基于AVS的数字电视系统及其相关技术研究

论文摘要

数字电视自诞生以来一直高速发展，目前已经成为高新技术产业的一个竞争重点。我国也在大力推广数字电视，相继试行了佛山、青岛和杭州等模式，近期又将实施数字电视卫星直播战略。这使我们国家数字电视产业发展面临着机遇和挑战。 整个数字电视系统的核心内容包括信源压缩编解码、信道编解码和终端接收与显示。在信源端，已有数字电视系统通常采用MPEG-2，但该标准并不适合我国的新一代数字电视。一方面随着技术进步，MPEG-2标准日益显得效率低下，已经难以满足需要；另一方面它收取的专利费也成为巨大的障碍。近些年，第二代数字音视频编码标准发展迅速，国际上已经出现了MPEG-4和H.264／AVC等标准，国内也相应制定了AVS标准。 AVS是我国自主开发的数字音视频编码标准，以我国的创新技术和国外部分公开技术为核心，具有完整的自主知识产权。相比其它国际标准具有许多优越性：编码效率高，比MPEG-2高2～3倍，与H.264／AVC相当；技术方案简洁，实现复杂度低；采用简单的—站式许可策略，解决了其它标准的专利问题。这些优点使它成为我国新一代数字电视解决方案的上佳选择。 在已有的数字电视推广模式中，信道部分采用比较成熟的DVB信道编解码技术。而在接收终端采用了机卡合一，即把条件接收系统集成在机顶盒里，由运营商在推广数字电视时捆绑经营。这种模式具有很多缺点，导致了市场分割和地方垄断。故“机卡分离”方案应运而生，可以克服上述缺陷，但仍不能彻底解决所有问题。 鉴于上述提出的问题和已经具备的技术条件，本文研究了新一代基于AVS数字电视系统，围绕数字电视系统的核心模块进行深入研究，并以此为架构设计了针对数字电视卫星直播系统的具体解决方案，本文研究内容主要集中在以下几个方面： 在编码端提出一种基于增强像素域的由MPEG-2到AVS转码方法，可有效缓解节目源的匮乏。该方法首先进行MPEG-2解码，然后再重新采用AVS进行编码，但在AVS编码过程中会尽量利用输入MPEG-2码流中的视频序列头、宏块编码模式利运动矢量等编码信息来提高编码速度。这样既可保证转码质量，又能提高转码速度，同时降低了转码器的实现复杂性。此外，还分析了转码过程中的失真累加，推导出

论文目录

• 论文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 数字电视（DTV：Digital television）系统简介
• 1.2 我国数字电视现状
• 1.2.1 概况
• 1.2.2 研究方向
• 1.2.3 面临的问题
• 1.3 AVS知识产权的自主性
• 1.4 本文主要研究内容以及意义
• 第二章 AVS在数字电视中的应用
• 2.1 数字电视编码标准简介
• 2.1.1 MPEG-2在数字电视中的应用
• 2.1.2 其它视频编码标准
• 2.2 AVS标准的主要特征
• 2.3 AVS与MPEG-2和H.264／AVC的比较
• 2.4 AVS在数字电视中应用的优越性
• 2.5 小结
• 第三章 MPEG-2到AVS转码器的研究
• 3.1 转码器简介
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 MPEG-2到AVS转码器的必要性
• 3.2 MPEG-2到AVS转码器研究
• 3.2.1 MPEG-2和AVS编码特征比较
• 3.2.2 转码器的实现
• 3.2.3 转码器系统结构
• 3.2.4 性能分析
• 3.3 转码过程中的噪声叠加分析
• 3.3.1 理论分析
• 3.3.2 实验结果及分析
• 3.4 小结
• 第四章 AVS系统层研究
• 4.1 系统层简介
• 4.2 AVS的系统层与MPEG-2系统层比较
• 4.3 AVS的系统层实现
• 4.3.1 PES分组器的实现
• 4.3.2 节目流复用器的实现
• 4.3.3 传输流复用器的实现
• 4.3.4 利用MPEG-2复用器实现AVS的复用解复用
• 4.4 小结
• 第五章 终端接收系统的研究
• 5.1 终端接收系统简介
• 5.1.1 终端接收系统简介
• 5.1.2 条件接收系统
• 5.1.3 现有系统的优缺点
• 5.2 机卡分离的条件接收系统方案
• 5.2.1 简介
• 5.2.2 机卡分离解决方案
• 5.2.3 三者的比较
• 5.3 机道分离
• 5.3.1 机道分离的必要性
• 5.3.2 系统实现
• 5.3.3 与AVS结合的优越性
• 第六章 基于AVS的数字电视系统
• 6.1 基于AVS的数字电视卫星直播系统
• 6.1.1 简介
• 6.1.2 基于AVS的数字电视卫星直播系统
• 6.1.3 系统实验平台
• 6.2 系统的主要模块
• 6.2.1 转码器
• 6.2.2 接收卡
• 6.2.3 解码器
• 6.2.3.1 Intel多媒体指令集简介
• 6.2.3.2 耗时模块的指令集优化
• 6.2.3.2 优化后的结果分析
• 6.3 系统性能
• 6.4 小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 作者在攻读博士学位期间的成果
• 致谢