广播电视技术基础复习资料

《广播电视技术基础》复习资料

第1章概述

1.1与报纸、杂志、音像制品、互联网等其它传播媒介相比，广播电视有以下几个主要特点。

形象化及时性广泛性

1.2广播电视系统主要由节目制作与播出、发送与传输、接收与重现三大部分组成1.3广播电视技术的发展历史

1954年美国正式开播NTSC兼容制彩色电视。

1967年前联邦德国正式广播PAL兼容制彩色电视，同年，法国和前苏联开播了SECAM 兼容制彩色电视。

从20世纪90年代开始，出现了数字电视广播标准，如欧洲的DVB系统、美国的ATSC 系统、日本的ISDB系统等。

1.3中国广播技术的发展历史

1940年12月30日，延安新华广播电台诞生，这是由新中国共产党领导下建立的第一座无线电广播电台。

1959年，开始实验调频广播，1964年开始利用调频广播将中央台广播节目传送到各地的转播台和有线广播站。

1.4中国广播技术的发展历史

1979年，立体声广播在哈尔滨试验成功，随后开始了调频立体声广播。

1958年，黑白电视广播正式开播。

1973年，彩色电视广播正式开播。

1999年，试播高清晰度电视（HDTV）。

1.5高清晰度电视的基本要求：

（1）图像清晰、细腻，全屏扫描线数为1125行1250行，像素数是现行彩色电视的5倍左右。

（2）幅型比为16：9，更符合人眼的视觉特征，视野宽，临场感强。

（3）图像、声音、彩色之间串扰减小，保证重显图像清晰稳定。

（4）利用数字伴音系统，可传送多种伴音或立体声信号，提高彩色电视机的音质。

1.6电视技术的发展方向

1.图文电视的功能：利用电视信号声消隐期间的某几个行传送图形和数据信息。3.多媒体电视的功能：多种技术融为一体；对多种信息进行综合处理、存储与传输；电视变为多媒体的终端显示器；有硬盘、USB接口、可记录等。

4.交互式电视的功能：交互式电视是一种双向电视，用户能通过这种电视屏幕上的信息窗对信息作出回应，使观众和电视机屏幕上的信息或节目建立一种双向联系。第2章声音广播基础知识

2.1声波的传播速度：波长、声速及频率之间的关系为：v= λ×f

声音三要素 :即响度、音调和音色

2.2人耳对声音强弱的感觉，不是与声音功率的变化成正比，而是和这种变化的对数成正比。

2.3声电及电声转换的基本原理(请看教材上的P7,P9-10)

传声器是一种换能器件，其作用是将声音信号转变为相应的电信号，通常人们称之为话筒或麦克风。

声音的三要素（响度、音调、音色）转换成了电信号中的三要素（幅度、频率、波形）。

2.4传声器的分类

按指向性不同分为：无指向性传声器、双指向性传声器、心形指向性传声器、锐心形指向性传声器。

按传声器与声频处理设备的连接方式分：有线和无线传声器。

按换能原理：动圈式与电容式传声器。

2.5传声器的性能指标

灵敏度:声电转换效率的指导标

最大输入声压级

最大输出电平

频率响应 (1KHz)

输出阻抗（V / I）（低阻/高阻）

方向性

2.6扬声器也是一种换能器件，其作用是将按声音变化的电信号转换为声音信号，俗称喇叭。

2.7扬声器的分类（P10-P11）

按工作原理不同：电动式扬声器、电磁式扬声器、静电式扬声器、压电式扬声器按振膜形状不同：锥形扬声器、平板形扬声器、球顶形扬声器、号筒形扬声器

按发声频率不同：低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器、全频带扬声器

2.8扬声器的主要性能指标：

额定功率

频率特性

额定阻抗

灵敏度/失真（1W，1 m）

指向性（口径，频率）

2.9调音台由信号输入单元和信号输出单元两个部分组成

2.10调音台的功能：

多路音频输人信号的混合(如传声器、CD机、录音机等)；

多路音频输入信号音量的平衡；

音质的均衡与修饰；

实现混响、延迟等各种特殊音响效果的处理；

立体声的调音控制；

具有多路信号输出等。

2.11调制：在发送端，将要传送的信息（称为调制信号）运载到高频率的交变电流（称为载波）上的过程即为调制。

载波：受调制的高频交变电流信号

调制信号：调制载波的信号

已调波：调制后的载波信号

只有将低频信号“附加”在高频载波上才能用尺寸适当的天线进行有效的电磁辐射。

2.12模拟调制方式：

调幅：使载波的幅度按调制信号的规律变化

调频：使载波的频率按调制信号的规律变化

调相：使载波的相位按调制信号的规律变化

数字调制方式：调制信号为数字信号。主要有幅度键控、频移键控和相移键控三种方式。

2.13电磁波的基本参数

频率

波长

速度

2.14电磁波的特性

与声波和水波相似，电磁波具有波的性质。可以发生折射等现象。它的速度，波长，频率之间满足关系式：传播速度=波长×频率。

其速度等于光速C（每秒3×10^8米）。

2.15电磁波的传输

空间传输、传输线、波导中传播

空间传输有：

地波:指电磁波沿着地球表面传播的情况。

波长与障碍物高度

空间波:空间波传播距离限于视距范围，因此又叫视距传播。超短波和微波不能被电离层反射，主要是在空间直接传播。

架高天线

距离：≈50km

天波:把经过电离层反射到地面的电波称为天波。

电波工作频率太低，电离层对电波的吸收作用很强。

第3章电视技术基础

3.1所谓电视，就是以一定的方式将景物画面从一处传送到另一处。

3.2波长为380nm～780nm（1nm=10-9m）的电磁波能够引起人眼的视觉反应，因而称为可见光。

3.3日常生活中人眼能够感知的光归纳起来有三种，即直射光、透射光和反射光。3.4光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物理量。在色度学上，它通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较，并用绝对黑体的绝对温度来表征。

