数字电视系统介绍
数字电视系统介绍
数字电视系统介绍
第一节系统简介
数字电视又称为数位电视或数码电视，是指从节目源、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，与模拟电视相比，其信号损失小，接收效果好。
数字电视系统主要由信号源、前端、干线传输和分配网络等四部分组成。
1.信号源是提供传送广播电视信号节目的源头。
各分公司所传节目的节目源有二种方式：接收省集团总数字前端IP组播流和本地节目。
主频点387MHｚ（搜索节目），备频点634MHz。
符号率：6875kbps，调制方式：64QAM。
2.前端系统是位于信号源与干线传输系统之间的信号处理和转换设备，系统主要由信号输入部分、信号处理与复用部分、信号调制部分和系统管理部分等组成。
3.干线传输系统是有线电视系统的重要组成部分，它担负向分前端及用户分配网络高质量地传送信号的功能。
4.用户分配网的任务是把干线传输来的电视信号经分配系统均匀地送到千家万户。
第二节分配网
一、常用分配网络结构
1.分配网设计原则：
应遵循30dB法则：楼道分支分配损耗22dB左右，户内多媒体箱或串接盒预留6-8dB 损耗，再考虑线损5-10dB，实际到达电视机60dB（数字信号）左右。
2.常用的分配网结构：
（1）分支分配方式
（2）集中分配方式。
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
数字电视地面广播系统介绍
扰码
• 为了保证传输数据的随机性以便于传输信 号处理，输入的数据码流数据需要用扰码 进行加扰。（能量扩散）
• 扰码是一个最大长度二进制伪随机序列。 该序列由下图所示的线性反馈移位寄存器 生成。其生成多项式定义为：G(x)= 1+ x14+x15
前向纠错编码
• 前向纠错编码由外码（BCH）和内码 （LDPC）级联实现。编码效率共三种， FEC码的具体参数见下表。
-30
-40
-50
-60
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
相 对 于 中 心 频 率 fc的 频 率 值 （ MHz）
射频信号
• 基带信号经过上变频后形成最终发射的射 频信号，信号-3dB带宽为7.56MHz。考虑 到滤波器的滚降因素，系统最终占用的带 宽为7.938MHz。
地面数字电视广播发射机构成
（1）激励器 激励器主要用于音、视频编码和数字预校
星座映射
• 前向纠错编码产生的比特流要转换成均匀的nQAM（n： 星座点数）符号流。 我公司使用的是16QAM。每4比特对 应于1个星座符号。FEC编码输出的比特数据被拆分成4比 特为一组的符号（b3b2b1b0），该符号的星座映射是同 相分量I = b1b0；正交分量Q = b3b2，星座点坐标对应的I 和Q的取值为-6，-2，2，6。其星座映射见下图。
复用
• 对交织后的数据符号进行组帧。
• 本系统的数据帧结构如下图所示，是一种四层结构。其中，数据帧结构的基 本单元为信号帧，信号帧由帧头和帧体两部分组成。超帧定义为一组信号帧。 分帧定义为一组超帧。帧结构的顶层称为日帧（Calendar Day Frame, CDF）。信号结构是周期的，并与自然时间保持同步。
数字电视系统的关键技术及标准概述
一、什么是数字电视数字电视(Digital TV)是从电视信号的采集、编辑、传播、接收整个广播链路数字化的数字电视广播系统。
数字电视利用MPEG标准中的各种图像格式，把现行模拟电视制式下的图像、伴音信号的平均码率压缩到大约4.69—21Mbps，其图像质量可以达到电视演播室的质量水平，胶片质量水平，图像水平清晰度达到500—1200线以上，并采用AC—3声音信号压缩技术，传输5.1声道的环绕声信号。
二、数字电视的分类按清图像晰度分类，数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。
HDTV的图像水平清晰度大于800线，图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平；SDTV的图像水平清晰度大于500线，主要是对应现有电视的分辨率量级，其图象质量为演播室水平；LDTV的图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD的分辨率量级。
按信号传输方式分类，数字电视可分为地面无线传输数字电视(地面数字电视)、卫星传输数字电视(卫星数字电视)、有线传输数字电视(有线数字电视)三类。
按照产品类型分类，数字电视可分为数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机。
按显示屏幕幅型比分类，数字电视可分为4∶3幅型比和16∶9幅型比两种类型。
