电视机顶盒：它是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。
有线数字电视机顶盒：就是用有线看数字电视的盒子，在当前是属于有线网络公司管理的，在山东就是山东广电网络有线公司。
IPTV：即交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。
IPTV机顶盒：为iptv服务的设备，跟有线数字电视一样是一个封闭的视频播出网络，一家企业管理，不过这里有联通iptv，叫沃tv，移动IPTV，叫和TV，电信也有，但不知道叫啥，因为电信的大本营在南方，北边发展的还不尽人意。
一般看百十来个台，每年给运营商叫收视费，现在是有线数字电视的最大敌人。
OTT：是指通过互联网向用户提供各种应用服务。
这种应用和目前运营商所提供的通信业务不同，它仅利用运营商的网络，而服务由运营商之外的第三方提供。
OTT盒子：就是咱们平时说的网络机顶盒，只要能上网它就能用，但最大的问题是卡卡卡卡，平时凑合，看个阅兵过个春节它就完蛋了，一句话关键时刻掉链子。
第5章 图像通信网络与系统
1．H.324系统的主要建议
音频
音频编解码
接收
G.723.1
时延
视频 数据
视频编解码 H.263/H.261
T.120 协议
H.245
DRP /LAP M
系统
控制协议
过程
控制
复用 /
解复用
H.223
Modem/ V.34bis/
V.8
Modem/ 控制
V.2 5 t er/
H.324 建议
图5-8 H.324建议终端结构图
终端 MCU4
终端
终端 终端 终端 终端
终端
图5-4 星型配置的会议电视网络示意图
（4）多点会议的控制方式
① 语音控制方式 ② 主席控制方式 ③ 演讲人控制方式 ④ 导演控制方式
5.3.2 基于IP的H.323会议电视系统
1．IP网络的QoS
（1）资源预留和IPv6 （2）Internet和ATM结合 （3）RTP/RTCP
PST N MCU
2．H.324系统的主要特点
① 视频编码采用比H.261性能更为优越的 H.263标准 ② 语音编码采用压缩比更高的G.723标准
③ 多种媒体信息的复用不是采用固定时隙 的复用方式，而是采取以不定长度的逻辑 信道为基础的统计复用方式
④ 通信控制采用了更加灵活方便的消息驱 动方式
T.120 等
H.242 H.230 H.221
复用 /
解复用
用户/ 网络接口
系 端到端信令 C&I
统
控
制
端到端网络信令
H.320 建议
I.400
图5-2 H.320建议终端设备结构图
LAN 接口
MPEG格式简介
MPEG标准MPEG标准主要有以下五个，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21等。
该专家组建于1988年，专门负责为CD建立视频和音频标准，而成员都是为视频、音频及系统领域的技术专家。
及后，他们成功将声音和影像的记录脱离了传统的模拟方式，建立了ISO/IEC1172 压缩编码标准，并制定出MPEG-格式，令视听传播方面进入了数码化时代。
因此，大家现时泛指的MPEG-X版本，就是由 ISO(International Organization for Standardization)所制定而发布的视频、音频、数据的压缩标准。
MPEG标准的视频压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图像的空间冗余度，利用熵编码则在信息表示方面减小了统计冗余度。
这几种技术的综合运用，大大增强了压缩性能。
MPEG-1MPEG-1标准于1992年正式出版，标准的编号为ISO/IEC11172，其标题为“码率约为1.5Mb/s用于数字存贮媒体活动图像及其伴音的编码”。
MPEG-1层1 数字盒式录音带MPEG-1层2 DAB,VCD,DVDMPEG-1层3 Internet,MP3音乐MPEG-2MPEG-2标准于1994年公布，包括编号为13818-1系统部分、编号为13818-2的视频部分、编号为13818-3的音频部分及编号为13818-4的符合性测试部分。
MPEG-2编码标准希望囊括数字电视、图像通信各领域的编码标准，MPEG-2按压缩比大小的不同分成五个档次(profile)，每一个档次又按图像清晰度的不同分成四种图像格式，或称为级别(level)。
五个档次四种级别共有20种组合，但实际应用中有些组合不太可能出现，较常用的是11种组合。
