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数字电视系统概述现在学习的是第1页，共64页什么叫数字电视？其关键技术是什么？数字电视是从节目采集、编辑制作到信号的发送、传输和接收全部采用数字处理的全新电视系统。真正的数字电视必须使用下面三项关键技术：(1)对电视图像及伴音进行压缩编码的技术。将模拟电视信号数字化后其数码率很高，例如，对图像亮度信号与色差信号分别用13.5MHz及6.75MHz取样频率进行取样，用10位二进制数进行量化，其数码率达270Mb/s。而一个频带宽为8MHz模拟电视信道若只使用二进制调制方法只能传送小于16Mb/s的二进制数据流。因此必须想法去除图像信号中的多余信息，将数码率从270Mb/s压缩到能在一个信道中传送。这可采用图像与伴音的压缩编码方法实现。国际组织已经制定了许多压缩编码的国际标准，对图像进行压缩编码的标准有JPEG现在学习的是第2页，共64页什么叫数字电视？其关键技术是什么？（续）（静态图像压缩编码标准）、MPEG-2（运动图像压缩编码标准）等。对伴音进行压缩编码标准有MPEG伴音压缩编码标准、AC-3等。(2)纠错编码等信道编码技术。为了提高数字电视传输的可靠性，必须对数据码流进行纠错编码。纠错编码的方法很多，如里德所罗门码、卷积码、交织、格状编码调制等。(3)多进制数字调制技术。为了提高传输的频带利用率，可以采用多进制调制方法。如QPSK（四相相移键控）、QAM（正交幅度调制）、VSB（残留边带调制）等。现在学习的是第3页，共64页什么叫模拟电视信号？模拟电视信号是指信号在时间上是连续的，信号的幅度（电压或电流）变化也是连续的电视信号。例如摄像机输出的亮度信号Y是一个模拟电视信号，即它是个用模拟量电压或电流来表示的信号。若亮度信号电压高时表示图像亮，若亮度信号电压低时图像就暗。用电压或电流的高低来表示电视图像的亮暗的电视信号称为模拟电视信号。现在学习的是第4页，共64页数字电视与模拟电视比较有哪些优点？采用诸多先进技术后的真正的数字电视比以三大制式为代表的模拟电视有着突出的优点。主要的优点是：（1）在一个8MHz宽带的模拟频道内原来只能传送一个普通的模拟电视节目，采用数字电视后在原来一个模拟频道内可传送DVD质量的节目5至6个，每一个节目的质量要比模拟电视节目的质量高。或可以传送高清晰电视（HDTV）质量的节目1个或2个。电视频道的利用率大大提高。我国频道电视频道68个（不计增补频道），原来只能传68个电视节目，采用数字电视后就可以传输DVD质量的节目340至408个。现在学习的是第5页，共64页数字电视与模拟电视比较有哪些优点？（续）（2）电视节目传输的可靠性及电视节目质量均大为提高。在电视覆盖范围（如半径40公里范围）内，接收到的图像质量与演播室图像质量相当。（3）在同样的覆盖范围内，数字电视的发射功率要比模拟电视的发射功率小一个数量级。（4）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，可以方便地实现加密和解密，从而实现通信地隐秘性及收费业务，可实现与计算机网络及互联网等的互通互连。现在学习的是第6页，共64页典型的数字电视系统示意图信 道接 收 机调 制信道编码多路复用音 频 压 缩视 频 压 缩信 源 编 码视 频音 频辅 助 数 据控 制 数 据现在学习的是第7页，共64页为什么要进行电视图像的压缩编码？什么是MPEG压缩编码国际标准？在数字电视的关键技术中，我们已经了解到标准清晰电视图像数字化后其数码率远远大于频道的数码率，如果不进行数据压缩，不可能实现数据的传输。电视图像压缩编码的方法很多，其主要原理即为图像内相邻象素间、相邻行间及相邻帧间所具有的冗余度。国际组织制订了许多电视图像的压缩编码标准，用得最多得是运动图像压缩编码MPEG标准。MPEG标准得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。