DVD原理、标准及技术指标

1、DVD原理及标准、技术指标 基本原理 DVD机是DVD(Digital Video Disc)光盘的播放系统，它兼容CD/MP3/VCD等光盘，其原理是通过光学读取，利用激光束射向光盘，把光盘上刻盘的信息反射到光电二极管矩阵上，并利用光盘上凹坑和镜平面反射的光强度差异引起光电二极管光电流的强度差检出并变换成电信号而得到CD/VCD/MP3/DVD等光盘信息，并进行信道解调/解码，具体包含：光头。RF信号处理EFM-PLUS解码/RSPC解码及EFM解调/CIRC解码，伺服系统及机械系统等。 DVD机的功能基本构成CD/DVD盘功能构成方框图整机控制系统视频输出音频处理DVD P系统 VCD/D

2、VD解码系统EFM-PLUS解调/RSPC解码光头MPEG视频解码解扰视频处理RF处理音频D/A处理MPEG音频解码格式化/系统解码EFM解调/ CIRC解码伺服系统 DVD重放信号处理过程 1.RF处理RF处理电路的结构-功能与CD/VCD机基本相同，包括：RF前置放大、AGC、波形均衡、数据限幅、数据选通等。2.信道解调/解码 DVD机的信道解调/解码是EFM-PLUS解调/RSPC解码（里德-索罗门乘积码）。3.解扰对加密的DVD光盘的数据信号进行解密。4.MPEG系统层解码将多路复用的DVD节目流还原成视频、音频位流及辅助数据位流。5.MPEG视频解码5.1 MPEG视频解码及显示格式

3、转换DVD机利用MPML解码器对MPEG视频位流进行解码，恢复为原始像素数据Y、CB、CR。MPEG解码器的另一个重要功能是显示格式转换，能利用信箱（Letter Box通常Set Up中显示为4：3LB）式或拉移（Pan-Scan通常Set Up中显示为4:3 PS）式方法完成16:9 4:3的转换。5.2 子画面解码对辅助数据位流解码形成菜单、字幕、卡拉OK歌词及简单动画的视频数据。5.3 混合将子画面像素数据覆盖到MPEG视频数据上。6.NTSC/PAL编码、D/A变换及视频输出将混合的子画面像素数据和MPEC视频数据进行NTSC/PAL编码及D/A转换后得到亮度信号Y和色度信号C进行视

4、频VIDEO输出。通常视频输出方式有复合视频输出和Y/C视频输出（即S-VIDEO输出）。7.MPEC音频解码将系统层解码输出的MPEC音频位流进行LPCM/MPECI/AC-3解码成原始音频PCM数据。8.CD-DA/DVD音频选择和音频D/A处理 对MPEG音频解码后的信号进行CD-DA/DVD音频选择后，再做D/A转换处理得到音频信号输出。9.音频输出 DVD机音频输出有两种方式，即数字输出（通常有SPDIF/PCM、SPDIF/RAM）和模拟输出(Analog）。 光盘方面相关标准及信源编码标准 1. 光盘的技术标准：标准名称光盘及系统名称公布年月红皮书CD-DA（激光唱机即CD机）1

5、982黄皮书CD-ROM/CD-ROM XA1985/1988蓝皮书LD（激光视盘即影碟机）1986白皮书VCD绿皮书CD-I1987橙皮书Book1CD-RCD-MO1992年开始制定Book2CD-WOIEC 908CD-DA系统1987ISO 9660卷及文件结构1988.4ISO/IEC 10149CD-ROM的数据交换1989.91.1 红皮书（Red Book）及IEC908PHILIPS公司及SONY公司制定，CD存储高保真（fs=44.1KHz,16Bit）数字音频，标准名称：Compact Disc-Digital Audio，简称CD-DA标准。规定了CD的尺寸、物理特性、

6、纠错编码及调制方式等，符合此标准的光盘都有Digital Audio标志。1987年在红皮书基础上制定了IEC 908标准。1.2 黄皮书（Yellow Book）PHILIPS公司和SONY公司共同制定，CD-ROM作为CD用于计算机存储光盘上分扇区为音频扇区和数据扇区，同CD-DA相同的盘片规格和光学技术，相同的原盘制作和压制方法，主要差异在于用户数据的结构，寻址及纠错能力。 1.3 ISO 9660标准、CD-ROM XA标准及CD桥标准ISO 9660：主要给出了CD盘上文件系统在属性、光盘记录的描述区、记录方式、卷和卷集关系方面的规范。 CD-ROM XA ：XA是扩展结构之意，即C