3.5将绝对黑体在一定光色下的绝对温度称为该光色的色温。

要注意的是，色温用来表示光源的光谱特性，并非光源的实际温度。在电视技术中引入“色温”的概念，是为了进行色度的计算和白光的比较。

3.6国际照明委员会（CIE）规定了电视系统中使用的5种主要标准白光源。A、B、C、

D、E光源。（P22-23）

3.7人眼视敏函数

视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同灵敏度的特性，即对于辐射功率相同的各色光具有不同的亮度感觉。

3.8在相同的辐射功率条件下，人眼感到最亮的光是黄绿光，而感觉最暗的光是红光和紫光。视敏特性可用视敏函数和相对视敏函数来描述。

3.9人眼能够感觉到的亮度范围称为亮度视觉范围。这个范围很大，可达 109:1。3.10当平均亮度适中时，这一范围的上下限之比为1000:1；当平均亮度较高或较低时，这一比值只有10:1。通常情况下，能感觉到的上、下限亮度之比为100:1，电影银幕大致可给出这种亮度比值，而CRT显像管能给出的亮度比值仅约30:1。

3.11一般来说，对比度越大，画面上的亮度层次就越丰富。

3.12视觉惰性包含两个方面，即建立惰性和消失惰性。消失惰性又称为视觉暂留特性。

相对而言，视觉暂留时间比建立时间要长，它与光脉冲的强度有关，一般在0.05～0.2秒之间。

3.13电视机屏幕的最高亮度通常为100 cd/m2，根据经验公式可计算出其临界闪烁频率fc为45.8Hz，即屏幕的重复（闪烁）频率必须大于45.8Hz时才能使人眼不产生闪烁感。

3.14人眼分辨景物细节的能力称为分辨力，也称视觉锐度，它也反映了人眼的视力。分辨力的大小用分辨角表示，而视力则用分辨角的倒数来定义。

3.15人们通过大量实验发现，用三种不同颜色的单色光按一定比例混合，可得到自然界中绝大多数的彩色。

3.16三基色的选择在原则上是任意的，只要满足相互独立即可。彩色电视选取的三基色是红、绿、蓝，分别用R、G、B表示。

3.17色法中常用黄、品红、青作为三基色，它们分别吸收各自的补色，即蓝、绿、红光。

在选定了红、绿、蓝三基色之后，根据三基色原理，任何一种彩色光F都可以用红、绿、蓝按不同比例混配而得，可用数学方程式表示为：

F=R[R]+G[G]+B[B]

[R]基色单位，R混配系数

3.18 CIE对三基色光的波长和基色单位的规定如下：

*波长为700nm，光通量为1光瓦的红光作为一个红基色单位；

波长为546.1nm，光通量为4.5907光瓦的绿光作为一个绿基色单位；

波长为435.8nm，光通量为0.0601光瓦的蓝光作为一个蓝基色单位。

3.19一幅图像由许多像素组成，这些像素的亮度信息经光电转换之后变成相应的电信号。

从理论上说，有两种传送方法，即同时制传送和顺序制传送。

3.20光电转换过程也就是摄像过程，其工作原理与所使用的摄像材料有关。摄像材料可分为两大类，即摄像管和CCD器件。

CCD器件具有电荷存储功能。在外界光照射下，CCD中的硅衬底会产生电子－空穴对，这时若在铝电极上加一个正电压，它所形成的电场就会穿过二氧化硅层排斥硅衬底中的多数载流子（空穴），并吸引少数载流子（电子）。于是，就在硅和二氧化硅的界面附近得到了一个存储少数载流子（电子）的势阱。铝电极上的电压越大，势阱越深，可存储的电荷量越多，这就是CCD器件的电荷存储功能。

3.21电光转换过程也就是显像过程，是在显示装置上完成的，其工作原理与显示材

料及结构有关。目前用于电光转换的显示器件主要有CRT、LCD、PDP等几种

CRT（Cathode-Ray Tubes，阴极射线管）是一种传统的图像显示器件，它就是我们常说的显像管。

3.22扫描

在顺序制传送系统中，构成一幅画面的所有像素在进行光电转换、传输、以及电光转换时都要按照一定的规律进行，实现这一规律的过程就称为扫描。

逐行扫描

在对一帧（幅）画面进行光电转换及电光转换的过程中，若扫描是一行一行从上到下依次进行，则称为逐行扫描。

隔行扫描，是指将一帧电视图像分成两场来扫描，第一场扫描画面的奇数行，这期间称为奇数场；第二场再扫描画面的偶数行，这期间称为偶数场。奇数场和偶数场图像嵌套在一起形成一幅完整的图像，

3.23黑白全电视信号指的是在黑白电视系统中传送的与图像内容及图像显示有关的信号，它包括三个主要部分，即图像信号、复合消隐信号、复合同步信号。

3.24电视图像的基本参量

1 几何参数

视觉最清晰的范围

矩形屏幕的大小

2 扫描参数

场频的确定应考虑：不出现光栅闪烁、不易受干扰、图像信号占用频带窄。

场频应大小48Hz

滚道——干扰图形

行频

我国：每帧画面扫描625行，帧正程575行，帧逆程50行。每秒传送25帧。

=25×625=15625Hz

f

H

3 分解力

用扫描行数来表征电视系统的分解力。

4 图像信号的频带宽度

实际频带：6MHz

第4章彩色电视制式

4.1彩色制式：指对彩色电视信号加工、处理和传输的特定方式，即NTSC、PAL、SECAM。

4.2兼容的必要条件

(1)所传送的电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。两者相互独立。

(2)彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致。

(3)彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描频率。

(4)应尽可能减小黑白电视收看彩色节目时的彩色干扰，以及彩色电视中色度信号对

亮度信号的干扰。

☆为了满足上述条件，实际中通常采取以下措施：亮度信号与色差信号亮度信号与基色信号之间的关系：Y=0.3R+0.59G+0.11B

在Y、R、G、B共4个变量中，只有3个变量是独立的。因此，只要传送Y与三个基色中的任意两个，既满足兼容需要，又可以满足传送亮度与色度信息的需要。

将色差信号与Y信号相加即为三基色信号。一个亮度信号和两个色度信号。

4.3亮度信号与色度信号共享6MHz带宽。

亮度信号应占有全部视频带宽（6MHz)，而色度信号可用较窄的频带(1.3MHz)。

4.4平衡调幅的过程就是将调制信号与被调制信号相乘。

4.5正交调制

将两个调制信号分别对频率相等、相位相差90度的两个正交载波进行调制，然后再将这两个调制信号进行矢量相加，即可得到正交调制信号。

4.6色度信号的形成

将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行平衡调幅之前，先要进行压缩：

U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y)