现在学习的是第8页，共64页什么是MPEG压缩编码国际标准？（续）MPEG是活动图像专家组（Moving Picture Expert Group）的缩写。MPEG标准主要有5个，即：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21。MPEG-1标准于1992年正式出版，其标题为“码率约为1.5Mb/s用于数字存储媒体活动图像及其伴音的编码”。MPEG-2编码标准于1994年公布，标准希望囊括数字电视、图像通信各个领域的编码标准。MPEG-2按压缩比大小的不同分成5个档次，每个档次按图像清晰度又分为4个级别。MPEG-4是基于内容的压缩编码标准。MPEG-7是“多媒体内容描述接口标准”。MPEG-21是有关多媒体框架的协议。现在学习的是第9页，共64页什么是电视音频的压缩编码？电视音频的压缩标准有几种？音频信号经过采样得到的数字信号码率很高，直接传输将占有很多带宽，所以需要对它进行压缩。现在的数字电视中主要有三种压缩标准，即MPEG、Dolby AC-3及AAC。MPEG-1可以支持立体声格式，MPEG-2、AC-3和AAC则可以支持多达6个声道（5.1声道），即左、右、中、左环绕、右环绕和超低音。现在学习的是第10页，共64页什么是数字电视的信道编码？信道编码是数字电视的关键技术之一，数字电视的信道也就是数字电视信号传输的通道，一般有地面广播信道、有线电视传输信道和卫星广播信道等几种。由于信道，尤其是无线信道中存在着各种干扰，如多经、衰落等，数据在传输时会造成失真和损失，从而在接收端，有些数据无法恢复，形成误码。为使数据在通道中可靠传输，尽量降低误码率，往往在发送端，采用编码技术，在传送的数据中以受控的方式引入冗余。而在接收端通过相应的解码，从冗余传输的信息中恢复出由信道损失的数据，从而降低误码率，提高数据在信道中的抗干扰能力。现在学习的是第11页，共64页什么是数字电视的信道编码？（续）数字电视常用的信道编码方法有RS码、卷积码、TCM编码以及交织等。一些新的编码方法，如Turbo码，也正在研究应用中。目前，数字电视传输一般采用外码加内码级联的信道编码方式，而且不同的调制方式采用不同的信道编码方法。如ATSC（VSB）采用RS作外码，再交织，然后是TCM编码调制；而DVB（COFDM）采用RS作外码，再交织，然后是卷积编码作为内码。现在学习的是第12页，共64页数字电视中的调制技术数字调制技术也是数字电视的关键技术之一。数字调制中，由时间上离散和幅度上离散的数字信号改变载波信号的某个参量，载波信号作相应的离散变化，被认为是受到键控的，所以数字调制信号也称为键控信号，高频载波可受到幅移键控ASK（Amplitude Shift Keying）、频移键控FSK（Frequency Shift Keying）或相移键控PSK（Phase Shift Keying）。这三种调制方式对应于模拟调制中的调幅、调频和调相。数字调制中，典型的调制信号是二进制的数字值。高频载波的调制效率可以用每赫（Hz）已调波带宽内可传输的数码率来标记。几种典型的调制技术QAM、QPSK、TCM、COFDM和VSB等现在学习的是第13页，共64页什么叫数字电视制式？数字电视制式是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前主要存在3种比较成熟的制式，即美国的ATSC（先进电视系统委员会）制式，欧洲的DVB（数字视频广播）制式和日本的ISDB（综合服务数字广播）制式。对其中的每一种制式，又可以分为卫星传输、电缆传输和地面传输3种不同的方式。无论哪一种制式，它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准，但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别，为了兼容性，它们的视频采样格式也存在差别，主要体现在行和列的分辨率及场频等。