7、D-ROM基本能力的扩展，它是关于将压缩的音、视频信息存储在CD-ROM上的方法的标准。CD-ROM XA使用了CD-I规范的元素，是CD-ROM和CD-I间的桥梁，且与ISO9660一致，由SONY、PHILIPS及Mircosoft等公司共同提出。CD-桥（即CD-Bridge）：采用ADPCM方法压缩的音频信号，可在CD-ROM上录放，此标准桥接了CD-ROM和CD-I标准。1.4 绿皮书（Green Book）系PHILIPS和SONY公司定义的CD-I(Compact Disc-Interactive)标准，在CD-ROM标准的基础上增加了交互音频、视频、文字、数据的格式及多媒体系统

8、的其它技术规格。1.5 蓝皮书（Blue Book）:LD（激光视盘）的标准。1.6 橙皮书（Orange Book） Book1是关于可重写式磁光盘的标准，Book2是关于一次写入式出盘（如CD-R）的标准。1.7 白皮书（White Book）白皮书是符合CD-ROM XA形式1，文件管理遵循ISO9660，将MPEG视音频压缩编码的信号记录于CD上的标准，卡拉OK CD等于白皮书1.0版本，后修订成1.1版本及2.0版本作为VCD标准。1.8 信源编码标准ISO/IEC11172和ISO/IEC13813即MPEG和MPEG标准，MPEG适于1.5Mbps以下数据传输率的数字媒体的运动图

9、像及其伴音的编码，MPEG数据传输率达4-10MBPS的高质量图像压缩编码。MPEG(Moving Picture Experts Group)它兼容JPEG的H.261标准，在H.261标准的基础上增加了帧压缩编码技术，MPEG由于多媒体技术，数字电视技术多媒体通信及交互电视技术的发展，已表露出其在音频分辨率和传输率的不足，又推出了MPEG标准。 光盘机的类型简介 1. LD播放机，也称激光影碟机，可播放模拟视频信号，70年代末开始商品化。2.CD-DA即目前的CD唱机，由SONY和PHILIPS 80年代初推向市场，现时流行的数字光盘技术都是在此基础上发展起来的，其唱片规格称红皮书。3.C

10、D-ROM驱动器，作为计算机系统的外存，早期用于存储文字信息，现发展到可存储文字、图片、声音、动画和电视图像等数据，配上相应的软、硬件及驱动器，可播放CD-I和VCD光盘，相关标准：黄皮书，ISO9660和CD-ROM/XA等。4. CD-G和CD-V播放机CD-G播放机可在播放CD音乐的同时将静止画面播放到电视机上。 CD-V播放机将一小段动态视频信号输出到电视机上。5. CD-I交互式光盘播放机由PHILIPS公司开发，它将音频、视频信号经过特定的压缩编码，可播放各类娱乐及信息学科的交互式光盘，也可播放CD-DA、CD-G、PHOTO-CD、VCD及部分CD-ROM光盘。CD-I格式光盘（

11、一般为全动态电影），也可用于兼容CD-I格式CD-ROM驱动器和VCD播放机中，CD-I标准一般称为绿皮书。6. MP3播放机 MP3（MPEG-Layer 3）播放机、利用MPEG-I（现也有使用MPEG压缩技术）压缩技术将音频信号存储于一张CD盘中或目前流行的FLASH内存中或FLASH卡中或Hard Disc硬盘中，利用MPEG-I解压后得到音频信号。根据存储的媒介，MP3分为：光盘MP3唱机，Card read、HDD、Flash播放器等，它也可直接播放CD-DA光盘，另目前Microsoft公司通过网上媒体视窗技术，制定出WMA(Windows Microsoft Media)格式，

12、用CD盘或HD、FLASH等做存储媒介，可在网上下载WMA格式的音频信号，MP3播放机只要配有相应的软件即可播放WMA的音频内容。7.VCD播放机同样利用MPEG-I压缩技术将74分钟的视频信号和音频存储于一张CD盘中，它一般可在CD-I播放机上播放，CD-ROM驱动器配上相应的软件和相应的硬件（MPEG解压卡）也可播放，其信源编码采用MPEG编码标准（ISO/IEC11172标准），VCD标准一般称为白皮书， VCD播放机也可播放CD-DA、CD-G、MP3、VCD等光盘。8.PHOTO-CD播放机由柯达（Kodak）和飞利浦（PHILIPS）公司开发，专为存储数字化的35mm照片设计，一张

