瑞萨发布符合美国ATSC标准的数字电视解码器LSI

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1、瑞萨发布符合美国ATSC标准的数字电视解码器LSI 瑞萨科技公司发布了符合美国ATSC标准的R8A66950BG数字电视广播解码器LSI。该产品将于2005年10月在日本开始批量生产。 R8A66950BG可以将模拟视频信号转换为480i的显示标准，把符合ATSC标准的MPEG-2 TS标准数字信号，以及PCM（脉冲编码调制）音频信号输入、输出到SDTV（标准分辨率电视机）。R8A66950BG可使现有的模拟电视机具备以低成本方式接收数字广播的能力。 R8A66950BG可以提供以下一些主要特性： (1) 只需连接一个外部DRAM（256Mbit DDR333）就可以进行工作 R8A66950

2、BG只需要增加一个16位宽的256Mbit DDR333，以执行支持各种数字电视广播的处理。这样就可以通过减少元件的数量，同时降低数字化系统的成本。 (2) 简化了为现有的模拟电视增加数字电视功能的设计 R8A66950BG LSI的功能和接口规范经过了优化，可以用比较容易的方法将数字电视功能增加到传统的模拟电视中。这样将充分利用现有的模拟电视机设计资源，有助于减少数字化的设计成本。 (3) 低功耗工作和低引脚数封装 低功耗（1.5W）的设计和在I/O信号数方面的减少，有助于采用尺寸为23mm23mm的297引脚小型BGA封装，有效地节省了产品的空间。ATSC标准:频谱效率高、功率峰均比低 目

3、前，数字电视传输有三大标准，即美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB三种不同的标准。 ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成，层级之间有清晰的界面。最高为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列、幅型比和帧频；图像压缩层，采用MPEG-2压缩标准；系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，采用MPEG-2压缩标准；最后是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播系统，ATSC采用了Zenith公司开发的8-VSB传输模式，在6MHz地面广播频道上可实现19.3Mbps的传输速率。该标准也包含适合有线电视系统的16-VSB传输模式，可在6MHz有线电视信道中实现38.6Mbps

4、的传输速率。 最低的两层共同承担普通数据的传输。最高的两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置，如HDTV或SDTV；确定ATSC标准支持的具体图像格式，共有18种(HDTV 6种、SDTV 12种)，其中14种采用逐行扫描方式。 尽管ATSC DTV标准包含16-VSB传输模式，但美国有线电视业实际上是采用相近但不相同的标准，因为其在ATSC DTV标准被FCC通过之前已在有线电视数字化方面投入了大量的资金。作为ATSC的重要成员，有线电视通信工程协会已采纳了数字有线电视系统标准，此标准协调了美国有线电视业现行标准和ATSC DTV标准。另外，有线电视标准包括反映现行标准的一级图像格式、A

5、TSC SDTV图像格式，并设定了一套可供有线电视业用于向后兼容电视上的二级图像格式。二级图像格式与ATSC DTV格式相同，包括HDTV和SDTV。 DVB标准：支持室内接收、移动接收等需求DVB标准包括4个系统。 1. DVB传输系统 DVB传输系统涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS 等所有传输媒体。它们对应的DVB标准为： DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式，工作频率为11G/12GHz。在使用MPEG-2 MPML格式时，用户端若达到CCIR 601演播室质量，码率为9Mbps；达到PAL

6、质量，码率为5Mbps。一个54MHz转发器传送速率可达68Mbps，可用于多套节目的复用。DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视系统所采用。我国也选用了DVB-S标准。 DVB-C数字有线电视广播系统标准。它具有16、32、64QAM(正交调幅)三种调制方式，工作频率在10GHz以下。采用64QAM时，一个PAL通道的传送码率为41.34Mbps，可用于多套节目的复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒。 DVB-T数字地面电视广播系统标准。这是最复杂的DVB传输系统。地面数字电视发射的传输容量理论上与有线电视系统相当，本地区覆盖最好。采用编码正交频分复用(COFD

7、M)调制方式，在8MHz带宽内能传送4套电视节目，传输质量高，但接收费用也高。 另外，DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准，DVB-MS是高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准，DVB-MC是低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。2. DVB 基带附加信息系统 DVB数字广播系统除传送视频、音频信号外，还可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。适用于此类基带附加信息系统的DVB标准包括： DVB-SI为数字广播业务信息系统标准。 DVB-TXT为数字图文广播系统标准，用于固定格式图文电视的传送。 DVB-SUB为数字广播字幕系统标准，

