數(shù)字電視課程總結(jié)報告

數(shù)字電視總結(jié)報告

姓名:班級:學(xué)號:1.數(shù)字電視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成

一套完整的數(shù)字電視系統(tǒng)由三個部分組成：數(shù)字電視前端系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶終端系統(tǒng)。核心技術(shù)系統(tǒng)由信源編解碼、復(fù)用和解復(fù)用、信道編解碼、調(diào)制和解調(diào)、信道和顯示器等六部分組成。

數(shù)字廣播電視前端系統(tǒng)可分成四部分：信源部分、處理部分、傳輸部分和管理部分。1、信源部分，主要用來產(chǎn)生各種電視節(jié)目和數(shù)據(jù)信息，其來源包括衛(wèi)星接收、電信接收、自制節(jié)目和互聯(lián)網(wǎng)等，其主要設(shè)備包括數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、視頻服務(wù)器、MPEG-2編碼器、節(jié)目采編工作站、信息服務(wù)器、信息采編工作站等。2、處理部分，主要是對各種數(shù)字信號進(jìn)行處理，通過這些處理使系統(tǒng)提供的附加服務(wù)具有多樣性和靈活性，并使廣播電視運營商能方便地控制各種設(shè)備，其主要包括傳輸流處理器、傳輸流復(fù)用器、條件接收系統(tǒng)等。3、傳輸部分，主要是進(jìn)行信道編碼調(diào)制，針對不同的傳輸媒體采用不同的調(diào)制方式，如QAM、QPSK等調(diào)制方式。4、管理部分。是控制復(fù)雜化的數(shù)字前端的關(guān)鍵，要滿足差錯管理、設(shè)置管理、性能管理、安全性管理和用戶管理等網(wǎng)絡(luò)運行的基本要求。傳輸網(wǎng)絡(luò)一般由HFC網(wǎng)絡(luò)（負(fù)責(zé)傳輸節(jié)目流）和IP網(wǎng)絡(luò)（家庭里多用ADSL，用于回傳控制指令）構(gòu)成。終端負(fù)責(zé)解出節(jié)目流，還原音視頻信號到電視里，并負(fù)責(zé)完成相應(yīng)的認(rèn)證。電視臺的節(jié)目在前端由光調(diào)制后先通過HFC網(wǎng)絡(luò)的骨干光纖環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)诫p向同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，然后傳輸?shù)接脩魴C(jī)頂盒，而用戶的上行信息也通過HFC網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定頻段上傳到前端進(jìn)行解調(diào)。

信源編解碼是對視頻、音頻、數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼，目的是為提高數(shù)字通信傳輸效率而采取的措施，通過各種編碼盡可能地去除信號中的冗余信息，以降低傳輸速率和減少傳輸頻帶寬度。復(fù)用是將視頻、音頻和數(shù)據(jù)等各種媒體流按照一定的方法復(fù)用成一個節(jié)目的數(shù)據(jù)流，將多個節(jié)目的數(shù)據(jù)流再復(fù)用成單一的數(shù)據(jù)流的過程。接收端得解復(fù)用過程與發(fā)送端得復(fù)用相反，目的是使傳輸?shù)碾娨暪?jié)目數(shù)據(jù)包具備可擴(kuò)展性、分級性和交互性。信道編解碼是為提高數(shù)字通信傳輸?shù)目煽啃远�采取的措施。調(diào)制解調(diào)是指為提高頻譜利用率，把寬帶的基帶數(shù)字信號變換成窄帶的高頻載波信號的過程。信道有衛(wèi)星廣播、有線電視和地面廣播信道等。電視接收機(jī)包括解調(diào)、信道解碼、解復(fù)用、視音頻解壓縮和顯示格式轉(zhuǎn)換等。

2.模擬電視接收機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成

模擬電視接收機(jī)俗稱機(jī)頂盒。由硬件和軟件組成，分為4層:硬件、底層軟件、中間件和應(yīng)用軟件。硬件是數(shù)字電視機(jī)頂盒的硬件平臺，主要實現(xiàn)音視頻的解碼。而電視節(jié)目內(nèi)容重現(xiàn)、操作界面與數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)實現(xiàn)，以及機(jī)頂盒和Internet互聯(lián)等都需要軟件來實現(xiàn)。

從信號處理和應(yīng)用操作上看，數(shù)字機(jī)頂盒包含以下層次：

（1）物理層和鏈接層：包括高頻調(diào)諧器、信道解調(diào)（QPSK、QAM、OFDM、VSB解調(diào)）、信道解碼（卷積解碼、去交織、RS解碼和能量擴(kuò)散）；