4.7NTSC制的主要性能

色度信号组成方式简单，视频信号处理方便。

亮度窜色少，兼容性能好

无行顺序效应（爬行现象）

其特点

(1)NTSC制采用1/2行间置，使亮度信号与色度信号频谱以最大距离错开。

(2)信号组成方式简单。

(3)色度信号每行均以同一方式传送。

(4)I信号谱上边带为压缩边带。

(5)不足之处在于存在相位敏感性。

4.8 PAL制是在NTSC基础上改进并发展产生的。它克服了NTSC制对相位敏感的特点。PAL与NTSC不同之处在于使其中一个色度分量Fv逐行倒相。

4.9 对于PAL制来说，fH=15625Hz，fv=50Hz，带宽为6MHz，根据fsc尽量高的原则，取n=284，所以fsc为：

fsc=(284-1/4)*15625+25Hz=4.43361875MHz

4.10 PAL编码器方框图 (P60)

4.11PAL-D制的解码器方框图 (P61)

4.12 PAL制的主要性能特点（简答题）

PAL制的主要优点

（1）克服NTSC制相位敏感的缺点；

（2） PAL制采用1/4间置和25Hz偏置来确定副载波，实现了亮度与色度信号的频谱（3）梳状滤波器减少亮度信号对彩色的干扰

（4）多径接收影响较小

PAL制的主要缺点

（1）有行顺序效应

（2）PAL制设备比NTSC制复杂

（3）彩色清晰度比NTSC制低

（4）编码、解码电路复杂

4．13 SECAM制是法国工程师亨利·弗朗斯于1956年提出的，也是为了克服N T SC 制的相位敏感性而研制的。 SECAM制根据时分原则，采用逐行顺序传送两个色差信号的办法，在传输通道中无论什么时间只传送一个色差信号，这样就彻底解决了

两个色度分量相互窜扰的问题。

SECAM制的主要特点

(1)SECAM制中两个色度信号采用顺序传送方式；

(2)发送端对(R-Y)、(B-Y)两个色差信号采用轮换调频的方式。在接收端要对每一行

色差信号使用两次；

(3)对两个副载波信号采用强迫定位方式；

(4)由于逐行轮换传送色差信号，使彩色垂直清晰度下降。

第5章电视信号的传输

5.1广播电视信号的主要传输途径

电视信号的传输是通过传输系统实现的，主要包括地面广播电视传输系统、卫星广播电视传输系统和有线广播电视传输系统。

5.2地面电视广播系统组成示意图

制作、播出的电视节目由电视播控中心传送到发射台。通常，发射台的主要构成部分是发射塔，发射塔的下方是发射机房，顶端安装有发射天线。

双工器的作用是防止图像信号与伴音信号在同一副天线上产生相互干扰。另外，双工器也可实现发射机、馈线、天线间的良好阻抗匹配，从而保证信号能以最大的能量发射出去。

5.3地面电视广播使用的频段属于超短波范围，我国规定为甚高频波段（VHF）的48～223MHz和特高频波段（UHF）的470～960MHz范围，共安排了68个频道。在VHF波段中有12个频道，在UHF中有56个频道。

5.4发送电视信号是调幅，发送伴音信号是调频。

电视信号的传输有两种主要方式，即基带传输和频带传输。基带传输是指将电视信号直接送入信道传输，主要用于设备之间以及演播室内的节目传输。频带传输是指将电视信号进行调制后再送入信道传输。

