一、数字电视概述

1. 一、数字电视概述 • 1、数字电视发展概况 • 数字电视是集数字信号处理、大规模集成电路制造技术、计算机等领域的多项高科技成果的结晶。自1948年首次提出视频数字化概念之后，经过近40年的探索，国际上一些专业组织机构陆续公布或提出一系列有关数字电视的国际标准和设计方案。1998年9月23日，英国广播公司（BBC）在世界上首先开拓了商业化数字电视节目，被世界上许多有影响的媒体列为当年的十大新闻之一，它被视为电视发展史上继彩色电视之后的又一场重大革命。

2. 2、数字电视的概念 • 电视信号处理可以有模拟和数字两种方式，采用模拟信号描述、放大、传输视频信号的电视系统通常称之为模拟电视，采用离散的数字信号描述、放大、传输图像的电视系统通常称之为数字电视。数字电视是指与电视广播有关的全部数字技术，数字电视包括三个主要部分。 • （1）节目制作数字化 • （2）传输过程数字化 • （3）接收过程数字化

3. 3．数字电视的技术特点 • 数字电视和模拟电视相比，具有许多优越性，主要表现在以下几个方面。 • （1）具有较高的图像质量和伴音质量 • （2）抗干扰能力强 • （3）电视机功能强大 • （4）便于大规模生产 • （5）便于与计算机系统连接 • （6）传输效率高

4. 二、图像/视频压缩编码标准 • 国际上一些专业组织机构陆续公布或提出了一系列有关数字电视的国际标准和建议：1982年提出了电视演播室数字编码的国际标准（CCIR601号建议）；1988年又提出了第一个实用化的、适应于会议电视和可视电话要求的H．261标准(随后又公布了较高图像质量的H．262标准，以及用于极低速率图像传输的H．263标准和H．263+标准)；1993年公布了活动图像的编码压缩标准MPEG-1；1994年发表了MPEG-2标准，该标准向下兼容MPEG-1，向上兼容HDTV的图像质量；1998年11月公布了MPEG-4标准；计划2000年11月制订MPEG-7标准；另外，还发表了有关数字电视传输、超高清晰度成像(HR／)数据格式等相关建议。

5. 三、数字电视机的原理介绍 • 1．数字电视接收机的组成和所用集成电路 • （1）数字电视机的组成 • 数字电视接收机的原理框图如图14-1所示。从图上看，其基本功能部分与模拟电视机基本相同。其中，虚线框内的视频信号的处理是用数字电路完成，也包括低电平的同步和扫描电路。

6. 图14-1 数字电视机原理框图

7. （2）DIGIT 2000集成电路 各芯片的型号和功能如下

8. 2．由DIGIT 2000芯片组成的数字电视机原理介绍 图14-2 DIGIT 2000芯片组成的数字电视机框图

9. 3．音频部分 • 音频部分的电路是由ADC 2300／APU Z400完成的。输入的两路模拟伴音信号，在ADC中首先分别进行：Σ-Δ方式的脉冲密度调制（PDM），脉冲的密度代表信号电平。再经过数字音频滤波器转换成35kHz抽样频率、16bit字长的数字音频信号。同时，用识别滤波器分离出PDM中的伴音类别的识别信号。识别信号中可以识别出是单伴音、双伴音或是立体声三种。 • 4．控制部分 • 中央控制单元CCU是整个电视机控制的中心。CCU中主要包括：8位微处理器（8049）、ROM、RAM、调谐分辨率为62．5kHz的锁相式频率合成器、用于接受红外遥控的红外遥控解码器、用于用户指令键盘和4位LED频道指示的I／O端口、用于输入输出控制信号和输入调整指令的系统总线接口等。

10. 四、数字机顶盒STB 数字机顶盒STB（Set-Top-Box ）可实现： ◆VOD视频点播 ◆数字电视广播 ◆Internet访问◆远程教学 ◆会议电视 ◆电子商务等。 数字电视机顶盒包括： ◆卫星电视机顶盒◆闭路电视机顶盒 ◆地面电视机顶盒

11. 机顶盒背面接线端 图15-4机顶盒与模拟电视机连接

12. 数字机顶盒 控 制 子 系 统 信 号 处 理 子 系 统 网 络 接 口 子 系 统 用户 扩 展 接 口 子 系统 1.数字机顶盒系统组成 由四大子系统组成，即控制子系统、信号处理子系统、网络接口子系统、用户扩展接口子系统。（见下图）

13. 2.数字电视机顶盒的功能 （1）电子节目指南（EPG）： 为用户提供一种容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。 （2）高速数据广播： 为用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种信息。 （3）条件接收： 核心是加扰和加密，数字机顶盒具有解扰和解密功能。

