王牌数字电视知识(技术人员用)_20080722015916420.doc

数字电视知识及相关名词介绍一、 什么是数字电视 数字电视（DTV）是数字电视系统的简称，是音频、视频和数据信号从信源编码、信道编码和调制、接收和处理等均采用数字技术的电视系统。 数字电视系统的电视信号由编辑、发送、传输到接收等整个过程，都以数字信号形式进行处理。只在现行电视广播系统演播室或电视广播系统的某些部分，采用数字处理技术或设备，来改善性能或增加功能，不是真正意义的数字电视系统。按图像质量和图像格式等，数字电视分为标准清晰度电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）两种级别，因而数字电视不都是高清晰度电视。 按传输数字电视信号的途径和方式等，数字电视主要有卫星数字电视、有线数字电视和地面数字电视三种系统。 按服务方式，数字电视可分为只服务于合法用户的条件接收数字电视和面向一般公众的数字电视广播方式。卫星、有线、地面数字电视系统既可提供SDTV级别服务，也可传送HDTV节目，既可面向一般公众，也可实现条件接收。利用数字电视广播网，采用数字技术，也可开展传输各种数据信息的数据广播业务。除通过电视宽带网传送数字电视信号外，借助电信网，可构成移动数字电视系统，或通过计算机互联网，开展IP电视（IPTV）业务。二、 数字电视系统主要组成部分 数字电视系统由前端、传输与分配网络以及终端组成。数字电视前端通常可划分为信源处理、信号处理和传输处理等三大部分，完成电视节目和数据信号采集，模拟电视信号数字化，数字电视信号处理与节目编辑，节目资源与质量管理，节目加扰、授权、认证和版权管理，电视节目存储与播出等功能。数字电视信号传输与分配网络主要包括卫星、各级光纤/微波网络、有线宽带网、地面发射等，既可单向传输或发射，也可组成双向传输与分配网络。数字电视终端可采用数字电视接收器（机顶盒）加显示器方式，或数字电视接收一体机（数字电视接收机，数字电视机），也可使用计算机接收卡等，既可只具收看数字电视节目的功能，也可构成交互式终端。图1.是数字电视系统数字视音频信号处理过程示意图。首先，视频和音频模拟电视信号分别经取样、量化和编码，转换成数字电视信号。接着，视音频数字电视信号分别通过编码器压缩数据率，得到各自的基本流（ES），再与数据及其他控制信息复用成传送流（TS），完成信源编码。然后，为赋予编码码流抵御一定程度信道干扰和传输误码能力，需进行信道编码，而为与不同信道匹配地高效传送数字电视信号而进行相应方式的调制。此后，数字电视已调信号经信道传送到终端，终端经相反处理过程，恢复视频和音频模拟电视信号。图1. 数字电视系统由于传送数字电视信号的信道不同，所以需要采用不同的信道编码和调制技术。广播电视信道主要有卫星、有线和地面三种。卫星数字电视系统多采用四相相移键控（QPSK）调制方式。有线数字电视系统多采用多电平正交幅度调制（QAM），使用最多的是64QAM。作为地面数字电视系统调制方式，使用较多的是多电平残留边带调制（例如8VSB）和编码正交频分复用（COFDM）。 图2是数字电视广播系统构成示意图，实际的数字电视系统或设备，可以各种方式实现图中所示功能。例如用一个设备甚至少量集成电路来实现一个或多个功能，或播送多套节目，或构成复杂的广播网等。 图2 数字电视广播系统构成示意图三、 模拟电视？图象信号的产生、传输、处理到接收机的复原，整个过程几乎都是在模拟体制下完成的。其特点是采用时间轴取样，每帧在垂直方向取样，以幅度调制方式传送电视图象信号。为降低频带，同时避开人眼对图象重现的敏感频率，将1帧图象又分成奇、偶两场扫描。加上20世纪六、七十年代期间，确定模拟电视主要技术参数时，其相关理论和技术的缺陷，使传统的模拟电视存在易受干扰、色度畸变、亮色串扰、行串扰、行蠕动、大面积闪烁、清晰度低和临场感弱等缺点。四、 数字电视的主要技术特点1. 信噪比可不随数字信号处理次数逐次下降，信号稳定而可靠电视信号数字化后，用若干位二进制码字表示。二进制码位的“1”、“0”通常用高、低两个电平代表。数字信号在反复处理或传输过程中引入噪声后，只要噪声幅度不超过某一电平，数字电路通过对二进制码再次进行电平判读，有可能把噪声清除。即使一些噪声电平过大，通过对数字信号再次进行时间上的判读，也有可能将其清除。 2. 数字电视信号误码后，只要不超出数字信号所加检纠错码和采取的其它技术的能力容限，仍可在收端利用纠错码解码技术，把加有保护但发生了错误的数据检查出来，或加以纠正。收端也可利用图像自身特点，或依据视觉特性，将误码可能招致的损伤隐藏起来。所以，在数字信号处理和传输过程中，通常不会发生因噪声累积而引起的信噪比逐渐下降，不会随一次次处理，而使信号质量逐步蜕变。3. 可不受系统非线性失真影响 这同样是由于电视信号数字化后，只有“0”、“1”两种状态，不容易因设备和系统的非线性而改变。4. 