在数字电视信号的传输中，卫星传输一般采用QPSK调制技术，电缆传输一般采用QAM调制技术，但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大的差别。服务信息是指在数字电视中开展增值服务所用的数据现在学习的是第14页，共64页数字电视广播系统的构成信 道接 收 机调 制信道编码多路复用音 频 压 缩视 频 压 缩信 源 编 码视 频音 频辅 助 数 据控 制 数 据上图是数字电视广播系统方框图。该系统由信源编码、多路复用、信道编码、调制、信道和接收机等六部分组成。下面将分别对这几个方面进行一些介绍。现在学习的是第15页，共64页信源编码信源编码首先将输入的图像和伴音信号经A/D变换后变成适合数字系统处理和传输的数字信号，接着将数字信号按信息的统计特性进行变换，以减少信号的冗余度，提高信号传输的效率，即在保证传输质量的前提下，用尽可能少的数字信号来表示信息。信源编码是压缩信号带宽的编码，压缩后单位时间、单位频带内传输的信息量将增大。现在学习的是第16页，共64页视频压缩的基本原理视频压缩的基本原理视频信号压缩的可能性视频数据中存在着大量的冗余，即图像的各像素数据之间存在极强的相关性。利用这些相关性，一部分像素的数据可以由另一部分像素的数据推导出来，结果视频数据量能极大地压缩，有利于传输和存储。视频数据主要存在以下形式的冗余。现在学习的是第17页，共64页1.空间冗余 视频图像在水平方向相邻像素之间、垂直方向相邻像素之间的变化一般都很小，存在着极强的空间相关性。特别是同一景物各点的灰度和颜色之间往往存在着空间连贯性，从而产生了空间冗余，常称为帧内相关性。现在学习的是第18页，共64页2.时间冗余 在相邻场或相邻帧的对应像素之间，亮度和色度信息存在着极强的相关性。当前帧图像往往具有与前、后两帧图像相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同，对大多数像素来说，亮度和色度信息是基本相同的，称为帧间相关性或时间相关性。现在学习的是第19页，共64页3.结构冗余 在有些图像的纹理区，图像的像素值存在着明显的分布模式。如方格状的地板图案等。已知分布模式，可以通过某一过程生成图像，称为结构冗余。4.知识冗余 有些图像与某些知识有相当大的相关性。如人脸的图像有固定的结构，嘴的上方有鼻子，鼻子的上方有眼睛，鼻子位于脸部图像的中线上。这类规律性的结构可由先验知识得到，此类冗余称为知识冗余。现在学习的是第20页，共64页5.视觉冗余 人眼具有视觉非均匀特性，对视觉不敏感的信息可以适当地舍弃。在记录原始的图像数据时，通常假定视觉系统是线性的和均匀的，对视觉敏感和不敏感的部分同等对待，从而产生了比理想编码(即把视觉敏感和不敏感的部分区分开来编码)更多的数据，这就是视觉冗余。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。现在学习的是第21页，共64页视频信号的数字化 模拟电视信号(包括视频和音频)通过取样、量化后编码为二进制数字信号的过程称为模数变换(AD变换)或脉冲编码调制(PCM，Pulse Coding Modulation)，所得到的信号也称为PCM信号，其过程可用图1(a)表示。若取样频率等于fs、用n比特量化，则PCM信号的码率为nfs(比特s)。PCM编码既可以对彩色全电视信号直接进行，也可以对亮度信号和两个色差信号分别进行，前者称为全信号编码，后者称为分量编码。现在学习的是第22页，共64页PCM信号经解码和插入滤波恢复为模拟信号，如图1(b)所示，解码是编码的逆过程，插入滤波是把解码后的信号插补为平滑、连续的模拟信号。这两个步骤合称为数模变换（DA变换）或PCM解码。现在学习的是第23页，共64页PCM信 号取 样模 拟 电 视 信 号取 样 脉 冲量 化编 码解 码插 入 滤 波PCM信 号模 拟 电 视 信 号(a)(b)图 1 电视信号的数字化和复原 (a)A/D变换；(b)D/A变换现在学习的是第24页，共64页1.