彩色电视制式和数字电视标准
H.264 和MPEG4AVC
• ITU-T针对网络传输的需要设计的H.264采用了很多新技术用来提高压 缩比降低码流,主要是采用了高精度、多模式预测技术。 • MPEG系列的标准归属于ISO/IEC,但另一方面以制订国际通讯标准 为主的机构:ITU-T,在完成H.263(针对视频会议之用的串流视频标 准)后展开了更先进的H.264制订,且新制订是与ISO/IEC机构连手 合作,由两机构共同成立一个名为JVT(Joint Video Team)的联合 工作小组,以MPEG-4技术为基础进行更适于视频会议(Video Conference)运用的衍生发展,也因为是联合制订,因此在ITU-T方 面称为H.264,在ISO/IEC的MPEG方面就称为MPEG-4 Part 10(第 10部分,也叫ISO/IEC 14496-10),MPEG-4 Part 10的另一个代称 是MPEG-4 AVC(Advanced Video Coding,先进视频编码),多个 名称其实是一个意思,即H.264=MPEG-4 Part 10=ISO/IEC 1449610=MPEG-4 AVC。
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黑白电视N制信道带宽是6MHz,伴音载频与图像载频间距4.5MHz,主要 是阿根廷、乌拉圭等国家使用。
彩色电视制式
• 彩色NTSC制式是1952年由美国国家电视标准委员会指定的彩色电视 广播标准,它采用正交平衡调幅的技术方式,将两路色差信号是通过 正交调制在一个彩色副载波上,故也称为正交平衡调幅制。NTSC是 最先在美国研制成功的,美国一直沿用这种制式到现在,但是PAL制 式是后来经过改进的,它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法,克 服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点,是前西德在1962年制定 的彩色电视广播标准,得到更广泛的认可。 • 除了美国,加拿大,墨西哥,韩国和台湾。世界大多数国家都是用 的PAL制式。
• J.83/B(Digicipher II - 原GI,现MOTOROLA子公司): • (1)滚降系数alpha=0.18, 64 QAM or 256 QAM modulation • (2)Trellis decoder (code rate 14/15 for 64 QAM and 19/20 for 256 QAM) • (3)Fixed symbol rates for normal use (5.056941 Msymbols/s for 64 QAM) • (4)Reed-Solomon error correction , 128 /122 (122 data words and 6 RS checksum words),交织深度(interleaving)I可变.
MPEG-4的版本
• 同样是MPEG-4算法,各家公司的相差很大,有微软(MS)的 MPEG-4,DIVX的MEPG-4,还有XVID的MPEG-4。MS MPEG-4内 核是不对外公开的,只能应用与Windows Media 流媒体技术上,由 于技术封闭,这种MPEG-4的应用受到了限制,后来视频编码方面的 高手与黑客破解了微软的MPEG-4,并做了些改进,就出来了DIVX 3.11 MPEG-4,很快DIVX MPEG-4红的发紫,几乎成了业界标准, DivX技术的创造者之一Rota还申请将DivX合法化了,DivX成立的初 衷就是摆脱微软的技术封锁,开放源码,吸引很多软件视频高手参与。 后来DXN公司突然封闭了DivX的源代码,发布了自有产品DivX4,之 后另一视频高手团在OPEN DIVX基础上,开发出新的MPEG-4编码 XVID,其名字与DIVX几乎相反,这个取名就代表着这支视频高手团 对DXN的愤怒与仇视,从技术上来说,Xvid已经基本上与DXN公司的 最新版本DivX5接近,或者还有所超越,它可以在保持DivX5画质基 础上,大大提高压缩时间,被认为是目前最快的MPEG4编码。除此 之外,Xvid还吸收了前车之鉴,依照GPL发布,也就是说,谁要是想 做成产品而不开放源码是非法的。
ISO/IEC 13818-1标准
• 目前各国在信源编码系统层上已统一于ISO/IEC 13818-1标准。无论针对哪种传输媒介,从节目 复用器和传送复用器中生成的都是标准的TS (Transport Stream)传输码流,TS是一个传输 层的协议栈,它可以承载各种内容的传输,比如 MPEG,MPEG4,H264,甚至是IP 。当进行数 字广播时,根据传输媒介,选用相应的传输系统, 通过纠错编码和调制,将TS码流变换成射频信号。 MPEG2的PSI有PAT表和PMT表, SI (Service Information)增加了TS的表,DVB-SI和Digicipher II-SI定义的SI是不同的。
地面广播传输系统上的分歧
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彩色电视制式和数字电视标准历史和技术黑白电视制式