这11种组合分别应用在不同的场合，如MP@ML(主档次与主级别)用在具有演播室质量标准清晰度电视SDTV中，美国HDTV大联盟采用MP@HL(主档次及高级别)。
电视信号的标准说明
电视信号的标准也称为电视的制式。
目前各国的电视制式不尽相同，制式的区分主要在于其帧频（场频）的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换关系不同等等。
电视制式就是用来实现电视图像信号和伴音信号，或其它信号传输的方法，和电视图像的显示格式，以及这种方法和电视图像显示格式所采用的技术标准。
严格来说，电视制式有很多种，对于模拟电视，有黑白电视制式，彩色电视制式，以及伴音制式等；对于数字电视，有图像信号、音频信号压缩编码格式（信源编码），和TS流（Transport Stream）编码格式（信道编码），还有数字信号调制格式，以及图像显示格式等制式。
电视可用不同的方式来实现。
实现电视的一种特定方式，称为电视的一种制式。
在黑白电视和彩色电视发展过程中，分别出现过许多种不同的制式。
黑白电视制式黑白电视制式的主要内容为：图像和伴音的调制方式、图像信号的极性、图像和伴音的载频差、频带宽度、频道间隔、扫描行数等等。
目前世界各国所采用的黑白电视制式有：A、B、C、D、E、F、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共计13种（其中A、C、E已不采用），我国为其中的D、K制。
黑白电视制式通常是按其扫描参数、视频信号带宽以及射频特性的不同而分类的。
目前世界上的黑白电视制式大致分为13种，我国黑白电视属于D/K制（6.5）。
黑白电视制式使用时间最长，现在的彩色电视制式也是在黑白电视制式上发展起来的，并且向下兼容，因此黑白电视制式到现在还具有非常重要的意义。
彩色电视制式彩色电视制式，是在满足黑白电视技术标准的前提下研制的。
为了实现黑白和彩色信号的兼容，色度编码对副载波的调制有三种不同方法，形成了三种彩色电视制式；即NTSC制、SECAM制和PAL制（对于NTSC制，由于选用的色副载波的频率不同，还可分为NTSC4.43和3.58两种），以上是从技术的角度对制式的概括介绍。
彩色电视机的制式种类严格来说，彩色电视机的制式有很多种，例如我们经常听到国际线路彩色电视机，一般都有21种彩色电视制式，但把彩色电视制式分得很详细来学习和讨论，并没有实际意义。
数字音视频技术讲义第四章 数字电视系统原理
• MPEG于1988年成立以来，先后建立了用于活 动图像及相应音频压缩编码的标准系列，包括 MPEG-1、MPEG-2和 MPEG-4等。
• 由于输入图像格式的多样化， MPEG-1规定了 统一信源输入格式:SIF和中间格式:CIF。 • *逐行扫描，有25帧/秒和29.97帧/秒两种格式。 CIF每帧352像素×288行（亮度），176像素 ×144行（色度）和SIF:352像素×240行（亮 度），176像素×120行（色度）。 • 编码的“序列头”要给出SIF的标志信息，解 码 器 按 相 应 的 格 式 解 码 。 next*
• 视觉掩盖效应 ：对视觉惰性的研究表明， 人眼对图像细节、幅度变化和图像的运 动并非同时具有最高的分辨能力。 • 视觉对图像的空间分解力和时间分解力 的要求具有交换性。
• 采用运动检测自适应技术：对静止或慢 运动的图像降低其时间轴抽样频率；对 快速运动图像降低其空间的抽样频率。
• 视觉对图像的空间或时间分解力的要求 与对幅度分解力的要求也具有交换性。 • 视觉对图像的幅度误差存在一个随图像 内容而变的可觉察门限函数，低于门限 的幅度误差不被觉察，在图像的空间边 缘（轮廓）或时间边缘（景物突变瞬间） 附近，可觉察门限比远离边缘处增大3～ 4倍。 这就是视觉掩盖效应 。-
• MPEG-4（ISO/IEC 14496）则是基于模型 /对象的第二代压缩编码技术制定的国际 标准，它以视听媒体对象为基本单元， 采用基于内容的压缩编码。
• MPEG-4采用I-VOP（帧内编码画面）、PVOP（前向预测编码画面）、B-VOP（双 向预测编码画面）三种帧格式表征不同 的运动补偿类型。-
• MPEG-1是1992年以ISO/IEC11172文件制定的，它 的码率约为1.5Mb/s、用于数字存储媒体的活动图像 及其伴音的编码标准。其图像格式的清晰度较低， 例如用于PAL352×288pel、25帧图像的压缩编码。 • MPEG-2则是用于标准清晰度电视（SDTV）和高清 晰度电视（HDTV）的视频压缩标准。