奈奎斯特取样定理 理想取样时，只要取样频率大于或等于模拟信号中最高频率的两倍，就可以不失真地恢复模拟信号，称为奈奎斯特取样定理。模拟信号中最高频率的两倍称为折叠频率。2.亚奈奎斯特取样 按取样定理，若取样频率fs小于模拟信号最高频率fmax的2倍会产生混叠失真，但若巧妙地选择取样频率，令取样后频谱中的混叠分量落在色度分量和亮度分量之间，就可用梳状滤波器去掉混叠成分。现在学习的是第25页，共64页3.均匀量化和非均匀量化 在输入信号的动态范围内，量化间隔幅度都相等的量化称为均匀量化或线性量化。对于量化间距固定的均匀量化，信噪比随输入信号幅度的增加而增加，在强信号时固然可把噪波淹没掉，在弱信号时，噪波的干扰就十分显著。为改善弱信号时的信噪比，量化间距应随输入信号幅度而变化，大信号时进行粗量化，小信号时进行细量化，也就是采用非均匀量化(或称非线性量化)。现在学习的是第26页，共64页ITU-R BT.601分量数字系统 数字视频信号是将模拟视频信号经过取样、量化和编码后形成的。模拟电视有PAL、NTSC等制式，必然会形成不同制式的数字视频信号，不便于国际数字视频信号的互通。1982年10月,国际无线电咨询委员会(CCIR，Consultative Committee for International Radio)通过了第一个关于演播室彩色电视信号数字编码的建议，1993年变更为ITU-R(国际电联无线电通信部分，International Telecommunications Union-Radio communications Sector)BT.601分量数字系统建议。现在学习的是第27页，共64页 BT.601建议采用了对亮度信号和两个色差信号分别编码的分量编码方式，对不同制式的信号采用相同的取样频率13.5 MHz，与任何制式的彩色副载波频率无关，对亮度信号Y的取样频率为13.5 MHz。由于色度信号的带宽远比亮度信号的带宽窄，对色度信号U和V的取样频率为6.75 MHz。每个数字有效行分别有720个亮度取样点和3602个色差信号取样点。对每个分量的取样点都是均匀量化，对每个取样进行8比特精度的PCM编码。现在学习的是第28页，共64页这几个参数对525行、60场秒和625行50场秒的制式都是相同的。有效取样点是指只有行、场扫描正程的样点有效，逆程的样点不在PCM编码的范围内。因为在数字化的视频信号中，不再需要行、场同步信号和消隐信号，只要有行、场(帧)的起始位置即可。例如，对于PAL制，传输所有的样点数据，大约需要200 Mbs的传输速率，传输有效样点只需要160 Mbs左右的速率。色度信号的取样率是亮度信号取样率的一半，常称作4 2 2格式，可以理解为每一行里的Y、U、V的样点数之比为4 2 2。现在学习的是第29页，共64页压缩编码技术熵编码 熵编码(Entropy Coding)是一类无损编码，因编码后的平均码长接近信源的熵而得名。熵编码多用可变字长编码(VLC，Variable Length Coding)实现。其基本原理是对信源中出现概率大的符号赋以短码，对出现概率小的符号赋以长码，从而在统计上获得较短的平均码长。所编的码应是即时可译码，某一个码不会是另一个码的前缀，各个码之间无需附加信息便可自然分开。现在学习的是第30页，共64页霍夫曼(Huffman)编码 霍夫曼（Huffman）编码是一种可变长编码,编码方法如图2所示。(1)将输入信号符号以出现概率由大至小为序排成一列。(2)将两处最小概率的符号相加合成为一个新概率，再按出现概率的大小排序。(3)重复步骤(2)，直至最终只剩两个概率。(4)编码从最后一步出发逐步向前进行，概率大的符号赋予“0”码，另一个概率赋予“1”码，直至到达最初的概率排列为止。