13、PHOTO-CD可多次录入共100张左右的数字化照片，数字化的图片可任意放大、缩小和剪裁，也可输出到纸上。以上除LD外所有CD类光盘的直径均为120mm(4.7英寸)（也有80mm的直径规格）、厚度1.2mm容量650MB，其技术特征是通过物理上凹坑-平台序列表示数字“0”和“1”。并且目前CD制光盘存储系统中，通常采用的GaALAS(镓铝砷)系列半导体激光的实用化短波长极限为0.74m，典型值0.78m，NA=0.45，d0.63，而DVD制光盘系统，采用激光源是蓝光波段的二倍频SHG激光器，得到入=0.65m，NA=0.6，存储容量可提高到4.6GB（光盘直径仍为120mm光盘、单面）。9

14、. DVD播放机 DVD（Digital Video Disc）是存入高质量图像和声音的大容量光盘。目前DVD主要有DVD-ROM、DVD-R和DVD-RAM三大类，文件结构满足ISO9660，其数据格式支持CD-ROM/XA标准，信源编码采用MPEG编码标准（ISO/IEC13818），信道编码/调制采用RSPC(里德-所罗门乘积码)编码/EFM-PLUS调制，能兼容CD/MP3/JPG/JPEG/CD-G/VCD等光盘。 关于DVD的6个区域码 美国电影协会为制定区域码所划分的六个地区六区域码分别是:第一区(Region1):美国、加拿大、东太平洋岛屿第二区(Region2):日本、西欧、

15、北欧、埃及、南非、中东第三区(Region3):台湾、香港、南韩、泰国、印尼等东南亚国家第四区(Region4):澳洲，纽西兰，中南美洲，南太平洋岛屿第五区(Region5):俄罗斯、蒙古、印度半岛、中亚、东欧、北韩、北非、西北亚一带等第六区(Region6):中国大陆 DVD机主要指标定义、标准及具体测试方法 1. DVD光头和CD光头伺服能力的考察测试，主要针对光盘因使用导致变形、划花、尘污等影响，机器线路对信号纠错能力的指标，由此需对光盘的划痕程度、污点大小程度、指纹覆盖、中心偏心、盘片变形等相对应的测试碟逐一进行考察测试，另外DVD测试上要求能兼容CD-R、CD-RW、DVDR、DVD

16、RW、MP3、JPG、JPEG、KODAK、VCD等各文件格式的光盘碟片，因而在考察测试完缺陷纠错能力方面的测试碟片后，需对这些不同文件格式的碟片进行考察测试。2. DVD机主要电性指标2.1 TOTAL ACCESS TIME OF TOC总读曲时间测试方法：TDV-540，正常电压，计算播放总读曲时间。一般标准：LIMIT15S 抽屉式入、出碟仓时的时间要求，一般标准：OPEN时LIMIT5S；CLOSE时LIMIT5S。2.2 INTERVALS BETWEEN CHAPTERS章节间间隔时间 测试方法：TDV-540，正常电压，计算SKIP每首CHAPTER的时间。一般标准：LIMIT

17、3S2.3 Video and Y Signal Output Levela.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 6，VIDEO LOAD 75，VIDEO输出端子和S-VIDEO输出 。 b.测试方法：TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 6播放，VIDEO LOAD输出视频分析仪的输入端，选择视频分析的VIDEO OUTPUT LEVEL选项，即可读出Video and Y (S-Video端子) Signal的输出。 c.标准：1.00.2V2.4 Digital Output Level a.测试条件：电子毫仪表，TDV-540 TITLE

18、4 CHAPTER 9，COAXIAL输出DVD机Audio Setup为SPDIF/RAM。 b.测试方法：播放TDV-540 TITLE 4 CHAPTER 9，COAXIAL端子接电子毫伏表，从毫伏表上即可得出Digital Output Level。 c.标准：0.50.1V2.5 Audio Output Level,Distortion(THD) and Channel Balance a.测试条件：音频分析仪，Audio Load为10K，TDV-540 TITLE 4 CHAPTER 9，Audio Setup为Analog。 b.测试方法：Audio Load接音频分析仪，音