（2）傳輸層：包括解復(fù)用，把傳輸流分成視頻、音頻和數(shù)據(jù)包；（3）節(jié)目層：信源解碼：包括MPEG-2視頻解碼，MPEG/AC-3音頻解碼；

（4）用戶層：包括服務(wù)信息、電子節(jié)目指南、圖形用戶界面(GUl)、瀏覽器、遙控、條件接收和數(shù)據(jù)解碼；

（5）輸出接口：包括模擬視音頻接口、數(shù)字視音頻接口、數(shù)據(jù)接口、鍵盤和鼠標(biāo)等。

數(shù)字電視機(jī)頂盒硬件由網(wǎng)絡(luò)接口模塊，傳輸流解復(fù)用器，條件接收模塊，視音頻解碼器和后處理，嵌入式CPU存儲器模塊和接口電路組成。軟件系統(tǒng)則由底層軟件，中間件和應(yīng)用軟件組成。

3.掃描方式

顯示器的掃描方式分為“逐行掃描”和“隔行掃描”兩種。逐行掃描比隔行掃描擁有列穩(wěn)定顯示效果。早期的顯示器因為成本所限，使用逐行掃描方式的產(chǎn)品要比隔行掃描的貴許多，但隨著技術(shù)進(jìn)步，隔行掃描顯示器現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰。但是我國的家用電視仍然采用隔行掃描方式。我國將在201*年全面實施模擬數(shù)字化電視結(jié)束模擬廣播電視。

4.數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)

AVS（AudioVideocodingStandard）標(biāo)準(zhǔn)是《信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼》系列標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，是我國具備自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)，也是數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)的共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。顧名思義，“信源”是信息的“源頭”，信源編碼技術(shù)解決的重點問題是數(shù)字音視頻海量數(shù)據(jù)（即初始數(shù)據(jù)、信源）的編碼壓縮問題，故也稱數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)。顯而易見，它是其后數(shù)字信息傳輸、存儲、播放

等環(huán)節(jié)的前提，因此是數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)的共性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。AVS標(biāo)準(zhǔn)三大特點為：

（1）我國牽頭制定的、技術(shù)先進(jìn)的第二代信源編碼標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)；（2）領(lǐng)導(dǎo)國際潮流的專利池管理方案，完備的標(biāo)準(zhǔn)工作組法律文件自主；

（3）制定過程開放、國際化開放。

AVS將在標(biāo)準(zhǔn)工作組的基礎(chǔ)上，聯(lián)合家電、IT、廣電、電信、音響等領(lǐng)域的芯片、軟件、整機(jī)、媒體運營方面的強(qiáng)勢企業(yè)，共同打造中國數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)的光輝未來。AVS作為中國無線數(shù)字電視DMB-TH傳輸系統(tǒng)的解編碼芯片組被強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)融入機(jī)頂盒以及其他數(shù)碼產(chǎn)品中。今后所有中國無線數(shù)字電視必須符合該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接收傳輸。大大的提高了我國政府對電視產(chǎn)業(yè)的自主權(quán)。

5.H.261與MPEG1的區(qū)別

首先H.261是第一個使用的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計相當(dāng)成功。之后的視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)基本上都是基于該標(biāo)準(zhǔn)相同的設(shè)計框架，MPEG1就是基于H.261的框架。

H.261標(biāo)準(zhǔn)是一種用于雙向通信的ITU標(biāo)準(zhǔn)，主要用于在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN上傳輸電視電話會議等低碼率的多媒體領(lǐng)域。采用p×64kbit/s的聲像業(yè)務(wù)的圖像編解碼，其中p=1,2,…，32，為實現(xiàn)低成本，只用Y、U、V為4∶2∶0的一種格式。幀格式有兩種，CIF（352288）和QCIF（176144）。采用基于運動補(bǔ)償?shù)膸�間預(yù)測和對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8共64個像素的DCT（設(shè)置自適應(yīng)量化器；再采用Huffman或算術(shù)變字長編碼（VCL）實現(xiàn)熵編碼。圖像輸入以宏塊MB為單位輸入，MB中包含亮度信號Y的4個8×8像素方塊，色度信號Cb、Cr的各一個8×8像素方塊，共6個8×8像素方塊。幀內(nèi)幀I圖像采用幀內(nèi)編碼，不參考其它圖像幀而只用本幀信息進(jìn)行編碼。

MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)主要是針對活動圖像及相應(yīng)聲音及數(shù)字存儲媒體的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。用于高至1.5Mb/s的數(shù)字存儲媒體的活動圖像和相應(yīng)的音頻編碼。基本目標(biāo)是將活動的視頻圖像及伴音壓縮編碼處理成一個既包括視頻又含音頻信息的復(fù)合二進(jìn)制比特流，同時保持圖像和聲音的同步，壓縮比可高達(dá)200：1，相當(dāng)VHS畫質(zhì)。MPEG-1視頻編碼算法對H.261的重要改進(jìn)，增加了B圖像幀（雙向預(yù)測編碼圖像）和圖像組的概念。

MPEG1的數(shù)據(jù)層包括：圖像序列層（VideoSequencelayer），圖像組層（GroupofPicture），圖像層（Picture），宏塊條/片層（Slice），宏塊層（Macroblock），塊層（Blocklayer）。解碼器系統(tǒng)是經(jīng)E1信道接收到的遠(yuǎn)端信號，通過HDB解碼和位定時提取電路。產(chǎn)生時鐘信號并變?yōu)橄鄳?yīng)的NRZ碼。該時鐘和NRZ碼進(jìn)入可編程專用芯片，進(jìn)行帶有前后方保護(hù)電路的同步檢測及提取后，在時序電路的控制下，通過去交織和RS糾錯解碼恢復(fù)MPEG系統(tǒng)數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流經(jīng)過包頭檢測及MPEG1數(shù)據(jù)格式交換，到達(dá)MPEG1的視音頻解碼單元。經(jīng)解碼最后輸出一路模擬視頻信號和兩路音頻信號。

6.數(shù)字機(jī)頂盒信號的接收

MPEG傳輸流中傳輸?shù)呐c控制字相關(guān)兩個數(shù)據(jù)流就是ECM和EMM。ECM中除由業(yè)務(wù)密鑰SK加密的CW，還含節(jié)目來源、時間、內(nèi)容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。它與加擾的節(jié)目碼流復(fù)用一起傳接收端。EMM中除由用戶個人分配密鑰PDK加密的SK，還含地址、用戶授權(quán)信息，如用戶可看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等。采用的是CA加密算法。用戶端的解碼器首先從傳輸流TS中分接出ECM和EMM碼流，然后從智能卡讀取用戶個人分配密匙PDK，用PDK對EMM解密得到業(yè)務(wù)密匙SK，再利用業(yè)務(wù)密匙SK對ECM進(jìn)行解密得到控制字CW，并將CW通過智能卡接口送給解擾器，解擾器利用CW就可以將加擾的傳送流進(jìn)行解擾解密了。

7.學(xué)習(xí)體會及建議

以前都是坐著看電視就可以了，從未了解數(shù)字電視背后的東西。選了這堂課以后聽過老師的講解覺得老師已經(jīng)為我們打開了一扇門，這扇門后面的世界讓我們眼界大開，并鼓勵我們向縱深處邁進(jìn)。從以前到現(xiàn)在，數(shù)字電視的發(fā)展可謂是非常快速，見證了科技的發(fā)展。而且其中牽涉到各種物理學(xué)，對打開知識面促進(jìn)很大，受益良多。通過老師的教授與介紹，此次只是粗略了解了一下數(shù)字電視技術(shù)，以后如果有機(jī)會將會深入了解這一門課程。

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數(shù)字電視課程總結(jié)與體會

通過數(shù)字電視課程的學(xué)習(xí)，我了解了數(shù)字電視技術(shù)的先進(jìn)性，相對于傳統(tǒng)的模擬電視技術(shù)，數(shù)字電視技術(shù)有很多優(yōu)點，并且，數(shù)字電視技術(shù)將成為電視技術(shù)發(fā)展的主要方向。

數(shù)字電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中廣泛采用了數(shù)字信號處理和編碼技術(shù)，數(shù)字電視的結(jié)構(gòu)是一種分層結(jié)構(gòu)，分為壓縮層、復(fù)用層和傳輸層。其中壓縮層包含了信源編、解碼器，復(fù)用層包含了復(fù)用系統(tǒng)，而信道編解碼和調(diào)制解調(diào)對應(yīng)于傳輸層。

