數(shù)字電視原理DigitalTelevisionPrinciples課程編號：學(xué)分：3開課學(xué)院：學(xué)時：48課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：必修一、課程性質(zhì)本課程是為廣播電視工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，重點介紹數(shù)字電視系統(tǒng)基本概念和原理，為后續(xù)電視傳輸與組網(wǎng)、廣播電視測量技術(shù)等專業(yè)課程提供理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)本課程的教學(xué)目標(biāo)是：引導(dǎo)學(xué)生樹立社會主義核心價值觀，培養(yǎng)求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度、獨立思考的科學(xué)精神、團(tuán)隊合作的科學(xué)素養(yǎng)，掌握彩色電視基礎(chǔ)知識、數(shù)字電視信號的產(chǎn)生、數(shù)字音/視頻壓縮編碼的基本原理及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視中的碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息、信道編碼及調(diào)制技術(shù)、數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視機(jī)頂盒與條件接收系統(tǒng)的組成及工作原理、各種顯示器和接口的工作原理，了解相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。對今后從事廣播電視、通信、圖像處理及相關(guān)的電子信息科學(xué)和技術(shù)等領(lǐng)域工作的學(xué)生建立數(shù)字電視系統(tǒng)概念，為后續(xù)各專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，并能適應(yīng)不斷更新的新技術(shù)發(fā)展的需要。（一）思想、素質(zhì)教育目標(biāo)目標(biāo)1.1培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實、不斷探索、持之以恒、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神；目標(biāo)1.2培養(yǎng)學(xué)生實事求是、一切從實際出發(fā)、理論聯(lián)系實際的科學(xué)態(tài)度；目標(biāo)1.3培養(yǎng)學(xué)生理解矛盾的對立統(tǒng)一、具體問題具體分析、抓主要矛盾等辯證唯物主義思想。（二）知識教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)2.1掌握彩色電視基礎(chǔ)知識；目標(biāo)2.2掌握數(shù)字電視系統(tǒng)的組成和原理；目標(biāo)2.3熟悉數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)；目標(biāo)2.4了解數(shù)字電視技術(shù)國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。（三）能力教學(xué)目標(biāo)目標(biāo)3.1培養(yǎng)學(xué)生就數(shù)字電視及其相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)問題進(jìn)行陳述和表達(dá)觀點的能力；目標(biāo)3.2培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力；目標(biāo)3.3培養(yǎng)學(xué)生類比、綜合、歸納和演繹、等效等科學(xué)思維的能力；目標(biāo)3.4培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。三、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求本課程主要的教學(xué)內(nèi)容是數(shù)字電視系統(tǒng)的組成原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。本課程的教學(xué)內(nèi)容以數(shù)字電視信號的產(chǎn)生、處理、傳輸和顯示為主線，全面介紹數(shù)字電視系統(tǒng)構(gòu)成及涉及的關(guān)鍵技術(shù)，包括彩色電視基礎(chǔ)知識、數(shù)字電視信號的產(chǎn)生、數(shù)字音/視頻壓縮編碼的基本原理及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視中的碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息、信道編碼及調(diào)制技術(shù)、數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視機(jī)頂盒與條件接收系統(tǒng)的組成及工作原理，以及平板顯示器和接口的工作原理、發(fā)展現(xiàn)狀。