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黑白电视制式的主要参数是行数、场频、视频带宽和射频特性(带宽、 伴音载频与图像载频间距、图像和伴音调制方式)等。
黑白电视M制行数是525行、场频60Hz、信道带宽是6MHz,伴音载频与图 像载频间距4.5MHz,美国、加拿大、墨西哥、韩国和台湾等国家和地区使用。 黑白电视B/G/H制行数是625行、场频50Hz、信道带宽是7.8MHz,伴音载 频与图像载频间距5.5MHz,德国、荷兰、以色列、挪威、西班牙、意大利、 肯尼亚、印度、澳门等国家和地区使用。 黑白电视I制行数是625行、场频50Hz、信道带宽是8MHz,伴音载频与图 像载频间距6MHz,主要是英国、香港等国家和地区使用。 黑白电视D/K制行数是625行、场频50Hz、信道带宽是8MHz,伴音载频与 图像载频间距6.5MHz,主要是中国、俄罗斯和大部分东欧国家使用。
MPEG-4
• MPEG-4标准是面向对象的压缩方式,不是像 MPEG-1和MPEG-2简单地将图像分为一些像块, 而是根据图像内容,将其中的对象(物体、人物、 背景)分离出来分别进行帧内、帧间编码压缩, 并允许在不同的对象之间灵活分配码率,对重要 的对象分配较多的字节,对次要的对象分配较少 的字节,从而大大提高了压缩比,使其在较低的 码率下获得较好的效果。MPEG-4的传输速率为 4.8~64kbit/s,使用时占用的存储空间比较小,并 且MPEG-4画质可调。
卫星广播传输系统的发展
• 与DVB-S相比,DVB-S2可提供除QPSK外的多种具有更高频带利用 率的调制方式,如8PSK、16APSK、32APSK。能适应线性特性相对 不好的卫星传输信道,使高位调制方式通过卫星信道传输成为可能; • DVB-S2采用的是功能更强大的前向纠错系统,即BCH和LDPC(低 密度校验码)码级联的信道编码方式,有效地降低了系统解调门限, 距离理论的香农极限只有0.7~1dB的差距; • DVB-S2频谱成形中的升余弦滚降系数α可在0.35、0.25、0.2中选择, 而不是DVB-S固定的0.35,自然α越小,可以获得下降更陡峭的载波 波形,频谱利用率越高; • 在DVB-S2的单向广播应用中,DVB-S2标准允许发射站根据接收站的 不同条件,对发送给不同接收站的数据帧的传输参数进行优化,在传 输过程中采用可变的编码和调制方式(VCM),不必为最坏情况的传 输预留额外的余量。DVB-S2的交互式应用中,可变编码和调制 (VCM)功能与回传信道的运用相结合,形成一种新的应用模式,即 自适应的编码和调制(ACM)。
• 美国ATSC(8VSB - 8电平残留边带调制)系统 • 欧洲DVB-T系统 • 中国的DMB-TH,清华大学和北京凌讯华业科技有限公司针对上述目 前世界上四个地面数字电视系统存在的问题,提出了一种新颖的、适 合我国国情的地面数字电视传输方案
DVB-C有线广播传输系统
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广播电视系统传输媒介
• 地面电视广播系统、卫星电视广播系统或有线电 视广播系统。 • 模拟电视传输图像采用调幅、伴音采用调频。 • 数字电视传输根据传输信道进行信道编码,DVB 根据不同的传输媒介采用不同的传输系统,卫星 (SATELLITE)广播模式中采用QPSK系统(DVB-S), 有线(CABLE)模式中16/64QAM系统(DVB-C), 地面(TERRESTRIAL)广播模式中采用COFDM系 统(DVB-T)。
• 另外,为了兼容黑白电视制式,不同的黑白电视制式选用的不同的彩 色副载波频率: • NTSC彩色副载波频率 3.579545MHz • PALB,D,G,H,I彩色副载波频率4.43619MHz • PAL M彩色副载波频率3.575611MHz • PAL N彩色副载波频率3.582056MHz
MPEG2标准
• MPEG-2标准从1990年开始研究,1994发布。它是一个直接与数 字电视广播有关的高质量图像和声音编码标准。MPEG-2可以说是 MPEG-1的扩充,因为它们的基本编码算法都相同。但MPEG-2增 加了许多MPEG-1所没有的功能,例如运动向量的精确度提高到半 个像素;由于关键帧里存在特殊向量,扩展了错误冗余;离散余 弦变换中可选择精度;超前预测模式;质量伸缩性(在同一视频 流中可容忍不同质量的图象);支持VBR,提供了位速率的可变 性能(scalability)功能;增加了隔行扫描电视的编码。 • MPEG-2要达到的最基本目标是:位速率为4~9 Mbit/s,最高达 15 Mbit/s。 • MPEG-2的标准号为ISO/IEC 13818,标准名称为“信息技术-电 视图像和伴音信息的通用编码(Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information )”。 • MPEG-2包含9个部分。第1部分,系统:ISO/IEC 13818-1;第2 部分,图像:ISO/IEC 13818-2;第3部分,声音:ISO/IEC 13818-3