8、用于字幕及图标的传送。 3. DVB交互业务系统 DVB数字广播系统能根据需要，提供交互业务服务。构成交互业务系统的要素包括:与其他相关国际标准兼容的交互业务网络独立协议、传送交互服务过程命令与控制信号的回传信道等。对应的DVB标准有：DVB-NIP、DVB-RCC和DVB-RCT。 4. DVB 条件接收及接口标准 在DVB数字广播系统中，有些业务传送加扰的条件接受信息。通过条件接收的通用接口，使 IRD能够解扰采用通用加扰算法的加扰信息。条件接收是付费电视广播的基本部分，对数字电视运行的成功至关重要。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接，扩展了DVB技术的应用范围，可

9、实现DVB向电信网络的过渡。此外，还有利于连接专业设备及IRD的接口。关于这些接口的DVB标准包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI日本的ISDB利用一种标准化的复用方案，在一个普通的传输信道上可发送各种不同的信号，同时可以通过各种不同的传输信道发送复用信号。ISDB具有柔韧性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其他数据业务。 目前，采用美国ATSC标准的有5个国家或地区，已有两家经过技术比较研究后退出。决定采用欧洲DVB-T标准的已有33个国家或地区。 近年来大量的研究和产业发展表明，OFDM多载波技术是宽带无

10、线传输技术发展的方向，不仅在数字电视传输方面被多数国家采纳，而且已成为新一代(4G)移动通信和宽带无线局域网的主流技术。 我国对地面传输标准的要求 目前全国有3.2亿多电视用户，其中有线电视用户近1亿;而70%的用户家庭依靠无线方式接收广播电视节目;卫星直播仅在“村村通广播电视”范围内试点。因此，地面广播拥有大多数用户，是我国广播影视数字化的重点和难点。广电部门贯彻国家“十五”计划要求提出了“三步走”战略：在前两年有线数字电视试验的基础上，2003年开始大力发展有线数字电视；2005年我国发射直播卫星后开始开展卫星直播业务；2008年开始大力发展地面数字电视，分区域、分阶段、分步骤，扎扎实实推

11、进数字化进程。 电视广播的数字化是一个发展过程。与之对应，数字电视传输标准也有一个不断扩展的工程。地面数字电视传输标准作为一个基础标准，我国明确提出必须满足数字电视广播传输系统应用和产业两个方面的基本需求，并为今后实现扩展功能做好必要的准备。 应用需求：利用电视广播频道，在8MHz带宽内，为高清晰度电视(HDTV)信号传输提供大于20Mbps的净荷码率,并能使用简单天线支持室内固定接收；为标准清晰度电视(SDTV)信号传输提供大于5Mbps的净荷码率,并能在车速移动条件下支持移动接收；具有单频组网能力；整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。 为适应未来发展的需要，在支持数字电视、

12、数据广播等多种业务的同时，应具有较强的数据分级保护传输能力，支持传输多优先级多媒体数据码流，以便同时传输HDTV、SDTV、音频、数据、短信息等不同保护级别的信息。为今后实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息服务等系统功能扩展提供必要的技术基础。 产业需求：从产业发展的角度还有两个互相关联的重要需求，即产权的自主性和产品的经济性。我国是世界上最大的电视市场，也是世界上最大的电视机生产国，我国必须力求利用自己的基础发明专利有机地整合成独立的传输标准体系，形成比较完整的自主知识产权，构筑保护我国数字电视产业的技术壁垒。产品的经济性对于标准来说还意味着技术的成熟性和对市场的适应

13、性，即要很快拿出性价比优于国外传输标准的专用芯片，提供给国内骨干企业，形成可靠的系统生产能力。为了适应国外市场的扩展，应有可能争取成为国际上第四个地面数字电视传输标准。同时力求和国际最通用的标准具有最大的产品接口兼容性，以便开发多制式数字电视产品，最大限度地占领市场。 自有标准DMB-T 的优势 国内有五套方案的研究小组都致力于研发我国的地面数字电视传输标准。这里仅以清华方案为例，1999年7月，清华大学数字电视传输技术研发中心提出了地面数字多媒体/电视广播传输标准(DMB-T)方案。该方案采用自主原创的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术，拥有多项基础性发明。与国际现有的数字电视地面

14、传输标准比较，具有多项鲜明的应用特点、较好的整体性能和清晰的自主知识产权。其采用以下几项主要技术： (1)时域同步的正交多载波技术。地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，OFDM技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。然而，子载波间的正交性对同步提出严格的要求。欧洲采用全频域处理方式形成其核心技术编码的OFDM(COFDM)技术，由于其系统同步和信道估计互为条件，需用复杂的迭代算法和强功率同步导频等技术措施。而TDS-OFDM通过时域和频域混合处理，简单方便地实现了快速码字捕获和稳健的同步跟踪，形成了与欧、日多载波技术不同的自主核心技术。 (2)保护间隔的PN填充技术。

