绪论数字电视技术的发展课件.ppt
2023/3/18,1,数字电视技术的发展,2023/3/18,2,数字电视技术的发展,数字电视的概念数字电视的优点 数字电视系统的关键技术 数字电视标准 手机电视网络电视（IPTV）,2023/3/18,3,数字电视的概念,数字电视：从节目摄制、制作、编辑、存储、发射、传输，到信号接收、处理、显示等全过程完全数字化的电视系统。意义：数字电视广播系统将成为一个数字信号传输平台，不仅使整个广播电视节目制作和传输质量得到显著改善，信道资源利用率大大提高，还可以提供其它增值业务，如数据广播、电视购物、电子商务、视频点播等，使传统的广播电视媒体从形态、内容到服务方式发生革命性的改变，为“三网融合”提供了技术上的可能性。,2023/3/18,4,数字电视的意义,意义：随着数字电视进入消费市场，将带动一系列相关产业的高速发展。数字电视技术的发展将诱发整个广播电视产业链的深刻变革，它已经被各国视为信息时代的一项“战略技术”。从某种意义上来说，数字电视将影响着国家产业结构的升级与发展。,2023/3/18,5,数字电视的优点,1.采用数字传输技术，可提高信号的传输质量，不会产生噪声累积，信号抗干扰能力大大增强，收视质量高。2.彩色逼真，无串色，不会产生信号的非线性和相位失真的累积。3.可实现不同分辨率等级（标准清晰度、高清晰度）的接收，适合大屏幕及各种显示器。,2023/3/18,6,数字电视的优点,4.可移动接收，无重影。5.可实现5.1路数字环绕立体声，同时还有多语种功能，收看一个节目可以选择不同语种。6.采用数字技术可大大改善电视节目的保存质量和复制质量，理论上可进行无数次复制和长期保存。,2023/3/18,7,数字电视的优点,7.增加节目频道，减少传输成本。采用“单频网络”（SFN）技术，1套电视节目仅占用同1个数字电视频道而覆盖全国。此外，利用数字音/视频压缩技术，可以在现有的1个模拟电视频道中传送4 6路标准清晰度的电视节目或1路HDTV节目，因而在不增加带宽的情况下，用数字传输方式可大大节省因增加电视节目频道而需要的传输成本，提高经济效益。,2023/3/18,8,数字电视的优点,8.易于实现加密解密和加扰解扰处理，便于开展各类有条件接收的收费业务，使电视的个性化服务和特殊服务在实际中得以方便实现，这是数字电视的重要增值点，也是数字电视得以快速滚动式发展的基础。,2023/3/18,9,数字电视的优点,9.利用数字处理技术产生各种特技形式，增强了节目的艺术效果和视觉冲击力，使节目的娱乐性和观赏性大大增强。10.数字电视广播改变了观众收看电视节目的形式，从被动地收看到主动地准交互（本地交互）、交互地收看。,2023/3/18,10,数字电视的优点,11.数字技术的灵活性，使数字电视广播除了能够广播电视节目外，还可以提供其它形式的多种信息服务，如数据广播、电子节目指南等；可以与计算机、通信技术融合，开辟走向信息高速公路和多媒体通信的未来之路，拓展了电视媒体产业的市场广度和深度。,2023/3/18,11,数字电视系统的关键技术,数字电视是一个大系统:从横向来说，数字电视广播是从节目制作（编辑）数字信号处理广播（传输）接收显示的端到端的系统问题；从纵向来说，是从物理层传输协议中间件标准信息表示信息使用内容保护的一系列系统问题。,2023/3/18,12,数字电视系统的关键技术,信源编解码信道编解码及调制解调软件平台中间件 条件接收大屏幕显示,2023/3/18,13,关键技术-信源编解码,视频编解码:国际上统一采用了MPEG-2标准，还可以采用MPEG-4、H.264、AVS标准。音频编解码:欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比公司的AC-3方案，MPEG-2为备用方案；我国有AVS标准。,2023/3/18,14,关键技术-信道编解码及调制解调,卫星数字电视广播:国际上普遍采用可靠性强的四相相移键控（QPSK）调制方式。有线数字电视广播:美国采用16-VSB方式;欧洲和我国采用多电平QAM调制方式。地面数字电视广播:美国采用8-VSB调制方式，欧洲采用COFDM调制方式，日本采用改进的OFDM调制方式，我国采用何种制式标准，尚在研究之中。