现在学习的是第31页，共64页输入电平概率L1L2L3L4L5L60.40.30.10.10.060.040.40.30.10.10.1“0”“1”“0”“1”0.40.30.20.1“0”“1”0.40.30.3“0”“1”0.60.4“0”“1”编码10001101000101001011图 2 霍夫曼(Huffman)编码现在学习的是第32页，共64页其他使用比较多的熵编码1、算术编码Huffman编码的每个代码都要使用一个整数位，因此它的效率较低。与其相比，算术编码并不为每个符号产生一个单独的代码，而是使整条信息公用一个代码，增加到信息上的每个新符号都递增地修改输出代码。2、游程编码游程编码RLC（Run Length Coding）是一种简单地压缩方法，它将数据流中连续出现地字符用单一地记号来表示。游程编码地压缩率不高，但编码、解码地速度快，因而仍得到了广泛的应用，特别是在变换编码及进行Z字形扫描后，再进行游程编码，会有很好的效果。现在学习的是第33页，共64页预测编码和变换编码 1.DPCM原理 基于图像的统计特性进行数据压缩的基本方法就是预测编码。它是利用图像信号的空间或时间相关性，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。目前用得较多的是线性预测方法，全称为差值脉冲编码调制(DPCM，Differential Pulse Code Modulation)，简称为DPCM。现在学习的是第34页，共64页利用帧内相关性(像素间、行间的相关)的DPCM称为帧内预测编码。如果对亮度信号和两个色差信号分别进行DPCM编码，对亮度信号采用较高的取样率和较多位数编码，对色差信号用较低的取样率和较少位数编码，构成时分复合信号后再进行DPCM编码，这样做使总码率更低。现在学习的是第35页，共64页利用帧间相关性(邻近帧的时间相关性)的DPCM被称为帧间预测编码，因帧间相关性大于帧内相关性，其编码效率更高。若把这两种DPCM组合起来，再配上变字长编码技术，能取得较好的压缩效果。DPCM是图像编码技术中研究得最早，且应用最广的一种方法，它的一个重要的特点是算法简单，易于硬件实现。图3（a）是它的示意图，编码单元主要包括线性预测器和量化器两部分。现在学习的是第36页，共64页编码器的输出不是图像像素的样值f(m，n)，而是该样值与预测值g(m，n)之间的差值，即预测误差e(m，n)的量化值E(m，n)。根据图像信号统计特性的分析，给出一组恰当的预测系数，使预测误差主要分布在“0”附近，经非均匀量化，采用较少的量化分层，图像数据得到压缩。而量化噪声又不易被人眼所觉察，图像的主观质量并不明显下降。图3（b）是DPCM解码器，其原理和编码器刚好相反。现在学习的是第37页，共64页量化器反量化器预测器f(m,n)e(m,n)E(m,n)g(m,n)反量化器预测器E(m,n)f(m,n)g(m,n)(a)(b)图-3 DPCM原理(a)DPCM编码器；(b)DPCM解码器 现在学习的是第38页，共64页2.变换编码原理 图像变换编码是将空间域里描述的图像，经过某种变换(如傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换等)在变换域中进行描述。这样可以将图像能量在空间域的分散分布变为在变换域的相对集中分布，便于用“Z”(zig-zag)字形扫描、自适应量化、变长编码等进一步处理，完成对图像信息的有效压缩。典型的变换编码有离散余弦变化（DCT）DCT也有快速算法，FDCT，在图像编码的应用中，大都采用二维DCT现在学习的是第39页，共64页混合编码混合编码是近年来广泛采用的方法，这种方法充分利用各种单一压缩方法的长处，以期在压缩比和效率之间取得最佳的平衡。如广泛流行的JPEG和MPEG压缩方法都是典型的混合编码方案。现在学习的是第40页，共64页静止图像压缩静止图像压缩静止图像是指内容不变的图像，也可能是不活动场景图像或活动场景图像在某一瞬时的“冻结”图像。静止图像编码是指对单幅图像的编码。静止图像用于传送文件、模型、图片和现场的实况监视图像。