15、为了在多径时延扩散信道中避免码间串扰，DVB采用了循环前缀填充的OFDM保护间隔，使其传输的效率有所损失。DMB-T发明了基于PN序列扩频技术的高保护同步传输技术，并用其填充OFDM保护间隔，使系统的频谱利用效率提高10%，并有20dB以上同步保护增益。 (3)快速信道估计技术。针对现有地面数字电视传输标准的信道估计迭代过程较长(一次有效参数估计约需1.024ms)的不足，DMB-T发明了新的TDS-OFDM信道估计技术，通过正交相关和付立叶变换实现快速信道估计(一次有效参数估计约需0.6ms)，提高了系统移动接收性能。 (4)前向纠错编码与相位映射相结合的纠错技术。针对采用多载波COFDM技

16、术的信噪比门限相对VSB单载波技术较差的现实，DMB-T发明了一种新的系统级联纠错内码和最小欧氏距离最大化映射技术，使采用多载波技术的系统信噪比门限获得10%以上的改善。 (5)与绝对时间同步的帧结构。DMB-T传输协议设计了与绝对时间同步的复帧结构，方便自动唤醒功能设置，达到省电目的，支持便携接收；与绝对时间同步机制有利于单频网同步发送信号的功能控制，使DMB-T单频网同步设备比国际现有标准的同类设备更容易实现。 6)系统信息传送。DMB-T传输协议为每一个长度500S信息数据的信号帧设定了独特地址的帧头，方便数据信息的识别和分离，具有融合多业务广播的技术基础，故称“多媒体/电视广播”。该帧

17、识别功能还将为“双向互动”系统提供同步体系。 (CCW)三种数字电视标准比较1, 引言 众所周知，模拟电视有NTSC、PAL和SECAM三种标准。目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美国的标准是ATSC(Advanced Television System Committee先进电视制式委员会)；欧洲的标准是DVB(Digital Video Broadcasting 数字视频广播)；日本的标准是ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting 综合业务数字广播)。 现在，数字电视尚无统一的国际标准，本文就现行

18、的三种数字电视标准分别予以介绍，并在技术规范、标准参数及特点等方面进行比较。 2, ATSC标准 ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成(图1所示)，层级之间有清晰的界面。最高层为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列，幅型比和帧频。第二层是图像压缩层，采用MPEG-2图像压缩标准。第三层是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，如节目1图像，节目2声音，或者辅助数据，采用MPEG-2系统标准。最后一层是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播，其标准采用Zenith公司开发的8VSB，此系统可通过6MHz的地面广播频道实现19.3Mb/s的传输速率。该标准也包含适合有线电视

19、系统高数据率的16VSB模式，可在6MHz的有线信道中实现38. 6Mb/s的传输速率。 下面两层共同承担普通数据的传输，上面两层确定地普通数据传输的基础上运行的特定配置，如HDTV或SDTV(标准清晰度电视)。 上面两层还确定ATSC标准支持的具体图像格式，共有18种格式(HDTV6种、SDTV12种)，14种采用逐行扫描方式。 HDTV，1920像素(H)1080像素(V)，宽高比16：9，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制； HDTV，1280像素(H)720像素(V)，宽高比16：9，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24

20、Hz/逐行扫描制； SDTV，704像素(H)480像素(V)，宽高比16：9或4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制； SDTV，640像素(H)480像素(V)，宽高比4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制。 HDTV除1种之外，图像格式都采用逐行扫描。因为19201080格式不适合在6MHz信道内以60帧/秒进行逐行扫描，故以隔行扫描取代之。SDTV的640480图像格式与计算机的VGA格式相同，保证了与计算机的适用性。在所有12种SDTV格式中

21、，有9种采用逐行扫描，保留3种为隔行扫描方式以适应现有的视频系统。 尽管ATSC DTV标准包含了高数据率的16VSB传输模式以适应有线电视系统，而美国的有线电视业实际上采用的是相近但不相同的标准，这是因为美国有线电视业在ATSC DTV标准被FCC通过之前已对发展不同的数字化技术投入大量的资金。作为ATSC的重要成员，有线电视通信工程协会已采纳了数字化有线系统的标准，此标准协调了美国有线工业现行标准化和ATSC DTV的标准。另外，这些有线标准包括反映现行标准的一级图像格式，ATSC SDTV图像格式，同时设定了一套二级图像格式，有线业可用于后兼容的电视上。二级图像格式与ATSC DTV格式

