电视原理A期末复习.pdf

CUC电 视 原 理 复 习电 视 原 理 复 习1CUC第五章模拟电视调制传输与接收第五章模拟电视调制传输与接收2CUC信息工程学院信息工程学院1.调幅：残留边带调幅。优点：（1.调幅：残留边带调幅。优点：（1）带宽变窄；（）带宽变窄；（2）发送端的滤波器容易实现；（）发送端的滤波器容易实现；（3）用普通的包络检波即可，不须同步检波。）用普通的包络检波即可，不须同步检波。3 3CUC信息工程学院信息工程学院2、我国的残留边带幅频特性、我国的残留边带幅频特性上边带为上边带为6MHz，下边带残留，下边带残留0.75MHz，为了便于残留边带滤波器的设计，下边带允许有，为了便于残留边带滤波器的设计，下边带允许有0.5MHz的渐降过渡区（截止频率设在的渐降过渡区（截止频率设在1.25MHz）,上边带在上边带在6.25MHz处衰减处衰减40db以上。一路已调射频信号的图像信号部分带宽为以上。一路已调射频信号的图像信号部分带宽为7.25MHz。在图像信号的。在图像信号的0至至0.75MHz部分，用双边带传输，而部分，用双边带传输，而0.75至至6MHz，用单边带传输。，用单边带传输。4 4CUC信息工程学院信息工程学院3.缺点：采用包络检波后，存在一定的幅频失真。3.缺点：采用包络检波后，存在一定的幅频失真。4.克服幅频失真的方法：在电视接收机中，采用具有特定的幅频特性的中频图像放大电路进行补偿4.克服幅频失真的方法：在电视接收机中，采用具有特定的幅频特性的中频图像放大电路进行补偿。5 5CUC信息工程学院信息工程学院幅度失真的补偿方法幅度失真的补偿方法：超外差式电视接收机的工作原理超外差式电视接收机的工作原理中频为中频为38MHz00cos2cos21cos2()cos22if tftff tf t=+6 6CUC信息工程学院信息工程学院如接收第四频道：如接收第四频道：7 7CUC信息工程学院信息工程学院5、调制极性：负极性调幅。5、调制极性：负极性调幅。优点：（优点：（1）发射机效率高；（）发射机效率高；（2）杂波干扰影响小；（）杂波干扰影响小；（3）便于实现自动增益控制。）便于实现自动增益控制。8 8CUC信息工程学院信息工程学院6、伴音信号采用调频方式。（、伴音信号采用调频方式。（1）载频比图像载频高）载频比图像载频高6.5MHz。（。（2）基带信号带宽：）基带信号带宽：15KHz（3）最大频偏：）最大频偏：50KHz（4）调频波带宽：）调频波带宽：130kHz：伴音射频频带：伴音射频频带：6.5MHz65kHz。9 9CUC10CUC信息工程学院信息工程学院8、电视制式8、电视制式黑白电视广播的制式是指许多参数的综合：扫描参数、视频带宽、射频带宽、调制极性、伴音载频和图像载频差、伴音调制方式等。用英文字母表示，我国黑白电视广播的制式是指许多参数的综合：扫描参数视频带宽、射频带宽、调制极性、伴音载频和图像载频差、伴音调制方式等。用英文字母表示，我国为D/K制为D/K制。D/K：黑白制式D/K：黑白制式扫描行数：625/50 射频带宽：8MHz视频带宽：6MHz 调制极性：负极性调制残留边带宽度：1.25MHz 伴音载频：6.5MHz扫描行数：625/50 射频带宽：8MHz视频带宽：6MHz 调制极性：负极性调制残留边带宽度：1.25MHz 伴音载频：6.5MHz彩色电视制式：彩色电视制式：是由黑白电视制式和彩色三基色编码方式共同组成的。我们国家采用是由黑白电视制式和彩色三基色编码方式共同组成的。我们国家采用PALD/K制。制。PAL：PAL：三基色编码时，V分量采用逐行倒相，色度副载频4.43MHz。三基色编码时，V分量采用逐行倒相，色度副载频4.43MHz。1111CUC信息工程学院信息工程学院（1）高频调谐器的组成（1）高频调谐器的组成9、高频调谐器、高频调谐器1212CUC信息工程学院信息工程学院（2）高频调谐器的主要作用）高频调谐器的主要作用（1）选择频道）选择频道-通频带稍大于或等于通频带稍大于或等于8MHz；带内特性平坦，带外幅频响应迅速衰减；（；带内特性平坦，带外幅频响应迅速衰减；（2）放大信号）放大信号-通频带内的功率增益为通频带内的功率增益为2025dB；（；（3）变换频率）变换频率-将高频电视信号变为中频电视信号。我国规定：图像中频为将高频电视信号变为中频电视信号。我国规定：图像中频为38MHz，伴音中频为，伴音中频为31.5MHz。1313CUC信息工程学院信息工程学院10、中频通道10、中频通道电视中频通道是对电视中频信号进行处理的公共通道。电视中频通道是对电视中频信号进行处理的公共通道。