易于存储 除磁带外，数字电视信号可方便地依托光盘、硬盘和半导体存储器等存取，具有存储量大、信噪比高、可检纠错、速度快、便于计算机处理、便于交换和适合网络传输等特点。在电视中心，磁盘阵列的采用，已极大地改变了电视节目播出方式。在电视终端，引入硬盘存储技术，为观看电视节目提供了更多可选方式。5. 便于数字处理和计算机处理 光盘、硬盘和半导体存储器与顺序录放的磁带不同，可以方便地随机读写，这为通过随机访问，进行非线性编辑提供了可行性，并改变着电视节目制作方式，以及通过编辑赋予节目以更丰富的表现力。 模拟视音频电视信号数字化后，极大地方便了数字处理，而且可以利用丰富的计算机软硬件资源，这不仅可以淋漓尽致地丰富电视节目表现力，而且可以高速地实现图像格式、编码方式和编码参数等的转换。 6. 便于控制和管理 由于采用数字技术，再配合使用计算机，便于实现对设备、系统和内容等资源的自动调度、调整、检测、控制和管理等。7. 频谱资源得以充分利用，便于增加节目套数 数字电视采用高效压缩编码技术，数据量被大幅度压缩；各套节目数据流可高效复用到同一传送流；与模拟电视系统相比，传送数字电视信号可减小发射功率，也可建设“单频网(SFN)”来扩大电视节目的覆盖面积，这些都有利于充分利用有限且不可再生的频谱资源，增加节目数量。8. 便于开办条件接收（CA）业务 通过采用加密解密和加扰解扰技术，使电视不仅局限于广播应用，而且可满足个人、团体和专业需求(包括军用)，实施对信息内容、版权和各类用户的保护和管理。9. 具有可扩展性、可分级性和互操作性;10. 便于与计算机和电信技术及网络实现三网融合(3C融合)，共享软硬件资源。五、 数字电视的主要优点 数字电视优点很多，而且还在随着微电子技术、计算机技术和数字技术的发展而显现，目前主要可归纳为三个大方面。 1、 节目套数可大量增加。这主要得力于两个因素：首先，由于数字电视采用高效压缩编码、多路数据复用和高效数字调制等项技术，从而使得在原有的一个电视频道内，得以传送更多套节目和附加数据。在我国，一个8M带宽的电视频道，只能传输一套模拟电视节目，如用来传输数字电视节目，可传输6套标准清晰度电视图像或1套高清晰度电视图像。其次，数字电视广播信号允许减小发射机功率，便于组成单频网（SFN），这有利于频谱规划，对同一地区，有可能分配到更多的电视频道。如果需要并制作足够节目，数字电视可开通四、五百套以上节目，配以电子节目指南(EPG)，用户可方便地选收某套节目，也可像因特网，逐级选择，或点播拟看内容或播放方式，取得互动效果。2、 图像可以更清晰，音质可以更高。这主要得益于信号质量的提高、传输干扰影响的降低和接收端恢复能力的充分发挥等。在性能优良的数字电视系统中，如能配以质量相当的显示器件（屏）和放声系统，那么收视SDTV广播节目的图像可达DVD水平，HDTV图像可达35毫米电影胶片首映的效果，音质可达CD水准。3、 功能可极大丰富。除借助数字技术得以开发丰富多彩、眼花缭乱的视音频效果外，还可进行软件下载、软件维护与升级和数据广播，满足多种个性化需求，开展交互业务，实现上网浏览、收发邮件、电视购物、远程教学、远程医疗、股票交易和信息咨询，维护节目制作商、网络运营商和合法用户等各方面的权益，管理系统中各级的权限等等。随着数字电视技术的发展以及电视、计算机和电信技术的融合，必将为数字电视带来更多的发展空间，产生更多、更新功能，派生大量全新的服务形态。 六、 数字电视的类别 按图像质量和图像格式等，数字电视广播分为标准清晰度电视（SDTV）和高清晰度电视（HDTV）两种系统。按数字电视信号的传输途径，数字电视分为卫星数字电视、有线数字电视和地面数字电视系统。按数字电视信号是否加扰和加密，数字电视分为条件接收数字电视系统和面向公众的数字电视系统。标准清晰度电视是图像主观评价质量相当于现行模拟电视，并能传送数字声音的电视系统。我国采用的图像格式为720576，画面在水平和垂直方向，分别由720和576个有效像素组成的阵列构成。高清晰度电视是图像清晰度在水平和垂直两个方向，均近似为现有模拟电视图像清晰度的2倍，并能传送数字声音的电视系统。我国采用的图像格式为19201080，画面在水平和垂直方向，分别由1920和1080个有效像素组成的阵列构成，图像宽高比为16:9。 卫星数字电视是利用地球同步卫星传输数字电视信号的数字电视系统。有线数字电视是利用射频电缆、光缆、多路微波线路或它们的组合，传输数字电视信号的数字电视系统。地面数字电视是用地面广播传输方式传输数字电视信号的数字电视系统。 条件接收数字电视是只有被授权的合法用户才能获得相应服务的数字电视系统。除按广播方式构建的数字电视系统外，随着需求、传输手段和终端类型及性能的发展和多样化、个性化，IP电视、手机电视、会议电视、电视电话以及服务于不同行业的专业用非广播电视等新型数字电视系统或服务形态，在不断涌现，它们的名称不尽统一。 七、 世界上的主要数字电视制式 正像模拟电视有PAL、NTSC和SECAM三种制式，数字电视同样有遵循不同标准的系统。目前应用较广的是ATSC、DVB和ISDB三种。 