三、数字电视系统的关键技术及标准1、数字电视的信源编解码技术视频编解码技术数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难的部分就是对视频信号的压缩。
在1920×1080显示格式下，数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。
因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。
视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20～30Mbit/s。
音频编解码技术与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。
数字电视工作原理
数字电视工作原理数字电视是一种通过数字信号传输音视频内容的电视系统。
与传统模拟电视相比，数字电视具有更高的图像和声音质量，更丰富的频道选择和交互功能。
而数字电视的工作原理是通过一系列的数字处理和传输技术来实现的。
数字电视的基本原理是将音视频信号转换为数字信号，通过数字传输方式传送到用户设备，然后再由用户设备解码和显示。
下面将从信号传输、编码与解码以及显示等几个方面详细介绍数字电视的工作原理。
首先是信号传输。
数字电视采用的主要信号传输方式有地面传播、卫星传输和有线传输等。
地面传播指的是通过地面传播网络将数字电视信号传输到用户家中，这是最常见的数字电视信号传输方式。
卫星传输是通过卫星将数字电视信号传输到用户家中，具有较大的传输范围和覆盖面积。
有线传输是指通过有线电视网络将数字电视信号传输到用户家中，通常需要用户安装有线电视接收设备。
其次是编码与解码。
数字电视信号的编码与解码是实现数字电视的关键技术。
在信号传输过程中，音频和视频信号会经过压缩编码处理，以便更高效地传输和存储。
常用的音频编码方式有MP2、AC-3和AAC等，而视频编码方式则有MPEG-2、H.264和H.265等。
这些编码方式都通过对音视频信号进行压缩、编码和解码等处理，以实现高质量的音视频传输。
再次是显示。
数字电视信号在用户设备上显示时，需要进行解码和处理。
用户设备通常包括数字电视机、机顶盒、电视卡等。
这些设备会将接收到的数字电视信号经过解码和处理后，将音视频信号转换为可供显示的形式。
数字电视机通过内置的解码器和显示屏，直接将信号进行解码和显示。
机顶盒和电视卡则需要将信号传输到电视机上，然后由电视机进行解码和显示。
总结起来，数字电视工作的整个过程可以概括为信号传输、编码与解码、显示几个关键步骤。
通过数字信号的传输和处理，数字电视实现了音视频内容的高质量传输与显示。
数字电视除了提供更高的图像和声音质量外，还具有更多的频道选择和交互功能，如电子导视、点播和互动游戏等，大大提升了用户的观看体验。
数字电视终端系统知识
数字电视终端系统各软件模块介绍
应用软件
01
包括各种电视应用、浏览器、邮件客户端等，提供用
户界面和业务逻辑处理功能。
中间件
02 包括媒体播放器、流媒体协议、数据传输协议等，提
供音视频解码和传输功能。
操作系统
03
包括Linux、Android等操作系统，提供底层系统支
持和驱动程序。
数字电视终端系统软件架构的特点
器等设备。
数字电视终端系统的特点
高质量图像
数字电视终端系统的图像质量远高于 传统的模拟电视，分辨率高且色彩鲜 艳。
伴音效果
数字电视的伴音效果也大大优于模拟 电视，具有清晰度高、失真小的特点 。
抗干扰能力强
数字电视终端系统能有效地抵抗各种 干扰，确保信号的稳定接收和质量。
频道资源丰富
数字电视技术可以大大拓展频道的数 量和种类，满足观众多样化的需求。
图像处理技术
采用数字图像编码、压缩、增强等技术，提高图像质 量。
声音处理技术
采用数字音频编码、压缩、增强等技术，提高声音质 量。
复用技术
频分复用技术
将不同频段的信息合并为单一信号进行传输，提高频带利用率。
时分复用技术
将不同时间的信息合并为单一信号进行传输，提高传输速率。
码分复用技术
将不同编码方式的信息合并为单一信号进行传输，提高抗干扰能 力。
04
数字电视终端系统关键技 术
信道编解码技术
1 2
线性调制技术
将基带信号转换为频带信号，提高频带利用率。
差错控制编码
通过增加冗余信息，提高抗干扰能力，减少误码 率。
3
交织技术
将高速数据流拆分为低速数据流，提高数据传输 的可靠性。
数字电视系统介绍
数字电视系统介绍数字电视系统是利用数字化技术对传统电视信号进行编码和解码处理的系统。
通过数字化技术的应用，数字电视系统实现了对信号的高保真传输、多媒体信息的多路复用以及互动性能的增强。
数字电视系统改善了传统电视系统的图像质量和声音效果，为用户提供了更加丰富多样的节目内容选择和互动功能。
数字电视系统的核心是数字编码技术。
传统电视信号经过模拟调制传输，信号容易受到干扰和衰减，导致图像质量和声音效果下降。
