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DVB-S數(shù)字衛(wèi)星電視技術(shù)
★★★★★【文章導(dǎo)讀】:DVB-S數(shù)字衛(wèi)星電視技術(shù)具體內(nèi)容是:DVB-S標準提供了-套完整的適用于衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)字電視系統(tǒng)規(guī)范,選定ISO/IECMPEG-2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式,對信源編碼進行了統(tǒng)一;隨后對MPEG-2碼流進行打包形成傳輸流(TS),進行多個傳輸流復(fù)用,然后進行信…
來源: 日期:2013-11-11 20:45:33 人氣:標簽:
DVB-S標準提供了-套完整的適用于衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)字電視系統(tǒng)規(guī)范,選定ISO/IECMPEG-2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式,對信源編碼進行了統(tǒng)一;隨后對MPEG-2碼流進行打包形成傳輸流(TS),進行多個傳輸流復(fù)用,然后進行信道編碼和數(shù)字調(diào)制, 后通過衛(wèi)星進行傳輸。
1)DVB音頻特點
DVB-S系統(tǒng)的音頻編碼使用MPEG-2LayerII笫二層音頻編碼,也稱MUSICAM。音頻的MPEG-2LayerII編碼壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應(yīng),這一人體生理學(xué)效應(yīng)允許我們對于人耳不太敏感的頻率進行低碼率編碼,此技術(shù)的采用可以大大地降低音頻編碼速率。MPEG-2LayerII音頻編碼可用于單音,立體聲,環(huán)繞聲和多路多語言聲音的編碼。
2)DVB視頻特點
DVB-S系統(tǒng)的視頻采用標準的MPEG-2壓縮編碼,MPEG-2視頻編碼系統(tǒng)由一個大家族構(gòu)成,每一個子系統(tǒng)之間都有兼容性和共同性,根據(jù)圖像清晰度的不同,它分成四種信源格式或稱“等級”(Level),從錄像帶(VCR)的低圖像清晰度,到高清晰度電視。除了根據(jù)圖像清晰度定義的“等級”以外,DVB-S視頻標準還定義了“檔次”(Profile)的概念,每一個不同的“檔次”(Profile)能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法。
a)“檔次”(Profile)目前在MPEG-2系統(tǒng)中存在5個“檔次”(Profile),每一個“檔次”(Profile)都會比它的前一個“檔次”更加復(fù)雜,更加完善,提供更多的工具,同時其相對應(yīng)的設(shè)備的價格也更高。“檔次”的 初級叫做簡單檔次(SimpleProfile),隨后是主檔次(MainProfile),它比簡單檔次(SimpleProfile)增加了編碼雙向預(yù)測的功能,即:B-FRAMES,在使用同樣的碼流的情況下,它的質(zhì)量會更好,但算法更加復(fù)雜,使用的芯片更多。主檔次(MainProfile)的解碼芯片,可以兼容解碼簡單檔次(SimpleProfile)的編碼,這種向下兼容性貫穿整個系列的“檔次”。
--在主檔次(MainProfile)之后,是信噪比可分級檔次(SNRScalable)及空間頻譜可分級檔次(SPACilityScalableProfile),這兩種"檔次"可以調(diào)整信噪比與碼流率關(guān)系以及圖像清晰度與碼流率之間的關(guān)系,出于其編碼的復(fù)雜性以及接收設(shè)備價格昂貴問題,DVB-S標準目前不支持這兩種“檔次”。 高級的“檔次”是HighProfile,它不僅兼容前面的低極“檔次”,兼?zhèn)渌械墓δ埽铱梢赃M行多行同時編碼,而前面的“檔次”則是逐行編碼。
--在“檔次”中存在兩種圖像采樣方式,即:4:2:2和4:2:0格式。我們知道電視復(fù)合信號可以分成亮度信號分量(Y)和色度信號分量(R-Y,B-Y),4:2:2格式是對亮度信號進行4個采樣,對色度信號(R-Y,B-Y)進行2個采樣,見圖1;4:2:0格式的色度信號(R-Y,B-Y)只做隔行采樣,如果使用8比特采樣,我們可以算出對標準PAL制電視信號進行采樣后的4:2:2格式圖像碼流率如下:
亮度信號碼流率為:720×576×25幀/秒×8bit=82.944Mb/s色度信號碼流率為:2×1/2×720×576×25幀/秒×8bit=82.944Mb/s總碼流率為:82.944Mb/s+82.944Mb/s=165.888Mb/s我們看到?jīng)]有壓縮的電視圖像碼流率非常高,占用帶寬太寬,不適用于衛(wèi)星傳輸,即使采用4:2:0格式,圖像碼流率也高達124.416Mb/s。MPEG-2的壓縮算法采用除去電視視頻信號的時間冗余和空間冗余的算法,使碼流率降到3~8Mb/s仍然獲得質(zhì)量清晰的圖象,使數(shù)字電視的傳輸成為可能。壓縮算法的核心主要包含有離散余弦變換、之型掃描與游程編碼、熵編碼、信道緩存、運動估計、運動補償?shù)纫恍╆P(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)b)“等級”(Level)根據(jù)圖像節(jié)目源的清晰度由低到高的不同,MPEG-2標準分成許多“等級”, 低的LowLevel的清晰度是IU-R-BT.601建議的四分之一,即:352×288×25幀/秒;MainLevel是完全符合IU-R-BT.601建議的標準,即:720×576×25幀/秒;High-1440Level采用了每行1440個采樣的方法;HighLevel采用了更高的每行1920的采樣方法。
--目前在世界上 常用的MPEG-2標準是MP@ML,即:MainProfile@MainLevel,它是第一代數(shù)字衛(wèi)星電視的基礎(chǔ),節(jié)目提供者可以提供625線質(zhì)量的節(jié)目,圖像的長寬比可以是4:3或16:9;它的碼流率是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量來選定的,圖像質(zhì)量越高,所需碼流率越高,反之則越低。
3)MPEG-2碼流復(fù)用及服務(wù)信息
音頻、視頻及數(shù)字信號首先經(jīng)過MPEG-2編碼器進行數(shù)據(jù)壓縮,通過節(jié)目復(fù)用器形成基本碼流(ES),基本碼流經(jīng)過打包后形成有包頭的基本碼流(PES)。代表不同音頻、視頻信號的PES流被送人傳輸復(fù)用器進行系統(tǒng)復(fù)用,復(fù)用后的碼流叫做傳輸流(TS),傳輸流中包括多個節(jié)目源的不同信號,為了區(qū)分這些信號,在系統(tǒng)復(fù)用器上需要加入服務(wù)信息(SI),使接收端可以識別不同的節(jié)目。
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