ATSC是美国先进电视制式委员会的英文缩写词，其制定的美国数字电视广播国家标准也称之为ATSC标准，按该标准构筑的数字电视系统称为ATSC系统。ATSC系统能在一个6MHz带宽地面电视广播频道中，可靠地传送约19Mbps数字信息流量，也可在一个6MHz带宽有线电视频道中，传输达38Mbps的数字信息流量。这种信息流量意味着系统能传递分辨率约为现行模拟电视5倍的编码信息流，视频信源编码需具备大于50倍的压缩能力。 美国ATSC标准：以高清晰度电视为基础，采用单载波残留边带8VSB（Vestigial sideband modulation，VSB）调制方式，在6MHz地面数字电视广播频道上可实现19.39Mbps的传输速率。ATSC标准为单载波传输系统，被美国、加拿大等北美国家和亚洲韩国等采用，能较好支持固定接收，信号峰均比较小，接收信号灵敏度高。 DVB是由欧洲广播联盟（EBU）组织进行的一个数字视频广播（DVB）项目，其主要目标是寻求一种能对所有信道都适用的通用数字电视技术。其设计原则是使系统能灵活地传输MPEG-2视频、音频和其它数据流，并要求兼容MPEG-2标准，且使用统一的业务信息，采用统一的条件接收接口，统一的R-S（里德-索罗门）前向纠错码，以及得以进行数据广播等，形成通用的数字电视标准和系统。DVB系统面向不同信道，采用不同的信道编码方法和调制方式，形成DVB标准和系统的系列。其中，DVB-S、DVB-C和DVB-T为分别对应通过卫星、有线电视系统和地面发射进行数字电视广播。除这三种广播方式外，DVB还派生出其它一些标准和系统。如面向便携/移动终端的DVB-H，交互服务IPTV的DVB-IP和多媒体家庭平台（MHP）等。而DVB和MHP又是DVB项目的注册商标。卫星数字电视（DVB-S）：DVB-S采用四相相移键控（quaternary phase-shift keying，QPSK）调制方式，其调制效率高，要求信道的误码率较低，适合卫星广播。卫星数字电视是数字电视得到最早应用的技术，目前全球的卫星数字电视均采用DVB-S技术。卫星传播方式覆盖面广，接收设备成本也不高，卫星数字电视广播和卫星直接到户的接收方式已经相当普遍。 DVB-C（有线数字电视）：DVB-C采用多电平正交幅度调制（quadrature amplitude modulation，QAM），其调制效率高，要求信道的误码率低，适合于传输环境较好的光纤和有线电缆中传输。利用有线网相对好的传输环境，数字电视在有线网中传输可以得到更高的效率。以64QAM方式为例，它可在一个8MHz带宽有线电视频道中，传输达38Mbps的数字信息流量。在具备双向传输的有线电视网里，可开展多种数字电视交互业务。目前世界各国普遍采用DVB-C作为有线数字电视传输标准，北美地区则采用与DVB-C标准类似的QAM技术（某些参数设置不同，性能相当）。 DVB-T（地面数字电视）：DVB-T采用编码正交频分复用（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，COFDM）调制方式，以多载波方式传送信号，具有不同的保护间隔，抗回波反射，能较好支持固定接收和移动接收。采用64QAM的一种DVB-T典型应用可在一个8MHz带宽的地面频道中，传输达24Mbps的数字信息流量。DVB-T已被欧洲、印度、俄罗斯、新加坡等国家和中国台湾地区采用。 ISDB是日本国综合业务数字广播数字电视标准和系统。其主要特点是：既传送数字电视节目，又传送其它数据综合业务。该标准视频编码、音频编码、系统复用遵循MPEG-2标准，系统要求具有柔韧性、扩展性和共通性等。 ISDB-T是日本地面传输标准：它采用频带分段传输正交频分复用（BST-OFDM）。在采用COFDM基础技术的同时，ISDB-T把6MHz传输带宽划分为13段，每段423kHz，来解决窄带和宽带业务的同时接收问题。并且，针对不同的分段，可分层设定不同段的纠错和调制方式，以适应不同播出业务对传输环境的要求，为此，日本在地面移动和便携应用上，直接采用ISDB-T。在数字电视信号三种传输途径中，卫星和有线在全球范围基本是统一的，而地面传输标准各国有较大的差异。目前已形成北美、欧洲和日本三种不同的地面传输体制，相互不兼容。同时传送多种级别的图像(HDTV、SDTV等)，传送多套节目，并同时进行图像、声音和数据业务，这些都是数字电视的共同特点，对美、欧、日三种制式均适用。而多载波调制、抗多径、可移动接收，便于组成单频网是DVB-T 的特点，也是欧洲、日本制式的共同特点。单载波调制、接收灵敏度高是美国ATSC标准的特点。根据分层和窄带接收同时实现固定接收、移动接收和便携接收，则是日本制式的特点。近年来在数字电视传输领域，又提出新一代卫星传输标准DVB-S2，以及支持地面移动接收的视频广播标准。