數(shù)字電視技術及數(shù)字播出解決方案.doc

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1、數(shù)字電視技術及數(shù)字播出解決方案文：徐新學???時間：2008-7-1715:54:22宿州電視臺??????目前，我國廣播影視已進入科技發(fā)展的新階段，特別是數(shù)字技術的快速發(fā)展給廣播影視帶來了自誕生以來最大的一次技術變革，推動著廣播影視的升級換代和技術轉型。根據(jù)我國廣播電視數(shù)字化發(fā)展“三步走”的戰(zhàn)略規(guī)劃，2008年在全國推廣地面數(shù)字電視，2010年將全面實現(xiàn)地面數(shù)字電視播出，到2015年將停止模擬電視播出,目前已進入廣播電視數(shù)字化發(fā)展時代。學習數(shù)字電視技術，參與數(shù)字化的基本實踐，實現(xiàn)廣播影視系統(tǒng)由模擬向數(shù)字化的平穩(wěn)過渡，是全國

2、廣電系統(tǒng)肩負的歷史任。因而掌握數(shù)字電視信號的監(jiān)視和指標測量就成為工程技術人員新時期必須要具備的業(yè)務技能?！　∫弧?shù)字演播室編碼標準　　早在上世紀七十年代，英國廣播公司和索尼公司就分別展示了其各自開發(fā)的彩色數(shù)字錄像機，成為最早的數(shù)字電視產(chǎn)品，由此促成了電視信號模數(shù)轉換規(guī)范的產(chǎn)生。常規(guī)模擬電視首先變?yōu)閿?shù)字高清電視HDTV。為了在PAL、NTSC、SECAM三大制式之間確定共同的數(shù)字化參數(shù)，國際無線電咨詢委員會（CCIR）于1980提出了電視信號模數(shù)轉換標準，即稱為數(shù)字演播室標準的CCIR601，成為模擬電視向數(shù)字電視轉變過程中的

3、第一個標準規(guī)范，該標準與525/60和625/50掃描標準都兼容，并且是所有后來的分量數(shù)字開發(fā)的基礎。后來CCIR成為國際電信聯(lián)盟的無線電委員會，稱為ITU-R，相應的CCIR-601也改稱為ITU-R601。在該標準中，對采樣頻率、采樣格式、色彩空間轉換等都作了嚴格的規(guī)定，主要參數(shù)有：　?。?）采樣頻率　　根據(jù)奈奎斯特定理，對具有6MHz帶寬的亮度信號來說，抽樣頻率必須不小于其頻率的2倍，另外，為了保證信號的同步，采樣頻率也必須是行頻的整數(shù)倍，所以標準規(guī)定：fs=13.5MHz　?。?）采樣格式　　標準建議以4:2:2的采

4、樣格式,即亮度信號13.5MHz頻率采樣,兩個色差信號則用6.75MHz頻率采樣。即在每一行中Cb和Cr樣本與奇數(shù)Y樣本共位?！　?shù)字場中有效行的分配以能夠避免數(shù)字處理半行的方式排列，625/50信號兩個數(shù)字場中有效行的數(shù)目都是288，一幀的有效行是576而不是模擬信號的575行，場1數(shù)字消隱占24行，場2數(shù)字消隱占25行?！　∶啃袛?shù)字分量信號的取樣點數(shù)為:　?。?25/50制式）　　每行亮度取樣點=13.5MHz/15625Hz=864　　每行每個色差取樣點=6.75MHz/15625Hz=432（525/60制式）　　每

5、行亮度取樣點=13.5MHz/15734.266Hz=858　　每行每個色差取樣點?=6.75MHz/15734.266Hz=429　　CCIR建議兩種制式有效行的取樣點亮度信號取720個，兩個色差信號各取360個，即每個有效行包括720個亮度數(shù)據(jù)和720個色度數(shù)據(jù)（兩個色度各360個），這樣就統(tǒng)一了數(shù)字分量編碼標準，使三種制式便于轉換和統(tǒng)一。所以有效行亮度信號與兩個色差信號的取樣點之比也為4:2:2（720:360:360）。這就是數(shù)字分量編碼的4:2:2標準,也稱為4:2:2格式?！　。?）分辨率　　分辨率即是每幀圖像有

6、效行內的有效樣本數(shù)，CCIR601規(guī)定對所有的制式，其每一行的有效樣本點數(shù)為720個。由于不同的制式其有效行數(shù)不同，其分辨率也不同，分別為：　　PAL制和SECAM制為：720×576　　NTSC制為：720×480　　（4）數(shù)據(jù)量　　如果按4:2:2的格式采樣，10Bit量化時，數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為：　　13.5×10+6.75×10+6.75×10=270Mbps　　如果按4:2:2的格式采樣，8Bit量化時，數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為：　　13.5×8+6.75×8+6.75×8=216Mbps　?。?）數(shù)據(jù)時分復用　　經(jīng)量化、

7、編碼后的視頻數(shù)據(jù)字有3個樣本值，CCIR601規(guī)定進行多路復用后按27Mwords/s來傳遞,其中字按以下順序傳遞:Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y、Cr、Y…,其中前3個字涉及共位的亮度和色度樣本，以下字Y涉及僅亮度（單獨）樣本。每個有效行的第一個視頻數(shù)據(jù)字是Cb。　?。?）SDI（數(shù)字分量串行接口）技術　　SDI就是把數(shù)據(jù)字的各個比特以及相應的數(shù)據(jù)通過單一通道順序進行傳送的接口。由于串行數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率很高（270Mbps），在傳送前必須經(jīng)過處理，電影電視工程師協(xié)會建議用擾碼的不歸零倒相調制NRZI編碼技

8、術（遇1時翻轉，遇0時保持不變）來代替早期的分組編碼，確保在接收端可靠地恢復數(shù)據(jù)，其標準稱為SMPTE—259M。該標準包括含數(shù)字音頻在內的數(shù)字復合和數(shù)字分量信號。主要有以下四種：　　SMPTE259-A：143Mbps?NTSC數(shù)字復合　　SMPTE259-B：177Mbps?PAL數(shù)字