22、相同，包括HDTV和SDTV两种格式。 另外ATSC还开发通过了在帧频为50Hz的国家使用的另行标准。HDTV的像素阵列相同，但帧频为25HZ和50HZ。SDTV格式的垂直分辨率为576行而水平分辨率则不同；也包含352288格式，适应必要的窗口设置。基于50Hz版本的ATSC DTV标准使采用帧频为50Hz的国家更易于使用。3, DVB标准 3.1 DVB广播传输系统 DVB 数字广播传输系统利用了包括卫星、有线、地面、SMATV、MNDSD 在内的所有通用电视广播传输媒体。它们分别对应的DVB标准中：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。 DV

23、B-S(ETS 300 421)数字卫星直播系统标准 该标准以卫星作为传输介质。通过卫星转发的压缩数字信号，经过卫星接收机后由卫星机顶盒处理，输出现有模拟电视机可以接收的信号。这种传输覆盖面广，节目量大。数据流的调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式，工作频率为11/12GHz。在使用MPEG2的MPML(主类主级)格式时，用户端达到CCIR601演播室质量的码率为9Mb/s，达到PAL质量的码率为5Mb/s。一个54MHz转达发器传送速率可达68Mb/s，并可供多套节目复用。 在DVB-S标准公布之后，几乎所有的卫星直播数字电视均采用该标准，包括美国的Echostar等。我国也选用了DVB

24、-S标准。 DVB-C(ETS 300 429)数字有线广播电系统标准 该标准以有线电视网作为传输介质，应用范围广。它具有16、32、64QAM三种方式，工作频率在10GHz以下。采用64QAM正交调幅调制时，一个PAL通道的传送码率为41.34Mb/s，还可供多套节目复用。系统前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒。 DVB-T(ETS 300 744)数字地面广播系统标准 这是最复杂的DVB传输系统。地面数字发射的传输容量，在理论上大致与有线电视系统相当，本地区覆盖好。现在采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式，8MHz带宽内能传送4套电视节目，而且传输质量高。但这种系统

25、其接收费用高，频道也较少。 DVB-SMATV(ETS 300 473)数字SMATV(卫星共用天线电视)广播系统标准 该标准是在DVB-S和DVB-C基础上制定的。 DVB-MS(ETS 300 748)高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准MMDS是采用调幅微波向多点传送，分配多频道电视节目的系统。该标准基于DVB-S，使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-S接收机配上一个MMDS频率变换器就可接收DVB-MS信号。 DVB-MC(ETS 300 749)低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准,该标准基于DVB-C，使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-C接收机配上

26、一个MMDS频率变换器就可接收DVB-MC信号。 3.2 DVB 基带附加信息系统 DVB数字广播系统除传送普通的视频、音频信号外，还需传送接收IRD调谐、节目指南，以及图文、字幕、图标等信息。适用于此类基带附加信息系统的DVB标准包括：DVB-SI、DVB-TXT和DVB-SUB。 DVB-SI(ETS 300 468)数字广播业务信息系统标准 该标准用于IRD自行设置，并为用户提供广播业务指南。DVBSI由一系列的表和描述符构成，它们给出了有关DVB业务或节目的所有参数。 DVB-TXT(ETS 300 472)数字图文广播系统标准：该标准用于固定格式图文电视的传送。 DVB-SUB(ET

27、S 300 743)数字广播字幕系统标准：该标准用于字幕及图标(台标等)的传送。 3.3 DVB交互业务系统 DVB数字广播系统中的许多业务能根据需要，提供某中形式的交互服务。在通用DVB数字广播系统的基础上，进一步构成交互业务系统的要素包括与其他相关国际标准兼容的交互业务网络独立协议，传送交互服务过程命令与控制信号的回传信道等。与此对应的交互业务系统DVB标准有：DVBNIP、DVB-RCC和DVB-RCT。 DVB-NIP(ETS 300 802)DVB交互业务网络独立协议标准 DVB-RCC(ETS 300 800)CATV系统DVB反传信道标准 DVB-RCT(ETS 300 801)

28、PSTN/ISDN的DVB反传信道标准3.4 DVB 条件接收及接口表准 DVB数字广播系统中有些业务传送的是加扰的条件接受信息。条件接收的通用接口，使 IRD(Integrated Receiver Decoder,综合解码接收机)能够解扰采用通用加扰算法的加扰信息。DVB数字广播系统与其他电信网络(例如PDH、SDH、ATM等)的连接扩展了DVB技术的应用范围，其与这些电信网络的接口实现了DVB向电信网络的过渡。此外还有用于连接专业设备及IRD的接口。关于这些接口的DVB标准包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。 DVB-CI(