2004年6月欧洲DVB组织发布了DVB-S2标准，它使用纠错能力更强的LDPC码(低密度校验纠错码)和BCH码级联来实现纠错编码和速率更高的8PSK(相移键控)、16APSK(振幅和相移键控)、32APSK调制（保留QPSK），从信道容量上说，它离理论上的香农极限只差了0.7dB，比DVB-S标准提高了近50%。目前DVB-S卫星数据广播业务使用最广泛的是（QPSK，3/4FEC）的技术体制，而DVB-S2系统采用（8PSK，2/3FEC）的技术体制，就可以达到与之相当的接收效果。由此在两种传输标准下，一个转发器满载所能携带的信息传输速率DVB-S为55.3Mbps，而DVB-S2则可达到86.4Mbps。由于DVB-S2的高效率，下一代卫星数字电视广播传输将逐渐采用DVB-S2。 DVB-H是欧洲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,是DVB标准系列之一。该标准是DVB-T的扩展应用。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来接收信号。DVB-H在DVB-T的基础上，更加关注降低便携接收终端功耗、提高其移动接收可靠性等。为此，采用了时间片(TimeSlicing)和多协议封装前向纠错(MPE-FEC)等优化DVB-T的关键技术。DVB-H所采用的时间片技术是把传输数据分割成12Mbit数据包，构成不连续的时间片，以突发数据传输方式向便携设备发送信息，使接收设备在时间片的“静寂”间隔内关闭接收机有关部件。时间片控制的功能可以在视频流状态下最多节省90%的能量，使包括调谐器、频道解码器和后端处理在内的DVB-H传送链的电流低于100mA。相比之下，目前的DVB-T需要500800mA电流。DVB-H提供的错误校正和MPE-FEC，可改善移动接收性能和抗脉冲噪声能力，使移动设备接收到更加稳定的信号。 DVB-H是欧洲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,是DVB标准系列之一。该标准是DVB-T的扩展应用。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来接收信号。日本地面广播也以HDTV为主要的播出业务，音频方面则采用了MPEG-2 AAC（Advanced Audio Coding），MPEG-2 AAC是为适应高质量电视广播提出的音频压缩新标准，支持多声道的环绕声。欧洲在早期以SDTV为主开展数字电视广播，对音频质量没提出更高的要求，所以选择了早期成熟的MPEG-1 layer1 和 layer2，在此处简称为MPEG-2音频。 八、 我国数字电视广播标准我国卫星数字电视广播国家标准采用DVB-S，有线数字电视广播行业标准选用DVB-C，我国数字电视地面广播国家标准采用以清华大学方案为主的融合标准DMB-TH。它具有我国自主的知识产权。九、 我国数字电视视频信号的基本参数 我国数字电视节目制作及交换用部分视频参数见表1。 该表表明，我国数字电视与模拟电视一样，仍基于隔行扫描方式传送图像信号。其中，SDTV的扫描参数与现行模拟电视一样。HDTV与SDTV信号的帧频都是25Hz，都采用隔行扫描，1帧图像的奇数行和偶数行分两次扫描和传送，各成1场，所以场频都是50Hz。包括场逆程在内，SDTV和HDTV每帧总行数分别是625行和1125行。由于HDTV扫描行数增多，行频就由SDTV的15.625kHz提高到HDTV的28.125kHz。需要说明的是，为改善重现图像的某些效果，数字电视终端可有多种扫描方式显示图像，但发端信号扫描方式和参数是表中所列规范值。表1. 我国数字电视节目制作及交换用部分视频参数 序号DTV 系统SDTVHDTV1帧频标称值（Hz）252场频标称值（Hz）503每帧总行数62511254行频标称值（kHz）15.62528.1255隔行比216图像宽高比43；（169）1697模拟编码亮度信号 （EY）0.299ER+0.587EG+ 0.114EB0.2126ER+0.7152EG+ 0.0722EB8模拟编码（R-Y）色差信号（EPR）0.713（ER- EY）=0.500 ER-0.419EG-0.081EB0.6350ER-EY）=0.5000 ER-0.4542EG-0.0459EB9模拟编码（B-Y）色差信号（EPB）0.564（EB-EY）=-0.169 ER-0.331EG+0.500EB0.5389（EB-EY）=-0.1146 ER-0.3854EG+0.5000EB10R、G、B、Y取样频率（MHz）13.5074.2511模拟R、G、B、Y信号标称带宽（MHz）标称值：6 ；（按取样定理可达到的理论上限值：6.75）标称值：30；（按取样定理可达到的理论上限值：37.125）12R、G、B、Y取样周期（ns）74.074113.468013CB、CR取样频率（422）（MHz）6.7537.125 