图像中频图像中频f fPIPI38MHz、伴音中频38MHz、伴音中频f faIaI31.5MHz、色度中频31.5MHz、色度中频f fsIsI33.57MHz33.57MHz因为它主要因为它主要放大图像中频信号放大图像中频信号，所以称为图像通道。中频通道是，所以称为图像通道。中频通道是超外差式电视接收机超外差式电视接收机的重要组成部分，的重要组成部分，整机的灵敏度和选择性基本上由中频通道的性能决定整机的灵敏度和选择性基本上由中频通道的性能决定。1414CUC信息工程学院信息工程学院（1）中频通道的作用）中频通道的作用?放大放大中频电视信号，中频电视信号，抑制抑制邻频道干扰；邻频道干扰；?检波检波得到彩色全电视信号及第二伴音中频信号；得到彩色全电视信号及第二伴音中频信号；?产生自动增益控制电压产生自动增益控制电压UAGC和自动频率微调电压和自动频率微调电压UAFC。1515CUC我国我国2 频道的图像载频为频道的图像载频为 57.75 MHz，试求：该频道的伴音载波频率、副载波频率；该频道的频率范围、中心频率；电视接收机接收该频道时的本振频率；画出这个频道的幅频特性图。，试求：该频道的伴音载波频率、副载波频率；该频道的频率范围、中心频率；电视接收机接收该频道时的本振频率；画出这个频道的幅频特性图。思考题思考题16CUC第六章电视显示器原理第六章电视显示器原理17CUC信息工程学院信息工程学院181、色纯1、色纯色纯：色纯：指单色（或基色）光栅的纯净程度。当红、绿、蓝枪电子束各自只轰击红、绿、蓝荧光粉时称为色纯良好。色纯不好将出现彩色混淆。指单色（或基色）光栅的纯净程度。当红、绿、蓝枪电子束各自只轰击红、绿、蓝荧光粉时称为色纯良好。色纯不好将出现彩色混淆。18CUC信息工程学院信息工程学院192、会聚：2、会聚：三条电子束在扫描过程中，同时通过同一个荫槽孔并在孔中相交，从而轰击同一组三色荧光粉点的技术，称为会聚。会聚不好（色纯没问题），图像边缘出现基色分裂。三条电子束在扫描过程中，同时通过同一个荫槽孔并在孔中相交，从而轰击同一组三色荧光粉点的技术，称为会聚。会聚不好（色纯没问题），图像边缘出现基色分裂。静会聚静会聚：偏转角较小时（荧光屏中央区域）的会聚。：偏转角较小时（荧光屏中央区域）的会聚。动会聚动会聚：偏转角较大时（荧光屏边角区）的会聚。：偏转角较大时（荧光屏边角区）的会聚。19CUC信息工程学院信息工程学院20白平衡：当三个基色信号电压相等时，重现的像素不出现任何彩色色调，应为黑、灰、白。白平衡：当三个基色信号电压相等时，重现的像素不出现任何彩色色调，应为黑、灰、白。3 3 3 3、彩色显像管的白平衡及调整、彩色显像管的白平衡及调整、彩色显像管的白平衡及调整、彩色显像管的白平衡及调整白平衡调节正常的图像白平衡调节正常的图像白平衡调节不正常偏蓝色的图像白平衡调节不正常偏蓝色的图像白平衡调节不正常偏红色的图像白平衡调节不正常偏红色的图像20CUC信息工程学院信息工程学院21暗平衡：低亮度区域的白平衡。调整方法：采用三个电位器分别调整三个阴极的直流电平，使在消隐电平时，三个电子束都刚刚截止，实现暗平衡。暗平衡：低亮度区域的白平衡。调整方法：采用三个电位器分别调整三个阴极的直流电平，使在消隐电平时，三个电子束都刚刚截止，实现暗平衡。暗平衡调整暗平衡调整暗平衡调整暗平衡调整21CUC信息工程学院信息工程学院22亮平衡:高亮度区域的白平衡。调整方法：调整视频信号的幅度，即用视频信号的幅度大小来补偿调制特性曲线斜率的不同和荧光粉发光效率的差异。亮平衡:高亮度区域的白平衡。调整方法：调整视频信号的幅度，即用视频信号的幅度大小来补偿调制特性曲线斜率的不同和荧光粉发光效率的差异。亮平衡调整亮平衡调整亮平衡调整亮平衡调整22CUC第七章电视信号数字化基础第七章电视信号数字化基础23CUC720 576/50 i每帧有效行数场频隔行扫描Interlaced Interlaced 每行有效样点数字标清电视格式数字标清电视格式数字标清电视格式数字标清电视格式24CUC信息工程学院信息工程学院数字化基础数字化基础数字化基础数字化基础25CUC信息工程学院信息工程学院1、数字分量编码方式1、数字分量编码方式方式：对亮度信号和两个色差信号分别进行取样、量化和编码，得到三路数字分量信号。优势:亮色独立编码,彻底摆脱了模拟电视的束缚。方式：对亮度信号和两个色差信号分别进行取样、量化和编码，得到三路数字分量信号。优势:亮色独立编码,彻底摆脱了模拟电视的束缚。