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生應(yīng)達(dá)到：掌握數(shù)字電視系統(tǒng)的組成原理，熟悉影響系統(tǒng)性能的主要因素，初步掌握系統(tǒng)設(shè)計方法和性能評估手段，能夠根據(jù)特定應(yīng)用和需求提出設(shè)計方案及優(yōu)化系統(tǒng)性能。（一）課程教學(xué)內(nèi)容及知識模塊順序1．知識單元一：彩色電視基礎(chǔ)知識（參考學(xué)時6學(xué)時）（1）知識點一：光的特性與光源（2）知識點二：光的度量（3）知識點三：色度學(xué)概要（4）知識點四：人眼的視覺特性（5）知識點五：電視圖像的傳送及基本參量（6）知識點六：標(biāo)準(zhǔn)彩條信號教學(xué)基本要求：掌握光的特性與度量的基本知識，包括色溫和相關(guān)色溫的概念、常用的標(biāo)準(zhǔn)白光源，以及光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等主要光度學(xué)參量；掌握彩色三要素、三基色原理及混色方法等色度學(xué)知識；掌握人眼視覺特性的知識，包括亮度感覺特性以及人眼的分辨力與視覺惰性；掌握電視掃描與同步原理，以及寬高比（幅型比）、亮度、對比度、圖像分辨力、圖像清晰度等電視圖像基本參量的概念。2．知識單元二：數(shù)字電視概論（3學(xué)時）（1）知識點一：數(shù)字電視和高清晰度電視的概念（2）知識點二：數(shù)字電視的主要優(yōu)點（3）知識點三：數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（4）知識點四：數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（5）知識點五：國外數(shù)字電視及其標(biāo)準(zhǔn)化狀況（6）知識點六：中國數(shù)字電視及其發(fā)展?fàn)顩r教學(xué)基本要求：正確理解數(shù)字電視和高清晰度電視的概念，熟悉數(shù)字電視的優(yōu)點，掌握數(shù)字電視系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)，了解數(shù)字電視的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。3．知識單元三：電視信號的數(shù)字化（3學(xué)時）（1）知識點一：信號的數(shù)字化（2）知識點二：音頻信號的數(shù)字化（3）知識點三：視頻信號的數(shù)字化（4）知識點四：數(shù)字電視演播室視頻信號接口教學(xué)基本要求：熟悉電視信號數(shù)字化的過程，掌握均勻量化的原理；理解“量化”是數(shù)字電視信號產(chǎn)生失真的主要根源，掌握量化信噪比SNR（用分貝表示）與量化比特數(shù)n之間的關(guān)系；熟悉ITU-RBT.601建議、我國數(shù)字電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)的主要內(nèi)容，以及各參數(shù)選取的原則和依據(jù)；了解演播室數(shù)字電視信號接口。4．知識單元四：信源編碼原理（6學(xué)時）（1）知識點一：數(shù)字音頻編碼的基本原理（2）知識點二：數(shù)字視頻編碼概述（3）知識點三：熵編碼（4）知識點四：預(yù)測編碼（5）知識點五：變換編碼教學(xué)基本要求：了解人耳的聽覺感知特性，理解聽覺閾值、臨界頻帶、聽覺掩蔽效應(yīng)的概念；掌握感知音頻編碼的基本原理，透徹理解子帶編碼的基本思想；了解圖像和視頻編碼技術(shù)的發(fā)展歷程，熟悉視頻編碼的各種方法；掌握Huffman編碼、算術(shù)編碼、預(yù)測編碼和DCT變換編碼的基本原理；掌握運動估計和運動補(bǔ)償預(yù)測編碼的基本原理。5．知識單元五：信源編碼標(biāo)準(zhǔn)（6學(xué)時）（1）知識點一：數(shù)字音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)概述（2）知識點二：H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（3）知識點三：H.265/HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（4）知識點四：AVS/AVS+視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)基本要求：熟悉H.264標(biāo)準(zhǔn)的主要特點及性能，理解“類”和“級”的含義；了解H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)的主要特點及性能；了解我國具備自主知識產(chǎn)權(quán)的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（AVS）的性能及應(yīng)用。