而数字编码技术将电视信号转化为数字数据，利用数值方式进行传输，有效地减少了信号传输中的失真和干扰，实现了高保真传输。
数字电视系统具有更高的画质和更好的音效。
数字信号的传输相对稳定，不易受到外界干扰，能够提供更高分辨率的图像和更真实的声音效果。
用户可以享受到更加清晰、细腻的画质，更加逼真的音效，提升了观看体验。
数字电视系统还具备多媒体信息的多路复用能力。
通过数字化技术，多个信号源可以同时传输，实现了频道的拓展和内容的丰富。
用户可以根据自己的喜好和需求选择不同的频道和节目，提高了节目选择的自由度。
此外，数字电视系统还能够将文字、图片、视频等多种媒体信息进行整合和分发，增强了信息传递的多样性。
数字电视系统的互动性能也得到了提升。
传统电视系统只能提供线性的节目播放，用户无法主动参与其中。
而数字电视系统通过添加交互式功能，使用户能够直接参与到节目中。
用户可以通过遥控器或者其他交互设备来选择节目、点播内容、进行投票互动等，增强了用户的参与感和体验感。
综上所述，数字电视系统利用数字化技术提升了电视信号的传输质量，实现了高保真传输和多媒体信息的多路复用，提供了更好的画质、音效和节目选择。
数字电视系统的互动性能还让用户能够主动参与其中，增加了观看体验的乐趣。
数字电视系统的出现，为电视行业带来了革命性的变革，为用户提供了更加全面、多样化的电视服务。
数字电视系统的发展源于对传统电视技术的不断完善和升级。
传统的模拟电视系统在信号传输和内容提供方面存在许多限制，如信号受干扰、图像质量差、频道选择有限等问题。
数字电视的原理与应用
数字电视的原理与应用1. 原理介绍1.1 数字电视的定义数字电视是一种使用数字技术传输和呈现电视信号的电视系统。
与传统的模拟电视相比，数字电视可以提供更高的画质、更多的频道选择以及更多的功能。
1.2 数字电视的工作原理数字电视的工作原理可以简要概括为以下几个步骤：1.信号采集：数字电视使用数字化的方式采集和处理电视信号。
通过天线、有线电视或卫星接收器，将电视信号传输到数字电视接收设备中。
2.信号压缩：采集到的电视信号经过压缩编码处理，以减小信号的文件大小和带宽需求。
常用的数字电视压缩标准包括MPEG-2、MPEG-4等。
3.信号传输：经过压缩的数字电视信号可以通过不同的传输方式进行传输，如地面数字广播、有线电视、卫星广播等。
传输过程中，数字电视信号需要经过频率调制、通道编解码等处理。
4.信号解码：接收到传输的数字电视信号后，数字电视接收设备对信号进行解码处理，恢复原始的电视图像和声音。
解码过程中，需要使用相应的解码器和解调器。
5.信号解析：解码后的数字电视信号经过解析处理，以恢复原始的画面分辨率、色彩和声音效果。
常用的显示格式包括标清（SD）、高清（HD）和超高清（UHD）等。
1.3 数字电视的优势•提供更高的画质：数字电视采用数字化的传输和处理方式，相比模拟电视可以提供更高的画质，包括更高的分辨率、更丰富的色彩和更清晰的画面细节。
•提供更多的频道选择：数字电视可以通过信号压缩和传输优化，提供更多的频道选择，用户可以根据自己的需求选择观看不同的频道内容，满足不同的观看需求。
•支持交互和增值服务：数字电视可以通过网络连接提供交互和增值服务，如点播、回放、电子节目表、互动投票等。
用户可以根据自己的需要选择和使用这些附加服务。
2. 数字电视的应用2.1 家庭数字电视家庭数字电视是数字电视技术在家庭娱乐领域的应用。
家庭数字电视系统由数字电视接收设备、显示设备（如电视机或投影仪）、音频设备组成。
家庭数字电视不仅可以提供高质量的电视画面和音效，还可以通过与其他设备的连接和交互，实现更多的功能和服务，如网络电视、网络播放、游戏等。
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DRM（Digital Rights Management）数字版权管理 由于数字化信息的特点决定了必须有另一种独特的技术，来加强 保护这些数字化的音视频节目内容，文档、电子书籍的版权。其 目的是保护数字媒体的版权，从技术上防止数字媒体的非法复制， 或者在一定程度上使复制很困难，最终用户必须得到授权后才能 使用数字媒体。 EPG（Electronic Program Guide）电子节目指南 数字电视所提供的各种业务的索引及导航都是通过 EPG系统来完 成的。EPG实际上就是数字电视的一个门户系统。 EPG系统的界 面与 Web页面类似，在 EPG界面上一般都提供各类菜单、按钮、 链接等可供用户选择节目时直接点击的组件，可实现节目列表和 节目信息获取。 TS流（Transport Stream） TS流文件，是一种基于MPEG2-TS编码格式的文件，其特点就是 要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的 时移 时移是指观众可以任意回放过去时间的直播内容，时移原理：通 过编码转码系统，将普通的视频信号输出为流，并对其进行切片、 索引，再经由流媒体服务器对流进行打包、分发，最终同步输出 到各种终端