26CUC信息工程学院信息工程学院2、标清取样频率、标清取样频率（1 1）满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号）满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号）满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号）满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号Y Y的带宽的带宽的带宽的带宽的两倍。的两倍。的两倍。的两倍。亮度信号的带宽亮度信号的带宽亮度信号的带宽亮度信号的带宽6MHz6MHz，因此，因此，因此，因此fs s12MHz12MHz（2 2）为了保证取样结构是正交的，要求行周期）为了保证取样结构是正交的，要求行周期）为了保证取样结构是正交的，要求行周期）为了保证取样结构是正交的，要求行周期T THH必须是取必须是取必须是取必须是取样周期样周期样周期样周期T TS S的整数倍。的整数倍。的整数倍。的整数倍。f fs s=n.n.f fHH（3 3）兼顾国际两种扫描格式）兼顾国际两种扫描格式）兼顾国际两种扫描格式）兼顾国际两种扫描格式有两种行频：有两种行频：有两种行频：有两种行频：f fHH15625Hz15625Hz（625/50/2:1625/50/2:1）f fHH15734.25Hz（525/59.94/2:1525/59.94/2:1）最小公倍数是最小公倍数是最小公倍数是最小公倍数是2.25MHz2.25MHzf fs s=m=m2.25MHz 2.25MHz（mm为整数）为整数）为整数）为整数）27CUC信息工程学院信息工程学院（4 4）从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。）从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。）从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。）从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。综合以上原因，选择亮度信号取样频率综合以上原因，选择亮度信号取样频率综合以上原因，选择亮度信号取样频率综合以上原因，选择亮度信号取样频率:f fy y 6 6 2.25 MHz=13.5 MHz2.25 MHz=13.5 MHz。每行的取样点数每行的取样点数每行的取样点数每行的取样点数TH Tsfs fH625625行行行行/50/50场格式的亮度信号每行的取样点数为：场格式的亮度信号每行的取样点数为：场格式的亮度信号每行的取样点数为：场格式的亮度信号每行的取样点数为：13.5MHz 13.5MHz 15625Hz=864;15625Hz=864;525525行行行行/60/60场格式的亮度信号每行的取样点数为场格式的亮度信号每行的取样点数为场格式的亮度信号每行的取样点数为场格式的亮度信号每行的取样点数为:13.5MHz 13.5MHz 15734.25Hz=85815734.25Hz=85828CUC信息工程学院信息工程学院3、色度取样格式3、色度取样格式由于色差信号的带宽比亮度信号窄的多，所以在分量编码时两个色差信号的取样频率可以降低，同时也要考虑到取样点正交结构的要求，在数字电视中有以下几种取样格式。4：4：4格式：13.5MHz:13.5MHz:13.5MHz,要求高质量信号源情况下采用这种格式。4：2：2格式：13.5MHz:6.75MHz:6.75MHz,一般在SDTV采用这种格式。4：1：1格式：13.5MHz:3.375MHz:3.375MHz,不属于CCIR601，但MPEG-2中应用。4：2：0格式：13.5MHz:3.375MHz:3.375MHz,不属于CCIR601，但MPEG-2中应用。由于色差信号的带宽比亮度信号窄的多，所以在分量编码时两个色差信号的取样频率可以降低，同时也要考虑到取样点正交结构的要求，在数字电视中有以下几种取样格式。4：4：4格式：13.5MHz:13.5MHz:13.5MHz,要求高质量信号源情况下采用这种格式。4：2：2格式：13.5MHz:6.75MHz:6.75MHz,一般在SDTV采用这种格式。4：1：1格式：13.5MHz:3.375MHz:3.375MHz,不属于CCIR601，但MPEG-2中应用。4：2：0格式：13.5MHz:3.375MHz:3.375MHz,不属于CCIR601，但MPEG-2中应用。