14CB、CR取样周期（ns）148.148226.936015R、G、B、Y每行总取样数864264016CB、CR每行总取样数432132017R、G、B、Y每行有效取样数720192018R、G、B、Y每帧有效行数576108019取样结构固定、正交；CB、CR取样点彼此重合且从Y的第1个取样点开始隔点重合20CB、CR每行有效取样数36096021CB、CR每帧有效行数（422） 576 108022像素宽高比1.07；（1.42）1.0023R、G、B、Y、CB、CR量化和编码精度n（bit）8或10特性线性量化自然二进制编码24R、G、B、Y峰值量化电平（n=8）16（黑）/235（白）25CB、CR峰值量化电平（n=8）16/128（色差信号为0）/240 如表所列，SDTV和HDTV的视频参数有很大差别。其中，最主要的是图像分辨力不同，即每帧图像的有效扫描行数和每一扫描行的有效像素数不同。我国SDTV和HDTV每行有效像素数分别是720和1920个，每帧有效扫描行数分别是576和1080行。这样，每帧有效像素数分别是41.472万个和201.6万个。由于HDTV与SDTV相比，每帧有效像素数约增至5倍，所以图像分辨力得以显著提高。表中有多项与取样、量化和编码有关的参数。表中这些参数与4：2：2信号格式对应。其中，每行有效取样数为行正程样点数，每帧有效行数为两场场正程扫描行数之和，二者共同决定一帧图像的像素点阵构成。固定、正交取样结构指的是每帧图像的样点位置不变，而且在行和列两个方向上分别对齐。表中的像素宽高比由图像宽高比和每幅图像水平及垂直方向有效像素数决定。我国HDTV图像信号显示为16：9图像，像素宽高比是1.00。我国4：3的SDTV图像信号显示为4：3图像，像素宽高比是1.07，尽管稍扁，但由于收发两端匹配，图像并不变形；但若以全屏模式显示为16：9图像，像素宽高比则为1.42，收发两端不再匹配，图像被明显拉扁，水平清晰度下降。对整个数字电视系统来说，受种种实际条件限制，往往不能使系统各部分的像素数都达到系统的图像分辨力。若显示器件（屏）的固有分辨力（物理分辨力）低于数字电视系统图像分辨力，则通常需要进行图像分辨力下变换，例如将HDTV格式信号变换为SDTV格式信号，这种变换称为图像格式下变换。用高分辨力模式播送低分辨力源图像节目，也可引入上变换，例如将SDTV格式信号变换为HDTV格式信号称上变换。 图像格式变换用数字滤波器完成，其算法的优劣，直接影响变换后的图像质量。图像格式下变换通常会明显地降低图像清晰度。在源图像帧率不变的情况下，如果不是从像素点阵数更高的源图像下变换成像素点阵数较低级别的图像来传输，到达终端再上变换成较高像素点阵数图像来显示，而是在发端或收端单纯地进行图像点阵数的上变换，新图像格式的图像清晰度也会低于源图像格式。例如1280720的固有分辨力显示器件（屏），显示1280720p格式电视信号，水平清晰度可达720电视线，但若用来显示19201080i格式电视信号，由于需要进行图像格式变换，水平清晰度将不再能达720电视线。 十、 SDTV显示器、SDTV接收器和SDTV接收机SDTV显示器是能输入、处理标准清晰度电视视频信号，显示符合GB/T 14857规定的视频信号，主观评价的图像质量与PAL-D模拟电视机相当的设备。SDTV显示器可以与SDTV机顶盒、DVD激光视盘机等的输出信号相连接，显示标准清晰度级别的图像。家用SDTV显示器一般能同时重放声音信号。SDTV显示器所显示的图像，其水平和垂直清晰度均应大于等于450电视线。SDTV接收器(SDTV机顶盒)是能接收、解调由标准清晰度电视信号调制的射频信号，解码、输出符合GB/T 14857规定的视频信号，并能解码、输出数字电视声音信号的数字电视接收设备。包括卫星、有线和地面广播三种方式。SDTV机顶盒是SDTV接收器的通俗称呼。SDTV接收器输出的视音频信号通常与家用模拟电视接收机或SDTV显示器相连接，显示SDTV级别的电视图像，同时重放声音。家用HDTV显示器通常能兼容显示SDTV接收器输出的视频信号，显示SDTV级别的电视图像，同时重放声音。由于数字电视按传输途径分为卫星、有线和地面三种，于是SDTV接收器(SDTV机顶盒)也有相应的三种。SDTV接收机是能接收、解调由标准清晰度电视信号调制的射频信号，解码、显示符合GB/T 14857规定的视频信号，主观评价的图像质量与PAL-D模拟电视机相当，并能解码、输出和重放数字电视声音信号的设备。SDTV接收机相当于SDTV机顶盒与SDTV显示器两者功能的一体化。SDTV接收机所显示的图像，其水平和垂直清晰度均应大于等于450电视线。十一、 HDTV显示器、HDTV接收器和HDTV接收机HDTV显示器是能输入、处理高清晰度电视视频信号，显示符合GY/T 155规定的数字电视视频信号，显示图像宽高比与GY/T 155规定的图像宽高比相对应，图像清晰度约为PAL-D模拟电视机的两倍，并能输入、处理和显示其他图像格式数字电视视频信号的设备。