回目录
音频基础知识-数字化音频
人体生物特性： 人发音器官声音频频率范围：80~3400Hz。 人耳感知音频频率范围：20~20000Hz 采样率： 采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提 取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。通俗的讲采 样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本。 奈奎斯特定律，采样频率如果是声音频率最高值的两倍，则可还原出 原始声音。所以人们一般都选用8000Hz（电话）、44.1KHZ (CD)、 48KHZ或者96KHZ来做为采样速率。采样率越高，声音还原越真实， 但文件大小也会增大。 举例：每样本用16比特量化，CD立体声 44.1K*2*16 ＝ 1.4Mbps （这就是CD的码率） 声音变成数字信号的过程: 1、采样(Audio Sampling)-把连续的模拟信号转换成离散的数字信号 2、量化(Quantization)-将各离散信号数字化 3、编码(Coding)-进行二进制压缩及编码
5.1声道
7.1声道
回目录
视频基础知识-数字化图像
CCD： (Charge-coupled Device)电荷耦合元件，1969年由 美国贝尔实验室(Bell Labs)的维拉•波义耳(Willard S. Boyle)和乔治•史密斯(George E. Smith)所发明。 CCD它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光 线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。 CCD由许多排列整齐感光单位组成，通常以百万像素 为单位。当CCD表面受到光线照射时，每个感光单位 会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信 号加在一起，就构成了一幅完整的画面。 优点：成像质量高，响应快，灵敏度高 CMOS： （Complementary Metal-Oxide-Semiconductor） 互补金属氧化物半导体，CMOS上共存着带负电的N 极和带正电的 P极的半导体，这两个一正一负互补效 应所产生的电流即可被处理芯片纪录和转换成影像。 优点：输出速率快、耗电省、集成度高、成本低 像被感光元件捕捉转化为电信号，再由图像处理中心 转化为数字信号。 原理：光电效应，感光二极管（photodiode） 核心指标：像素数、感光元件尺寸、信噪比 回目录
4096 x 2160（电影行业） 3840×2160（电视行业） 2048 x 1080(电影行业)
英文简称
4K/UHD 4K/UHD 2K
中文简称
超高清 超高清
4K
1920×1080
1280×720 720×480（720×576） 640×480
1080P/FHD/Full-HD
720P/HD 480P/SD
视频基础知识
帧 一般来说，帧是影像常用的最小单位，简单的说就是组成一段视频的 一幅幅图片。帧的大小，其实就是视频分辨率的大小。
类型
电影
帧率/刷新率
24fps
电视（PAL）
电视（NTSC） 普通视频内容 一般液晶电视/显示器 电竞显示器/高级4K电视机
25fps
30fps 30fps 60Hz 120Hz
OTT TV
“Over The Top TV”的缩写 是指基于开放互联网传输的视频服务，强 调服务与物理网络的无关性 ARM架构 安卓系统（自主购买） 开放系统 可安装第三方应用 H.264/H.265解码 RJ45网口/WiFi 互联网公网（广域网） 无QoS 无（延时）电视直播 需互联网电视牌照 会员制收费 多屏互动 用户自主选择购买 牌照方+平台方内容 第三方应用丰富 小米盒子 天猫盒子 （互联网企业出品）
• 图像角度： 分辨率越高，图像越清晰，码率越高 帧率越高，图像越流畅，码率越高 • 声音角度： 采样率越高，声音越保真，码率越高 声道越多，声音越逼真，码率越高 • 编码器角度： 压缩技术越先进，压缩率越高，码率越低
*同ppi的情况下 ppi（pixels per inch）每英寸拥有的像素数，若ppi超过300，则人类肉眼无法分辨，即所 谓的视网膜屏。
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码率/比特率/带宽/网速/速率
