数字电视原理课件.ppt

1Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential数字视频压缩及传输技术简介数字视频压缩及传输技术简介2Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential简介简介l l模拟视频信号模拟视频信号l l为什么用数字视频为什么用数字视频l l视频信号的数字化视频信号的数字化l l为什么要压缩数字视频信号，怎么压缩为什么要压缩数字视频信号，怎么压缩l l数字电视压缩及传输标准：数字电视压缩及传输标准：MPEG-2/DVBl l数字电视的传输，机顶盒怎样解码数字电视的传输，机顶盒怎样解码3Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential模拟电视信号的产生模拟电视信号的产生l l电视是利用光电和电光转换原理，将光学图象转换电视是利用光电和电光转换原理，将光学图象转换电视是利用光电和电光转换原理，将光学图象转换电视是利用光电和电光转换原理，将光学图象转换为电信号进行远距离传输，然后再还原为光图象的为电信号进行远距离传输，然后再还原为光图象的为电信号进行远距离传输，然后再还原为光图象的为电信号进行远距离传输，然后再还原为光图象的一门技术。

整个电视系统主要由成像、电视信号的一门技术整个电视系统主要由成像、电视信号的一门技术整个电视系统主要由成像、电视信号的一门技术整个电视系统主要由成像、电视信号的形成、信号处理、传输系统、电视信号接收与显示形成、信号处理、传输系统、电视信号接收与显示形成、信号处理、传输系统、电视信号接收与显示形成、信号处理、传输系统、电视信号接收与显示等部分组成等部分组成等部分组成等部分组成4Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential模拟电视光栅扫描模拟电视光栅扫描注注注注1 1：：：：PALPAL制式有制式有制式有制式有625625行行行行( (每场每场每场每场312.5312.5行行行行) )，但在电视机上只显示，但在电视机上只显示，但在电视机上只显示，但在电视机上只显示575575行上面4444行和下面行和下面行和下面行和下面6 6行是消隐行行是消隐行行是消隐行行是消隐行( (VBI)VBI)注注注注2 2：对每行进行扫描时，摄像机同时有：对每行进行扫描时，摄像机同时有：对每行进行扫描时，摄像机同时有：对每行进行扫描时，摄像机同时有3 3个输出信号。

个输出信号个输出信号个输出信号PALPAL制式里这制式里这制式里这制式里这3 3个信个信个信个信号分别是：亮度信号号分别是：亮度信号号分别是：亮度信号号分别是：亮度信号Y Y、、、、色差信号色差信号色差信号色差信号U U和色差信号和色差信号和色差信号和色差信号V V5Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential电视制式电视制式l l电视图像的质量受以下因素的影响：电视图像的质量受以下因素的影响：电视图像的质量受以下因素的影响：电视图像的质量受以下因素的影响：• •清晰度：扫描行数越多，纵向分辨率就越高扫描枪反清晰度：扫描行数越多，纵向分辨率就越高扫描枪反清晰度：扫描行数越多，纵向分辨率就越高扫描枪反清晰度：扫描行数越多，纵向分辨率就越高扫描枪反应越快，水平分辨率就越高应越快，水平分辨率就越高应越快，水平分辨率就越高应越快，水平分辨率就越高• •闪耀：每秒钟至少需有闪耀：每秒钟至少需有闪耀：每秒钟至少需有闪耀：每秒钟至少需有2424帧，否则看起来闪耀帧，否则看起来闪耀帧，否则看起来闪耀帧，否则看起来闪耀。

• •颜色处理：人眼对颜色变化不太敏感，但对颜色失真很颜色处理：人眼对颜色变化不太敏感，但对颜色失真很颜色处理：人眼对颜色变化不太敏感，但对颜色失真很颜色处理：人眼对颜色变化不太敏感，但对颜色失真很敏感l l世界上有三个主要彩色电视制式：世界上有三个主要彩色电视制式：世界上有三个主要彩色电视制式：世界上有三个主要彩色电视制式：• •NTSCNTSC制式主要在北美、日本、台湾使用制式主要在北美、日本、台湾使用制式主要在北美、日本、台湾使用制式主要在北美、日本、台湾使用• •PALPAL制式主要在欧洲大部分地区、中国等地使用制式主要在欧洲大部分地区、中国等地使用制式主要在欧洲大部分地区、中国等地使用制式主要在欧洲大部分地区、中国等地使用• •SECAMSECAM制式主要在法国、俄罗斯、东欧使用制式主要在法国、俄罗斯、东欧使用制式主要在法国、俄罗斯、东欧使用制式主要在法国、俄罗斯、东欧使用6Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential模拟视频信号的基本参数模拟视频信号的基本参数 7Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential为什么用数字视频为什么用数字视频l l多次复制、编辑和中继后不会产生噪声积累，仍与原节目的多次复制、编辑和中继后不会产生噪声积累，仍与原节目的多次复制、编辑和中继后不会产生噪声积累，仍与原节目的多次复制、编辑和中继后不会产生噪声积累，仍与原节目的数字化图像一样数字化图像一样数字化图像一样数字化图像一样( (无损耗无损耗无损耗无损耗) )。

