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关于模拟电视广播制式与数字电视广播制式的标准

浏览:5699  来源:通信人在线  日期:2010-03-31
 

有意思的是,在国际上,过去的模拟电视广播制式为三大标准体系,而如今的数字电视广播制式也形成了三大标准体系的局面。由于过去三大标准的模拟电视广播制式,它们互不兼容,给人们的使用带来了极大的不方便,大家已经吃尽了苦头,大家仍记忆犹新。看来新的数字电视广播标准体系,很难使大家体会到苦尽甜来的感觉。

一、模拟电视广播制式

众所周知,模拟电视广播有NTSCPLASECAM三种标准制式。

1NTSC

NTSC制标准是由美国的国家电视委员会(NTSCNational Television System Committee)在195312月所制定,称为NTSC制,分为NTST-MNTSC-N等,北美和日本等国所采用。

NTSC制式的供电频率为60Hz,场频为60/秒,帧频为30/秒,扫描线为525行,图像信号带宽为6.2MHz24比特的色彩位深,画面的宽高比为43;使用的分辨率是760*486,画面解析度为720*480,约34万象素。这种制式的色度信号调制特点为平衡正交调幅制(即平衡调制和正交调制两种),属于同时制,虽然解决了黑白与彩色电视广播的互相的兼容问题,但是存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。

2PAL

PALPhase Alternating Line,意为逐行倒相)制标准是由德国(前德)在综合NTSC制优势的基础之上制定出来的,时间在1962年,分为PAL-BPAL-IPAL-MPAL-NPAL-D(中国采用的)等,为欧洲和中国等国所采用。

PAL制式的供电频率为50Hz,场频为50/秒,帧频为25/秒,扫描线为625行,图像信号带宽分别为4.2/5.5/5.6MHz24比特的色彩位深,画面的宽高比为54;使用的分辨率是720*576,画面解析度为720*576,约40万象素。该制式克服了NTSC制对相位失真的敏感性,它对同时传送的两个色差信号中的一个进行逐行倒相,而另一个进行正交调制。这样一来,如果在信号的传输过程中发生了相位失真,则会由于相邻两行信号的相位相反起到互补作用,它属于同时制。为此PAL制对相位失真不敏感,图像彩色误差较小,彩色与黑白兼容性较好;但与NTSC制相比,其编、解码器都较复杂,信号处理也较麻烦,接收机的成本也相对较高。

3SECAM

SECAMSequentiel Couleur AMemoire,法文意为按顺序传送彩色与存储)制标准是由法国在1962年所制定,分为SECAM-DSECAM-K等,为法国和俄罗斯等国家所采用。

SECAM制的帧频25/秒,扫描线625行,隔行扫描,画面比例43,分辨率为720x576。该制式在信号的传送过程中亮度信号每行都传送,而两个色差信号则是逐行依此传送,即用行错开传输时间的办法来避免同时传送时所产生的串色及由其造成的彩色失真,故它属于同时顺序制。其色度信号的调制方法与前两个制式不同,因此它不怕干扰,彩色效果较好,但其兼容性较差。 

三种模拟彩色电视系统相关参数比较详见下表1-1

1-1三种模拟彩色电视系统相关参数比较一览表

二、数字电视广播制式

目前,数字电视广播形成有影响力的三种制式是ATSCDVBISDB。我国的数字电视广播标准已选定了DVB-SDVB-C

1ATSC制式

ATSC制式的标准是由美国先进电视制式委员会(ATSCAdvanced Television System Committee)制定的,称为ATSC制式1997年被ITU接受为国际数字电视广播标准。

ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成:图像层、图像压缩层、系统复用层和传输层,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,均采用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,按传输媒介基本上分为有线传输(ATSC-C)和地面无线传输(ATSC-T)两种(暂不涉及卫星传输)。对于地面广播ATSC-T,其标准采用Zenith公司开发的8VSBVestigial Side Band,残留边带调制),此系统可通过6MHz的地面广播频道实现19.3Mb/s的传输速率。对于ATSC-C采用高数据率的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,上面两层确定在普通数据传输的基础上,运行特定配置,如HDTVHigh Definition Television高清晰度电视)或SDTVStandard Definition Television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,其中HDTV6种,SDTV12种;采用逐行扫描方式有14种。 

欲了解ATSC标准支持的具体图像格式的请进入

尽管ATSC DTVDigital Television)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格式相同,包括HDTVSDTV两种格式。

2DVB制式

DVB制式标准是由欧洲数字视频广播Digital Video Broadcasting集团制定的,称为DVB制式。是被ITU接受为第2个国际数字电视广播标准。我国已选定DVB-SDVB-C作为我国卫星(GB/T 17700-1999)和有线(GY/T 170-2001)数字电视广播的标准。

详细了解请进入

3ISDB制式

ISDB制式标准是由日本的数字广播专家组(DIBEGDigital Broadcasting Experts Group)制定的,称为ISDBIntegrated Services Digital Broadcasting,综合业务数字广播)制式。2001年被ITU接受为第3个国际数字电视广播标准。

1999年日本发布了ISDB标准,该标准首先考虑的是卫星传输,采用QPSK调制。ISDB制式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。

三、数字电视广播3种制式的比较

1调制方式:依据卫星、有线和地面无线的传输媒介的不同,采用的调制方式也不同ATSC制式与DVBISDB制式选用的调制方式有所不同,详见下表2-2。网格编码的多电平残留边带(VSBVestigial Side Band)调制方式是单载波调制,而编码的正交频分复用(COFDMCodrthogonal Frequency Division Multiplexing)和QAM调制方式为多载波调制。在地面无线传输时,多载波调制方式要比单载波调制方式抗多径衰落性强。

    表2-2三种制式数字电视广播的调制方式

        2、编码方式:目前,对于视频编码,3种制式全部采用了MPEG-2压缩编码方式。但对于音频编码,DVB和ISDB采用了MPEG-2中的音频编码方式,而ATSC采用的是杜比(Dolby)公司的AC-3方案,MPEG-2作为备用方案。随着技术的发展,MPEG-4 AVC可能成为最佳选择,我国具有自主产权的AVS技术大有后来居上之势。
        3、复用方式:数字电视的复用系统也是数字电视广播的关键部分,3种制式均采用了MPEG-2的标准。在发送端将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信道编码及调制。接受端与此过程正好相反。
        4、成员分布:三种制式来自不同的行业组织,这些行业组织的成员分布是不尽相同的,也反映着该标准在市场的占有情况。据不完全统计,DVB的成员最多,已经达到来自35个国家和地区的265个,欧洲国家居多且世界各地都有,我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。ATSC成员次之,有近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,中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。
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