6．知識單元六：數(shù)字電視中的碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息（3學(xué)時）（1）知識點一：MPEG-2碼流復(fù)用（2）知識點二：數(shù)字電視業(yè)務(wù)信息的類型（3）知識點三：業(yè)務(wù)信息表的結(jié)構(gòu)教學(xué)基本要求：掌握節(jié)目流（PS）復(fù)用和傳送流（TS）復(fù)用的概念，以及復(fù)用的工作原理；掌握PES包和TS包的組成；掌握PSI及其與TS流的關(guān)系，熟悉如何利用PSI找出TS流中的指定節(jié)目；了解各種業(yè)務(wù)信息表的語法結(jié)構(gòu)、描述符。7．知識單元七：信道編碼及調(diào)制技術(shù)（7學(xué)時）（1）知識點一：常用術(shù)語（2）知識點二：差錯控制的基本原理和信道編碼的分類（3）知識點三：BCH碼（4）知識點四：RS碼（5）知識點五：卷積碼和維特比譯碼（6）知識點六：分組交織和卷積交織（8）知識點七：低密度校驗碼（9）知識點八：數(shù)字調(diào)制的作用及調(diào)制方式（10）知識點九：QPSK調(diào)制（11）知識點十：QAM調(diào)制及其變型（13）知識點十一：OFDM和COFDM技術(shù)教學(xué)基本要求：熟悉數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中的常用術(shù)語和性能指標(biāo)；熟悉信道編碼的基本概念和分類，掌握差錯控制的基本原理；了解BCH碼、RS碼、卷積碼、收縮卷積碼、交織、LDPC碼的基本原理和實現(xiàn)方法；熟悉數(shù)字信號的基本調(diào)制方式及作用。掌握QPSK、QAM、VSB、COFDM的基本原理、實現(xiàn)方法及其特點。8．知識單元八：數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)（6學(xué)時）（1）知識點一：DVB傳輸系統(tǒng)概述（2）知識點二：DVB-S/S2傳輸標(biāo)準(zhǔn)（3）知識點三：DVB-C/C2傳輸標(biāo)準(zhǔn)（4）知識點四：DVB-T/T2傳輸標(biāo)準(zhǔn)（5）知識點五：DTMB/DTMB-A傳輸標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)基本要求：了解DVB的主要傳輸標(biāo)準(zhǔn)；掌握DVB-S/S2系統(tǒng)的信道編碼與調(diào)制方法，熟悉同步反轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)擾碼（隨機(jī)化）、基帶成形的方法；掌握DVB-C/C2系統(tǒng)的信道編碼與調(diào)制方法，熟悉字節(jié)到符號的映射和差分編碼的方法；了解DVB-T/T2系統(tǒng)的信道編碼與調(diào)制方法；掌握DTMB/DTMB-A傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、關(guān)鍵技術(shù)及特點。9．知識單元九：數(shù)字電視機(jī)頂盒與條件接收系統(tǒng)（3學(xué)時）（1）知識點一：數(shù)字電視機(jī)頂盒（2）知識點二：條件接收系統(tǒng)的組成及工作原理（3）知識點三：MPEG-2以及DVB標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)CA的規(guī)定（4）知識點四：同密和多密模式教學(xué)基本要求：掌握數(shù)字電視機(jī)頂盒的基本功能、組成、工作原理及關(guān)鍵技術(shù)；了解中間件的概念及其核心作用；熟悉ECM和EMM，掌握條件接收系統(tǒng)的組成及工作原理；掌握控制字加密與傳輸控制的三重密鑰傳輸機(jī)制；熟悉同密模式和多密模式。10．知識單元十：顯示器及接口（5學(xué)時）（1）知識點一：顯示技術(shù)概述（2）知識點二：液晶顯示器（3）知識點三：有機(jī)發(fā)光顯示器（4）知識點四：三維立體顯示（5）知識點五：數(shù)字電視設(shè)備接口教學(xué)基本要求：了解液晶的物理特性，典型的液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)；熟悉LCD的工作原理及優(yōu)缺點；了解有機(jī)發(fā)光顯示器（OLED）的工作原理及技術(shù)特點；了解立體視覺的感知機(jī)理和3D顯示技術(shù)的發(fā)展及種類；掌握DVI、HDMI接口的性能特點。（二）課程的重點、難點及解決辦法課程重點內(nèi)容：（1）信源編碼的原理及標(biāo)準(zhǔn)；（2）數(shù)字電視中的碼流復(fù)用；（3）信道編碼及調(diào)制技術(shù)；（4）數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)；（5）條件接收系統(tǒng)的組成及工作原理。課程難點內(nèi)容：信道編碼及調(diào)制技術(shù)。解決辦法：本課程以課堂講授為主，可采用講授與討論相結(jié)合的教學(xué)方法。