l l可以用计算机和数字技术编辑、处理和传输图像可以用计算机和数字技术编辑、处理和传输图像可以用计算机和数字技术编辑、处理和传输图像可以用计算机和数字技术编辑、处理和传输图像l l有利于不同电视制式的相互转换有利于不同电视制式的相互转换有利于不同电视制式的相互转换有利于不同电视制式的相互转换l l有利于实现视音频及数据在多媒体平台上的汇集有利于实现视音频及数据在多媒体平台上的汇集有利于实现视音频及数据在多媒体平台上的汇集有利于实现视音频及数据在多媒体平台上的汇集l l节目存入数字电视服务器或数据库后，可灵活控制节目播出节目存入数字电视服务器或数据库后，可灵活控制节目播出节目存入数字电视服务器或数据库后，可灵活控制节目播出节目存入数字电视服务器或数据库后，可灵活控制节目播出和内容检索和内容检索和内容检索和内容检索l l可利用数字数据压缩技术，降低数码率和存储空间一个模可利用数字数据压缩技术，降低数码率和存储空间一个模可利用数字数据压缩技术，降低数码率和存储空间一个模可利用数字数据压缩技术，降低数码率和存储空间一个模拟电视频道里可传输拟电视频道里可传输拟电视频道里可传输拟电视频道里可传输6 6至至至至1010套节目。

套节目l l可使用各种通信线路和网络，提供多种新业务可使用各种通信线路和网络，提供多种新业务可使用各种通信线路和网络，提供多种新业务可使用各种通信线路和网络，提供多种新业务l l易于实现加密和保密通信易于实现加密和保密通信易于实现加密和保密通信易于实现加密和保密通信8Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential模拟视频信号的数字化模拟视频信号的数字化(1)l l电视信号的数字化有两步，抽样电视信号的数字化有两步，抽样电视信号的数字化有两步，抽样电视信号的数字化有两步，抽样( (sampling)sampling)和量化和量化和量化和量化( (quantization)quantization)：：：：• •(1) (1) 对扫描信号幅度进行等间隔抽样，把连续信号变成对扫描信号幅度进行等间隔抽样，把连续信号变成对扫描信号幅度进行等间隔抽样，把连续信号变成对扫描信号幅度进行等间隔抽样，把连续信号变成离散离散离散离散( (discrete)discrete)信号• •(2) (2) 把每个抽样的值用把每个抽样的值用把每个抽样的值用把每个抽样的值用8 8比特比特比特比特( (或或或或1010比特比特比特比特) )位数表示。

比位数表示比位数表示比位数表示比特数位越多，量化就越细，但是数据率也大超过特数位越多，量化就越细，但是数据率也大超过特数位越多，量化就越细，但是数据率也大超过特数位越多，量化就越细，但是数据率也大超过8 8比比比比特，人眼几乎看不出图像质量的改变特，人眼几乎看不出图像质量的改变特，人眼几乎看不出图像质量的改变特，人眼几乎看不出图像质量的改变9Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential模拟视频信号的数字化模拟视频信号的数字化(2)l l国际电信联盟国际电信联盟国际电信联盟国际电信联盟( (ITU)1982ITU)1982年制定了适合不同电视制式的统一年制定了适合不同电视制式的统一年制定了适合不同电视制式的统一年制定了适合不同电视制式的统一标准，即标准，即标准，即标准，即ITU-R601ITU-R601规定的演播室用规定的演播室用规定的演播室用规定的演播室用( (广播级广播级广播级广播级) )分量电视信号分量电视信号分量电视信号分量电视信号的数字化标准的数字化标准的数字化标准的数字化标准l l对每行水平扫描输出进行抽样。