我国的HDTV显示器至少应能处理和显示19201080格式的电视图像信号，并应向下兼容处理和显示其他格式电视图像信号。处理和显示19201080格式电视图像信号时，所显示图像的宽高比应为169，对固有分辨力HDTV显示器，显示图像的水平和垂直清晰度均应大于等于720电视线，对CRT型HDTV显示器，图像中部的水平和垂直清晰度均应大于等于620电视线。这里开列的图像清晰度值，是相关标准对HDTV终端设备在清晰度方面的最低要求，实际上HDTV电视信号携带有更精细的图像细节信息，随着显示器件（屏）和整机生产技术的进步，应追求显示更精细的HDTV图像。显示器通常直接输入视音频电视信号，不包括射频电视信号接收和处理等部分，而且往往作为多用途显示终端，其清晰度需要也可以做得更高一些。作为显示终端，HDTV显示器可与HDTV机顶盒、SDTV机顶盒和激光视盘机等输出的信号相连，并显示相应级别的图像。对家用HDTV显示器，通常需能同时重放声音。HDTV接收器(HDTV机顶盒)是能接收、解调由高清晰度电视信号调制的射频信号，解码、输出符合GY/T 155规定的数字电视视频信号，并能解码、输出数字电视声音信号的设备，HDTV机顶盒是其通俗称呼。因为数字电视信号有卫星、有线、地面三种传输方式，所以HDTV接收器也有对应的卫星、有线、地面三种类别，三类HDTV接收器之间的主要区别在于射频信号的接收、解调和信道解码部分不同。HDTV机顶盒也应能兼容接收和处理SDTV信号，输出视音频信号。输出的视音频信号通常与HDTV显示器相连接，显示HDTV级别的图像，同时重放声音信号。因为数字电视有卫星、有线和地面三种传输途径，所以HDTV接收器(HDTV机顶盒)也可分为相应的三类。HDTV接收机是能接收、解调由高清晰度电视信号调制的射频信号，解码、显示符合GY/T 155规定的数字电视视频信号，显示图像宽高比与GY/T 155规定的图像宽高比对应，图像清晰度约为PAL-D模拟电视机的两倍，能接收和显示其他图像格式数字电视信号，并能解码、输出数字电视声音信号的设备。在我国有关标准中规定，HDTV接收机至少应能处理和显示19201080格式的电视图像信号，并应向下兼容处理和显示其他格式电视图像信号。HDTV接收机所显示图像的宽高比应为16:9，对固有分辨力HDTV显示器，显示图像的水平和垂直清晰度均应大于等于720电视线，对CRT型HDTV显示器，图像中部的水平和垂直清晰度均应大于等于620电视线 。这里开列的图像清晰度值，是相关标准对HDTV终端设备在清晰度方面的最低要求，实际上HDTV电视信号提供有更精细的图像细节信息，随着显示器件（屏）和整机生产技术的进步，应追求显示更清晰的HDTV图像。HDTV接收机相当于HDTV机顶盒与HDTV显示器功能的一体化。HDTV接收机应兼容接收和处理SDTV信号，显示SDTV级别电视图像，并重放声音。 十二、 数字化处理彩色电视接收机和模拟/数字一体化电视接收机数字化处理彩色电视接收机是在不带数字电视调谐器和数字电视信号解码器等功能部件，只能接收现行模拟电视广播信号的彩色电视接收机内，对经过图像信号检波的模拟视频信号、经过伴音信号鉴频的模拟音频信号和或在电视接收机内的其他部分，引入数字信号处理技术或器件，以期改善、提高包括画质、音质在内的性能或增加功能的彩色电视接收机。这种彩色电视接收机不是数字电视接收机，也不是高清晰度电视接收机，而是数字化处理彩色电视接收机。目前市场上大部分彩色电视机属于这类产品。模拟/数字一体化电视接收机是既能接收和处理模拟电视广播信号，又能接收和处理数字电视广播信号的电视接收机。在模拟/数字电视共存阶段，模拟/数字一体化电视接收机可满足接收模拟/数字两种广播电视信号的需要。模拟/数字一体化电视接收机还能与只有模拟电视输出信号的视盘机等相连，重放激光视盘节目。 十三、 像素数字电视系统将采集的模拟电视图像信号数字化后，成为数字电视图像信号。对数字化后的亮度信号和两个色差信号，像素与相应信号的离散化取样相对应，数字电视信号处理则针对取样值进行。取样虽然是对数字电视信号进行，但电视信号来自扫描图像，所以取样也就与图像上的像素有对应关系。对电视信号的取样不仅在其行场扫描的正程，而且在行场扫描消隐期也进行，但决定数字电视系统图像精细程度的是行场扫描正程对应的取样点阵，由这些取样点组成一幅图像的有效像素点阵。我国的SDTV和HDTV分别为720（水平）576（垂直）和1920（水平）1080（垂直），一幅SDTV和HDTV图像分别由414720和2073600个像素组成。在电视图像显示设备中，像素是组成一幅图像的全部可能亮度和色度的最小图像单元。因为组成一幅彩色图像的各像素必须由三基色相加混色才能获得全部可能的亮度和色度，因而显像端的红、绿和蓝三个光点总共算一个像素。若R、G和B各有28个值，则理论上共能得到282828种，即16. 7百万种颜色。