29、EN 50221)条件接收及其它应用的通用接口标准 条件接收可确定哪些数字接收机能够接收特定的广播电视节目。这是付费电视广播的基本部分，因而对数字电视运行的成功发展至关重要。 DVB-PDH(ETS 300 813)PDH(准同步数字系列)网络DVB接口标准 DVB-SDH(ETS 300 814)SDH(同步数字系列)网络DVB接口标准 DVB-ATM(ETS 300 815)ATM网络DVB接口标准 DVB-PI(EN 500839)CATV/SMATV前端及类似的专业设备接口标准 DVB-IPDI(EN 50201)DVB-IRD接口标准 4 ISDB标准 ISDB是日本的DIBEG(D

30、igital Broadcasting Experts Group 数字广播专家组)制订的数字广播系统标准，它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号，同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。ISDB基本结构如图2所示。5 ,DVB与 ATSC的比较 欧洲“DVB标准”和美国“ATSC数字电视标准”的主要区别如下： (1)方形像素：在ATSC标准中采纳了“方形像素”(Square Picture Eelements),因为它们更加适合于计算机；而DVB标准最

31、初没有采纳，最近也采纳了。此外，范围广泛的视频图像格式也被DVB采纳，而ATSC对此则不作强制性规定。 (2)系统层和视频编码：DVB和ATSC标准都采纳MPEG-2标准的系统层和视频编码，但是，由于MPEG-2标准并未对视频算法作详细规定，因而实施方案可以不同，与两个标准都无关。 (3)音频编码：DVB标准采纳了MPEG-2的音频压缩算法；而ATSC标准则采纳了AC-3的音频压缩算法。 (4)信道编码：两者的扰码器(Radomizers)采用不同的多项式；两者的里德所罗门前向纠错(FEC)编码采用不同的冗余度，DVB标准用16B，而ATSC标准用功20B；两者的交织过程(Interleavi

32、ng)不同； 在DVB标准中网格编码(Trellix coding)有可选的不同速率，而在ATSC标准中地面广播采用固定的2/3速率的网格编码，有线电视则不需采用网格编码。 (5)调制技术：卫星广播系统中DVB标准采用QPSK，而ATSC标准不涉及卫星广播。有线电视系统中DVB标准采用任选的16/32/64QAM，而ATSC标准采用16VSB，两者完全不同。地面广播系统中DVB标准采用具有QPSK、16QAM或64QAM的COFDM(2K个或8K个载波)；而ATSC标准采用8VSB。 6 ,三种数字地面广播系统的比较 ISDB-T和欧洲的DVB-T非常类似,可以说是经修改的欧洲方案,传输方案仍

33、是COFDM,使用的编码方式相同,调制方法也相同,也分为2K和8K两种模式。因为日本电视射频带宽为6MHz,所以载波数、载波间隔有所差别。 同时传送多种级别的图像(HDTV、SDTV、LDTV)，传送多套节目，同时进行图像 、声音和数据业务，这些都是数字电视的共同优点，对美、欧、日三种制式均适用。而抗多径能力强，可分层，可移动接收，可组成单频网则是OFDM 的优点，也是欧洲、日本制式的共同优点。根据分层和窄带接收同时实现固定接收、移动接收和便携接收，则仅是日本制式的特点。与DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。所谓部分接收是指系统将整个z带宽分为13段，每段423kz，主要

34、解决窄带和宽带业务的同时接收问题，其接收机可以接收z全带宽，也可以接收频带中心的那一段的窄带423kz信号。前者主要用于固定和车载移动接收，而后者则主要用于小型便携接收机，但由于带宽较窄，接收条件差，实际只能用于音频广播和数据。这样一来就有可能不必再有单独的数字广播(DVB)。但这对于电台和电视台分别运营的情况，又提出了新的问题。 所谓分层是指对不同段的纠错和调制方式进行不同的设置，以针对不同重要程度的信息和不同接收条件和不同接收区域。该系统一共分成四层，如层可具有最高的可靠性，用来传送解码必须的重要信息，而其他各层则可安排不同的保护率以适应不同的业务。 7, DVB、ATSC和ISDB成员近

35、况 据最新网络资信，DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区)，主要集中在欧洲并遍及世界各地，我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。ATSC成员30个，其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个，我国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。ISDB筹划指导委员会委员17个，其他成员23个，其成员都是日本国内的电子公司和广播机构。 由三个数字电视标准的成员数量及分布情况，可以看出DVB 标准的发展最快，普及范围最大。 8,小结 由于模拟电视三种标准(及其许多子标准)的分隔，在各大洲之间、各国之间造成了很多障碍，使全世界的消费者为模拟电视标准的多样性付出了