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《数字电视与图像通信》教学大纲
一、课程编号：0503009
二、课程名称：数字电视与图像通信（DigitalTVandImageCommunication）
三、学分、学时：3学分、48学时
四、教学对象：电子信息工程、计算机科学与技术、通信工程
五、开课单位：电气学院电子信息工程系
六、先修课程：信息论、概率论、通信原理、数字信号处理等
七、课程性质、作用、教学目标
数字电视与图像通信是电子信息、计算机通信类专业本科学生的必修课。
通过这门课的学习，使学生掌握数字电视的基本原理、图像信号的分析方法和压缩编码技术，掌握图像通信方式以及图像信息交换和通信网的基本概念，以拓宽学生的知识面和增加他们的知识储备，为以后的深造学习打下良好的基础。
本课程的教学目标是让学生全面地掌握数字电视图像信号从摄取、编码、网络传输、到接收的整个过程中所包含的关键技术、最新理论和技术成果，全面了解图像通信网络的类型、原理及其实现方式。
八、教学内容基本要求
数字电视概论
1.1 数字电视的基本特点及其分类
1.2 数字电视系统的结构特点及其关键技术
1.3 数字电视的传输系统及其关键技术
1.4 数字电视的非线形编辑
1.5 数字电视信号的接收
1.6 图像通信系统的基本组成
1.7 数字电视与图像通信的发展概况
教学要求：通过此章的学习使学生掌握数字电视的基本特点和图像通信系统的基本组成，了解数字电视及其传输系统中的关键技术，了解数字电视与图像通信系统的发展趋势。
数字电视信号的摄取与数字化描述
2.1 视觉原理
2.2 图像信号的数字化过程
2.3 视频模数转换器（ADC）
2.4 视频数模转换器（DAC）
2.5 数字图像信号的表示方法
教学要求：掌握数字图像信号的数字化过程及表示方法，了解人类视觉特性对图像信号表示方法的影响。
图像信号的信源编码
3.1 图像信号的相关性
3.2 预测编码
3.3 变换编码
3.4 子带编码的基本原理
3.5 熵编码
3.6 数字图像信号压缩理论中的率失真函数
3.7 图像压缩编码的国际标准
3.8 压缩编码算法性能的评价
教学要求：理解图像信号压缩编码的必要性和可行性；掌握各种编码方法的基本思想和实现
过程；了解图像压缩编码的国际标准和评价压缩编码算法性能的主、客观标准。
数字电视信号的信道编码、调制与传输方式
4.1 信道编码的基本内容
4.2 信道编码中的交织技术
4.3 数字电视信号的调制
4.4 数字调相与解调
4.5 多电平正交幅度调制与解调
4.6 正交频分复用和编码正交频分复用
4.7 图像信号的传输方式
教学要求：掌握信道编码的基本概念和数字电视信号的各种调制方式，了解正交频分复用和Turbo编码的基本思想。
数字电视广播机制与图像传输网络
5.1 数字电视广播技术规范与MPEG-2信号的特点
5.2 数字信号接收与MPEG-2解码
5.3 图像传输对网络的要求
5.4 网络类别
5.5 A TM技术与数字电视传输技术的融合
5.6 局域网对图像信息传输的支持
5.7 IP网对图像信息传输的支持
教学要求：掌握MPEG-2数字电视信号的编解码过程及图像传输对网络性能的要求，理解各种传统的网络对图像信息传输的支持。
图像通信终端与系统
6.1 传送层协议
6.2 服务质量的保证
6.3 视听通信系统与终端
教学要求：掌握图像传输过程中的服务质量保障体系及各种视听业务标准。
第七章图像通信方式
7.1 传真通信
7.2 可视电话
7.3 会议电视
7.4 电缆电视
7.5 卫星电视广播系统
教学要求：了解各种图像通信方式的基本特点及性能参数。
九、实践性环节的内容、要求
无
十、多媒体教学手段运用内容、要求及占用学时
利用多媒体展示数字电视的传输系统、图像信号的传输方式、图像传输网络、图像通信系统等共占用4学时
十一、教材及参考书
教材：许志祥，《数字电视与图像通信》，上海大学出版社，2000，10
参考书：鲁业频，刘守义编著，《数字电视基础》，电子工业出版社
蔡安妮，《多媒体通信技术基础》，电子工业出版社
曹晨，《高清晰度数字视频原理与应用》，电子工业出版社
成开甲，《图像通信技术》，国防工业出版社
十二、考核方式：闭卷考试
十三、教学大纲说明
教学重点：数字电视信号数字化，图像信号的压缩编码、信道编码，数字电视信号的调制，图像信号的网络传输。
教学难点：
（1）图像信号的数字化表示方法
（2）信道编码中的交织技术
（3）视听通信业务标准
（4）服务质量保障体系。