每个抽样点有对每行水平扫描输出进行抽样每个抽样点有对每行水平扫描输出进行抽样每个抽样点有对每行水平扫描输出进行抽样每个抽样点有3 3个分量：亮个分量：亮个分量：亮个分量：亮度分量度分量度分量度分量( (luminance)luminance)和两个色差分量和两个色差分量和两个色差分量和两个色差分量( (chrominance)chrominance)l l在每行，对亮度分量的抽样频率为在每行，对亮度分量的抽样频率为在每行，对亮度分量的抽样频率为在每行，对亮度分量的抽样频率为13.513.5MHzMHz，，，，对两个色差分对两个色差分对两个色差分对两个色差分量的抽样频率分别为量的抽样频率分别为量的抽样频率分别为量的抽样频率分别为6.756.75MHzMHz• •625625行行行行5050场制式场制式场制式场制式( (PALPAL和和和和SECAM)SECAM)：：：：每行有每行有每行有每行有864864个亮度抽个亮度抽个亮度抽个亮度抽样样样样: [13.5: [13.5兆抽样兆抽样兆抽样兆抽样/ /秒秒秒秒]/[(15625]/[(15625行行行行/ /秒秒秒秒)] = 864)] = 864抽样抽样抽样抽样/ /行。

行• •525525行行行行6060场制式场制式场制式场制式( (NTSC)NTSC)：：：：每行有每行有每行有每行有858858个亮度抽样个亮度抽样个亮度抽样个亮度抽样10Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential4:2:2和和4:2:0抽样方式抽样方式 11Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential数字视频信号的比特率数字视频信号的比特率 12Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential为什么压缩数字视频信号为什么压缩数字视频信号l l如果每个抽样如果每个抽样如果每个抽样如果每个抽样( (sample)sample)用用用用1010个比特个比特个比特个比特( (bit)bit)来量化来量化来量化来量化( (quantize)quantize)，，，，ITU-R601ITU-R601数字视频信号的最高比特率为数字视频信号的最高比特率为数字视频信号的最高比特率为数字视频信号的最高比特率为270270MbpsMbps：：：：(13.5 Msamples/s + 6.75 Msamples/s + 6.75 (13.5 Msamples/s + 6.75 Msamples/s + 6.75 Msamples/s) * 10 bits/sample = 27 Msamples/s * 10 Msamples/s) * 10 bits/sample = 27 Msamples/s * 10 bits/s = 270 Mbpbits/s = 270 Mbp。

l l根据根据根据根据ITU-R601ITU-R601标准，每行只显示标准，每行只显示标准，每行只显示标准，每行只显示720720个抽样，而且不显示所个抽样，而且不显示所个抽样，而且不显示所个抽样，而且不显示所有行有行有行有行( (PALPAL显示显示显示显示576576行，行，行，行，NTSCNTSC显示显示显示显示480480行行行行) )，不需要传输所有，不需要传输所有，不需要传输所有，不需要传输所有抽样所以显示区的比特率是抽样所以显示区的比特率是抽样所以显示区的比特率是抽样所以显示区的比特率是207.36207.36MbpsMbpsl l如果传输如果传输如果传输如果传输4:2:04:2:0格式信号，显示区比特率是格式信号，显示区比特率是格式信号，显示区比特率是格式信号，显示区比特率是155.52155.52MbpsMbpsl l除非能够大幅度地压缩这个数字化的视频信号，一般传输方除非能够大幅度地压缩这个数字化的视频信号，一般传输方除非能够大幅度地压缩这个数字化的视频信号，一般传输方除非能够大幅度地压缩这个数字化的视频信号，一般传输方法根本无法传输这么大的数据率法根本无法传输这么大的数据率法根本无法传输这么大的数据率法根本无法传输这么大的数据率( (每套电视节目大约每套电视节目大约每套电视节目大约每套电视节目大约150 - 150 - 200200兆带宽兆带宽兆带宽兆带宽) )，数字电视广播也无法成为现实。

数字电视广播也无法成为现实数字电视广播也无法成为现实数字电视广播也无法成为现实13Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential常见传输方式的带宽常见传输方式的带宽 14Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential数字视频压缩的目标数字视频压缩的目标l l保留图像中所有信息保留图像中所有信息保留图像中所有信息保留图像中所有信息l l消除图像中所有多余的信息消除图像中所有多余的信息消除图像中所有多余的信息消除图像中所有多余的信息l l用最节省比特的方法传输必须传的信息用最节省比特的方法传输必须传的信息用最节省比特的方法传输必须传的信息用最节省比特的方法传输必须传的信息l l最大限度地降低复杂性和成本最大限度地降低复杂性和成本最大限度地降低复杂性和成本最大限度地降低复杂性和成本15Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential压缩数字视频基本思路压缩数字视频基本思路l l消除电视图像中多余信息消除电视图像中多余信息消除电视图像中多余信息消除电视图像中多余信息• •时域冗余信息时域冗余信息时域冗余信息时域冗余信息( (time-domain redundancy)time-domain redundancy)。

