數字電視技術(shù)及其應用（二）

MPEG-2的圖像分辨率為720×480，立體聲與MPEG-1標準的音頻相兼容，主要用于壓縮活動(dòng)圖像。

3、H.261標準

H.261標準用于電視電話(huà)和電視會(huì )議的圖像壓縮編碼，以64kb/s的整數倍為傳輸速率，圖像分辨率及幀變更速率可調整，該標準不適用于廣播電視。

數字壓縮圖像和非壓縮圖像比較還是有一些缺點(diǎn)的，比如：1）數字壓縮圖像在高速度變化時(shí)，某些圖像信息會(huì )丟失。此外，數字壓縮圖像如果在傳輸中發(fā)生誤碼，接收端還原出來(lái)的圖像質(zhì)量要受很大影響，即存在壓縮編碼特有的誤碼擴散問(wèn)題。2）由于壓縮編碼取消了行、場(chǎng)消隱信號，這使得要利用行、場(chǎng)消隱期間來(lái)傳送信息的設備成為不可能。

八、數字視頻廣播標準

由于高清晰度電視（HDTV）的成本太高等因素，世界各國在實(shí)現HDTV之前，為了使數字視頻及其相關(guān)的交互式業(yè)務(wù)在世界范圍內統一，采取了廣播電視質(zhì)量介于模擬電視和HDTV之間的數字視頻廣播（DVB，Digital Video Broadcast）標準。這些標準由數字視頻音頻委員會(huì )（DAVIC）制訂，該組織是一個(gè)跨國界、跨行業(yè)的國際組織，已有300多個(gè)成員，遍布30多個(gè)國家。目前，基于DVB標準的各種數字視頻廣播系統已經(jīng)開(kāi)始在歐洲、美洲、亞洲、非洲和澳洲運營(yíng)，以后將進(jìn)入一個(gè)更加廣泛的實(shí)施、擴充階段。衛星、微波、有線(xiàn)電視和地面廣播等多種媒體都遵照數字視頻廣播標準，這對設備研制、生產(chǎn)、有線(xiàn)電視業(yè)者和用戶(hù)都很重要。比如合乎標準的數字用戶(hù)終端，將導致設備制造商和供應商的競爭，給用戶(hù)帶來(lái)價(jià)格和質(zhì)量上的好處?，F在，市場(chǎng)上已有Philips、NDS、ScintificAtlanta、Thomson等公司生產(chǎn)的DVB產(chǎn)品面世。

DVB標準的核心內容是在信源編碼、視音頻壓縮和復用部分采用了MPEG標準。而在信道編碼和調制部分制訂了一系列標準，采用RS（Reed Solomon，里德——索羅門(mén)）前向糾錯碼和卷積糾錯碼，根據不同的媒體選擇相應的調制方式和信道編碼。這些標準包括：

DVB-S：用于衛星電視廣播，采用11/12GHz頻段。

DVB-C：用于有線(xiàn)電視廣播。

DVB-PI：用于DVB與有線(xiàn)電視前端和SMATV前端接口。

DVB-T：用于地面開(kāi)路電視廣播。

DVB-TXT：用于數字電視圖文系統。

DVB-SI：用于服務(wù)信息系統。

DVB-MC：用于多點(diǎn)微波分配系統（MMDS），采用10GHz以下頻段。

DVB-IRDI：綜合接收解碼器（IRD）接口。

還有其他標準，例如DVB測試（DVB-M）、加擾和有條件接收接口（DVB-CA）。

DVB正在完善的標準包括交互式電視系統標準（DVB-I）、交互系統網(wǎng)絡(luò )協(xié)議（DVB-NIP）、交互系統中有線(xiàn)電視（CATV）和公共電話(huà)交換網(wǎng)（PSTN）和綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)（ISDN）的頻道標準、DVB和SDH及ATM的接口標準。

DVB標準不僅適用于現在的數字電視，將來(lái)還可用于高清晰度電視（HDTV），其比特率需達到60Mb/s。而低清晰度電視只需4Mb/s，標準清晰度電視為15Mb/s。

DVB系統如圖6所示，先采用MPEG-2數據壓縮方式實(shí)現電視圖像的頻帶壓縮，電視伴音則常常采用MPEG-1數據壓縮方式，然后根據DVB的信道編碼標準實(shí)現電視圖像信號的低誤碼率傳送。

圖6 數字電視廣播系統示意圖

MPEG-2編碼屬于信源編碼，它主要規定了數字信號的壓縮和復用。例如幀間和幀內運動(dòng)補償（去掉時(shí)間冗余）、離散余弦變換（組織信息內容）、可變長(cháng)游程編碼（去掉信息冗余）。

在復用方面規定了視頻、音頻數據流的復用方式、同步方式、數據包組成（188個(gè)字節）。

對于500線(xiàn)普通水平清晰度的電視圖像，如果采用一般的數字編碼，其采樣頻率和傳送碼速率如表4，如果采用MPEG-2壓縮編碼，壓縮比12-62時(shí)，碼速率僅為2-10Mb/s。

1、DVB-S衛星數字電視

衛星數字電視廣播的信源部分見(jiàn)圖7所示。多路音頻A、視頻V，或數據信號先經(jīng)過(guò)MPEG-2數字編碼壓縮器，將200Mb/s以上的速率壓縮到6Mb/s以下，多路被壓縮的MPEG-2數據流送入數字多路復用器混合，得到1路比6Mb/s高得多的MPEG-2數碼流，最后送入信道編碼部分。如果需要對電視節目加擾，可將電視加擾信號送入復用器。圖中的MPEG-2數字編碼壓縮器主要技術(shù)性能如下：

輸入信號 PAL（或NTSC ）復合模擬信號，視頻、音頻模擬信號；

分辨率 CCIR601到SIF；

寬高比 4：3，16：9；

比特率 1.5—15Mb/s，可變；

輸出 E-1、E-3、DS-3、OC-3、ATM可選，2個(gè)串行輸出口，1個(gè)并行輸出口。

數字多路復用器主要技術(shù)性能如下：

輸入信號 4路，RS232或RS422數據流（600—19200b/s），Ethernet碼流（2.1Mb/s）,電視加擾信號;

輸出 可與QPSK或QAM調制器連接，可再次送入復用器，有2個(gè)MPEG-2碼流輸出口，E-3、DS-3、OC-3、ATM可選。

圖7 DVB-S信源編碼方框圖

DVB-S衛星數字電視的信道編碼主要使用卷積碼、RS碼等編碼方式，調制方式為QPSK調制，輸出70MHz中頻，最后上變頻到衛星頻道，如圖8（a）所示。

圖8（b）是接收端的信道解碼方框圖，與圖8（a）相反，輸出的是MPEG-2數碼流。

接收衛星數字電視的綜合接收解碼器（IRD）由MPEG-2解碼器和信道解碼器組成，它必須同時(shí)合乎DVB-S標準和MPEG-2標準。