不同于基于电子束扫描工作的CRT电视显像管，液晶显示器件（LCD）、等离子体显示器件（PDP）、数字光学处理器（DLP）、硅基液晶显示器件（LCoS）和有机发光二极管显示器件（OLED）等，基于寻址显示单元的方式工作，称这类显示器件为固有分辨力显示器件，它们的物理像素点阵数决定着图像分辨力和重显图像精细程度。 十四、 图像分辨力 图像分辨力是数字电视系统分辨图像细节的能力，以水平和垂直方向有效像素数，即组成一幅图像的像素点阵数衡量。我国的SDTV和HDTV分别为720（水平）576（垂直）和1920（水平）1080（垂直）。对各种摄像和显像器件（屏）而言，阴极射线管（CRT）常用中心节距（相邻两相同色点间的距离）表示，面阵电荷耦合器件（CCD）、液晶显示器件（LCD）、等离子体显示器件（PDP）、数字微镜显示器件（DLP）、硅基液晶显示器件（LCoS）和有机发光二极管显示器件（OLED）等固有分辨力摄像或显像器件，用水平和垂直方向的像素数表示。对图像信号而言，图像分辨力常称为信源分辨力，由图像格式决定，通常用水平和垂直方向的像素数表示。十五、 图像清晰度 图像清晰度是人眼能察觉到的电视图像细节清晰程度，用电视线表示。电视图像清晰度是人眼能察觉到的电视图像细节清晰程度。图像清晰度是数字电视接收机和数字电视显示器的重要质量指标。按图像和视觉的特点，图像清晰度一般从水平和垂直两个方向描述，有时还增加斜向清晰度指标。图像清晰度用电视线表示。1电视线与垂直方向上1个有效扫描行的高度相对应。电视线”是重显电视图像清晰度的单位，以往称为“线”。由于“线”容易和电视图像上的“线条”或“电视扫描线”等混淆，所以新标准将电视图像清晰度单位明确为“电视线”。我国当前数字电视标准中规定的图像清晰度值如表2 所列表2 部标对SDTV 和HDTV图像清晰度的要求（单位：电视线） 数字电视图像固有分辨力显示器件CRT中心边角SDTV水平450450400垂直450450400HDTV水平720620450垂直720620450 视力正常的人一般能分辨的视角约11.5。按我国数字电视标准，SDTV画面的有效扫描行数为576，HDTV画面的有效扫描行数为1080，观看SDTV和HDTV电视图像时，距电视屏的距离分别约为屏幕高度的5和3倍时，1个有效扫描行的视角即约为11.5，这意味视力正常的观众，分别约距电视屏屏幕高度的5和3倍观看SDTV和HDTV电视图像时，能把电视图像在垂直方向上的细节看清楚，这样的距离也是观看SDTV和HDTV图像的最佳距离。一般在较大屏幕上观看HDTV画面，那为什么要反而比观看SDTV图像距屏幕的相对距离更近呢？这是因为HDTV画面有效扫描行数增至1080行，只有距屏幕相对较近，1个扫描行对应的视角才能11.5，才能看清HDTV图像细节。人眼在水平方向上分辨图像细节的能力与在垂直方向上相当。我国SDTV系统有效扫描行数为576，如果显示器件（屏）的宽高比分别为4：3和16：9，为在垂直与水平方向上，同时都能看到最清晰的图像细节，那么水平方向有效像素数分别应为768和1024。可见，从视觉要求考察，目前SDTV在水平方向上只有720个有效像素的数量偏低，对于越来越多的16：9屏，更是太低。HDTV则不存在这个问题。这是因为HDTV显示器件（屏）的宽高比为16：9，与1080有效扫描行相当的水平方向有效像素数为1920， HDTV标准与此相符。十六、 电视线与电视扫描行 “电视线”是重显电视图像清晰度的单位，以往称为“线”。由于“线”容易和电视图像上的“线条”或“电视扫描线”等混淆，所以新标准将电视图像清晰度单位明确为“电视线”。电视图像通过行和场扫描传送。我国SDTV和HDTV系统送出的信号1帧图像都由垂直方向交错的两场组成，帧频和场频标称值分别为25Hz和50Hz，帧周期和场周期标称值分别为40ms和20ms。我国SDTV和HDTV系统1帧内分别扫描625行和1125行，但正程分别为576行和1080行，并称之为有效扫描行。1帧图像的有效扫描行数决定着电视系统在垂直方向分解图像的能力。数字电视系统在水平方向分解图像的能力取决于取样点数，由于视觉对亮度信号细节较色信号细节敏感，所以图像清晰度取决于亮度信号取样点数。我国SDTV和HDTV系统亮度信号的取样频率分别是13.5MHz和74.25MHz，1行内总样点数分别为864和2640个，但行正程取样点数分别为720和1920个，并称之为有效样点数。图像的水平清晰度取决于行内有效样点数。行场扫描实际上也是对图像在空间和时间上的取样过程。经行场扫描和行内取样，1帧图像变成离散的像素点阵，水平和垂直方向分别为1行内的有效样点数和1帧内的有效扫描行数，数字电视图像格式即以这样的有效像素点阵数表示，并决定着重显图像的清晰度。图像垂直清晰度的理论上限值为1帧图像的有效扫描行数比较好理解，那为什么图像水平清晰度的理论上限值不等于亮度信号1行内的有效像素数呢？这是因为图像的水平清晰度也以电视线为单位，而电视线与扫描行相联系。电视图像的行扫描由上到下沿横向进行，所以水平方向分布的图像细节需折算成沿垂直方向排列的扫描行，才能表示成电视线。