29CUC信息工程学院信息工程学院4:4:44:4:44:4:44:4:4（RGBRGBRGBRGB）的取样结构）的取样结构）的取样结构）的取样结构GBRRGB的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为:13.5MHz13.5MHz13.5MHz13.5MHz。30CUC信息工程学院信息工程学院4:2:24:2:24:2:24:2:2（Y/BY/BY/BY/B-Y/RY/RY/RY/R-Y Y Y Y）的取样结构）的取样结构）的取样结构）的取样结构Y Y Y Y取样频率为取样频率为取样频率为取样频率为:13.5MHz,:13.5MHz,:13.5MHz,:13.5MHz,C C C CB B B B和和和和C C C CR R R R的取样频率均为：的取样频率均为：的取样频率均为：的取样频率均为：6.75MHz6.75MHz6.75MHz6.75MHz。YB-YR-Y31CUC信息工程学院信息工程学院4:1:14:1:14:1:14:1:1（Y/BY/BY/BY/B-Y/RY/RY/RY/R-Y Y Y Y）的取样结构）的取样结构）的取样结构）的取样结构Y Y Y Y取样频率：取样频率：取样频率：取样频率：13.5MHz,13.5MHz,13.5MHz,13.5MHz,C C C CB B B B和和和和C C C CR R R R的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为Y Y Y Y取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。YB-YR-Y32CUC信息工程学院信息工程学院4:2:04:2:04:2:04:2:0（Y/BY/BY/BY/B-Y/RY/RY/RY/R-Y Y Y Y）的取样结构）的取样结构）的取样结构）的取样结构Y Y Y Y取样频率：取样频率：取样频率：取样频率：13.5MHz,13.5MHz,13.5MHz,13.5MHz,C C C CB B B B和和和和C C C CR R R R的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为的取样频率均为Y Y Y Y取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。取样频率的四分之一。YB-YR-YY4:2:24:0:033CUC信息工程学院信息工程学院4、电视信号的量化比特数的选择4、电视信号的量化比特数的选择数码率数码率从降低码率考虑，从降低码率考虑，量化比特数量化比特数n越小越好。越小越好。从降低量化噪声考虑从降低量化噪声考虑量化比特数，量化比特数n越大越好。量化比特数的选择最终由主观评价来决定。主观评价实验表明，越大越好。量化比特数的选择最终由主观评价来决定。主观评价实验表明，n8比特比特对广播电视是合适的。一般取对广播电视是合适的。一般取n=8或或n=10。nfRsb=34CUC信息工程学院信息工程学院量化比特数越高，信号恢复后的质量越高，但是码率较大；量化比特数越低，信号恢复后会产生“颗粒杂波”“伪轮廓”“边缘忙乱”等问题，但码率较小；所以要在满足人眼特性及信噪比的前提下，尽量减少码率。量化比特数越高，信号恢复后的质量越高，但是码率较大；量化比特数越低，信号恢复后会产生“颗粒杂波”“伪轮廓”“边缘忙乱”等问题，但码率较小；所以要在满足人眼特性及信噪比的前提下，尽量减少码率。35CUC信息工程学院信息工程学院5、量化前归一化处理5、量化前归一化处理36CUC信息工程学院信息工程学院为了使色差信号的动态范围也控制在为了使色差信号的动态范围也控制在1之内，需要再次归一化，之内，需要再次归一化，则归一化后的色差信号为：则归一化后的色差信号为：ECR=0.713E(R-Y)=0.500 ER-0.419 EG-0.081EBECB=0.564E(B-Y)=-0.169 ER-0.331 EG+0.500 EB为了数字化处理方便，将为了数字化处理方便，将ECR、ECB引入引入350mV偏置，使偏置，使ECRECB的数值动态范围在的数值动态范围在0700mV之间。之间。37CUC信息工程学院信息工程学院对分量信号对分量信号对分量信号对分量信号E E E EY Y Y Y、E E E E(R(R(R(R-Y)Y)Y)Y)、E E E E(B(B(B(B-Y)Y)Y)Y)量化：量化：量化：量化：设设设设n=8n=8n=8n=8共分为共分为共分为共分为256256256256个量化级个量化级个量化级个量化级亮度信号占亮度信号占亮度信号占亮度信号占220220220220个量化级，上端留个量化级，上端留个量化级，上端留个量化级，上端留20202020级、下端留级、下端留级、下端留级、下端留16161616级作级作级作级作为保护带。