,2023/3/18,15,关键技术-中间件,数字电视接收机（或数字电视机顶盒）的硬件功能主要是对接收的射频信号进行信道解码、解调、MPEG-2码流解码及模拟音视频信号的输出。而电视内容的显示，EPG节目信息及操作界面等都依赖软件技术来实现，缺少软件系统更无法在数字电视平台上开展交互电视等其它增强型电视业务，所以，在数字电视系统中，软件技术占有非常重要的作用。,2023/3/18,16,关键技术-中间件,中间件（Middleware）是一种将应用程序与底层的实时操作系统、硬件实现的技术细节隔离开来的软件环境，支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行，使应用不依赖于特定的硬件平台和实时操作系统。中间件的作用是使机顶盒基本的和通用的功能以应用程序接口API的形式提供给机顶盒生产厂家，以实现数字电视交互功能的标准化，同时使业务项目（以应用程序的形式通过传输信道）下载到用户机顶盒的数据量减小到最低限度。,2023/3/18,17,关键技术-条件接收,条件接收（CA）:是指这样一种技术手段，它只允许已付费的授权用户使用某一业务，未经授权的用户不能使用这一业务。条件接收系统是数字电视广播实行收费所必需的技术保障。条件接收系统是一个综合性的系统，集成了数据加扰和解扰、加密和解密、智能卡等技术，同时也涉及到用户管理、节目管理、收费管理等信息应用管理技术，能实现各项数字电视广播业务的授权管理和接收控制。,2023/3/18,18,关键技术-条件接收,条件接收系统要解决以下两个问题：如何阻止用户接收那些未经授权的节目；如何从用户处收费。在广播电视系统中，在发送端对节目进行加扰，在接收端对用户进行寻址控制和授权解扰是解决这两个问题的基本途径。,2023/3/18,19,关键技术-大屏幕显示,显示器是最终体现数字电视效果或魅力的产品。尽管HDTV对显示技术提出了很高的要求，但目前已有多种技术能够满足HDTV显示的需要。其中包括:液晶显示器（LCD）等离子体显示器（PDP）关键的问题是如何降低产品的造价，以可接受的价格进入家庭。,2023/3/18,20,数字电视标准,数字电视标准包括两大部分：数字电视演播室参数标准:规定了电视台演播室内数字电视节目制作和交换所需的视、音频基本参数值及接口规范，适用于数字电视设备及电视节目制作系统的设计、制造、验收、运营和维护。数字电视广播标准:涉及到视频、音频压缩编码及传送复用、信道编码与调制、频率规划、条件接收、电子节目指南（EPG）、中间件、数据广播等标准。,2023/3/18,21,数字电视标准,数字电视广播主要通过卫星、有线、地面无线等传输方式实现。目前，全球有三种数字电视广播标准体系：美国高级电视系统委员会提出的ATSC标准（1995)欧洲的数字视频广播（DVB）标准（1997)日本的综合业务数字广播（ISDB）标准（1999),2023/3/18,22,数字电视地面广播标准,数字电视地面广播(DTTB）的应用需求包括：1.传输信息量要大，支持包括高清电视的多媒体广播服务。2.抗干扰能力强，在一般室内环境下可接收。3.与现有模拟广播电视频道兼容，并有利于频道规划和模拟向数字过渡。4.具有灵活性，支持标准高清晰度和高清晰度兼容的电视广播；支持移动接收；支持便携接收；支持单频网。5.具有可扩展性，支持交互数据综合业务。,2023/3/18,23,数字电视地面广播标准-DVB-T,DVB-T系统采用COFDM调制方式，把传输比特分割到数千计的低比特率副载波上，用1705个载波(2k)或6817个载波(8k)模式。DVB-T系统中放置了大量的导频信号，穿插于数据之中,完成系统同步、载波恢复、时钟调整和信道估计。由于导频信号数量多且散布在数据中，能够较为及时地估计信道特性的变化。为进一步降低多径造成的码间干扰，DVB-T系统又使用了“保护间隔”技术，由此抵御多径的影响。可以认为，大量导频信号插入和保护间隔技术是DVB-T系统的技术核心，正是这两项技术使DVB-T系统能够在抗强多径和动态多径及移动接收的实测性能方面优于美国ATSC 8-VSB系统。