36、高昂的代价。目前，全世界的数字电视专家正在从中吸取教训、清理障碍、力求改变这种现状。可以预言在不远的将来ATSC、DVB、ISDB等数字电视标准都将不覆存在，取而代之的是统一的国际数字电视标准。數位電視地面廣播標準簡介6月1日起台灣無線電視進入數位時代，包括台視、華視、民視、中視、公視等無線電視台，播送的節目訊號從類比訊號進入類比與數位同步傳送階段。這是國內自有電視廣播歷經半世紀以來，繼電視彩色化之後另一重大變革數位電視不僅可以提供更佳畫質與音質的節目，它同時可以用來提供各種由數據廣播所衍生的加值服務。各先進國家都積極投入，廣大商機足堪期待。隨著數位化時代來臨，電視廣播也逐漸從傳統的類比式系統

37、轉換成數位式系統。類比系統往往受地形地物因素影響而有接收不良或訊號忽強忽弱的現象，數位視訊廣播系統則可以克服此類干擾，提供更高畫質與更佳音質的節目。同時，頻譜的使用可以更有效率，使用與類比電視相同的頻寬可以傳送更多的節目。更重要的一點是，數位視訊廣播還可以提供數據廣播(databroadcasting)所衍生的各種加值服務。多種標準並行數位視訊廣播媒介包括：有線、衛星、微波、地面等方式。現有的數位電視地面廣播標準包括有美規的ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee)、歐規的DVB-T(DigitalVideoBroadcastingTerrestrial)

38、，以及日本的ISDB-T(IntegratedServicesDigitalBroadcastingTerrestrial)。ATSC標準是在1996年12月被美國FCC(FederalCommunicationsCommission)認可，成為美國數位電視地面廣播標準，並於1998年11月開始在都會區播放數位電視節目。除了美國以外，採用ATSC標準的國家有加拿大和南韓。DVB-T標準是在1997年2月獲得歐洲電信標準協會(EuropeanTelecommunicationStandardInstitute;ETSI)認可，成為歐洲數位電視地面廣播標準。英國BritishDigitalBroa

39、dcasting亦於1998年11月開始提供數位電視地面廣播服務。除了歐洲國家外，採用DVB-T標準的國家還有澳洲、紐西蘭、新加坡以及我國。数字电视时代的几种专业DV格式介绍随着电子技术、数字技术和计算机技术的迅速发展，广播电视系统设备的数字化、网络化发展日新月异，令人始料不及。1998年11月美国开始数字电视广播，计划2006年将全面实现数字电视广播并全部收回模拟电视的NTSC频道，西欧和日本等发达国家也都制定了各自的数字电视广播计划。我国的数字电视广播HDTV已于1998年9月在中央电视塔上进行广播试验，并将于2000年正式试播。数字电视的时代即将到来，模拟电视终将被数字电视所取代。所以广

40、播电视技术工作者急需知识更新。今年上半年北京广播学院举办了数字电视远程教学，学习中我作为辅导员发现许多同志对电视设备的数字格式理解不深，现把广播电视设备的数字格式做一简单介绍。格式是指表达、记录图像信息的方式，如视频标准中最基本的参数是扫描格式，规定了每行像素数、每帧行数、每秒场数和帧数。录像机的记录方式也称为格式，如D1、 D5格式，DVCAM格式，DVCPRO及DigitalS格式等。 模拟电视存在着许多难以克服的缺陷：多次传输或复制后会形成噪声积累，信号的线性、非线性失真，亮色互扰，行间闪烁，爬行，微分相位和微分增益失真等等，致使图像质量不断下降。但这些缺陷大多可通过将模拟信号转变为数字

41、信号进行处理、存储、控制和传输来解决。为了用数字处理和传输电视信号，首先要将模拟电视信号数字化，即对电视信号进行抽样、量化和编码。 电视信号是通过摄像机对自然景物的扫描并经光电转换形成的。对于PAL制，扫描后的图像每秒包含25帧，1帧分为两场，每场有效行为287.5行，这就是说电视信号一经产生，实际上已对自然景物在时间轴及图像垂直方向上完成抽样，留给数字电视系统的是如何在水平方向上完成抽样和量化。 1CCIR 601建议所确定的数字分量编码422标准 (1)抽样频率的选择 电视信号数字化抽样频率的选择首先应满足奈奎斯特抽样定理，即抽样频率至少要等于视频带宽的两倍。对于数字分量编码，CCIR 6