5.5图像信号的调制

视频图像信号对射频载波都采用了频带较窄的幅度调制方式。

调幅波有上、下两个边带，视频信号双边带调幅波的带宽达到12MHz。

残留边带调幅方式---- 一个完整的上边带，一小部分下边带。

5.6伴音信号的调制

我国电视标准规定，伴音信号采用调频方式双边带传送，其原因：

调频波抗干扰能力强

减少图像与伴音之间的相互干扰

B=2（50+15）=130（kHz），电视伴音取15-20 kHz，最大频偏△f=±50 kHz。

5.7射频电视信号的频谱

伴音调频信号、视频调幅信号、同一副天线发送与接收。

伴音载频fs 比视频载频fc高6.5MHz

伴音调频信号功率为视频调幅信号功率的1/10 。（防止相互干扰）

5.8电视频道及频段的划分

我国电视标准规定，一个频道的频带宽度为8MHz。

频段：高频段（VHF）1—12频道；特高频（UHF）13—68频道。

5.9卫星电视广播系统是以卫星转发为主要传输方式的广播系统，由于其覆盖面积

大、通信容量高、通信质量好、成本低等特点，近年来得到了很快发展。

5.10卫星电视广播的特点（简答题）

卫星传输是靠安装在卫星上的转发器实现的，因此这种传输方式的覆盖面积很大；由于转发是自上而下的，电波不会受到障碍物的阻挡，因此传输质量较高；

卫星传输所占用的频段宽，可容纳的节目套数多，信息容量大；

卫星广播方式投资省，见效快。

运用灵活，适应性强。

5.11卫星电视广播系统的基本构成

1、上行发射站与测控站

2、广播电视卫星的星载设备

转发器

天线

星载电源

控制系统

3、地面接收站

地球接收站用来接收广播卫星转发的广播电视信号。根据应用的不同，接收站可分为两种类型，即集体接收站和个体接收站。

接收站通常可分为室外单元和室内单元两部分，

5.12有线电视系统的构成

前端，传输干线（电缆传输、光缆传输、微波传输），电缆用户分配系统。

5.13有线电视广播的特点

可改善弱场强地区的接收效果，减少雪花干扰和外来的各种噪波干扰；

能在某种程度上消除重影；

传输频带宽，可容纳的频道数量多；

可实现双向化和交互性；

能够扩大卫星电视的覆盖范围。

5.14电视信号的传输方式主要有电缆传输、光缆传输、微波传输、卫星传输和地面超短波传输等方式。

5.15同轴电缆的性能

特性阻抗—75欧姆

衰减常数—频率越高，衰减常数越大

屏蔽系数—E’/E（电场强度）

温度系数—升高1O C，衰减量的百分数

潮气对电缆的影响—铝质铠装电缆

5.16光缆传输的主要优点有：

损耗低，传输距离长。光纤的无中继传输距离在20公里以上，因此可实现长距离的信号传输；

传输容量大。一根多芯光缆可传输几百套电视节目；

传输质量高，没有电磁辐射，也不受其它外界电磁场干扰；

体积小，重量轻，使用寿命大大超过电缆。

5.17目前使用较多的传输与分配网络是光缆与电缆的混合方式（HFC ），其干线采

用光缆传输，支线和用户分配网使用同轴电缆。

第6章数字电视基础

6.1数字电视技术的发展

数字电视技术是近20年来发展最快的技术之一。总体来看，数字电视技术的发展经历了三个主要阶段。

第一阶段：在20世纪80年代以前，当时以研究开发单独的局部设备为主，投入使用的有数字时基校正器（DTBC）、数字帧同步机、数字特技机等；

第二阶段：是在80 年代到90 年代，这一阶段的特点是开发成功了数字整机电视设备，如数字录像机、数字信号处理摄像机等；

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DVB 、ATSC 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。

6.2所谓数字电视，就是将模拟电视信号经取样、量化和编码后转换成用二进制数表示的数字信号，然后进行各种处理，如编码、调制、传输、存储等。

数字电视是指从节目拍摄、编辑、制作、播出、传输、接收等电视信号播放和接收的全过程都使用数字技术的电视系统。

6.3数字电视节目

节目内容、技术角度和用户角度

6.4条件接收

是提供对数字电视用户业务进行授权和认证的一种技术手段，通俗地讲，是对视频、声频和数据等信息实施加密、解密、接收的控制技术。

6.5数字电视的优点

在复制或传输等处理过程中，噪声不会累积。

数字信号稳定可靠，易于实现存储、计算机处理、网络传输等功能，而且数字电视信号很容易实现加/ 解密处理。

可充分利用信道容量。数字电视信号可采用时分多路复用方式，在行、场消隐期间实现数据广播。

压缩后的数字信号经调制后可进行开路广播，在设计的服务区内（地面广播），观众能以较高的概论实现“无差错接收”，使收到的电视图像和声音质量接近演播室质量。

可合理利用各种类型的频谱资源。以地面广播为例，数字电视可以启用模拟电视的“禁用频道”（taboo channel ），而且可采用“单频网络”（single frequency ）技术，例如一套电视节目仅占用同一个数字电视频道就可覆盖全国。

6.6数字电视包括标准清晰度电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）。

SDTV：是指对传统的模拟电视（如NTSC、PAL等）信号进行数字化后得到的信号。标准清晰度数字电视系统具有和模拟电视系统相同或相似的扫描格式和参数；

HDTV ：是新一代的电视系统，其性能和指标都远远超过了标准清晰度电视，扫描格式及参数也完全不同于传统的模拟电视系统。

国际上通常将黑白电视称为第一代电视，将彩色电视称为第二代电视，而将高清晰度电视（HDTV ）称为第三代电视。

6.7数字电视系统的组成

由信源编码、复用、信道编码、调制、传输和接收等部分组成。（P84-85）

6.8数字电视广播，其信号流程包括制作(编辑)、信号处理、广播(传输)和接收(显示)几个过程。

6.9数字电视是指将传统的模拟电视信息经过采样、量化、编码，转化成二进制的数字信息，然后进行处理、传输、存储和记录，通过机顶盒接收、解码、转换成AV信号，通过现有的有线网络传输到每家每户。

6.10国内外数字电视发展现状

“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机，而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。

1.欧洲

欧洲的数字电视兴起比较早，目前无论从技术上还是用户规模上都处在稳定的成熟时期。

以英、法、德为代表的西欧国家制定了欧洲地区统一的数字电视标准-DVB 。

2.北美地区

1996年12月,美国联邦通信委员会（FCC）正式确定采用ATSC作为美国数字电视地面广播标准。

3.亚太地区

日本在欧洲DVB技术的基础上,研制出了世界上第三个拥有独立知识产权的数字电视地面广播标准ISDB。

韩国政府从2001年开始正式开播数字电视，韩国在汉城进行地面数字电视试验之后，决定采用美国的ATSC标准。

4.中国

目前，我国卫星数字电视广播传输标准已确定采用DVB-S;有线数字电视广播标准初步确定为DVB-C;有关数字(高清晰度)电视的演播室标准、视音频编码及复用标准将相继出台。

6.11电视信号数字化后有很多优点，但同时也有一个缺点，即数码率很高。

例如4 ：2 ：2 编码、8 比特量化的SDTV 信号数码率为216 Mbps 。若按每2bit 构成一个周期，则传输这样一路数字电视信号需要有108MHz 的通道带宽。

6.12电视信号的冗余性表现在以下几个方面。

时间和空间相关冗余

视觉冗余

熵冗余 ----根据信息论，信源熵是指单位符号（如每个量化电平）所包含的信息量）6.13

允许经过压缩编码的复原图像在客观上存在一定的失真（只要这种失真在主观上是难以觉察的）。基于这种思想实现的压缩称为信息非保持压缩编码。

6.14预测编码：预测编码的目的是消除图像信息的空间相关性（帧内预测）和时间相关性（帧间预测）。

一维预测，二维预测，三维预测（也即帧间预测）

预测编码是利用图像信号的空间相关性或时间相关性，用已传输的像素对当前的像素进行预测，然后对预测值与真实值的差—预测误差进行编码处理和传输。

6.15

6.16熵编码：熵编码是一种无损压缩编码方式，因编码后平均码长接近信源的熵而得名。若信源熵小于平均码长，则存在熵冗余。

熵编码的目的就是去除熵冗余，使平均码长接近熵值，从而实现压缩码率。

H.261标准，目标是对全彩色的实时运动视频传输获得高的压缩比，主要用

于可视电话和电视会议的声像业务。

6.18 JPEG是联合图片专家组（Joint Photographic Experts Group ）的简称。彩色传真、彩色印刷及新闻图片的传输

6.19 MPEG 7

MPEG-7(它的由来是1+2+4=7, 因为没有MPEG-3、MPEG-5、MPEG-6)于1996年10月开始研究。确切来讲，MPEG－7并不是一种压缩编码方法，其正规的名字叫做多媒体内容描述接口。