,2023/3/18,24,数字电视地面广播标准-DVB-T,另外，DVB-T系统还对保护间隔长度和调制星座等参数进行组合，形成了多种传输模式供使用者选择。DVB-T方案的综合频带利用率比美国的VSB方案低。因此，以系统传输容量为代价来换取系统的抗多径性能。虽然系统是为8 MHz频道开发的，但能用于任何频道带宽(6,7,8 MHz)。8 MHz信道内传输的有效净比特码率在4.98-31.67 Mbit/s范围内，取决于信道编码参数、调制类型和保护间隔的选择。,2023/3/18,25,数字电视地面广播标准-ISDB-T,日本提出的“综合业务数字广播”ISDB-T系统使用的编码调制方式与DVB-T基本相同，可以说是经修改的DVB-T方案，不同之处在于接收方面增加了部分接收和分层传输，将整个6MHz频带划分为13个子带。根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收，是日本制式的特点。,2023/3/18,26,我国数字电视传输标准的进展,卫星数字电视广播:采用DVB-S标准。有线数字电视广播:采用DVB-C标准。地面数字电视广播:自主制定，以清华大学的DMB-T方案和上海交通大学的ADTB-T方案为主。地面数字多媒体/电视广播传输系统（DMB-T）：采用时域同步正交频分复用技术（TDS-OFDM）。高级数字电视广播系统（ADTB-T）：采用偏置正交幅度调制（Offset Quadrate Amplitude Modulation，OQAM），为混合传输模式的单载波系统。,2023/3/18,27,我国数字电视传输标准的进展,由于DMB-T基于多载波技术，ADTB-T方案基于单载波技术，从技术上融合有很大的难度，而两套方案的竞争力相当，导致统一标准时间表的推迟。与此同时，国内部分省份和地区也在试用欧洲DVB-T标准来试播移动数字电视，更使竞争变得无序，使国家标准出台困难。我国的数字电视广播标准已于2009年出台。,2023/3/18,28,手机电视,所谓“手机电视”，就是通过手机终端收看电视节目的业务，在“手机电视”中，手机兼具了手机和电视的双重功能。由于手机具有用户普及率高、携带方便等特性，手机电视业务也就显示出了比普通电视更广泛的影响力。,2023/3/18,29,手机电视业务的实现方式,利用蜂窝移动网络：如美国的Sprint、我国的中国移动和中国联通公司已经利用这种方式推出了手机电视业务。这实际上是利用流媒体技术，把手机电视作为一种数据业务推出来。利用卫星广播(DMB)的方式：在手机里装上一个电视调谐器和视频解码器，使得手机能像家里的电视机一样接收空中的电视信号。目前韩国在力推这种方式。据SK称，这种DMB接收机能提供高质量的图像，使用该接收机模块能使用户能够同时接收地面无线电视广播和卫星电视广播的信号。基于DVB-H标准：DVB组织为通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。,2023/3/18,30,DVB-H概述,由于预见未来移动通信网络与数字广播网络走向融合之路上所潜在的商机，DVB 组织自2002年9月起，以DVB-T为基础开发适用于手持式设备的数字广播标准（DVB-H），旨在兼顾降低接收机功耗与改善移动接收性能的解决方案。和DVB-T相比，DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性能更强的特点，因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说，DVB-H标准就是依托目前DVB-T传输系统，通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等便携设备能够稳定地接收广播电视信号。,2023/3/18,31,DVB-H概述,2004年2月DVB项目组正式宣布已完成DVB-H规范的制定工作，并准备进入验证与标准化程序，同时在芬兰的赫尔辛基、德国柏林、美国宾夕法尼亚州匹兹堡以及西班牙等地进行实验性试播。采用时间分片（time-slicing）与多协议封装前向纠错（MPE-FEC）两项关键技术，传送基于互联网协议（IP）的数字内容，使DVB-H规范满足手持式设备所需之低功耗、高移动性能、通用平台与网络切换业务不中断等要求。