[实用新型]2兆比特每秒的广播级数字电视传输装置

说明书

本实用新型涉及一种数字电视的传输装置，更确切地说是涉及一种2兆比特每秒(2Mb/s)广播级数字电视传输装置。

电视是人们日常生活中接收信息及娱乐的重要工具，在当今的信息社会中，广播电视作为社会的基础设施，正日益广泛地被公众所认识。而随着微电子、光电子、计算机及通信技术的飞速发展及其结合，人们对电视广播服务的需求反而有增无减，从而更加促进了电视广播技术的发展。

但由于电视信号是模拟信号，而目前已有的通信网，如公用电话网、基于X.25协议的分组交换网及各类局域网等已越来越多地变成数字网，因此电视图像不能直接进入数字通信网中进行传送，而必须经过数字化处理后才能进入。

按ITU-RBT 601标准，一路电视信号数字化后的数据速率为216Mb/s，接近3400个话路的带宽，因此，为了更经济有效地传输数字化后的电视信号，需要采用压缩编码技术来降低传输速率。

2Mb/s数字电视传输系统就是将216Mb/s的电视信号压缩成2.048Mb/s，压缩比为100∶1，而2Mb/s的传输速率是符合我国通信网体制的接口码率的(其它接口码率是34Mb/s、140Mb/s、155Mb/s等)。但由于压缩比大，在低码率下因量化的粗糙会产生如“块效应”、“清晰度下降”、“振铃效应”等图像缺陷。

2Mb/s的数字电视传输系统属于活动图像传输系统，但与活动图像传输系统中的其它系统存在明显的差别。一类活动图像传输系统是采用ITU H.61和MPEG1、MPEG4标准(MPEG1、MPEG2、MPEG4等是一系列的图像压缩标准，MPEG为活动图像专家组的英文缩写)，例如会议电视、可视电话和VCD等，输出码率1.5Mb/s左右，与2Mb/s数字电视传输系统的输出码率相当，但其恢复图像质量清晰率低，最高为353×288象素(CIF或SIF格式)，仅能达到家用录相机VHS水平，而且对于某些图像会有明显的块效应及运动拖尾失真，不能满足人们对高质量图像的要求。另一类活动图像传输系统是采用MPEG2标准，MPEG2标准采用帧间DPCM/DCT混合编码，可以获得演播中心级的电视质量，但当码率降低到2Mb/s以下时，会产生“块效应及运动拖尾失真”等，由于此时各种边信息与有用信息相比，占的比例越来越大，使恢复的图像反而不如采用MPEG1标准时的好。目前国际上广泛采用MPEG2标准作为传送广播级数字电视的压缩标准，采用的是3Mb/s直到15Mb/s的可变码率格式。

本实用新型的目的是设计一种2兆比特每秒的广播级数字电视传输装置，采用MPEG2标准，作为广播传送图像的压缩标准，最终达到2Mb/s的码率，且图像质量还能保持广播级传输水平。

本实用新型的目的是这样实现的：一种2兆比特每秒的广播级数字电视传输装置，包括发端的视频编码器和收端的视频解码器，发端的视频编码器包括中央处理单元和帧编码器，收端的视频解码器包括MPEG2解码片和PAL信号编码器，其特征在于：所述的视频编码器中还包括有视频前处理器，与输入的视频信号及所述的帧编码器连接，并与所述的中央处理单元连接；所述的视频解码器中还包括有视频后处理器，与所述的MPEG2解码片及PAL信号编码器连接。

所述的视频前处理器是二维修正的中值滤波器，由栈滤波器实现；包括用于一行延时的第一行缓冲器、用于一行延时的第二行缓冲器、两输入最大值比较器、两输入最小值比较器和三输入变量的中值比较器；输入的视频信号分别连接第一行缓冲器的输入端及两输入最大值比较器与两输入最小值比较器的一输入端，第一行缓冲器的输出端连接第二行缓冲器的输入端及三输入变量的中值比较器的一变量输入端，第二行缓冲器的输出端分别连接两输入最大值比较器与两输入最小值比较器的另一输入端，两输入最大值比较器与两输入最小值比较器的输出端连接三输入变量的中值比较器的两变量输入端。

所述的二维修正的中值滤波器是在Altera公司的FLEX10K系列单片EPLD器件上实现的。

所述的视频后处理器是沿块边缘进行低通滤波的自适应二维空间滤波，包括经过块效应估值、自适应块边缘滤波及块分类后，对于平滑区域的3×3平均滤波、对含有强边缘区域的5×5中值滤波和对于含纹理区域的3×3中值滤波。

所述的视频后处理器，是采用Xilinx公司的XC4000E系列单片FPGA器件实现的。