数字电视广播原理与应用PDF电子书下载

第1章　电视传像基本原理 1

1.1　景物像的分解与像素的顺序传输 1

1.1.1 景物像的分解 1

1.1.2　像素的顺序传输 2

1.2　逐行扫描及隔行扫描 2

1.2.1 水平扫描和垂直扫描的参数 2

1.2.2　逐行扫描 4

1.2.3 隔行扫描 5

1.3　亮度视频信号 6

1.3.1 概述 6

1.3.2 图像信号 7

1.3.3　复合消隐信号 7

1.3.4　复合同步信号 8

1.3.5　全电视信号 9

1.4　彩色视频信号的组成 10

1.4.1　三基色原理 10

1.4.2　亮度和色差信号编码 11

1.5　彩色电视中视频信号的调制传输 13

1.5.1 视频信号对高频载波的调制 13

1.5.2　色差信号频谱搬移和色度信号形成 14

1.5.3 彩色全电视信号和U，V信号 15

1.6　电视频道的划分和使用 16

思考题 17

第2章　数字电视概论 18

2.1　模拟电视广播制式的缺点 18

2.2　模拟高清晰度电视 19

2.3　数字电视广播的发展 20

2.4　数字电视广播系统简介 22

思考题 23

第3章　电视信号数字化原理与接口规范 24

3.1　数字化基础 24

3.1.1　连续时间信号的取样 24

3.1.2　离散时间信号的量化 25

3.1.3 编码 28

3.2　数字电视信号取样原理 29

3.2.1 数字分量系统中的亮度和色差信号 30

3.2.2　取样结构 31

3.2.3 亮度信号取样频率的选择 31

3.2.4　色度取样格式 32

3.3　标准清晰度数字电视演播室编码参数 35

3.3.1　演播室数字编码主要参数 35

3.3.2　数字视频信号量化电平分配 36

3.4　数字标准清晰度电视信号接口 37

3.4.1 信号时分复用传输格式 38

3.4.2 比特并行接口 41

3.4.3　SDI串行接口 43

3.5　数字高清晰度电视演播室编码参数 44

3.5.1　概述 44

3.5.2　数字高清晰度电视视频参数 45

3.5.3 我国数字高清晰度电视演播室编码参数标准 47

3.5.4　数字高清晰度电视演播室信号接口 50

3.6　声音信号数字化基础 52

3.6.1 音频信号基础 52

3.6.2　数字声音信源参数 52

3.7　数字声音信号接口 53

3.7.1　AES/EBU数字音频接口 54

3.7.2　接口信号格式 54

3.7.3 通道编码 55

3.7.4　前置码 56

3.7.5　平衡传输接口电特性 56

3.7.6　数字音频嵌入数字视频数据流 57

思考题 57

第4章　数字视音频压缩编码原理 58

4.1　数字视频压缩编码概述 58

4.2　预测编码 60

4.2.1　预测编码基本原理 60

4.2.2　预测方法 61

4.2.3　预测量化器 62

4.2.4 图像帧间编码中的运动处理 63

4.3　正交变换编码 66

4.3.1　正交变换的性质 66

4.3.2　一维离散余弦变换（Discrete Cosine Transform） 67

4.3.3　二维DCT变换 69

4.3.4 量化器 71

4.4　统计编码 72

4.4.1　信息量和信息熵 72

4.4.2　哈夫曼编 72

4.4.3 算术编码 74

4.5　小波变换编码 77

4.5.1 小波简介 77

4.5.2　基本小波函数 78

4.5.3 小波变换 79

4.5.4　小波变换与带通滤波器 79

4.5.5 离散小波变换的实现-Mallat算法 79

4.6　数字声频压缩编码基础 82

4.6.1 概论 82

4.6.2 人耳的听觉阈与频率的关系 83

4.6.3　掩蔽效应（masking effect） 84

4.6.4　临界频带（critical band） 85

4.6.5 时域掩蔽效应（Temporal Masking） 86

4.6.6　声音信号的感知编码（Perceptual Coding） 87

思考题 88

第5章　数字视音频压缩标准 89

5.1　概述 89

5.1.1　ISO/IEC 89

5.1.2 ITU 90

5.1.3　相关标准发展过程 90

5.2　JPEG 91

5.2.1　JPEG简介 91

5.2.2　JPEG压缩编码原理 91

5.2.3　JPEG压缩编码图像质量 98

5.3　MPEG-1和MPEG-2概述 98

5.3.1　MPEG-1概述 99

5.3.2　MPEG-2概述 99

5.4　MPEG-2视频 100

5.4.1　MPEG-2的型和级 100

5.4.2　视频结构 102

5.4.3　I.B.P图像压缩编码原理 103