14. （4）软件在线升级： 数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。 3.数字电视机顶盒的主要技术 (1)解复用与解压缩技术 将复用的比特流解复用成各种格式的音视频等数据流并解压还原。

15. 数据流 MPEG-2 传输流解复用器 数据流 MPEG-2 传输流解复用器 MPEG-2 解码 MPEG-4 解码 MPEG-2 解码 MPEG-4 解码丢弃 MPEG-4 合成 恢复 音视频数据流 恢复 音视频数据流 ●解复用、解压缩方案一 ●解复用、解压缩方案二

16. （2）下行数据解调与信道解码技术： QPSK、QAM、COFDM、VSB等解调和RS解码、卷积解码、解交织、维特比解码等功能。 （3）上行数据的调制编码技术： 传送上行数据的方式：电话线ADSL方式；以太网方式；HFC（光纤同轴电缆混合网)方式。由于上行数据量远小于下行数据量，故常用QPSK、16QAM方式调制。 （4）网络浏览技术： 为实现真正意义上的网络浏览，还必须考虑在其上运行IP协议。

17. (5)实时操作系统RTOS技术： 负责管理本地资源和网络资源，提供基本的操作功能以及设备的访问控制。 (6)中间件技术： 即开放式业务平台，通常由Java虚拟机、网络浏览器、图像与多媒体模块等组成。 (7)解密、解扰技术： 发端用加密的控制字对电视信号进行加扰传输，收端要对其逆变换，先将加密的控制字解密，再用解密的控制字去将加扰的数字电视信号恢复出来，即解扰。

18. ROM RAM 智能卡接口 红外遥控接口 CPU 数 字 调 谐 器 网络 图形发生器 QPSK解调 视频流 QAM解调 FEC ATM 处理单元 MPEG-2 视频解码器 PAL/NTSC SECAM解码器 音频流 全电视信号 模拟 视频通道 MPEG-2 音频解码器 音频D/A 模拟音频 4.数字机顶盒硬件结构及工作流程 （1）数字机顶盒硬件结构（见下图）

19. （2）数字机顶盒工作流程 网络（RF信号） 数字调谐器（选台） ATM（数据包解复用） QAM解调、前向纠错 MPEG-2音频解码器 音频D/A PAL/NTSC/ SECAM解码器 MPEG-2视频解码器 图形视频信号 现在知道了吧？！ 模拟音频 全电视信号 模拟视频通道

20. 五、数字电视核心应用—视频点播（VOD） 1.视频点播概要 (1)视频点播VOD： 即Video On Demand，是一种交互式多媒体信息点播系统。特点是可实现用户按需点播音视频节目，具有高度的双向交互性，是VOD区别于传统电视的最显著特征。 (2)VOD体系结构： （见下图） 由视频服务提供商、传输网络、用户终端三大部分组成。

21. 视频服务提供商 视频服务器 传输网络 用户群 用户终端 2.三种视频点播 （1）真视频点播TVOD（True-VOD） 它真正支持即点即放，但价格昂贵。TVOD为每个用户提供一个单独的通信路径，每个用户各自占有一套节目。

22. （2）准视频点播NVOD（Near-VOD） TVOD的替代物，它是每隔一定时间从头播放同一套节目，用户发出点播信息时，交换机将用户终端与最近要从头开播的频道连通，至多等待一个规定时间（几分钟）后可观看，采用广播机制。 （3）交互式视频点播IVOD（Interactive-VOD） 又称全视频点播，它相对于TVOD、NVOD在性能、功能上有很大改进。IVOD不但支持即点即放，用户还可对视频流进行交互控制，如节目播放、暂停、快进、快退、自动收索等。

23. 用户设备 节目分配设备 传输 网络 信号打包/解包 信号打包/解包 接收器 发送器 节目选择接口 解调器 调制器 用户选 择处理 用户接口 解压缩器 传输网络 记帐登 记处理 混合器 用户接收机 编码器 服务器 3.视频点播系统结构（见下图）

24. 上行信道 HFC 网络 视频 服务器 以 太 网 交 换 机 滤 波 器 上行分配器 STB HDTV 管理 服务器 编码 复用器 64 QAM 下行信道 （2）基于HFC网络的VOD系统实现结构（见下图）

25. 中心交换局 用户接收端 VOD服务器 电视 接收机 数字 机顶盒 ADM SDH环状网（MAN） 网关 前端 ADM ADM 本地交换局 ADM （3）一种城域VOD系统（见下图）