6.20模拟信号经过信源编码得到的信号为数字基带信号，将这种信号经过码型变换，不经过调制，直接送到信道传输，称为数字信号的基带传输。

常见的传输码型有NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码及CMI码，其中最适合基带传输的码型是HDB3码。

6.21高倍压缩之后的数字电视信号对传输干扰变得非常敏感。

6.22误码控制通常包括误码检测和误码校正两个方面，可通过特定的纠错编解码技术实现。通常将实现误码控制的编（解）码过程称为信道编（解）码。

6.23 RS编码

RS 码即里德- 所罗门码，它是能够纠正多个错误的纠错码，纠错能力强，构造方便，编译码简单，易于实现。

6.24 卷积码

卷积码非常适用于纠正随机错误，但是，解码算法本身的特性却是：如果在解码过程中发生错误，解码器可能会导致突发性错误。

卷积码和RS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。

卷积码既检错又纠错，特别适合前向纠错。

6.25 交织

交织并不像RS 编码那样引入冗余码。

6.26 调制技术是把基带信号变换成传输信号的技术。

数字调制的优点是抗干扰能力强，中继时噪声及色散的影响不积累，因此可实现长距离传输。

它的缺点是需要较宽的频带，设备也复杂。

字电视信号经压缩的信源编码和增加冗余度的信道编码后，将是信号的传输。传输的目的是最大限度地提高电视覆盖率，根据信道的特点，要进行信道（地面、卫星、电缆）的编码调制后，才能传输。

6.28 数字调制有振幅键控（ASK ）、移频键控(FSK) 、移相键控(PSK) 和差分移相键控 (DPSK) 等。

6.29 调制技术

1、残留边带调制

该调制方法既比双边带节省频谱，又比单边带易于调制。

美国ATSC数字地面传输，

优点：技术成熟，便于实现，对发射机功放的峰均比要求低。

缺点：抗多径和符号间干扰所需的均衡器相当复杂。

2、正交幅度调制

正交幅度调制是种矢量调制。

抗干扰能力差，接收时需要的信噪比高，常用于有线信道。

3、编码正交频分复用调制（COFDM ）

正交频分复用调制是一种多载波调制方式。

由于COFDM抗多径干扰能力强，既可用于地面传输固定接收，又可以用于便携和移动接收。

4、格形编码调制（TCM）

优点：不必付出额外的频带和功率即可获得编码增益。

第7章数字电视信号的传输标准

目前，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美国的标准是ATSC （Advanced Television System Committee 先进电视制式委员会）；欧洲的标准是DVB （Digital Video Broadcasting 数字视频广播）；日本的标准是ISDB （Integrated Services Digital Broadcasting 综合业务数字广播）。

7.2 ATSC制信源编码采用 MPEG-2视频压缩和AC－3音频压缩；信道编码采用VSB 调制，提供了两种模式：地面广播模式（8VSB ）和高数据率模式（16VSB ）

数字电视标准规定了一个在6MHz带宽内传送高质量视频、声频和辅助数据的系统。

7.3 DVB标准规定视频采用MPEG-2标准，音频采用MPEG-2第2层(MUSICAM)编码标准，对应于不同的传输媒体，分别采用不同的调制方式：卫星广播采用QPSK调制方式、有线电视广播采用QAM方式、地面广播采用COFDM方式，其中COFDM在抑制多径传输干扰方面有着显著优越性。

DVB系统中的信源编码采用MPEG-2标准，视频系统复用采用MPEG-2 ，DVB系统中的声频采用MPEG-2的声频压缩编码标准。

7.4系统构成

1、基带处理

基带处理部分主要包括视频、音频数据的压缩编码方法、码流组成等。

2、传输

传输部分主要规定基带信号如何通过各种广播渠道进行发送，这是DVB 的重要组成部分，

⑴ DVB-S（ETS 300 421）——数字卫星直播系统标准

该标准以卫星作为传输介质。通过卫星转发的压缩数字信号，经过卫星接收机后由卫星机顶盒处理，输出现有模拟电视机可以接收的信号。这种传输覆盖面广，节目量大。数据流的调制采用四相相移键控调制（QPSK）方式，工作频率为11/12GHz。

⑵ DVB-C（ETS 300 429）——数字有线广播电系统标准

该标准以有线电视网作为传输介质，应用范围广。它具有16、32、64QAM三种方式，工作频率在10GHz以下。采用64QAM正交调幅调制时，一个PAL通道的传送码率为

41.34Mb/s，还可供多套节目复用。

⑶ DVB-T(ETS 300 744)——数字地面广播系统标准

这是最复杂的DVB传输系统。地面数字发射的传输容量，在理论上大致与有线电视系统相当，本地区覆盖好。现在采用编码正交频分复用（COFDM）调制方式，8MHz带宽内能传送4套电视节目，而且传输质量高。但这种系统其接收费用高，频道也较少。