相邻图像相邻图像相邻图像相邻图像之间变化不大之间变化不大之间变化不大之间变化不大• •空间域冗余信息空间域冗余信息空间域冗余信息空间域冗余信息( (spatial redundancy)spatial redundancy)在同一图像中，在同一图像中，在同一图像中，在同一图像中，相邻像素相邻像素相邻像素相邻像素( (pixel)pixel)变化不大变化不大变化不大变化不大l l利用人眼视觉特征利用人眼视觉特征利用人眼视觉特征利用人眼视觉特征• •对亮度变化的敏感度并不高对亮度变化的敏感度并不高对亮度变化的敏感度并不高对亮度变化的敏感度并不高• •对色度变化的灵敏度更低对色度变化的灵敏度更低对色度变化的灵敏度更低对色度变化的灵敏度更低• •在物体边缘和高亮度区域，对噪声的灵敏度降低在物体边缘和高亮度区域，对噪声的灵敏度降低在物体边缘和高亮度区域，对噪声的灵敏度降低在物体边缘和高亮度区域，对噪声的灵敏度降低16Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential时域时域(帧间帧间)冗余信息冗余信息(1)l l时域信息冗余：时域信息冗余：时域信息冗余：时域信息冗余：PALPAL制式每秒传制式每秒传制式每秒传制式每秒传2525帧图像，两帧相邻图像帧图像，两帧相邻图像帧图像，两帧相邻图像帧图像，两帧相邻图像时间差距是时间差距是时间差距是时间差距是0.040.04秒。

在这么短时间里，图像中大部分没有秒在这么短时间里，图像中大部分没有秒在这么短时间里，图像中大部分没有秒在这么短时间里，图像中大部分没有变，是重复的变，是重复的变，是重复的变，是重复的l l当主持人坐在演播室里读新闻，除非摄像机在动或变焦距，当主持人坐在演播室里读新闻，除非摄像机在动或变焦距，当主持人坐在演播室里读新闻，除非摄像机在动或变焦距，当主持人坐在演播室里读新闻，除非摄像机在动或变焦距，否则演播室的固定背景不会变在半秒钟否则演播室的固定背景不会变在半秒钟否则演播室的固定背景不会变在半秒钟否则演播室的固定背景不会变在半秒钟 (12.5 (12.5帧帧帧帧) )之内，之内，之内，之内，主持人的姿态变化很少；除了头部有变化，图像其它部分主持人的姿态变化很少；除了头部有变化，图像其它部分主持人的姿态变化很少；除了头部有变化，图像其它部分主持人的姿态变化很少；除了头部有变化，图像其它部分变化很少变化很少变化很少变化很少l l当电视图像背景变化不太大，即使图像中有运动物体，仍当电视图像背景变化不太大，即使图像中有运动物体，仍当电视图像背景变化不太大，即使图像中有运动物体，仍当电视图像背景变化不太大，即使图像中有运动物体，仍有大量冗余信息。

有大量冗余信息有大量冗余信息有大量冗余信息17Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential时域时域(帧间帧间)冗余信息冗余信息(2)l l没有变的信息不需要重复传没有必要以每秒没有变的信息不需要重复传没有必要以每秒没有变的信息不需要重复传没有必要以每秒没有变的信息不需要重复传没有必要以每秒2525帧的速度帧的速度帧的速度帧的速度重复传输图像中没有变的部分变了再传重复传输图像中没有变的部分变了再传重复传输图像中没有变的部分变了再传重复传输图像中没有变的部分变了再传l l图像静止或活动很缓慢时，可以隔帧处理图像静止或活动很缓慢时，可以隔帧处理图像静止或活动很缓慢时，可以隔帧处理图像静止或活动很缓慢时，可以隔帧处理l l用帧间压缩除去时域里的冗余信息，比单纯采用帧内压缩用帧间压缩除去时域里的冗余信息，比单纯采用帧内压缩用帧间压缩除去时域里的冗余信息，比单纯采用帧内压缩用帧间压缩除去时域里的冗余信息，比单纯采用帧内压缩的效率要高的效率要高的效率要高的效率要高1010倍以上l l在图像中活动缓慢区域，帧间压缩方法效果好，但在快速在图像中活动缓慢区域，帧间压缩方法效果好，但在快速在图像中活动缓慢区域，帧间压缩方法效果好，但在快速在图像中活动缓慢区域，帧间压缩方法效果好，但在快速活动区域，帧间压缩方法失真大，而帧内压缩方法性能比活动区域，帧间压缩方法失真大，而帧内压缩方法性能比活动区域，帧间压缩方法失真大，而帧内压缩方法性能比活动区域，帧间压缩方法失真大，而帧内压缩方法性能比较好。