5.4.4　视频基本码流结构 106

5.4.5　MPEG-2解码 107

5.4.6　MPEG-2的可分级编码 108

5.5　MPEG-2系统 111

5.5.1　系统复用 111

5.5.2　PES流分析 112

5.5.3 节目流PS 113

5.5.4　传送流TS 114

5.5.5 码流中的时间信息 115

5.5.6　节目专用信息（PSI） 116

5.5.7　码率控制 117

5.6　H.264 119

5.6.1　H.264的系统层 119

5.6.2　H.264视频编解码框图 120

5.6.3　H.264编码主要特点 121

5.6.4　H.264的型（Profiles） 125

5.7　数字音频压缩编码标准 126

5.7.1　MPEG-1音频标准 126

5.7.2 MPEG-2音频标准 130

思考题 132

第6章　信道编码 134

6.1　信道编码概述 134

6.1.1　信道编码的作用 134

6.1.2　信道模型 135

6.1.3　误码的产生及误码率与信噪比的关系 136

6.2　差错控制编码 139

6.2.1　差错控制编码的方式 139

6.2.2　纠错码的分类 140

6.2.3　差错控制编码的几个基本概念 141

6.3　线性分组码 143

6.3.1　奇偶校验码 143

6.3.2　线性分组码 143

6.4　循环码 147

6.4.1　循环码的概念 147

6.4.2　码元多项式的按模运算 148

6.4.3　循环码中的几个定理 148

6.4.4　循环码的编码和解码方法 150

6.5　BCH码 152

6.5.1　概述 152

6.5.2　BCH码的本原多项式和非本原多项式 152

6.5.3　BCH码的生成多项式 154

6.5.4　BCH码纠错原理 155

6.6　RS码（里德—索罗蒙码） 157

6.6.1　RS码的生成 158

6.6.2　RS码纠错原理 160

6.7　交织码 161

6.7.1 突发误码及其检错纠错 161

6.7.2 交织码 162

6.7.3 块交织 162

6.7.4　卷积交织 164

6.7.5　伪随机交织 165

6.8　卷积码 166

6.8.1 卷积编码器的基本形式及工作原理 166

6.8.2　删余截短卷积码 168

6.9　编码与调制相结合的卷积码（TCM） 168

6.9.1 欧氏距离 169

6.9.2　信号空间的子集划分 170

6.10　Turbo码 171

6.10.1　概述 171

6.10.2　Turbo码编码器组成 172

6.10.3　Turbo码的译码 175

6.11　循环冗余校验码（CRCC） 177

6.11.1 CRCC码的概念 177

6.11.2　CRCC码的产生 177

6.11.3　CRCC码检错原理 178

6.12　校验和（CS）码 179

6.13　低密度奇偶校验（LDPC）码 179

6.13.1 概述 179

6.13.2　LDPC码的编码 180

6.13.3　LDPC码的译码 183

思考题 184

第7章　数字基带传输与数字调制 186

7.1　数字基带传输 186

7.1.1　引言 186

7.1.2　数字基带信号的常用码型和功率谱 187

7.1.3　使用伪随机序列扰码 191

7.1.4 无码间干扰基带传输 196

7.2　数字调制 200

7.2.1　概述 200

7.2.2　2ASK和MASK 201

7.2.3　2PSK和2DPSK 202

7.2.4 QPSK和DQPSK 205

7.2.5　MPSK和MQAM调制 210

7.2.6 Offset-QAM调制（OQAM调制） 214

7.2.7　MVSB调制 215

7.2.8　COFDM调制 216

思考题 221

第8章　有线数字电视广播系统 222

8.1　数字电视广播系统概述 222

8.2　有线数字电视的传送层 223

8.2.1 MPEG-2在DVB系统中的实施 223

8.2.2　有线数字电视的传送层 224

8.2.3　传送层数据帧的帧结构 224

8.3　有线前端的构成和工作原理 225

8.3.1　基带物理接口 225

8.3.2 同步反转和数据随机化 225

8.3.3　RS编码 227

8.3.4　卷积交织 227

8.3.5 字节到m比特符号的映射变换 228

8.3.6　差分编码 229

8.3.7　基带成形 232

8.3.8　数字信号电平 233

8.3.9　数字频道载频位置 233

8.3.10　QAM调制器特性要求 233

8.4　有线数字电视接收机 234

8.4.1 有线数字电视接收机的构成 234