3、条件接收

由于许多节目和服务不实行免费，只针对授权用户，因而涉及到节目流加扰与用户授权解扰。

7.5

7.6 DVB与ATSC的比较

欧洲DVB标准和美国ATSC标准的主要区别如下：

(1)方形象素：ATSC标准采纳了方形象素，因为它更加适合于计算机；而DVB标准最

初没有采纳，最近也采纳了。此外，范围广泛的视频图像格式也为DVB所采纳，而ATSC对此未作强制性规定。

(2)系统层和视频编码：DVB 和ATSC 标准都采纳MPEG-2 的系统层和视频编码；但

是，由于MPEG-2 标准并未对视频算法作详细规定，因而实施方案可以不同，与两个标准都无关。

(3)音频编码：DVB 标准采纳了MPEG-2 的音频压缩算法；ATSC 标准则采纳了AC-3

的音频压缩算法。

(4)信道编码：两者的扰码器采用不同的多项式；两者的里德—所罗门前向纠错

(FEC) 编码采用不同的冗余度，DVB 标准用16B ，而ATSC 标准用20B ；两者的交织过程不同；在DVB 标准中网格编码有可选的速率，而在ATSC 标准中地面广播采用固定的2/3 速率的网格编码，有线电视则不需采用网格编码。

(5)调制技术：卫星广播系统中，DVB 标准采用QPSK ，而ATSC 标准不涉及卫星

广播。有线电视系统中，DVB 标准采用任选的16/32/64QAM ，而ATSC 标准采用16-VSB 。地面广播系统中，DVB 标准采用具有QPSK 、16QAM 或64QAM 的COFDM(2k 或8k 个载波) ；而ATSC 标准采用8-VSB 。

7.7 ISDB利用一种标准化的复用方案，在一个普通的传输信道上可发送各种不同的信号，同时可以通过各种不同的传输信道发送复用信号。ISDB具有柔韧性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。

ISDB-T和DVB-T非常类似，可以说是经修改的欧洲方案。传输方案仍是COFDM，也分为2k和8k两种模式；使用的编码方式也与DVB-T相同。因为日本电视射频带宽为6MHz，所以载波数、载波间隔有所差别。

ISDB-T制式规定了能同时广播由电视、声音和数据几者单独地或任意组合构成的一路节目或多路节目。

对视频和声频的信源编码分别采用MPEG-2标准和先进的声频编码（AAC）。

1、传输系统的传送带宽

采用的是OFDM调制，6MHz射频带宽，

有效13段约占5.6MHz带宽

7.9 ISDB-T传输系统与DVB-T传输系统的比较

同时传送多种级别的图像(HDTV、SDTV、LDTV)及图像、声音和数据业务，传送多套节目，这些都是数字电视的共同优点，对美、欧、日三种制式均适用。

而抗多径能力强、可分层、可移动接收、可组成单频网，是OFDM 方案的优点，也

是欧洲、日本制式的共同优点。

根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收，是日本制式的特点；与DVB-T 相比，ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。

7.10 ISDB-T传输系统与DVB-T传输系统的比较

1、信道编码设计

DVB-T 传输系统和ISDB-T 传输系统的信源编码均采用错误回复能力较差的MPEG-2标准，因此，要求DTV 传输系统能在准无误码条件下工作。

DVB-T传输系统和ISDB-T传输系统采用了相同的信道编码设计思想，即采用了包含内交织器和外交织器的级联编码方案。

2、帧结构和调制方式

DVB-T 传输系统和ISDB-T 传输系统的帧结构是相似的，只是具体实现方案不同。DVB-T 传输系统提供的调制方式为QPSK ， ISDB-T 传输系统调制方式使用不同（QPSK 、DQPSK 、16QAM 或64QAM ）。

3、频谱效率

OFDM 作为一种调制方式，具有比单载波调制系统更高的频谱效率。

6MHz 的信道， DVB-T 传输系统有用带宽为5.7MHz ，ISDB-T 传输系统有用带宽为5.6MHz 。

7.11 我国数字电视标准

1、我国实现广播电视数字化的基本策略

2005 年前全面启动和推进数字化进程

2010 年前基本实现全国广播电视数字化

2015 年前全面实现数字化

7.12我国数字电视标准之争

1、标准领地的竞争态势

卫星传输我国2000 年就确定使用欧洲DVB-S 标准，有线传输为DVB-C 。

2、旷日持久的标准之争

2000 后，比较成熟的数字电视地面传输标准有两个：清华大学的DMB-T ，上海交通大学的ADTB-T 。

2007年8月1日正式实施的标准（地面）：清华大学的DMB-T + 上海交通大学的ADTB-T ，即DMB-TH 。

该标准支持高清晰度电视、标准清晰度电视和多媒体数据广播等多种业务，满足大范围固定覆盖和移动接收的需要。

7.13 DMB-TH传输系统与DVB-T传输系统的比较

1、较高的数据传输带宽

2、较好地支持城域、省域单频网

3、较低的接收门限

4、较好的移动接收性能

5、支持在高速载体上开展业务

第8章数字电视信号的接收

8.1数字电视信号的接收方法：

数字卫星电视信号的接收

数字有线电视信号的接收

数字地面广播电视信号的接收

8．2 从数字电视的接收来看，它们采用了与各自信道相适用的解调及信道解码方式，它们在系统的视频、音频及数据的解复用方面和信源解码方面都是相同的。

在声频信源编码方面，目前主要有两种标准： MPEG-2 声频标准（ISO/IEC13818-3 ）中规定的MUSICAM 方案；美国数字电视标准中规定的Dolby AC-3 方案。MUSICAM 是单声道和立体声编码方案， Dolby AC-3 则是多声道环绕声编码方案。然而，这种发展也确实使接收者增加了接收的难度，数字卫星电视信号的接收不再像模拟卫星电视信号那么简便、直观、容错度较大。

8.3数字卫星电视接收系统

*抛物面天线→馈源→低噪声下变频器→卫星电视接收机→监视器

8.4机顶盒

机顶盒的用途：解调、信道解码、信源解码、解复用等任务。

有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目。

有线电视数字机顶盒可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用: *数字电视广播接收、EPG （电子节目指南）、NVOD （准点播电）、PPV （按次付费电视）、软件在线升级、数据广播、Internet 接入、电子邮件、IP 电话、VOD （视频点播）等。

8.5

8.6数字地面广播电视信号的接收与数字有线电视信号的接收方法是相同的，机顶盒。

只是解调与信道解码方式不同

8.7在日常生活中，我们会注意到远处迎面驶来鸣笛的火车在驶近你时，汽笛声的音调变高。从火车到达你所在位置开始，音调开始降低，而当火车离开你后，听到的音调会越来越低，这种现象就称为多普勒效应。