较好18Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential时域时域(帧间帧间)冗余信息冗余信息(3)新信息新信息信息右移了信息右移了信息下移了信息下移了只是气球动了只需传输图像差别第一帧第二帧19Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential时域时域(帧间帧间)冗余信息冗余信息(4)如果摄像机跟踪运动员，图像中的变化会很大20Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential空间域空间域(帧内帧内)冗余信息冗余信息(1)l l空间信息冗余：在任何一帧图像里，有很多像素与空间信息冗余：在任何一帧图像里，有很多像素与空间信息冗余：在任何一帧图像里，有很多像素与空间信息冗余：在任何一帧图像里，有很多像素与周围很多其它像素相同周围很多其它像素相同周围很多其它像素相同周围很多其它像素相同l l天空中如有一点是蓝色，它附近一片也会是蓝色。

天空中如有一点是蓝色，它附近一片也会是蓝色天空中如有一点是蓝色，它附近一片也会是蓝色天空中如有一点是蓝色，它附近一片也会是蓝色无需重复传输数值一样的所有蓝点，只需传输那一无需重复传输数值一样的所有蓝点，只需传输那一无需重复传输数值一样的所有蓝点，只需传输那一无需重复传输数值一样的所有蓝点，只需传输那一个蓝点的数值和这个数值的分布范围个蓝点的数值和这个数值的分布范围个蓝点的数值和这个数值的分布范围个蓝点的数值和这个数值的分布范围l l图像中亮度低于某一值可以不传，因为人眼看不出图像中亮度低于某一值可以不传，因为人眼看不出图像中亮度低于某一值可以不传，因为人眼看不出图像中亮度低于某一值可以不传，因为人眼看不出黑色之间的区别黑色之间的区别黑色之间的区别黑色之间的区别21Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential空间域空间域(帧内帧内)冗余信息冗余信息(2)22Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential空间域空间域(帧内帧内)冗余信息冗余信息(3) 23Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialMPEG-2图像种类图像种类l lI- I-图像图像图像图像 ( (Intra-coded PictureIntra-coded Picture，，，，帧内编码图像帧内编码图像帧内编码图像帧内编码图像) )：：：： 空间域空间域空间域空间域DCTDCT压缩，只利用本帧内的信息。