以上所有名词其实都指的是同一个概念：单位时间传输或处理的信息量 1Bps(Byte Per Second)=8bps(b/s Bit Per Second) 1,000,000,000 bps=1,000,000Kbps=1000Mbps=1Gbps 1,000,000,000 Gbps=1,000,000Tbps=1000Pbps=1Ebps 影响影音文件码率的因素：
电视内容服务
中国网络电视台 上海广播电视台 浙江电视台和 杭州市广播电视台 广东广播电视台 湖南广播电视台 中国国际广播电台 中央人民广播电台 江苏电视台 国家新闻出版广电总局电影 卫星频道节目制作中心 湖北广播电视台 城市联合网络电视台 山东电视台 北京广播电视台 云南广播电视台 重庆网络广播电视台
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4K及分辨率
4k是特定分辨率数量的简称。分辨率达到4096 x 2160（电影）或3840×2160（电视），则可以称为4K。 超高清（Ultra-High Definition，UHD），4K电视和8K电视(分辨率为7680x4320)均为UHDTV，但一般UHD与4K可互换使用。
8K
分辨率
互动电视/交互电视：iTV（interactive television）能进行信息交互 的电视都可以叫互动电视（点播 回放 游戏 资讯等）。 （中国电信把IPTV和ITV都抢占成其具体产品的名称）
互联网电视：以互联网接入的，即IPTV 和 OTT TV
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名词概念-机顶盒
机顶盒：STB(Set Top Box )，从广义上说，凡是与电视机连接的网络终端设备都可称之为机顶盒，包括目前一些电视内置的OTT盒子。 目前各大厂商也推出了DVB+OTT，IPTV+OTT等产品。
服务特点
增值服务费 运营主体必须由广电控股
附加套餐 增值服务费
产品代表
华数非凡高清 歌华有线 (广电)
电信IPTV 联通IPTV 百视通盒子 （电信+广电）
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名词解释-互联网电视牌照：
集成业务服务
中国网络电视台（CNTV） 百视通（BesTV） 华数（Wasu） 南方传媒（SMC） 湖南电视台 中国国际广播电台（CRI） 中央人民广播电台（CNR）
全高清/蓝光（互联网）
高清/超清（互联网） 标清/高清（互联网） 显像管电视机分辨率 720P
1080P
480P
另外还有显示器和手机的各种分辨率格式和简称，在此不做介绍 真4K电视的必要条件： 1、屏幕4k 即3840x2160 2、解码芯片4K，支持H.265硬解码，HDMI 2.0传输 3、片源4K
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名词解释-业务相关名词
CA（CONDITIONAL ACCESS 条件接收） 该系统的任务是保证DVB业务仅被授权接收的用户所接收，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 被授权的用户能接收到加扰节目的用户管理系统 数字电视机顶盒的CA,实际上是数字电视系统的CA。CA是一种技 术手段,它只允许被授权的用户使用某一业务,未经授权的用户不能 使用这一业务。CA系统必须要解决两个问题：如何阻止用户接收 那些未经授权的节目和如何从用户处收费。 CAS （CONDITIONAL ACCESS SYSTEM与音效
声道(AudioChannel)： Monaural (单声道) 一个喇叭，AM广播就是单声道 Stereophonic(立体声) 左右两个声道，如一般耳机，FM广播 Surround Sound(环绕立体声) 2.1 环绕立体声 即立体声+低音炮 5.1环绕立体声 例如杜比数字技术，这是众多5.1环绕声中的典型代表。另外还有比如 DTS、SDDS等都属于5.1技术。5.1相对于4.1多了一个声道，位置排 列分别是前左、前右、中置 (Center Channel) 和两个 Surround Channel，外加一个低音喇叭。 7.1环绕立体声 7.1声道系统的作用简单来说就是在听者的周围建立起一套前后声场相 对平衡的声场,不同于 5.1声道声场的是,它在原有的基础上增加了后中 声场声道
帧速率/帧率/FPS(Frames Per Second) 即每一秒的播放中有多少张图片（帧）。影像会在眼睛中停留大约十 六分之一秒，也就是视频中只要每秒超过15帧，人眼就会认为画面是 连续不断。
刷新率（Hz） 刷新率就是屏幕每秒画面被刷新的次数（一般指电视和显示屏），是 一个硬件指标 帧率和刷新率其实均表示单位时间内画面变化的次数，只是一个从视 频内容角度，一个从硬件角度。帧率或刷新率越高，画面越流畅。
基础概念
互联网电视
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