,2023/3/18,32,DVB-H概述,DVB-H可以支持公众通过地面广播在手机上看到电视内容。事实上，由于DVB-H是一种支持多媒体业务的标准，除了电视业务外它还可以开展电子报纸、电子拍卖、旅游向导、游戏、视频点播和交互等多种综合性业务。虽然目前的2.5G和3G等标准也能够完成这类业务，但数字广播可以在高带宽信道上进行高速传输，从而提供更高的质量和更广泛的内容选择，而且在覆盖区域内接收广播的受众数量没有限制，因此DVB-H具有成本比较优势，为移动运营商和用户又提供了一种可供选择的方案，从而使这一领域的竞争更为激烈。,2023/3/18,33,IPTV概述,IPTV也叫交互式网络电视，是利用宽带网的基础设施，以家用电视机（或个人电脑）作为主要终端设备，通过互联网协议（IP）向家庭用户提供包括数字电视节目在内的交互式数字多媒体业务，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体的新技术。用户可以通过“IP机顶盒家用电视机”或者个人电脑的方式使用IPTV业务。这种应用有效地将传统的电视、通信和计算机三个不同领域的业务结合在一起，为三网融合提供了良好的契机。,2023/3/18,34,IPTV概述,IPTV的优势在于它实现了真正的互动，它不但能接收广播信号，也能实现用户与服务提供商的互动。而且，由于使用的是TCP/IP协议，IPTV还可以非常容易地将电视服务和Internet浏览、电子邮件收发，以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起，在未来的竞争中处于优势地位，如下图所示。,2023/3/18,35,2023/3/18,36,IPTV概述,IPTV是一种利用宽带网络为用户提供交互式多媒体服务的业务，其主要特点在于交互性和实时性。IPTV可以提供的业务种类主要包括：电视类业务：是指与电视业务相关的业务，如直播电视、点播电视、时移电视和个人视频录制等；通信类业务：主要指基于IP的语音业务、即时通信业务和电视短信等；增值业务：是指电视购物、互动广告和在线游戏等。,2023/3/18,37,IPTV系统的组成,IPTV系统主要包括节目的内容制作、流媒体管理、流媒体服务器、承载网络、机顶盒、机顶盒管理、运营支撑子系统等模块。,2023/3/18,38,2023/3/18,39,IPTV系统的关键技术,音/视频编解码：MPEG-4，H.264，AVS，WMV-9（AC-1）。IPTV承载网技术：P2P技术,内容分发网络（CDN）,组播技术，xDSL、HFC、EPON/GPON等宽带接入技术。IP机顶盒技术：互动节目指南（IPG）等。数字版权管理（DRM）技术：主要采用数据加密、版权保护、数字水印和签名技术。,2023/3/18,40,中国IPTV业务的发展,目前，IPTV在中国的发展还处于初级阶段。1999年，微软力推“维纳斯计划”，试图将中国庞大的电视机资源与Internet接轨，最后以失败告终。2001年，中国电信曾与新华社联手，成立了“上海新华电信网络电视公司”，但由于政策和技术等多种原因并未有很大影响力。国内IPTV业务真正的起步始于2004年。,2023/3/18,41,中国IPTV业务的发展,2004年5月，中国网通与IDG等合资组建的“天天在线”获准，成为国内首家播放视频节目的宽带门户网站。“天天在线”网站摒弃了以文字为主的方式，代之以数字音频和视频，即“网络时尚电视”，让用户获得近似于电视的听觉和视觉愉悦。,2023/3/18,42,中国IPTV业务的发展,2004年6月，长虹与微软签署了一份基于技术层面的战略合作协议，开始致力于IP电视的发展和研究。同月，中央电视台开播了“央视网络电视”。2004年8月，继北京之后，央视网络电视又在上海落地。110多万上海电信宽带用户能在试验阶段免费上网收看中央电视台的网络电视节目。,2023/3/18,43,中国IPTV业务的发展,2004年10月，中国电信集团Internet事业部发起组建了一个私下的“IPTV联盟”，讨论建立一个统一的网络电视企业标准。