实况监视每隔一定时间间隔更换一幅新的图像，可以不连续地看到现场的情况，是一种准实时的监视。静止图像的主要编码方法是DPCM和变换编码，由于小波变换编码在静止图像的压缩中取得了重大进展，在新标准JPEG2000和MPEG-4中均采用小波变换编码。现在学习的是第41页，共64页活动图像编码活动图像编码活动图像的压缩编码利用每幅图像内部的相关性进行帧内压缩编码，有变换编码和预测编码两种基本类型；还利用相邻帧之间的相关性进行帧间压缩编码，主要是运动补偿预测和混合编码。混合编码是变换编码和预测编码相结合的编码方法。MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4标准都采用了混合编码方案。现在学习的是第42页，共64页信道摄像A/D帧存储器编 码调制解 调缓冲存储 器缓冲存储 器解 码帧存储 器D/A显 示图-4 活动图像数字传输系统现在学习的是第43页，共64页图像编码分为下面几个应用层次（1）标准数字电视：图像分辨率为720 576，采用MPEG-2标准。（2）会议电视：图像分辨率为352 288，采用ITU-H.261标准。（3）数字影碟机等：图像分辨率352 288，国际标准为MPEG-1。（4）可视点话：图像分辨率176 144，采用ITU-H.263标准。（5）高清晰度电视：图像分辨率1920 1080，具有两倍于现有标准的水平和垂直清晰度，采用MPEG-2标准，码率约为20Mb/s现在学习的是第44页，共64页音频压缩技术根据统计分析，音频信号中存在着多种时域冗余和频域冗余，可以将其进行压缩。根据人耳的听觉特性，也能对其进行压缩。两种音频编码标准：（1）MUSICAM：编码叫做掩蔽型自适应通用子频带综合编码与复用。MUSICAM不仅采用了子带编码、变换编码等频域措施，而且还充分利用了人耳的听觉特性。（2）AC-3：美国高级电视制式委员会（ATSC）规定，电视伴音压缩标准是杜比实验室开发的AC-3系统。该系统的音效为高保真立体环绕声。目前市场流行的称为“家庭影院”的音响系统多数采用此标准。现在学习的是第45页，共64页多路复用多路复用分为节目复用和系统复用两种。前者是将一路数字电视节目的视频、音频和数据等各种媒体流按照一定的方法时分复用成一个单一的数据流。后者是将各路数字电视节目的数据流进行再复用，实现节目间的动态带宽分配，并提供各种增值业务。现在学习的是第46页，共64页节目复用1、PES包 MPEG-2的结构可分为压缩层和系统层。一路节目的视频、音频及其它辅助数据经过数字化后，通过压缩层完成信源压缩编码，分别形成视频、音频和其它辅助数据的基本流ES（Elementary Stream）。接着，系统层将不同的基本流分别加包头打包为PES包。PES又称为分组基本码流。2、TS包 为了进行多路数字节目流的复用和有效传输，又将PES包作为负载分别插入传送流TS（Transport Stream）包中。现在学习的是第47页，共64页系统复用在实际的通信系统中，一路常规的模拟电视信道中可传送多路数字电视节目，在调制之前要将多路节目的TS流进行再复用，实现节目间的动态带宽分配，提高各种增值业务，以适合传输的需要。这种多路节目的复用常称为系统复用。视频PES音频PES辅助数据PES增值业务数据PES节目复用1TS1节目复用4TS4系统复用PSI和SI数据TS，包含PAT，PID0增值业务数据TS信道编码节目复用和系统复用示意图现在学习的是第48页，共64页信道编码信道编码的作用：大家知道，在信源编码处理中是将演播室给出的图像信号数据流中的空间信息冗余和时间信息冗余大量删除，从而降低了总的数据率，提高了信息量效率。另一方面，经信源编码的去冗余而提高信源的信息熵后，数字信号的抗干扰能力明显下降，很容易受到传输通道中引入的噪声，多经反射和衰落等的影响而造成接收端发生程度不同的误码，也就是说，快速传输与可靠传输是相互矛盾的。