基于AVS的數字電視系統(tǒng)及其相關技術研究.pdf

1、數字電視自誕生以來一直高速發(fā)展，目前已經成為高新技術產業(yè)的一個競爭重點。我國也在大力推廣數字電視，相繼試行了佛山、青島和杭州等模式，近期又將實施數字電視衛(wèi)星直播戰(zhàn)略。這使我們國家數字電視產業(yè)發(fā)展面臨著機遇和挑戰(zhàn)。 整個數字電視系統(tǒng)的核心內容包括信源壓縮編解碼、信道編解碼和終端接收與顯示。在信源端，已有數字電視系統(tǒng)通常采用MPEG-2，但該標準并不適合我國的新一代數字電視。一方面隨著技術進步，MPEG-2標準日益顯得效率低下，已經

2、難以滿足需要；另一方面它收取的專利費也成為巨大的障礙。近些年，第二代數字音視頻編碼標準發(fā)展迅速，國際上已經出現了MPEG-4和H.264/AVC等標準，國內也相應制定了AVS標準。 AVS是我國自主開發(fā)的數字音視頻編碼標準，以我國的創(chuàng)新技術和國外部分公開技術為核心，具有完整的自主知識產權。相比其它國際標準具有許多優(yōu)越性：編碼效率高，比MPEG-2高2～3倍，與H.264/AVC相當；技術方案簡潔，實現復雜度低；采用簡單的一站式許

3、可策略，解決了其它標準的專利問題。這些優(yōu)點使它成為我國新一代數字電視解決方案的上佳選擇。 在已有的數字電視推廣模式中，信道部分采用比較成熟的DVB信道編解碼技術。而在接收終端采用了機卡合一，即把條件接收系統(tǒng)集成在機頂盒里，由運營商在推廣數字電視時捆綁經營。這種模式具有很多缺點，導致了市場分割和地方壟斷。故“機卡分離”方案應運而生，可以克服上述缺陷，但仍不能徹底解決所有問題。鑒于上述提出的問題和已經具備的技術條件，本文研究了新一代

4、基于AVS數字電視系統(tǒng)，圍繞數字電視系統(tǒng)的核心模塊進行深入研究，并以此為架構設計了針對數字電視衛(wèi)星直播系統(tǒng)的具體解決方案，本文研究內容主要集中在以下幾個方面： 在編碼端提出一種基于增強像素域的由MPEG-2到AVS轉碼方法，可有效緩解節(jié)目源的匱乏。該方法首先進行MPEG-2解碼，然后再重新采用AVS進行編碼，但在AVS編碼過程中會盡量利用輸入MPEG-2碼流中的視頻序列頭、宏塊編碼模式和運動矢量等編碼信息來提高編碼速度。這樣既可

5、保證轉碼質量，又能提高轉碼速度，同時降低了轉碼器的實現復雜性。此外，還分析了轉碼過程中的失真累加，推導出一個經驗公式來估算轉碼后相對于原始序列的噪聲疊加。 本文比較了AVS和MPEG-2在系統(tǒng)層的差異，提出了具體的AVS節(jié)目流和傳輸流的復用策略，實驗證明使用作者方案的音視頻同步效果良好。此外，還在現有的MPEG-2系統(tǒng)層平臺上給出了一種簡單的AVS復用方法，可在MPEG-2系統(tǒng)層上直接采用AVS替代MPEG-2，避免了因AVS數

6、字電視傳輸系統(tǒng)設備升級而造成的浪費。 在接收端，機卡分離已經成為終端接收的發(fā)展方向，給數字電視系統(tǒng)的各方均帶來益處。本文借鑒這種分離的思想，進一步提出了“機道分離”的數字電視終端接收系統(tǒng)。它將信道解碼部分獨立出來，做成“道”，而將信源解碼部分做成“機”，使整個接收系統(tǒng)的組合更加靈活。并在PCMCIA大卡平臺上，設計了一種具體的機道分離實現方案，將PCMCIA大卡中的16-bitPCBus數據總線拓展為CardBus總線，作為信道

7、接收卡和主機之間總線接口。該方案既兼容原來的系統(tǒng)，可大幅提高系統(tǒng)的傳輸速率。 基于研究成果，作者搭建了一套基于AVS的數字電視衛(wèi)星直播系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了前面的研究成果，并根據每一部分的實際情況選擇了合理的軟硬件實現平臺。目前已經接入衛(wèi)星系統(tǒng)中，運行結果表明該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。在文章的最后，對此進行了詳細描述。 由上可見，本文研究內容幾乎涵蓋了數字電視衛(wèi)星直播系統(tǒng)的每個主要環(huán)節(jié)，在現有MPEG-2系統(tǒng)上直接替換相應模塊即可搭建