19、频分析仪置DIST档，播放TDV-540 TITLE 4 CHAPTER 9，即可得出Audio Output和Distortion值，将音频分析仪转换成Db档后，可得到两声道比较的dB值差异。 c.标准：Audio Output 2.00.2V Distortion1% Channel Balance2dB2.6 Luminance S/N Ratio a.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 6。 b.测试方法：视频分析仪置Luminace S/N测试选项，播放TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 6，从视频分析仪上即可得出其输出信噪比。 c.标准

20、：50dB.2.7 Chroma(AM and PM)S/N Ratio a.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 17。 b.测试方法：视频分析仪置Chroma的S/N Ratio测试选项，播放TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 17，从视频分析仪上即可得出其输出信噪比。 c.标准：50dB2.8 Y Channel Band Width a.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 9，S-Video输出。b.测试方法：视频分析仪置Y Channel Band Width测试选项，播放TDV-540 TITLE 3 C

21、HAPTER 9，从视频分析仪上即可得出在5.5MHz带宽时Y信号的输出增益下降的dB数。 c.标准：-6dB2.9 Luminance Non Line Distortion a.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 5，S-Video输出。 b.测试方法：视频分析仪置Luminance Non Line Distortion测试选项，播放TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 9，从视频分析仪上即可得出其失真值。 c.标准：5%-1. 定义当平昀图象电平为某一定值时，将起始电平从消隐电平逐步增加到白电平的小幅度阶跃信号加至被测通道输入端、输出端相应各

22、阶跃幅度比值间的最大差值。2. 测试输入 输出3. 现象图象失去灰度，层次减少，分辨率降低（由于色度信号是迭加在亮度信号上），产生色饱和度失真。4. 原因元器件的非线性造成，工作点不对，输入幅度过大。-2.10 Luminance Waveform Distortion、Y/C Delay and Chroma Gain a.测试条件：视频分析仪，TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 10，S-Video输出。b.测试方法：播放TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 10，分别置视频分析仪各测试选项，即可分别得出其值。 c.标准：Luminance Waveform Dist

23、ortion5% Y/C Delay10ns Chroma Gain80%-色度-亮度时延差1. 定义当输入一个与色亮增益差K相同的测试信号，输出在亮度分量与色度分量的调制色络波形的相应部分在时间关系上出现的差值，称。2. 测试以纳秒ns为单位，规定色度分量时延大于亮度分量时延为正。3. 影响（色度信号与亮度信号不能同时到达显示端），彩色套色不准，在水平方向出现彩色镶边，人眼比较敏感感。4. 原因传输通道群延时频率特性不平坦，中频滤波器特性变化，中频带宽不够等。色亮增益差K1. 定义把一个具有规定的亮度和色度分量幅度的测试信号送到被测系统的输入端，输出端信号中亮度分量和色度分量幅度比与输入端幅

24、度比的改变称色亮增益差。2. 意义通道对色度分量和亮度分量的放大不一致。3. 影响色饱和度失真，类似色饱和度调节不当，K为负，图象色彩变淡、暗淡、人物神色不佳；K为正，颜色过浓、轮廓不分明，类似儿童填色画，缺乏真实感。4. 原因传输通道幅频特性不好；色度、亮度通道幅频特性不一致。-2.11 Differential Gain and Differential Phase a.测试条件：视频分析仪,TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 11，S-Video输出。 b.测试方法：播放TDV-540 TITLE 3 CHAPTER 11，视频分析仪置Differential Gain an

25、d Phase测试选项，即可得出其测试值。c.标准：Differential Gain10； Differential Phase10-微分增益失真DG1. 定义由于图象亮度信号幅度变化引起色度信号幅度的失真。2. 测试在平均图象电平为某一定值时。3. 影响不同亮度背景下的色饱和度失真，影响彩色效果（如穿鲜红衣服从暗处走向亮处，鲜红衣服变浓或变淡）。微分相位失真DP1. 定义由于图象亮度信号幅度变化引起色度信号相位的失真。2. 测试输入信号与DG相同，以消隐电平上副载波信号的相位角为基准，其他亮度电平上副载波的相位角超前于基准电平相位角时为正。3. 影响在不同亮度背景下，色调产生失真，由某种颜