于是，在信源编码基础上为了提高整个系统的抗干扰能力，又需要在载波调制之前对数字基带信号进行某种编码，这就是信道编码。现在学习的是第49页，共64页总体上看，信道编码一般有下列要求：（1）增加尽可能少的数据率而可获得较强的检错和纠错能力，即编码率高，抗干扰能力强；（2）对数字信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输的数字信号内容没有任何限制；（3）传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性；（4）编码信号内包含有正确的数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确地解码；（5）编码地数字信号具有适当地电平范围；（6）发生误码时，误码地扩散蔓延小。最主要的概括为两点。其一，附加一些数据信息以实现最大的检错检错能力；其二，数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特性，以求信号能量传输时损失最小。现在学习的是第50页，共64页差错控制编码要消除误码造成接收端获得的信息发生差错的影响，需要在信道编码中实施差错控制，以使得出现误码时接收端能够检知并予以纠正，这就是差错控制编码。为了能判断发送的信息是否有误，可以在发送时增加必要的附近数据。又为了能纠正一定程度的错误，就需要增加更多的附加数据。这些附加数据在不发生误码的情况下，是完全多余的，但若发生误码，便可利用信息数据与附加数据之间特定的关系实现误码检知和误码纠正，就就是差错控制编码的基本原理。换言之，为使信源代码具有检错纠错的能力，应按一定规则在信源编码数据的基础上增加一些冗余（又称监督码或检验码），使监督码元与信息码元之间建立一种确定的关系，发送端完成这项任务的过程就称为差错控制编码。现在学习的是第51页，共64页差错控制编码的方式随着数字通信技术的发展，已研究开发出建立在不同的数学模型基础上的多种差错控制编码方式。他们具有各种各样的检错和纠错特性，适用于不同的场合，总体上有以下三种方式。1、反馈重发（ARQ，自动重发请求）方式；2、前向纠错（FEC）方式；3、混和纠错（HEC）方式；现在学习的是第52页，共64页纠错码随机误码纠错码突发误码纠错码分组码卷积码分组码交织码线性码非线性码系统卷积码非系统卷积码比特交织码字节交织码循环码非循环码BCH码RS码奇偶校验码汉明码图5、纠错码的分类现在学习的是第53页，共64页数字调制技术信道编码后的数据信号除了一般的基带传输方式外，要做长距离的传送、发射时，必须通过调制措施对高频载波进行特定方式的调制后以已调波向外传输。数字调制中，由时间上离散和幅度上离散的数字信号改变载波信号的某个参量，使载波信号作相应的离散变化。高频载波可受到幅移键控ASK、频移键控FSK或相移键控PSK。这三种调制方式对应于模拟调制中的调幅、调频和调相。现在学习的是第54页，共64页1、正交幅度调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation）：正交幅度调制也称正交幅移键控。这种键控由两路数字基带信号对正交的两个载波调制合成而得到的。2、四相相移键控QPSK（Quaternary Phase Shift Keying）：在QPSK中，数字序列相继两个码元的4种组合对应4各不同相位的正弦载波。3、网格编码调制TCM（Trellis Code Modulation）：网格编码调制将纠错编码和调制作为一个整体来考虑。4、残留边带VSB（Vestigial SideBand）调制，就是用调幅信号抑制载波，并且两个边带信号中一个边带几乎完全通过而另一个只有少量残留部分通过。现在学习的是第55页，共64页数字电视的接收数字电视的接收数字电视接收机有卫星、有线和地面广播三种不同的类型，适用于不同的传输信道。