压缩，只利用本帧内的信息压缩，只利用本帧内的信息压缩，只利用本帧内的信息l lP-P-图像图像图像图像 ( (Predictive-coded PicturePredictive-coded Picture，，，，预测编码图像预测编码图像预测编码图像预测编码图像) )：从：从：从：从过去的一帧参考图像，通过运动补偿所预测出的图像过去的一帧参考图像，通过运动补偿所预测出的图像过去的一帧参考图像，通过运动补偿所预测出的图像过去的一帧参考图像，通过运动补偿所预测出的图像l lB-B-图像图像图像图像 ( (Bi-directionally predictive-coded PictureBi-directionally predictive-coded Picture，，，，双向双向双向双向预测编码图像预测编码图像预测编码图像预测编码图像) )：从过去和将来的参考图像，通过运动补偿：从过去和将来的参考图像，通过运动补偿：从过去和将来的参考图像，通过运动补偿：从过去和将来的参考图像，通过运动补偿所预测出的图像所预测出的图像所预测出的图像所预测出的图像用过去的用过去的I-图像图像获得运动矢量和获得运动矢量和图像差别图像差别Full ImageI-PictureP-PictureB-PictureB-Picture用过去的用过去的I-图像和将来的图像和将来的P-图像图像获得运动矢量和图像差别获得运动矢量和图像差别24Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential图像组图像组(GOP)和帧间编码和帧间编码 IIB B P B B P B B P B B P B B前向预测前向预测前向预测前向预测双向预测双向预测双向预测双向预测前向预测前向预测前向预测前向预测时间时间时间时间例例例例GOP:GOP:N=15N=15M=3M=325Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialMPEG-2和和DVB数字电视传输标准数字电视传输标准l l系统系统系统系统( (传输流内容要求、传输、接收传输流内容要求、传输、接收传输流内容要求、传输、接收传输流内容要求、传输、接收) )l l视频视频视频视频( (图像格式、视频码流内容要求、解码图像格式、视频码流内容要求、解码图像格式、视频码流内容要求、解码图像格式、视频码流内容要求、解码) )l l音频音频音频音频( (音频信号的编码、码流内容要求、解码音频信号的编码、码流内容要求、解码音频信号的编码、码流内容要求、解码音频信号的编码、码流内容要求、解码) )l lTSTS流中的其它信息流中的其它信息流中的其它信息流中的其它信息l lPSI/SIPSI/SI表表表表26Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential数字电视信号传输系统：传输流的产生数字电视信号传输系统：传输流的产生27Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential传输流传输流(TS流流)里有什么里有什么l l视频节目视频节目(多个多个)l l电视节目的伴音电视节目的伴音(有些节目有多个伴音有些节目有多个伴音)l l数据广播，如图文电视数据、数据广播，如图文电视数据、IP广播数据广播数据l l电子菜单数据等电子菜单数据等l l条件接收系统的授权管理和控制信息条件接收系统的授权管理和控制信息l lMPEG/DVB规定的表格规定的表格28Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential传输流的产生传输流的产生(方框图方框图) 29Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential传输流的产生传输流的产生l l数字化和量化数字化和量化数字化和量化数字化和量化( (digitize and quantize)digitize and quantize)模拟视频音频源模拟视频音频源模拟视频音频源模拟视频音频源l l压缩数字视频和音频信号，产生视频基本码流压缩数字视频和音频信号，产生视频基本码流压缩数字视频和音频信号，产生视频基本码流压缩数字视频和音频信号，产生视频基本码流( (elementary elementary stream, ES)stream, ES)和音频基本码流和音频基本码流和音频基本码流和音频基本码流l l把视频和音频基本流打成分组的基本流把视频和音频基本流打成分组的基本流把视频和音频基本流打成分组的基本流把视频和音频基本流打成分组的基本流( (packetized packetized elementary stream, PES)elementary stream, PES)l l把控制管理信息、电子菜单、数据广播信息以及其它数据信把控制管理信息、电子菜单、数据广播信息以及其它数据信把控制管理信息、电子菜单、数据广播信息以及其它数据信把控制管理信息、电子菜单、数据广播信息以及其它数据信息达成分组的基本流息达成分组的基本流息达成分组的基本流息达成分组的基本流l l把把把把PESPES码流打包成传输流分组码流打包成传输流分组码流打包成传输流分组码流打包成传输流分组( (transport stream packets)transport stream packets)，，，，然后将所有包复用成一个传输流然后将所有包复用成一个传输流然后将所有包复用成一个传输流然后将所有包复用成一个传输流( (transport stream, TS)transport stream, TS)l lTSTS流中含有多种信息，这些信息全部分布在各个小分组包里。

流中含有多种信息，这些信息全部分布在各个小分组包里流中含有多种信息，这些信息全部分布在各个小分组包里流中含有多种信息，这些信息全部分布在各个小分组包里PID(packet identificationPID(packet identification，，，，分组识别号分组识别号分组识别号分组识别号) )是识别各种信息的是识别各种信息的是识别各种信息的是识别各种信息的最重要工具最重要工具最重要工具最重要工具30Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential传输流的产生传输流的产生l lPES(PES(可变长度可变长度可变长度可变长度) )含有关基本流的信息，共解码时使用含有关基本流的信息，共解码时使用含有关基本流的信息，共解码时使用含有关基本流的信息，共解码时使用l lTS(TS(固定长度固定长度固定长度固定长度188188bytes)bytes)含有关传输和解复用所需信息分组长度适合实含有关传输和解复用所需信息分组长度适合实含有关传输和解复用所需信息分组长度适合实含有关传输和解复用所需信息分组长度适合实际传输信道。

际传输信道际传输信道际传输信道TSTS流中最重要的信息之一是分组识别号流中最重要的信息之一是分组识别号流中最重要的信息之一是分组识别号流中最重要的信息之一是分组识别号( (packet packet identification, PID)identification, PID)31Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialDVB服务传送模型服务传送模型32Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialDVB PSI/SI 表表(1)l l机顶盒接收到的传输流里复用了众多节目和各种信息这机顶盒接收到的传输流里复用了众多节目和各种信息这机顶盒接收到的传输流里复用了众多节目和各种信息这机顶盒接收到的传输流里复用了众多节目和各种信息这些信息并不一定是按顺序依次送到机顶盒的些信息并不一定是按顺序依次送到机顶盒的些信息并不一定是按顺序依次送到机顶盒的些信息并不一定是按顺序依次送到机顶盒的l l当用户在机顶盒遥控器上选了一个节目，机顶盒需要知道当用户在机顶盒遥控器上选了一个节目，机顶盒需要知道当用户在机顶盒遥控器上选了一个节目，机顶盒需要知道当用户在机顶盒遥控器上选了一个节目，机顶盒需要知道调到哪个频率；哪个节目能看，哪个节目不能看；到哪找调到哪个频率；哪个节目能看，哪个节目不能看；到哪找调到哪个频率；哪个节目能看，哪个节目不能看；到哪找调到哪个频率；哪个节目能看，哪个节目不能看；到哪找能看的节目的码流；如果节目被加密了，怎么找到解密钥能看的节目的码流；如果节目被加密了，怎么找到解密钥能看的节目的码流；如果节目被加密了，怎么找到解密钥能看的节目的码流；如果节目被加密了，怎么找到解密钥匙。