26、色变成其他颜色（如穿鲜红衣服从暗处走到明处，鲜红衣服就偏黄或偏紫）。4. DG、DP失真原因色度信号4.431.3M处在视频高端，易受通道中分布参量影响：工作点的不正确对结电容影响大，从而影响传输通道的阻抗参量（发射机上DG、DP预失真调整小合调节的黑白拐点就是调整工作点）。5. 措施传输通道中视频放大器和视频处理单元要有足够大的动态范围，改善传输通道的幅频特性和相频特性，严格控制元器件分布参量的影响。-2.12 Frequency Response a.测试条件：音频分析仪，TDV-540 TITLE 4 CHAPTER 6-10，Audio输出。 b.测试方法：分别播放TDV-540 TI

27、TLE 4 CHAPTER 6-10，将音频分析仪TITLE 4 CHAPTER 9输出置于0dB参考值，其余首与其的此值即为各频率输出的频响范围。c.标准：20Hz和20KHz在2dB内，100Hz和10KHz在1dB内。 彩色电视基本原理 1、彩色电视制式1.1 NTSC制 是美国推出的世界上最早的一种兼容制彩色电视制式。特点：将两个色差信号分别对频率相同，相位相差90的两个副载波进行正交平衡调幅，再将已调制的色差信号迭加后插入亮度信号的高频端去。缺点：对信号的相位失真敏感性强，容易产生色调畸变。1.2 PAL制 由西德在NTSC制的基础上改进的一种兼容制彩色电视制式。特点：将NTSC制的

28、“正交平衡调幅制”改进为“逐行倒相正交平衡调幅制”也就是，在原NTSC制的基础上，将两色差信号中的红差信号进行逐行倒相处理，这就使得任意两个相邻扫描行的红差信号相位相差180。利用相邻行彩色的互补性来消除相位失真引起的色调畸变。缺点：接收机电路较为复杂。1.3 SECAM制由法国首先使用的兼容制彩色电视制式，也是为克服NTSC制的相位敏感性而设计的。特点：它将两个色差信号不是同时传送，而是逐行轮流、交替传送。两个色差信号不是对副载波调幅，而是对两个频率不同的副载波进行调频，然后将两个已调色差信号逐行轮换地插入亮度信号频谱的高端。其也叫顺序同时制。缺点：接收机电路复杂，图像质量也不如前良种制式2

29、、色度学的基本 概念2.1人眼的彩色视觉彩色三要素：亮度、色调和色饱和度亮度 表示彩色被人眼所能感觉到的明暗程度。色调 就是彩色的种类，即是什么颜色，其取决于波长。色饱和度 是指彩色的深浅程度。色饱和度越高，颜色就越深。色饱和度实质上是表示某种色光被白光所冲淡的程度。2.2 三基色原理自然界中人眼所能观察到的绝大多数颜色，都可以由3中相互独立的基本颜色按一定的比例混合得到，相反自然界中的任意一种颜色又可以被分解为不同比例的3种基色。解释的几点：（1）所谓“相互独立”的三基色，是指3中基色中的任意一种颜色都不能由其他两种颜色混合产生。（2）3种基色的选择，在原则上是独立的，但红、绿、蓝3种颜色按

30、不同比例混合，将比用另外3种颜色混合所获得的颜色更为广泛。（3）3种基色之间的比例，直接决定混合色的色调和色饱和度，混合比例相同时，色调是相同的。（4）混合色的亮度等于参加混色的各个基色分量的亮度之和。2.3 彩色的混合A相加混色- -彩色光线的混合称为相加混色B 相减混色- -彩色颜料的混合称为相减混色C 补色D 混色效应空间混色效应将3种基色光分别投射到同一表面上相邻近的3个点上，只要这些点相距足够近，由于人眼分辨力有一定限度，就会产生3种基色光相混合的彩色感觉。时间混色效应将3种基色光按一定顺序轮换投射到同一表面上，只要轮换速度足够快，由于人眼的视觉惰性，人眼产生的彩色感觉就与3种基色光直接混合效果相同。生理混色效应利用两只眼睛同时分别观察不同颜色的同一画面，也可获得画面的直接混色效果。3、亮度方程Y=0.3R+0.59G+0.11B4. 彩色全电视信号定义：将色度信号（F ），色同步信号（B ），亮度信号（Y ）和复合同步、复合消隐信号（S ）以一定的方式组合在一起，称之为彩色全电视信号，简记为FBYS.5、彩色全