消隐电平对应为保护带。消隐电平对应为保护带。消隐电平对应为保护带。消隐电平对应16161616级，峰值白电平对应级，峰值白电平对应级，峰值白电平对应级，峰值白电平对应235235235235级。级。级。级。色差信号占色差信号占色差信号占色差信号占225225225225个量化级，零电平对应个量化级，零电平对应个量化级，零电平对应个量化级，零电平对应128128128128级。级。级。级。38CUC信息工程学院信息工程学院亮度信号量化电平分配示意图亮度信号量化电平分配示意图39CUC信息工程学院信息工程学院色度信号量化电平分配色度信号量化电平分配40CUC信息工程学院信息工程学院色度信号量化电平分配色度信号量化电平分配41CUC信息工程学院信息工程学院码电平的数学表达式码电平的数学表达式RB8Y8RC8BCY =INT(219E+16)2C=INT(224E+128)2C=INT(224E+128)2nnnINT表示对中的小数部分四舍五入取整数。EINT表示对中的小数部分四舍五入取整数。EY Y为归一化后亮度值。E为归一化后亮度值。ECRCR、E、ECBCB为归一化后但无偏置情况下色差信号值。n为量化比特数。为归一化后但无偏置情况下色差信号值。n为量化比特数。42CUC信息工程学院信息工程学院6、码率计算6、码率计算码率-指系统在单位时间内传送的数据量。实时传输情况下，码率-指系统在单位时间内传送的数据量。实时传输情况下，码率等于取样频率与量化比特数的乘积。码率等于取样频率与量化比特数的乘积。总码率：总码率：亮度信号的取样频率为13.5MHz,两个色差信号的取样频率为6.75MHz，量化比特数为8：亮度信号的取样频率为13.5MHz,两个色差信号的取样频率为6.75MHz，量化比特数为8：13.5MHz8+6.75MHz82216Mbps13.5MHz8+6.75MHz82216Mbps43CUC信息工程学院信息工程学院有效码率：有效码率：在601号建议的625/50扫描制式中一帧画面亮度象素数为720 576个，两个色差信号象素各为360576个，以量化比特数n8为例，在601号建议的625/50扫描制式中一帧画面亮度象素数为720 576个，两个色差信号象素各为360576个，以量化比特数n8为例，（720576836057682）25165.8Mbps（720576836057682）25165.8Mbps44CUC信息工程学院信息工程学院7、标准清晰度电视演播室编码主要参数（4：2：2）7、标准清晰度电视演播室编码主要参数（4：2：2）参数参数参数参数625/50/2:1625/50/2:1625/50/2:1625/50/2:1525/59.94/2:1525/59.94/2:1525/59.94/2:1525/59.94/2:1编码信号编码信号编码信号编码信号Y，CY，CR R，C，CB B取样结构取样结构取样结构取样结构正交结构正交结构正交结构正交结构取样频率取样频率取样频率：取样频率：Y:Y:13.5 MHz13.5 MHz13.5 MHzC13.5 MHzCR R，C，CB B:6.75MHz6.75MHz6.75MHz6.75MHz每行有效取样数每行有效取样数每行有效取样数每行有效取样数Y:720Y:720Y:720Y:720点点点点C C C CR R R R，C C C CB B B B:360:360:360:360点点点点每行总取样数每行总取样数每行总取样数每行总取样数Y:864Y:864Y:864Y:864点点点点C C C CR R R R,C,C,C,CB B B B:432:432:432:432点点点点858858858858429429429429编码编码编码编码线性线性线性线性PCMPCMPCMPCM，8 8 8 8，10101010比特量化比特量化比特量化比特量化45CUC信息工程学院信息工程学院8、视频数据与模拟行同步定时关系8、视频数据与模拟行同步定时关系数字标准清晰度电视系统时钟频率为数字标准清晰度电视系统时钟频率为27 MHz；每行；每行64 us内共有内共有1728个时钟周期；数字行有效期占个时钟周期；数字行有效期占1440T，传送时分复用的亮度和两个色差信号；数字行消隐期占，传送时分复用的亮度和两个色差信号；数字行消隐期占288 T，传送同步和辅助数据；其中，传送同步和辅助数据；其中EAV为有效视频结束，为有效视频结束，SAV为有效视频开始。