匙l l机顶盒怎样从一个传输流里千千万万个分组包当中找到用机顶盒怎样从一个传输流里千千万万个分组包当中找到用机顶盒怎样从一个传输流里千千万万个分组包当中找到用机顶盒怎样从一个传输流里千千万万个分组包当中找到用户想看得节目呢？答案：靠户想看得节目呢？答案：靠户想看得节目呢？答案：靠户想看得节目呢？答案：靠PIDPID和和和和PSI/SIPSI/SI表33Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialDVB PSI/SI 表表(2)l l为了协助机顶盒在传输流中浏览，为了协助机顶盒在传输流中浏览，为了协助机顶盒在传输流中浏览，为了协助机顶盒在传输流中浏览，MPEGMPEG和和和和DVBDVB在标准中规在标准中规在标准中规在标准中规定了一些信息表没有这些信息表指路，机顶盒就迷失方向，定了一些信息表没有这些信息表指路，机顶盒就迷失方向，定了一些信息表没有这些信息表指路，机顶盒就迷失方向，定了一些信息表没有这些信息表指路，机顶盒就迷失方向，什么都找不到什么都找不到什么都找不到什么都找不到l lMPEG-2MPEG-2规定了三个主要表规定了三个主要表规定了三个主要表规定了三个主要表( (PATPAT，，，，PMTPMT，，，，CAT)CAT)，，，，统称统称统称统称PSIPSI表表表表( (program specific informationprogram specific information，，，，节目信息表节目信息表节目信息表节目信息表) )。

• •PATPAT表提供每个节目的表提供每个节目的表提供每个节目的表提供每个节目的PMTPMT表表表表• •PMTPMT表提供节目的基本流表提供节目的基本流表提供节目的基本流表提供节目的基本流( (视频流、音频流、数据流等视频流、音频流、数据流等视频流、音频流、数据流等视频流、音频流、数据流等) )• •PSIPSI各表里的信息只与本传输流内的节目及服务有关各表里的信息只与本传输流内的节目及服务有关各表里的信息只与本传输流内的节目及服务有关各表里的信息只与本传输流内的节目及服务有关l lDVBDVB又补加了一些表又补加了一些表又补加了一些表又补加了一些表( (NITNIT，，，，BATBAT，，，，SDTSDT，，，，EITEIT，，，，RSTRST，，，，TOTTOT，，，，ST)ST)，，，，统称统称统称统称SISI表表表表( (service informationservice information，，，，服务信息表服务信息表服务信息表服务信息表) )SISI表向机顶盒提供有关其它其它流或其它网络的信息表向机顶盒提供有关其它其它流或其它网络的信息表向机顶盒提供有关其它其它流或其它网络的信息。

表向机顶盒提供有关其它其它流或其它网络的信息34Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialDVB PSI/SI 表表(3)35Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialPATPAT节目关联表节目关联表节目关联表节目关联表( (program association table)program association table)36Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialPMTPMT节目映射表节目映射表节目映射表节目映射表( (program map table)program map table)37Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & ConfidentialCATCAT有条件接收表有条件接收表有条件接收表有条件接收表( (conditional access table)conditional access table)38Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential机顶盒怎样解码机顶盒怎样解码l l接收、解调接收、解调l l搜索搜索PSI/SI表表l l(解密解密)l l找节目流找节目流l l解码解码l l显示显示39Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential机顶盒解码过程机顶盒解码过程l l机顶盒首先找到所用机顶盒首先找到所用机顶盒首先找到所用机顶盒首先找到所用PID=0PID=0的分组，用它们重建的分组，用它们重建的分组，用它们重建的分组，用它们重建PATPAT表。

