论文部分内容阅读
本文主要研究基于地面数字电视广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial2,DVB-T2)系统前端高清/超高清视频码流数据采集、压缩编码、多路复用与自适应速率适配关键技术,针对所传输视频源信号容量高、接口格式类型灵活多样、以及多路码流复用适配等关键难点技术问题,设计并实现了一套适用于高清晰度电视DVB-T2发射机系统前端,灵活且高可靠性的多接口/多码流高清数据采集与复用适配系统方案,并充分考虑了系统实现复杂度与兼容问题。方案涉及两项关键技术:高清/超高清YCrCb视频信号采集及多规范视频格式转换处理,以及基于DVB-T2系统前端的多路H.264传输流(Transport Stream,TS)复用与数据自适应适配。首先,论文介绍了地面数字电视系统前端码流适配的研究背景与意义,总结了数字视频标准、视频压缩编码标准以及DVB地面数字电视广播传输标准的发展历程与演进方向;针对DVB-T2系统前端码流适配面临的两项关键技术问题,研究了数字视频格式与接口、H.264压缩编码、TS码流结构与信息、DVB-T2系统前端数据处理等技术理论,并分析了研究拟采取的解决思路和技术路线。其次,对视频信号采集及格式转换处理系统进行功能需求分析,针对功能需求设计了一种支持多接口、高清晰度视频采集及格式处理方案,并给出了方案详细的流程构架、处理步骤、以及系统各关键模块的实现说明。在所设计的方案中,支持高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface,HDMI)、串行数字接口(Serial Digital Interface,SDI)两种视频接口,720P、1080P等多种高清晰度视频信号以及多种SMPTE视频格式标准。在具体实现上,基于XILINX ML605开发平台,搭建HDMI/SDI视频采集与处理系统,利用示波器、逻辑分析仪等仪器对系统进行性能测试,并给出了详细的测试结果分析。最后,在深入分析多路码流复用原理和具体实现要求的基础上,设计了一种多路TS码流信息提取及复用方案,考虑到方案实现的复杂度及后期功能的可扩展性,选择基于微软基础类库(Microsoft Foundation Classes,MFC)设计软件实现该方案,软件功能包括本地TS视频文件信息提取、2~9个本地TS视频文件复用等。此外,在对DVB-T2调制器方案深入研究的基础上,提出了一种DVB-T2调制器前端TS码流速率适配与装载方案,并给出了方案的整体构架及各关键模块的详细设计说明。为验证方案的可行性,利用Matlab和Quartus对方案进行软件仿真,并给出了充分的仿真验证结果。