它们在系统的视频、音频和数据的解复用方面和信源解码方面都是相同的，都遵循MPEG-2 系统标准(ISOIEC 13818-1)、MPEG-2视频标准(ISOIEC 13818-2)和MPEG-2音频标准(ISOIEC 13818-3)。（ATSC的音频为Dolby AC-3多声道环绕声方案）。三种数字电视信号接收机的主要区别是在信道解码和解调方面。现在学习的是第56页，共64页D/A处 理 器 和 I/O接 口视 频 解 码模 拟 视 频 信 号MPEG解 复 用音 频 解 码D/ATS流模 拟 音 频 信 号ROM、RAM频 道 选 择去 调 谐 器来 自 解 调信 道 解 码数字电视接收机的解复用解码方框图现在学习的是第57页，共64页数字电视机顶盒 机顶盒(STB，Set Top Box)是指电视机顶端或内部的一种终端装置。在当前模拟电视与数字电视共存的阶段，千家万户已经拥有的模拟电视机不能直接用来接收数字电视节目，机顶盒是充当数字电视与模拟电视机之间的桥梁。有线电视机顶盒的作用就是接收有线数字电视网络中传送的数字电视信号，经高频调谐器接收，后经QAM解调、MPEG-2解码后输出Y、U、V或R、G、B分量电视信号。现在学习的是第58页，共64页数字电视的发展数字电视发展概况卫星和有线电视广播的基本传输体制已确定，世界技术先进国家在系统设计和芯片开发上已有相当的技术积累，其相关市场应用和产品也极为丰富。数字摄录设备、演播室视音频节目制作和控制设备，数字调制、解调器、视频处理系统、数字视音频系统、HDTVSDTV测试仪表、数字传输设备、数字通信、电视及广播发射机，卫星收发与天线系统、网络系统和各种类型的机顶盒等数字电视技术设备基本成熟，正在等待商机占领世界各地的市场。现在学习的是第59页，共64页欧洲的数字电视以标准清晰度(SDTV)为主，通过卫星、有线电视和地面无线传播。有线电视网在各个国家均已普及，用户收看效果很好，图像声音及色彩均可达到优良等级。山区以卫星接收为主，图像效果也很好。地面广播已经组成几十个电视台的地面广播电视网。据统计，欧洲的SDTV的普及地区约为70%。在接收方式上多以机顶盒为主，从有线网或卫星接收，把数字电视节目再转换成模拟信号接到家用电视上，SDTV的机顶盒已达到年销量200万台。现在学习的是第60页，共64页美国现在已有150家电视台播送SDTVHDTV电视节目，主要以地面开路广播为主，其中NBC-4台发射功率为8 kW(峰值功率为220 kW)，每天8 00-18 00播出1套HDTV节目。在华盛顿有6个数字电视台，巴尔的摩有两个台，在纽约有两个有线电视台传输数字电视节目。现有广播覆盖了75%地区，接收机年销售量在100万台以上。现在学习的是第61页，共64页我国数字电视发展情况 20世纪80年代末我国进行了高清晰度电视软课题的研究，“八五”期间实施了高清晰度电视攻关项目，国家计委、原电子工业部、原广电部和国家自然科学基金会都曾立项进行了高清晰度电视的攻关。在“九五”期间开发了高清晰度数字电视功能样机系统。1998年10月成立了由国家计委牵头，由6个部委参加的数字电视领导小组。1998年11月由15个以上的企业、研究所参加成立了数字电视产业联盟，为迎接国庆50周年研制了高清晰度数字电视发射机、机顶盒和显示器，1999年在国庆50周年时成功地进行了高清晰度数字电视转播。现在学习的是第62页，共64页2001年3月，国家计委在深圳召开了国家数字电视专项工作会议，通过交流和探讨，认为中国已掌握了数字电视的关键技术，并决定在北京、上海、深圳3个城市搞数字电视实验区；针对国内提出的数字电视地面传输方案进行征集，并在2001年4月30日前征集到5个地面传输方案提案，在2001年10月对各方案样机进行了测试。现在学习的是第63页，共64页未来中国数字电视发展将分为下面几个阶段：2005年全国14的电视台将发射和传输数字电视信号；2008年数字高清晰度电视将在国内主要城市普及和商用播出；2010年计划全面实现数字电视广播；2015年停止模拟电视广播，中国电视广播全数字化。现在学习的是第64页，共64页