如果电视屏为正方形，这种折算很简单，两者数值上相等。对于宽高比4:3的屏，沿几何尺寸4个单位排列的各水平像素，需设想转90度角，并挤压到几何尺寸3个单位内，才能等效成扫描行，结果是原来的各像素宽度被挤压成3/4倍的高度，因而再宽4/3倍的像点折算过来才够1个电视扫描行的高度，这意味着水平方向有效像素数需乘以3/4才换算成了电视线数。我国SDTV和HDTV系统水平方向有效像素数分别为720和1920个，若分别显示为4:3和16:9图像，则分别相当于540和1080电视行，因而水平清晰度的理论上限值分别为540和1080电视线，数值上等于水平方向上与图像有效高度相等的宽度内的有效像素数。若把图像宽高比为4:3的SDTV信号拉扁显示成16:9图像，则水平清晰度下降1/4，而只有405电视线了。明白了上述道理，厂家不能把1帧总扫描行数，或1帧有效扫描行数，描述成图像的垂直或水平清晰度的电视线数；也不应把亮度信号1行总样点数，或亮度信号1行有效像素数，或显示器件水平方向的物理像素数等，表述成图像的水平清晰度的电视线数。用户也不能把厂家开列的这些技术指标，误认为就是图像清晰度的电视线数。 十七、 图像清晰度与图像分辨力的关系 数字电视图像清晰度与数字电视图像分辨力既有密切联系又有很大区别。数字电视图像分辨力是个很广泛的概念。对数字电视系统而言，图像分辨力指相关标准规定的整个数字电视系统生成、处理、传输和重显图像细节的能力。对摄像器件和显示器件（屏），也常用分辨力来表征其像素点阵数。对信号处理和传输，分辨力通常反映为被处理图像信号的格式，与信号处理能力和信道带宽相联系。因而数字电视图像分辨力是数字电视系统或图像信号源或信号处理过程或显示器件（屏）等客观上转换、处理、传输或重显图像细节的能力，是数字电视系统、设备或器件的物理性能指标。 一个HDTV数字电视系统，其图像分辨力具备传送HDTV源图像的能力，但也可用来传输多套SDTV节目。数字电视演播室、传输信道和终端这三大组成部分的图像分辨力，很多情况下可能不同。例如受信道带宽限制，高分辨力源图像可下变换成低分辨力图像传输。再如由于终端需求、类别、性能、成本和所处环境等方面的多样性，更不一定需要或能够重显系统提供的精细图像。SDTV级别的接收机虽能使之兼容接收和处理HDTV信号，但最高显示的是SDTV级别的图像清晰度，就是这种例子。 数字电视图像清晰度是呈现给观看者的重显图像清晰程度，是数字电视系统，特别是数字电视接收机（器）和数字电视显示器的重要质量指标。在同一数字电视系统中，显示器件（屏）是左右重显图像清晰度的关键器件和设备。 同一分辨力图像，演播室和一般显示终端看到的清晰程度可能相差很远。即使显示器件（屏）固有分辨力足够高，但由于工作状态不佳，图像清晰度很可能达不到信源提供的与该显示器（屏）固有分辨力相当的图像清晰度。 十八、 数字电视图像清晰度的理论值 1、 图像垂直清晰度的理论值若能重现各1个像素高的黑、白相间水平线组，则图像垂直清晰度等于黑、白线条数，这是图像垂直清晰度（LV）电视线数的理论最高值。此时，黑、白线条数等于数字图像垂直方向有效像素数（NV），各与一帧图像1个正程扫描行相对应，即：LV =NV 电视线2、 图像水平清晰度的理论值若能重现各1个像素宽的黑、白相间垂直线组，则图像水平清晰度 （LH）为理论最高值。此时，黑、白线条数等于数字图像水平方向有效像素数（NH）。但因1电视线相当于1电视扫描行，故数字图像水平清晰度理论最高值的电视线数，数值上等于水平方向上与图像有效高度相等的宽度内的有效像素数，即：LH=NH（h/w） 电视线式中，h、w分别为图像的高度和宽度 对有效像素数为720576，宽高比为4:3的SDTV图像，满屏并全部显示于16:9屏，图像不仅几何失真，且水平清晰度理论最高值由540电视线下降到405电视线。 3、 图像斜向清晰度的理论值以表示斜线与水平方向的夹角，L/2表示=/2方向的清晰度（即图像水平清晰度），则按几何关系，方向的清晰度： L= L/2/sin 电视线其最高值所在方向： max=arctg（h/NV）/（w/NH） 该式表明，数字电视图像斜向清晰度电视线数理论最高值高于水平清晰度电视线数理论最高值。这是由于电视行沿水平方向扫描，所以黑、白相间的斜向线组，经扫描，在保持相邻线条间扫描历时不变的情况下，斜线组线条间的垂直距离按几何关系缩短，即排列更密，清晰度数值更高。4、 视频信号标称带宽对应的图像清晰度理论值按取样定理，取样频率（fs）不低于模拟视频信号最高频率成分（fh）的2倍，即可不丢失视频信息。像素是组成一幅图像的最小单元，与1个取样对应，以上基于水平有效像素数计算的水平清晰度（LH），即满足取样定理的理论最高值。为避免取样造成频谱混叠，实际传输的视频基带信号上限频率（fm）低于fh，称fm为模拟视频信号标称带宽上限频率。因fm低于fh，故对应的图像清晰度理论上限值也低于，并可表示为：LH=LHfm/fh 电视线 当fm按幅频特性