42、01建议亮度抽样频率为525/60和 625/50三大制式行频公倍数2.25MHz的6倍，即13.5MHz。对现行电视制式而言，亮度信号的最大带宽是6MHz，13.5MHz26MHz=12MHz，所以它符合奈奎斯特定理。而色差信号的带宽比亮度信号窄得多，所以在分量编码时两个色差信号的抽样频率可以低一些。因同时考虑到抽样的样点结构应满足正交结构要求，两个色差信号的抽样频率均选为亮度信号抽样频率的一半，即6.75MHz，这样亮度信号与两个色差信号的抽样频率之比为 422。(2)数字分量视频信号有效行取样点数的确定 每行数字分量信号的取样点数为： 对于625行/50场制式： 每行亮度取样点=13.5

43、Mhz/15625Hz=864点/行 每行每个色度取样点=6.75Mhz/15625Hz=432点/行 对于525行/60场制式： 每行亮度取样点=13.5Mhz/15734.266Hz=858点/行 每行每个色度取样点=6.75Mhz/15734Hz=429点/行 可见，这两种制式选用了相同的抽样频率，但每行取样点数却不相同。所以把两者取样点数之差别放在数字有效行以外的部分，而使每个数字有效行内的取样点数相同。 CCIR 601建议两种制式有效行内的取样点数亮度信号取720个，两个色差信号各取360 个，即每个数字有效行包括720个亮度数据和720个色度数据(两个色度各360个)，这样就统一

44、了数字分量编码标准，使三种不同制式便于转换和统一。所以有效行亮度信号与两个色差信号的取样点数之比也为422(720360360)。 上述两点即为获取高质量的后期制作由CCIR 601建议所确定的数字分量编码标准： 亮度信号的抽样频率为13.5MHz，每个色差信号的抽样频率为6.75MHz，其抽样频率之比为422，或者说，每数字有效行亮度信号的取样点数是720个，每个色差信号的取样点数是360个，其取样点数之比也为422，这就是数字分量编码的422标准，也称为422格式。用作演播室数字设备及其联接或国际节目交换时的数字化标准。(3)411与420格式 除了标准的422格式之外，还有将色差信号的抽

45、样频率取为3.375MHz的较低标准的411和420格式。另外还有为适合更高图像质量要求而将色差信号抽样频率取为13.5MHz的更高标准的444格式。这里只对422格式与411和420格式数字取样结构进行比较。 411和420格式不仅色差信号的取样频率相对于422格式来说减半，而且使场取样比减半，丢失了后期制作中的一些重要信号信息，如色键。由于彩色信号带宽信息的减半，此信号也就不再适合作高质量的多代编辑。然而，对于普通的新闻采访和窄带传输编码可采用411或420非标准取样方式，结果是牺牲带宽换得节省设备费用的益处。422格式同411规格及420格式系统相比，其高质量视频图像的效果是显而易见的。

46、 2数字录像机格式 录像机是电视节目制作的基本工具，磁带录像机的发展历程也是从模拟信号形态过渡到数字信号形态的。由于视频信号处理有422、411、420格式之分，压缩方式有场内DCT、帧内DCT和MPEG2之分，码率压缩比不同，记录码率有200Mbps左右、90Mbps左右、25Mbps和50Mbps之分，磁带宽度有3/4、1/2、1/4英寸以及MP与ME之分等等，数字录像机的格式十分多样。例如，不压缩的D1、D5格式，21压缩的 Digital Betacam格式，51压缩的DVCPRO(D7)和DVCAM格式，101压缩的Betacam SX 格式，3 31压缩的DVCPRO 50和Dig

47、italS(D9)格式等等。(1)Betacam SX格式 该格式系列产品的数字一体化摄录机及数字视频磁带录像机采用先进的MPEG2 422 PML压缩算法，压缩比101，可录制8bit 422数字分量视频信号，并可记录重放4通道16bit不压缩数字音频信号，使用1/2英寸金属粒子带，还可兼容重放模拟信号的Betacam和Betacam SP格式带(DNWA65P和DNWA75P提供)，从而使Betacam SX向全数字化环境过渡更经济合理。(2)DVCPRO及DVCPRO 50格式 1DVCPRO格式图像处理中采用大量标准的411格式，即取样频率的亮度 fy=13.5MHz，色差fPB、R=

48、3.375MHz。实际上DVCPRO的视频信号输入为422格式，经 411转化后进行记录，重放时对411离带信号进行内插重新形成422格式信号输出。从数据率看，422格式的净数据率为（7202360） 576825165.9Mbps,转换成411后为（7202180） 576825124.4Mbps,压缩成25Mbps进行记录，需要的压缩比为 124.4Mbps/25Mbps51。使用1/4英寸MP磁带，还可同时记录4通道16bit数字音频信号。 2DVCPRO 50格式为标准的422输入和输出，内部处理也是422格式，视频数据率为50Mbps,压缩比=165.9Mbps/50Mbps3 31