移动接收中的关键技术———OFDM

*OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMulti 鄄plexing) 即正交频分复用，是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施。

8.1.3 数字地面广播电视信号的接收

OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响，使受到干扰的信号能够可靠地接收。

OFDM是当前移动接收所采用的核心技术。

8.8机顶盒

从狭义上说，如果只说数字设备的话，按标准分为数字卫星机顶盒（DVB-S ）、欧标数字地面机顶盒（DVB-T ）、国标数字地面机顶盒（DMB-TH ）、有线电视数字机顶盒（DVB-C ）。

8.9按照功能来分的话，可以分为单向机顶盒、双向机顶盒、IPTV 机顶盒。

8.10目前，市场上的机顶盒基本上可划分为：网络电视机顶盒、多媒体机顶盒和数字电视机顶盒3类。

8.11数字机顶盒的工作原理（简答题）

第一、机顶盒的高频头接收来自广电有线网络的高频信号，然后通过QAM解调器来完

成信道的解码，再从载波中分离出包含视频、音频信号和其它数据信息的传送流。第二、在传送流中一般都会包含多个视频流、音频流和一些其它的数据信息。

第三、机顶盒里的解复用器则用来区分不同的数字电视节目，提取相应的视、音频流和数据流，送入MPEG－2解码器和对应的解析软件，然后完成数字信息的还原过程。第四、对于付费电视，条件接收模块对音、视频流实施解扰，并采用进行记账功能和含有识别用户的智能卡，保证广电合法用户能够正常收看数字电视节目。

第五、MPEG－2解码器完成音、视频信号的解压缩，经视频编码器和音频D/A变换，还原出模拟音、视频信号，在常规彩色电视机上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。

8.12 机顶盒的发展趋势

数字卫星电视一体机

机卡分离

交互式机顶盒

PVR（个人录像机）机顶盒

*在机顶盒中加上存储设备就可以将自己喜欢的节目存储起来，这种机顶盒就是PVR。

双解码或多解码机顶盒

DVB和IP合二为一

8.13付费节目是数字电视的重要新业务之一，它可以真正满足人们多样化、专业化、个性化的需求。

条件接收，就是在电视节目传输过程中，规定一些节目只有特定的用户可以接收，或者说，只有经过适当授权的用户才能收看该电视节目。

衍生业务：高速互联网接入、电视会议、可视电话、视频点播等。

条件接收系统是数字电视收费的技术保障

接收控制系统/条件接收系统：该系统的任务是保证广播业务仅被授权的用户所接收。其主要功能是对信号加扰、对用户电子密钥的加密、以及建立一个确保被授权的用户能够接收到加扰节目的用户管理系统。

*授权控制信息（ECM）：授权管理信息（EMM）：

8.15条件接收技术的发展历程

1、模拟电视的CA系统（第1代）

*破坏水平和垂直的同步信号

2、数字嵌入式CA系统（第2代）

*解密解扰操作控制模块与芯片固化在机顶盒上

3、可分离式的CA安全系统（第二阶段）

*接入控制的解密操作与解码器分离

4 、软件CA平台

*开放、独立、可升级，“以万变应不变”，安全性高，成本更低。

8.16 条件接收系统的主要技术

CAS主要的工作是将正常的传输节目流加扰，使用户在不具备授权的情况下不能正常收看播出的节目。

1、同密技术和多密技术

同密技术是两个或更多个CA对同一套节目流进行加扰，含有任一种CAS的STB均可收看该节目的技术。

同密技术的核心是不同厂家采用一个通用的加扰方式。

多密技术是指将两个或多个CAS分别对不同的节目流进行加扰，但在用户的一个STB 中所有节目均可收看的技术。

优秀的同密或多密设计方案应可以实现多级加密的功能。

第9章电视节目制作设备与系统

9.1彩色摄像机由光学系统、摄像器件、视频信号放大与处理系统、编辑器及同步信号发生器等组成。

9.2数字摄像机

数字摄像机的基本构成。与模拟摄像机不同的是，数字摄像机的视频处理放大器分为两大部分，即模拟处理部分和数字处理部分。

9.3彩色摄像机的分类

1、按照摄像器件分：

a、真空管摄像机：主要采用电子扫描的方式读取电荷，是一种比较早的机型，目

前可见的是saticon。

b、固体摄像机：采用固体扫描技术读取电荷，技术最成熟的是CCD，成为主流。

2、按照摄像机的用途分： a、广

播用摄像机：主要用于广播电视系统，其技术指标高、图像质量好，价格昂贵，目前一般为三片2/3inCCD摄像机。

b、专业用摄像机：主要用于电化教育、工业、医疗交通等非广播领域。其体积小、

重量轻，价格比较便宜，但图像质量不高，现一般为3片1/2in或1/3inCCD摄像机。

c、家用摄像机：小巧灵活，价格低廉且多为摄录一体机，图像质量一般。

d 、特殊用途摄像机：主要用于航天探测、商业监视，图像通信领域。

3、按摄录功能分类

摄像机按摄录功能可分为普通摄像机与摄录一体机。

普通摄像机只有摄像功能；

摄录一体机是摄像与录像结合成一体的设备。根据结合程度，摄录一体机又分为可分离摄录一体机和完全摄录一体机两类。

5、按使用场所分类

台式摄像机：供演播室（ESP）和转播车用。

便携式摄像机：供外拍用，主要包括电子现场制作（EFP）用摄像机、电子新闻采访（ENG）用摄像机和家用摄像机。

9．5摄像机的主要性能指标

信噪比

干扰噪点的强弱（也即干扰噪点对画面的影响程度）与摄像机信噪比指标的好坏有直接关系，即摄像机的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越小。

摄像机白平衡（WB）

白平衡（White Balance），只用于彩色摄象机，其用途是实现摄象机图像能精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两种方式。

