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2.4 MPEG-2视频编码
MPEG-2视频编码系统由一个大家族构成，每一个系统之间都有兼容性和共同性，根据图像清晰度的不同，它分成四种信源格式或称“等级”(Level)，从录像带(VCR)的低图像清晰度，到高清晰度电视。除了根据图像清晰度定义的“等级”以外，DVB视频标准还定义了“档次”(Profile)的概念，每一个不同的“档次”能够提供构成编码系统的压缩工具和压缩算法。
2.4.1 “档次”
目前在 MPEG-2系统中存在 5个“档次”，每一个“档次”都会比它的前一个“档次”更加复杂，更加完善，提供更多的工具，同时其相对应的设备的价格也更高。
“档次”的最初级叫做简单档次(Simple Profile)，随后是主档次(Main Profile)，它比简单档次增加了编码双向预测的功能，即：B-FRAMES。在使用同样的码流的情况下，它的质量会更好，但算法更加复杂，使用的芯片更多。主档次的解码芯片,可以兼容解码简单档次的编码，这种向下兼容性贯穿整个系列的“档次”。
在主档次之后,是信噪比可分级档次(SNR Scalable)及空间频谱可分级档次(Space Scalable Profile)，这两种“档次”可以调整信噪比与码流率关系，以及图像清晰度与码流率之间的关系，出于其编码的复杂性以及接收设备价格昂贵等原因，DVB标准目前不支持这两种“档次”。最高级的“档次”是HIGH PROFILE，它不仅兼容前面的低级“档次”，兼备所有的功能，而且可以进行多行同时编码。
2.4.2 “等级”
根据图像节目源的清晰度由低到高的不同，DVB MPEG2标准分成许多“等级”，最低的 LOWLEVEL的清晰度是IU-R-BT、601建议的四分之一，即：352×288×25帧／秒。MAIN LEVEL是完全符合IU-R-BT、601建议的标准，即：720×576×25帧／秒。HIGH-1440 LEVEL采用了每行1440个采样的方法。HIGH LEVEL采用了更高的每行1920个的采样方法。
目前，世界上最常用的 MPEG-2标准是MP@ ML，即：MAIN PROFLE@ MAIN LEVEL,它是第一代数字有线电视和数字卫星电视的基础，节目提供者可以提供625线质量的节目，图像的长宽比可以是4:3或16:9。至于码流率，它是由节目提供者根据节目质量来选定的，图像质量越高，所需码流率就越高，反之则越低。
3 硬件实现
目前市面上出售的机顶盒多数只具有将数字信号转换为普通电视机能接收的模拟信号的单一功能。在个别城市的个别小区内开通了如视频点播（VOD）等服务。由于我国的大部分有线电视用户使用的网络仍然是单向网络，进行双向改造的投入比较大，近期内还无法完成，因此，可以考虑采用Modem通过电话线进行上行数据的回传。本文介绍了一个用ST公司的系列芯片来实现CATV机顶盒的方案，见图2。
3.1 前端部分
前端部分的主要功能是将有线电视网络传送过来的高频信号经调谐器降为中频信号，经过滤波、放大后将信号送给QAM解调芯片，完成解调制工作。该方案采用MicroTune公司的MT2040 Silicon Tuner调谐器和ST公司的STV0297QAM解调芯片。
前端结构如图3所示。MT2040 Silicon Tuner可以接收48MHz-860MHz的高频信号，并将其转换为用户所需的中频频带上。经过一个表面声波滤波器（SAW Filter）和MT1230中频放大器，将降频后的中频信号传送给STV0297进行QAM解调。
STV0297片内集成有一个高性能的A/D转换器，可以直接对输入的中频信号进A/D采样。STV0297还为AGC提供两路PWM输出，一路提供给Tuner(AGC1),另一路提供给IF Amplifier(AGC2)用于对输入信号进行AGC调节。A/D转换后得到的数字信号经过奈奎斯特滤波器的处理，以达到0.13-0.15的传输滚降系数。信号通过奈奎斯特滤波器后的能量损失是由片内的数字AGC模块来进行补偿的。此外，STV0297还要完成载波恢复、均衡、解交织和FEC解码等工作。载波恢复能消除残留的载波频率和相位的偏移。频道均衡能适当地消除各种回声和线性频道失真。为了减轻脉冲噪声，增加R-S FEC编码的纠错能力，在发送端R-S编码后数据进行了交织，因此，在接收端R-S解码前要进行解交织工作。STV0297中使用的是Forney型解交织器，其默认的解交织深度为12，单元深度为17。由于MPEG数据流头信息对于正确接收信号非常重要，STV0297采用Reed-Solomon 纠错码来保证接收数字比特流的正确性。
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