8.4.2 有线数字电视的反向上行传输 234

8.5　MPEG-2数据信号接口 235

8.5.1 同步并行接口（SPI） 235

8.5.2 同步串行接口（SSI） 237

8.5.3　异步串行接口（ASI） 239

思考题 242

第9章　卫星数字电视广播系统 243

9.1　概述 243

9.2　卫星数字电视广播系统的信道编码 244

9.2.1 卫星数字电视广播系统上行站构成 244

9.2.2 与有线数字电视系统共通的信道编码部分 244

9.2.3　卷积内编码 245

9.2.4　删余卷积码和基带成形 246

9.2.5　误码性能要求 246

9.2.6 可用比特率与转换器带宽的关系 247

9.2.7　SCPG和MCPC工作方式 248

9.2.8 卫星数字电视广播接收系统 249

9.3　欧洲ETSI制定的新标准DVB-S2 250

9.3.1　概述 250

9.3.2　DVB-S2系统构成 253

9.3.3　DVB-S2的系统配置 254

9.3.4　DVB-S2子系统规范 255

9.3.5　纠错性能 267

9.3.6　后向兼容模式 268

9.3.7 不同纠错能力的SDTV和HDTV的合用 269

思考题 269

第10章　地面数字电视广播系统 271

10.1　DVB-T数字电视广播系统 271

10.1.1 内交织 272

10.1.2 映射和星座图 273

10.1.3　COFDM调制方式 274

10.1.4　保护间隔 275

10.1.5　帧自适应、导频和TPS信号 277

10.1.6　DVB-T不同参数的频谱效率 279

10.1.7　COFDM的射频功率谱 280

10.2　ATSC数字电视广播系统 281

10.2.1　数据随机化与RS编码 281

10.2.2　数据交织 283

10.2.3　格栅编码 283

10.2.4　格栅编码交织器 286

10.2.5 段同步和场同步的加入 287

10.2.6　导频的加入 288

10.2.7　上变频器和射频载波偏置 289

10.3　我国数字电视地面广播传输标准 289

10.3.1 系统综述 290

10.3.2　扰码与前向纠错码（FEC） 291

10.3.3 符号星座映射与符号交织 292

10.3.4　复帧 295

10.3.5　信号帧 296

10.3.6　系统信息 299

10.3.7　帧体数据处理 300

10.3.8　基带后处理和射频信号 301

10.3.9　基带信号频谱特性和带外谱模板 301

10.3.10　系统净荷数据率 303

10.3.11 单载波和多载波应用模式 304

思考题 307

第11章　数字电视接收与业务信息 308

11.1　数字电视机顶盒 308

11.1.1　数字电视机顶盒类型 308

11.1.2　有线电视机顶盒结构 309

11.1.3 数字电视广播CA系统基本构成 311

11.1.4 同密和多密模式 313

11.2　数字电视广播系统中的业务信息（SI） 316

11.2.1 数字电视广播系统中的业务信息定义 316

11.2.2 业务信息（SI）的总体结构 317

11.2.3　MPEG-2定义的节目特定信息（PSI） 318

11.2.4　SI标准定义的业务信息 318

11.2.5　业务信息表的传输 320

11.2.6　描述符（descriptor） 321

11.3　电子节目指南（EPG） 326

思考题 328

第12章　数字电视测量 329

12.1　引言 329

12.2　SDI串行数据流测量 329

12.2.1 眼图和抖动测量 330

12.2.2　误码检测 333

12.2.3　SDI检测场 336

12.3 电视中心播控系统播出通路技术指标和测量方法 337

12.4　MPEG TS流协议分析和监测 338

12.5　发射接收系统传输性能测量 340

12.5.1　DVB-C和DVB-S传输媒体的通用参数测量 341

12.5.2　I,Q信号分析 342

12.5.3　C/N（dB）与Eb/N0（dB）间的关系 344

12.5.4　BER与Eb/N0间的关系 344

12.5.5 高频信号的峰均比和带外辐射 345

12.5.6　相位噪声 346

12.6　图像质量主观评价 347

12.6.1 图像质量主观评价的一般要求 347

12.6.2 图像质量主观评价方法 352

12.7　数字图像质量客观测量 354

12.7.1　视频质量度量 354

12.7.2　两类基于主观评价的客观测量仪器 355

12.7.3 标准清晰度数字电视（SDTV）综合测试图 357

思考题 361

参考文献 362