數(shù)字電視課程總結(jié)與體會

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(diǎn)，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(shí)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(gè)實(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(gè)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(gè)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(cuò)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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)塊是一個(gè)8*8像素的數(shù)據(jù)矩陣，每個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)間、內(nèi)容分類和節(jié)目價(jià)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(shí)所用的同一密鑰進(jìn)行解密才能得到控制字CW，所以，這個(gè)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(gè)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(shí)間段，用戶付的收視費(fèi)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(xiàng)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(shí)踐，我想會更加提升我對這門課程的學(xué)習(xí)熱情。

擴(kuò)展閱讀：數(shù)字電視課程總結(jié)報(bào)告

數(shù)字電視總結(jié)報(bào)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(gè)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(yùn)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(cuò)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(yùn)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(gè)節(jié)目的數(shù)據(jù)流，將多個(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)，以及機(jī)頂盒和Internet互聯(lián)等都需要軟件來實(shí)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?yàn)槌杀舅�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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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(gè)使用的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)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(gè)8×8像素方塊，色度信號Cb、Cr的各一個(gè)8×8像素方塊，共6個(gè)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(dòng)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(dòng)圖像和相應(yīng)的音頻編碼�；�本目標(biāo)是將活動(dòng)的視頻圖像及伴音壓縮編碼處理成一個(gè)既包括視頻又含音頻信息的復(fù)合二進(jìn)制比特流，同時(shí)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(shí)提取電路。產(chǎn)生時(shí)鐘信號并變?yōu)橄鄳?yīng)的NRZ碼。該時(shí)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(shí)序電路的控制下，通過去交織和RS糾錯(cuò)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(gè)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(shí)間、內(nèi)容分類和節(jié)目價(jià)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(gè)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(shí)間段，用戶付的收視費(fèi)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(gè)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(lì)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�？焖�，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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