数字电视技术原理论

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1、数字电视论文摘要本文主要介绍了MPEG-2视频编码系统的技术原理和关键技术,阐述了数字电视信源编码技术、多路复用和解复用原理、节目复用器构成、信号复用系统及调制解调的关键技术。关键词：MPEG-2多路复用复用器复用系统。91MPEG-2编码技术DVB-T采用的是MPEG-2编码技术，MPEG-2是MPEG制定的国际标准，于1994年11月正式发行。它主要包括系统、视频、音频、一致性、参考软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编码、lob视频编码和实时接口等9个部分组成。由于图像信号中存在着大量的冗余，主要包括有空间相关冗余、时间相关冗余、结构相关冗余、人眼视觉冗余和熵冗余

2、等，使得图像的压缩具有可能性。MPEG-2采用预测编码、变换编码和统计编码技术等，减少传输信号的冗余。MPEG-2系统编码是将视频、音频和其它数据基本流合成一个或多个适宜于存储或传输的数据流，MPEG-2系统层框图如图2-1所示。在MPEG-2中定义了三种码流，基本码流ES(ElementaryStream)、节目码流PS(ProgramStream)和传输码流TS(TransportStream)。9视频编码音频编码打包打包PS复接TS复接视频数据音频数据视频PES音频PES节目码流PS传递码流TS图1MPEG-2系统层框图节目码流(PS)由一个或多个PES包组成，是一组

3、视频、音频和数据基本分量。节目码流中的各个包具有相同的时间基准，具有长度可变的数据包和包头。节目流通常用于基本无误码或误码比较小的环境下，用在光盘和硬盘间的数据传输。基本码流ES是在MPEG-2中，按照像块层、宏块层、像条层、图像层、图像组层和图像序列层的顺序依次编码，并在除像块和宏块外的每一层的开始处加上起始码和头标志，就形成了ES。其中打包的基本码流PES(PacketizedElementaryStreams)是对压缩的基本码流ES进行打包后形成的码流。传输码流(TS)是将具有共同时间基准或具有独立时间基准的一个或多个PES组合而成的单一的数据流，TS是节目码流或和基

4、本码流的集合，他们可以以非特定关系复接在一起。适用于误码较多的环境。另外，MPEG-2的系统层提供了有效的系统同步措施。在传输码流中MPEG-2主要使用了三个参数:节目参考时钟(PCR)、显示时间标记(PTS)和解码时间标记(DTS)来保证视频、音频和辅助数据之间的同步.PCR是编码器系统时钟某一时刻的值，它被周期性地插入到MPEG-2的输出比特流中。在解码器端，PCR被提取出来，用于更新内部时钟，作为解码器的时间基准，每个节目只有一个PCR.PTS和DTS也是编码器系统时钟某一时刻的值，通常和某个编码单元相联系(如视频序列中某个图像显示或解码的开始位置)。它们规定了数据在

5、解码署中的预定显示时间和解码时间。2多路复用和解复用原理在MPEG-2系统中，多路复用分为节目复用和系统复用。节目复用是将数字电视节目的视频、音频的ES流和其它辅助数据复用生成的单一的PS流或TS流，叫节目复用.系统复用是由多路TS流在复用形成一路TS9流，实现节目间的动态分配，叫系统复用。相反的过程叫系统解复用简称解复用。3节目复用器构成图2-2为节目复用器的框图。节目复用器的信号流程工作原理是这样的：其中，FIFO是先进先出的移位寄存器。复用器工作时，先向前面的视频、音频编码器发出系统编码开始的信号，同时发送27MHz的系统时钟，作为PES打包时PTS(Presenta

6、tionTimeModulation，时间表示印记)和DTS(DecodeTimeStamp，解码时间印记)的时间标记的计数时钟。经过编码器后所产生的视频、音频和辅助数据经过串/并转换后，分别在各自的FIFO中缓存.各个FIFO设有独立的双向计数器，指示各个FIFO中存储数据的字节数。DSP(数字处理器)采用轮询技术控制TS流中各种包的交织，因为视频PES(PacketizedES，分组基本码流)数据流的输入速率是可变的，而音频、辅助数据的速率是恒定的，采用轮询技术保证TS流中各种类型包的均匀性。DSP按视频、音频、辅助数据1和辅助数据2的次序对视频FIFO、音频FIFO,

7、辅助数据XIFIFO、辅助数据X2FIFO进行轮询，即读取各FIFO的双向计数器的计数值，若大于预先确定的门限数值，则从相应的FIFO中读取184B，送入公共FIFO。对于两路辅助数据，在写入TS包头后，直接将184B送入传输缓存器。为了TS包与PES包的字头对齐，在对视频、音频184B的读取过程中，需要同时检测是否有PES起始码0x000001(视频PES起始码后面的steamID为OxEO，音频PES起始码后面的steamID为Oxcl)。若没有，则由DSP向传输缓存器写入相应的TS包头(4B，无调整字段)，再