与此同时，中国电信在广东、江苏和上海三地准备进行IPTV业务的试商用。2004年下半年，中国网通在黑龙江和辽宁开通了IPTV的试商用系统，并且在北京等地结合2004年5月推出的“天天在线”推进视频宽带应用。,2023/3/18,44,中国IPTV业务的发展,2005年初，长虹与中国电信签订战略合作备忘录，明确了双方在视讯、IPTV和互联星空等领域的合作意向，展开从终端到渠道的全方位合作，终端层面的合作主要涉及可视电话终端解决方案及IPTV终端解决方案等。,2023/3/18,45,中国IPTV业务的发展,2005年4月，IPTV中国峰会召开。中国网通宣称将在全国大规模开通IPTV业务，中视网络公司则宣布2005年将发展60万IPTV用户。2005年4月，上海文广新闻传媒集团获国内首张信息网络视听内容集成运营牌照。,2023/3/18,46,中国IPTV业务的发展,2005年5月，新华社、中央人民广播电台、中国国际广播电台和北京人民广播电台等传统新闻媒体高调进军IPTV。2005年8月8日，央视正式开播以互动视听为特色的CCTV网络电视新闻频道和娱乐频道。,2023/3/18,47,中国IPTV业务面临的挑战,IPTV在国内的发展势头不小，参与其中的有网络运营商、各大传统媒体、家电生产商和网络游戏公司等，可以说IPTV的市场前景是乐观的。但就目前而言，国内的IPTV业务基本还处于测试和试运营阶段，用户数量也非常少。要想真正进入日常百姓生活，走上产业化发展道路，IPTV还面临以下挑战。政策因素 内容的缺乏 带宽的限制 产业链,2023/3/18,48,面临的挑战-政策因素,中国的电信网和广电网是分立的。早在1999年，为了加强管理，国家发布了75号文件，禁止两大行业相互渗透。2003年2月10日，国家广播电影电视总局颁布实施了互联网等信息网络传播视听节目管理办法，首次明确了对视听节目的网络业务实行许可管理。这一文件的颁布实施为电信和广电业务的相互渗透打开了缺口。尽管如此，目前电信与广电业务交叉进入的政策仍然处于一种不明朗状态。如何解决运营体制问题，即电信和广电两个部门如何实现利益分配和合理结算，同样是造成IPTV牌照迷局的重要原因。,2023/3/18,49,面临的挑战-内容的缺乏,IPTV的发展，不仅需要在节目内容的量方面实现突破，更需要在节目内容的质上实现新的突破。如果没有海量的节目源供受众选择，点播就失去了实际意义。但凭借IPTV对传统媒体的包容性，传统的电视、电影及一些游戏视听资源等都能迅速移植到IPTV中播放。所以，相对于节目内容的量，节目内容的质，即能否提供给受众丰富的、适合IPTV传播特性的专业化互动节目，是提升IPTV整个产业水平的关键。,2023/3/18,50,面临的挑战-内容的缺乏,而就目前各IPTV运营商提供给受众的节目方式来看，基本上还都是简单地将各电视台和电视节目制作机构为开路电视频道制作的节目放到网上进行实时直播或观众点播。专为IPTV播放打造的、具有较强互动性节目的缺乏导致了IPTV节目内容与普通电视节目内容的高度同质化，其结果是消费者对IPTV的冷淡与放弃，用户数量就形不成规模，市场收益就无从谈起，而网络电视运营商在没有看到市场收益的情况下，是不愿意过多投入的，这无疑会使IPTV的节目制作坠入一个恶性循环的怪圈。,2023/3/18,51,面临的挑战产业链,在IPTV完整的产业链中，应包括：内容提供商：没有内容提供商的高质量的节目内容，用户不会转移到IPTV上付费看电视 设备供应商：又可以细分为机顶盒供应商和IPTV平台供应商。最终用户：他们的需求是整个产业链的最大的拉动力。,2023/3/18,52,面临的挑战产业链,内容提供商最缺乏的是畅通的用户收费渠道和节目传输通道，而电信运营商拥有潜在的客户群体、先进的传输网络及其完善的收费渠道等诸多优势，处于产业链的核心位置。电信运营商可以通过共赢的利益关系有效捆绑传统电视节目提供商，为他们增加新的业务增长点和用户群体。产业链的各个环节通过IPTV业务的合作将形成优势互补，利益捆绑的良性互动关系。因此，一个完善有效捆绑的产业链将是长期影响电信运营商开展IPTV业务的关键成功因素之一。,2023/3/18,53,谢谢大家！,