49、，确保了高画质图像，为高档次广播级数字录像机。也使用1/4英寸MP磁带，而且能够以DVCPRO格式记录并可重放DVCPRO格式记录的节目磁带。 (3)DigitalS(D9)格式 该格式录像机采用422格式8bit量化处理，并采用基于DCT的帧内编码和50Mbps 视频码率，3 31压缩比，满足CCIR 601模拟信号数字化的国际专业标准，确保了多代复制后的图像高清晰度和色彩效果。使用1/2英寸高密度金属涂敷带。3基于MPEG2视频 压缩标准编码的视频格式 参数比较 以上介绍的是常规清晰度电视(SDTV)格式，它终将被新一代全数字高清晰度电视 (HDTV)所取代，下面以表格方式将SDTV与HD

50、TV的视频格式参数做一简单比较。见表一 (参看广播电视信息2000.3第54页)。对表一的几点说明： 1 MPEG2是一种对通用的活动图像及其相关音频的编码方法，是至今为止最重要的视频压缩国际标准，适用于SDTV、HDTV视频压缩编码。MPEG2的视频格式分为4级：低级视频格式、主级视频格式、高级窄屏幕视频格式、高级宽屏幕视频格式。各级视频格式按每帧行数、帧频和像素速率的不同分为5类，详细内容请查阅相关资料。 2 本表采用422视频分量编码格式，8bit均匀量化。 3 根据MPEG2的类和级中各视频格式编码的最大输出码率，可算出最小压缩比，而且取样格式不同，视频码率及压缩比也不相同。 a 42

51、2格式 SDTV像素速率为： (7205762360576)25 =(7204802360480)30 =20.736兆像素/秒 码率=20.736兆像素/秒8bit=165.888Mbps 主级视频格式中最高传输码率为15Mbps,则最小压缩比 =165.888Mbps/15Mbps=11.06。 窄屏HDTV像素速率为： (1440115227201152)25=(14409602720960)30=82.944兆像素/秒 码率=82.944兆像素/秒8bit=663.552Mbps。1440高级类的最高传输码率为60Mbps，则最小压缩比=663.552Mbps/60Mbps=11.06

52、 宽屏HDTV像素速率为： (1920115229601152)25=(19209602960960)30=110.592兆像素/秒 码率=110.592兆像素/秒8bit=884.736Mbps 高级类的最高传输码率为80Mbps,则最小压缩比=884.736Mbps/80Mbps=11.06 b 因为人眼对色度清晰度不太敏感，为了降低码率可采用420格式，这时各视频格式的码率及最小压缩比： SDTV像素速率为： (7205762360288)25 =(7204802360240)30=15.552兆像素/秒 码率=15.552兆像素/秒8bit=124.416Mbps 压缩比=124.41

53、6Mbps/15Mbps=8.29窄屏HDTV像素速率为： (144011522720576)25=(14409602720480)30=62.208兆像素/秒 码率=62.208兆像素/秒8bit=497.644Mbps 压缩比=497.664Mbps/60Mbps=8.29 宽屏HDTV像素速率为： (192011522960576)25=(19209602960480)30=82.944兆像素/秒 码率=82.944兆像素/秒8bit=663.552Mbps 压缩比=663.552Mbps/80mbps=8.29 4DVCAM系列产品、DititalS系列产品及DVCPRO50系列产品均

54、具有用于宽屏图像录制和编辑的169格式与43格式宽高比切换功能，可用来提供169宽屏图像，以适应下一代169格式HDTV的发展。而且在BIRTV99展览会上，Sony公司推出了HDCAM系列及松下电器推出了DVCPRO HD系列，用于下一代HDTV的ENG和节目制作。H主要特征：地面HDTV接收，支持ATSC所有格式支持1080i,720p,480p,480i等多种显示格式支持4：3和16：9显示模式友好用户界面5.1声道杜比数字解码数字CCD快速搜台视频功能:TV规格选择：4:3,16:9分量输出YPbPr/RGB：1080i,720p,480p复合输出CVBS：480i(当选择480i模式时)S端子输出：480i(当选择480i模式时)调谐系统(8-VSB)ATSC高频头接收18种制式可以上下变换至1080i,720p,480p,480i音频功能:杜比数字，下变换至立体声其它功能：自动搜台频道标识喜爱频道收藏快速返回端子:1路YPbPr/RGB高清输出1路YPbPr/RGB标清输入1路S端子输出1路CVBS标清输出1路杜比光纤输出1路杜比同轴输出2路左右声道输出1路RF天线输入1路Ethernet接口2路USB2.0认证：ULFCC