9.6

9.8摄像机的基本操作步骤：

（1）开机预热

（2）选择色温滤色片

（3）调整光圈

（4）聚焦调整

（5）变焦控制

（6）黑平衡与白平衡调整

（7）中心重合调整（RGB三色图像的完全重合）

9.9磁带录像机主要由视频信号处理系统、声频信号处理系统、机械与控制系统以及伺服系统组成。

伺服系统：主要包括磁鼓伺服、主导伺服和带盘伺服三部分。磁鼓伺服的作用是控制录放状态下磁鼓的旋转速度和相位；主导伺服的作用是控制走带速度以及重放时磁带的纵向位置；带盘伺服用来控制录放状态下磁带所受的张力。

伺服系统

伺服的目的：使某一机械量（如电机转速、物体位置等）保持不变或按一定规律变化。

伺服系统的组成：一般由三个部分组成，即测量部分、比较部分和执行部分

9.10 磁带录像机的分类

按质量高低进行分类，则可将录像机分为三类：

广播级录像机：主要用于电视节目制作及播出，属于最高档的录像机，其录放质量及其它各方面性能指标都很高。

业务级录像机：主要用于非广播领域，如电化教学、工业生产、医疗卫生等，这类录像机的质量及性能指标都要低于广播级录像机，价格也较为便宜。

家用录像机：主要用于家庭娱乐，其质量比前两种录像机都低。但家用录像机具有体积小、重量轻、操作方便、价格低廉的特点，适合家庭使用。

9.11 磁带录像机的记录格式

视频信号对相位失真要比音频信号敏感得多。

9.12几种数字录像机格式：

数字Betacam 格式与Betacam-SX格式

DV格式、DVCPRO格式及DVCAM格式

D-3格式与D-5格式

9.13 磁带录像机的典型应用

这里以DSR-1800P为例介绍磁带录像机在电视节目制作系统中的应用。

DSR-1800P是1/4英寸的数字磁带录像机

DSR-1800P 在各种系统中的应用

（P154—P158）

9.15视频切换与特技设备

视频切换是指在多路输入视频信号中任选一路或数路信号输出，而特技是指在两段素材的衔接处（即切换点）设置一些特殊的视觉效果。

快切（CUT）：在电视屏幕上的表现形式为：一个画面迅速变换成另一个画面，这是电视台用的较多的一种简单切换方式。

慢转换：有两种方式，即叠画和淡入淡出，

划像: 也称扫换，它是一种分画面特技。所谓分画面特技，是指整个电视屏幕被A 、B 两个画面分割成两部分，而且两个画面的分界线还可沿某个方向移动。

键控特技在屏幕上的表现效果是一幅图像中的某个区域被抠掉并填入另一幅图像，这种特技可用来在画面上插入字幕、符号或某种较复杂的图形、轮廓等。根据键控电压的来源不同，键控特技又可分为自键、外键和色键等几种。

9.16模拟特技效果

模拟特技主要包括切换、混合、扫换和键控四种方式。

1、切换

AB 为同步锁定状态，取代速度快而稳定，切换点应处于场逆程期间。快。

2、混合

也称：慢转换或淡变

X 、V 形切换

3、扫换

划像，分画面特技（分界线）

4、键控

将两个电视画面的部分内容镶嵌在一起

9.17数字特技效果

数字特技是数字存储技术的一种应用，帧存储器是数字特技的核心。

2、常见数字特技效果及实现方式

图像的缩小

平滑移动效果

多影效果

冻结效果

裂像效果

镜面效果

9.19 编辑制作：将零散的音视频素材编辑加工成符合要求并具有一定艺术效果的电视节目。

编辑制作过程中要用到的技术手段主要有电子编辑、特技效果、字幕、动画等，其中，电子编辑是最重要也是最基本的制作技术。

线性编辑是传统的、基于磁带的电视编辑方式。在这种方式下，素材均存储在磁带上，编辑时对素材的查找必须沿磁带方向顺序进行。由于磁带只能从一端走到另一端，无法随意跳跃到某个位置，所以这种工作方式被形象地称为“线性”

编辑方式。

编辑方式：线性编辑有两种工作方式，即插入编辑方式和组合编辑方式

插入编辑：在一段素材的中间插入另一段素材，同时插入部分原有的素材被抹去。在这种编辑方式下，图像和声音信号可单独进行编辑。

组合编辑：在一段素材结束之后再记录下一段素材。在这种方式下，图像和声音必须同时进行编辑。

9.21编辑系统：从系统配置上看，常用的有两种编辑系统，即一对一编辑系统和A/B 卷编辑系统。

一对一编辑系统由一台放像机、一台录像机和一台编辑控制器组成，当放像机中的磁带运行到素材的编辑入点时，录像机便会从入点开始录像，直到出点停止。

A/B卷编辑系统也称二对一编辑系统，它由两台放像机、一台录像机、一台编辑控制器及一台特技机组成。

两个放像机的输出信号送给特技机，特技机的输出信号送给录像机进行录制。A/B 卷编辑系统不仅可以将两台放像机输出的信号进行切换编辑，而且可以利用特技机实现各种特技效果。

9.22线性编辑系统主要由编辑录像机和编辑控制器构成。

9.23线性编辑系统的分类

一对一编辑系统

二对一A/B卷编辑系统（简答题）

控制信号声频信号视频信号

二对一A/B卷特技编辑系统

多对一编辑系统

9.26演播室是室内电视节目制作的重要场所。演播室主要由灯光系统、视频系统和声频系统组成。

9.27虚拟演播室系统

虚拟演播室：是传统演播室的色键技术与计算机图形图像处理技术结合的产物。

色键技术是一种已使用多年、为大家所熟悉的视频图像合成技术，利用它可将演播

室中蓝色幕布前的人物或道具（称为前景）叠加在另一个作为背景的图像上。

在虚拟演播室中，虽然前、后景也是靠色键技术合成的，但二者有“联动”关系，

即当前景摄像机进行摇移、俯仰、变焦等动作时，背景图像与之发生同步变化，从

而可保证合成图像的前、后景有正确的透视关系。

虚拟演播室中的背景图像可以是来自录像机或摄像机的活动视频，也可以是静止图

像等，但使用最多的是由计算机创作的二维或三维图形，即虚拟场景。

虚拟演播室中最为关键的技术是摄像机运动参数的提取。