本課程系統(tǒng)原理圖較多，課堂上將采用多媒體課件與板書相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。在給學(xué)生傳授相關(guān)的專業(yè)知識的同時，還要注重理論聯(lián)系實際，盡可能及時介紹本學(xué)科最新研究成果，引導(dǎo)學(xué)生參與科研項目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力。教師講課要具有指導(dǎo)性、啟發(fā)性和示范性，突出重點，破解難點，安排一定時間為學(xué)生答疑解惑并布置適量書面作業(yè)，有針對性地開展一些專題討論。適當(dāng)運用現(xiàn)代教學(xué)手段和其他實踐手段組織教學(xué)，以豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式。四、實驗實踐環(huán)節(jié)及基本要求無。五、課程教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)對應(yīng)關(guān)系矩陣課程各知識單元與課程目標(biāo)對應(yīng)支撐關(guān)系如下表所示。課程目標(biāo)課程內(nèi)容目標(biāo)1.1目標(biāo)1.2目標(biāo)1.3目標(biāo)2.1目標(biāo)2.2目標(biāo)2.3目標(biāo)2.4目標(biāo)3.1目標(biāo)3.2目標(biāo)3.3目標(biāo)3.4彩色電視基礎(chǔ)知識●●●●●●●●數(shù)字電視概論●●●●●●●●●●電視信號的數(shù)字化●●●●●●●●●●信源編碼原理●●●●●●●●●●信源編碼標(biāo)準(zhǔn)●●●●●●●●●●數(shù)字電視中的碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息●●●●●●●●●●信道編碼及調(diào)制技術(shù)●●●●●●●●●●數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)●●●●●●●●●●數(shù)字電視機(jī)頂盒與條件接收系統(tǒng)●●●●●●●●●●顯示器及接口●●●●●●●●●●●六、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工先修課程：數(shù)字信號處理，圖像與視頻處理，通信原理后續(xù)課程：電視傳輸與組網(wǎng)技術(shù)本課程是廣播電視工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。為學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生應(yīng)該具有必要的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識。課程涉及的教學(xué)內(nèi)容主要包括電視信號的數(shù)字化、數(shù)字電視信號的信源編碼、碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息、信道編碼及調(diào)制技術(shù)、數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字電視信號的接收與顯示等。學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程之前應(yīng)掌握必要的數(shù)字信號處理、圖像與視頻處理、通信原理等專業(yè)基礎(chǔ)理論知識。在教學(xué)過程中，要注重解決工程問題，加強(qiáng)物理概念的解釋。本課程主要鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生用系統(tǒng)的觀點分析和解決實際問題。七、對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在基本掌握數(shù)字電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、原理的基礎(chǔ)上，具有獲取知識的能力、科學(xué)觀察和思維的能力、分析問題與解決工程實際問題的能力、創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。八、課程學(xué)時分配本課程總學(xué)時48，其中講課44學(xué)時，習(xí)題及討論4學(xué)時。課程主要內(nèi)容和學(xué)時分配見課程學(xué)時分配表。課程學(xué)時分配表教學(xué)環(huán)節(jié)時數(shù)課程內(nèi)容講課上機(jī)實驗習(xí)題及討論小計彩色電視基礎(chǔ)知識66數(shù)字電視概論33電視信號的數(shù)字化33信源編碼原理426信源編碼標(biāo)準(zhǔn)66數(shù)字電視中的碼流復(fù)用及業(yè)務(wù)信息33信道編碼及調(diào)制技術(shù)527數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)66數(shù)字電視機(jī)頂盒與條件接收系統(tǒng)33