目前正在使用的模擬電視是從上世紀(jì)40年代到50年代逐漸發(fā)展、成熟起來的。為了壓縮視頻信號帶寬，在有限的頻率資源下傳輸更多的電視節(jié)目，攝像端采用隔行掃描方式拾取圖像，以串行方式通過殘留邊帶調(diào)制發(fā)送到接收機(jī)端，在顯像端再把奇數(shù)場信號與偶數(shù)場信號均勻鑲嵌，就可以構(gòu)成一幅完整的圖像。我國將在201*年全面實現(xiàn)數(shù)字廣播電視，并在201*年停止模擬廣播電視。

目前國際上有很多數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，其中包括H.261和MPEG-1等。H.261是第一個實用的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它使用了混合編碼框架，包括了基于運動補(bǔ)償?shù)膸�間預(yù)測、基于離散余弦變換的空域變換編碼、量化、Zig-Zag掃描和熵編碼等技術(shù)。H.261編碼時基本的操作單位為宏塊。H.261使用YCbCr顏色空間，并采用4:2:0色度抽樣。而MPEG-1為了更好地表示編碼數(shù)據(jù)以及便于對圖像序列的隨機(jī)訪問和編輯，對視頻數(shù)據(jù)流規(guī)定了分層的結(jié)構(gòu)。它分為六個層次，自上而下依次為視頻序列層（Sequence）、圖像組層（GOP：GroupofPicture）、圖像層（Picture）、切片層（Slice）、宏塊層（MacroBlock）和塊層（Block）。各層的主要內(nèi)容是：視頻序列層：視頻序列是一個被處理的連續(xù)圖像，是由圖像組構(gòu)成的，起始碼后是序列頭、序列擴(kuò)展數(shù)據(jù)、序列糾錯數(shù)據(jù)等，視頻序列層以序列終止符結(jié)束；圖像組層：圖像組是進(jìn)行隨機(jī)存取的視頻單位，它由定義的一組或多組幀內(nèi)編碼幀或非幀內(nèi)編碼幀圖像構(gòu)成，圖像組層中，在圖像組起始碼后是可選的GOP頭，包括了時間信息，圖像層數(shù)據(jù)；圖像層：在圖像起始碼后是圖像頭，圖像頭后是擴(kuò)展數(shù)據(jù)，再后面是實際的圖像數(shù)據(jù)；切片層：包括宏塊條，宏塊條包含了若干個連續(xù)的宏塊，是重新同步單位，當(dāng)因誤碼而失去同步，可以根據(jù)起始碼重新同步；宏塊層：宏塊層是由宏塊頭加塊層數(shù)據(jù)組成；塊層：塊是MPEG碼流的最底層，每個塊是一個8*8像素的數(shù)據(jù)矩陣，每個塊中只含有一種信號元素，即它或是亮度數(shù)據(jù)矩陣，或是某中色度數(shù)據(jù)矩陣。我國頒布了數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，簡稱AVS標(biāo)準(zhǔn)，它是我國第一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)、達(dá)到國際先進(jìn)水平的數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。

電視機(jī)頂盒是連接電視的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關(guān)的有兩個數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息（ECM，Entitle-ment-ControlMessage）和授權(quán)管理信息（EMM）。由業(yè)務(wù)密鑰加密處理后的控制字CW在ECM中傳送，ECM中還包括節(jié)目來源、時間、內(nèi)容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。ECM和已加擾的視頻、音頻及數(shù)據(jù)碼流復(fù)用在一起傳到接收端。接收端收到ECM后必須用與發(fā)送端加密時所用的同一密鑰進(jìn)行解密才能得到控制字CW，所以，這個對控制字進(jìn)行加密的業(yè)務(wù)密鑰SK也需要進(jìn)行傳送。目前一般的CA系統(tǒng)大多將DES算法對授權(quán)控制信息ECM進(jìn)行加密。用于對控制字加密的業(yè)務(wù)密鑰由用戶個人分配密鑰進(jìn)行加密處理，然后在授權(quán)管理信息EMM中傳送。EMM中還包含了地址、用戶授權(quán)信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等。由于EMM信息的變換頻率通常不高，對其加密處理的速度要求不高，但安全性要求較高，所以常采用RSA算法對EMM信息進(jìn)行加密。

在學(xué)習(xí)數(shù)字電視這門課程之前，我一直以為數(shù)字電視技術(shù)是一項很高科技的技術(shù)，學(xué)過之后，我才開始了解了數(shù)字電視的相關(guān)知識。雖然上課講的都是一些很枯燥的理論知識，但是我還是受益匪淺，如果在課程學(xué)習(xí)過程中能得到實踐，我想會更加提升我對這門課程的學(xué)習(xí)熱情。

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