表l l根据用户所选的节目号，机顶盒从根据用户所选的节目号，机顶盒从根据用户所选的节目号，机顶盒从根据用户所选的节目号，机顶盒从PATPAT表找到所选节目的表找到所选节目的表找到所选节目的表找到所选节目的PMTPMT表的位置表的位置表的位置表的位置( (即即即即PID)PID)l l机顶盒用这个机顶盒用这个机顶盒用这个机顶盒用这个PIDPID找到所有找到所有找到所有找到所有PMTPMT的分组，重建的分组，重建的分组，重建的分组，重建PMTPMT表l lPMTPMT表含视频码流包的表含视频码流包的表含视频码流包的表含视频码流包的PIDPID，，，，音频码流包的音频码流包的音频码流包的音频码流包的PIDPID，，，，以及各个以及各个以及各个以及各个数据码流包的数据码流包的数据码流包的数据码流包的PIDPIDl l根据从根据从根据从根据从PMTPMT找到的找到的找到的找到的PIDPID，，，，机顶盒找到所有视频、音频和数据机顶盒找到所有视频、音频和数据机顶盒找到所有视频、音频和数据机顶盒找到所有视频、音频和数据分组；重建视频分组；重建视频分组；重建视频分组；重建视频ESES流、音频流、音频流、音频流、音频ESES流和数据流。

流和数据流流和数据流流和数据流l l机顶盒对音频视频基本流进行解码，将数字电视信号转换到机顶盒对音频视频基本流进行解码，将数字电视信号转换到机顶盒对音频视频基本流进行解码，将数字电视信号转换到机顶盒对音频视频基本流进行解码，将数字电视信号转换到模拟电视信号，输出到电视或监视器模拟电视信号，输出到电视或监视器模拟电视信号，输出到电视或监视器模拟电视信号，输出到电视或监视器l l如果节目来自多个如果节目来自多个如果节目来自多个如果节目来自多个TSTS流，需先用流，需先用流，需先用流，需先用PATPAT表里的表里的表里的表里的NITNIT表找到节目表找到节目表找到节目表找到节目所在频道或所在频道或所在频道或所在频道或TSTS流，收到那个流，收到那个流，收到那个流，收到那个TSTS流后找它的流后找它的流后找它的流后找它的PATPAT表40Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential机顶盒用机顶盒用PSI表找节目流表找节目流41Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential系统时钟和时间戳系统时钟和时间戳(1)l l一个模拟视频信号转换成一个数字视频信号的过程，一个模拟视频信号转换成一个数字视频信号的过程，一个模拟视频信号转换成一个数字视频信号的过程，一个模拟视频信号转换成一个数字视频信号的过程，是抽样的过程。

控制定时抽样过程的信号是系统时是抽样的过程控制定时抽样过程的信号是系统时是抽样的过程控制定时抽样过程的信号是系统时是抽样的过程控制定时抽样过程的信号是系统时钟钟钟钟( (system clock)system clock)在数字视频系统里，系统时钟在数字视频系统里，系统时钟在数字视频系统里，系统时钟在数字视频系统里，系统时钟频率是频率是频率是频率是2727兆赫l l在整个系统中，与图象有关的在整个系统中，与图象有关的在整个系统中，与图象有关的在整个系统中，与图象有关的所有时间关系所有时间关系所有时间关系所有时间关系，都与，都与，都与，都与 2727MHzMHz系统时钟有关系统时钟有关系统时钟有关系统时钟有关l l机顶盒必须有个完全相同的系统时钟，才能准确地机顶盒必须有个完全相同的系统时钟，才能准确地机顶盒必须有个完全相同的系统时钟，才能准确地机顶盒必须有个完全相同的系统时钟，才能准确地恢复视频信号，并按正确时间关系把图象显示出来恢复视频信号，并按正确时间关系把图象显示出来恢复视频信号，并按正确时间关系把图象显示出来恢复视频信号，并按正确时间关系把图象显示出来l l机顶盒的系统时钟与编码器的系统时钟之间的差别，机顶盒的系统时钟与编码器的系统时钟之间的差别，机顶盒的系统时钟与编码器的系统时钟之间的差别，机顶盒的系统时钟与编码器的系统时钟之间的差别，相当于一种噪声，使解码出的视频失真。

相当于一种噪声，使解码出的视频失真相当于一种噪声，使解码出的视频失真相当于一种噪声，使解码出的视频失真42Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential系统时钟和时间戳系统时钟和时间戳(2)l l编码器定时把系统时钟信号加到传输流里，编码器定时把系统时钟信号加到传输流里，每秒最少传每秒最少传10次，通常每秒传大约次，通常每秒传大约25次所传的系统时钟信号称作传的系统时钟信号称作PCR(program clock reference节目参考时钟节目参考时钟)l l解码器本身有系统时钟产生器；利用解码器本身有系统时钟产生器；利用PCR对对系统时钟不时进行纠正，使解码器的系统时系统时钟不时进行纠正，使解码器的系统时钟与编码器的系统时钟同步钟与编码器的系统时钟同步43Nov, 2005Nov, 2005Proprietary & ConfidentialProprietary & Confidential 谢谢 谢谢。