为有效视频开始。46CUC信息工程学院信息工程学院F =0 第一场第一场V =0 场正程场正程H =0 SAV=1 第二场第二场=1 场消隐场消隐=1 EAV9、视频定时基准信号9、视频定时基准信号47CUC10、串行数字接口、串行数字接口SDI接口：传输标清数字串行信号；传输方式是将接口：传输标清数字串行信号；传输方式是将Y、R-Y、B-Y分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号；无亮色干扰，信号质量高分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号；无亮色干扰，信号质量高。48CUC信息工程学院信息工程学院11 数字高清电视视频分量信号的转换数字高清电视视频分量信号的转换Y、R-Y、B-Y视频分量视频分量Y、ECR、ECB模拟视频分量加偏置后的视频分量模拟视频分量加偏置后的视频分量Y=0.2126R+0.7152G+0.0722BY=0.2126R+0.7152G+0.0722BY=0.2126R+0.7152G+0.0722BR-Y=0.7874R-0.7152G-0.0722BECR=0.635（R-Y）ECR=0.635（R-Y）+350mVB-Y=-0.2126R-0.7152G+0.9278BECB=0.5389（B-Y）ECB=0.5389（B-Y）+350mV49CUC信息工程学院信息工程学院码电平的数学表达式码电平的数学表达式RB8Y8RC8BCY =INT(219E+16)2C=INT(224E+128)2C=INT(224E+128)2nnnINT表示对中的小数部分四舍五入取整数。EINT表示对中的小数部分四舍五入取整数。EY Y为归一化后亮度值。E为归一化后亮度值。ECRCR、E、ECBCB为归一化后但无偏置情况下色差信号值。n为量化比特数。为归一化后但无偏置情况下色差信号值。n为量化比特数。50CUC信息工程学院信息工程学院12 高清晰度电视亮度信号的取样频率高清晰度电视亮度信号的取样频率满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号满足取样定理，即取样频率应该大于亮度信号Y的带宽的两倍。亮度信号的带宽的带宽的两倍。亮度信号的带宽30MHz，因此，因此fs60MHz为了保证取样结构是正交的，要求行周期为了保证取样结构是正交的，要求行周期TH必须是取样周期必须是取样周期TS的整数倍。的整数倍。fs=n.fH51CUC信息工程学院信息工程学院12 高清晰度电视亮度信号的取样频率高清晰度电视亮度信号的取样频率兼顾国际间不同的扫描格式有三种行频：兼顾国际间不同的扫描格式有三种行频：fH28125Hz（1125/50/2:1）fH33750Hz（1125/59.94/2:1）fH31250Hz（1250/59.94/2:1）取样频率应是这三种行频的整数倍。为了兼顾数字标准清晰度电视格式，取样频率应是）取样频率应是这三种行频的整数倍。为了兼顾数字标准清晰度电视格式，取样频率应是2.25MHz的整数倍。从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。综合以上原因，选择亮度信号取样频率的整数倍。从降低码率考虑，应选择较小的取样频率。综合以上原因，选择亮度信号取样频率:fy=74.25 MHz。52CUC13 我国高清数字电视节目制作与交换参数我国高清数字电视节目制作与交换参数参 数数 值编码信号参 数数 值编码信号R、G、B或或Y、CB、CRR、G、B和和Y的取样结构正交，行和帧扫描位置重复的取样结构正交，行和帧扫描位置重复CB、CR的取样结构正交，行和帧扫描位置重复，彼此的取样点重合，与亮度取样点隔点重合（第一个有效色差样点与第一个有效亮度样点重合编码方式线性，的取样结构正交，行和帧扫描位置重复，彼此的取样点重合，与亮度取样点隔点重合（第一个有效色差样点与第一个有效亮度样点重合编码方式线性，8或或10Bit/样值量化电平样值量化电平R、G、B、Y的消隐电平的消隐电平CB、CR的消色电平的消色电平R、G、B、Y的峰值电平的峰值电平CB、CR的峰值电平的峰值电平8Bit编码编码1612823516和和24010 Bit编码编码6451294064和和960量化电平分配视频数据同步基准量化电平分配视频数据同步基准8Bit编码编码12540和和25510Bit编码编码4101903和和1020102353CUC13 我国高清数字电视节目制作与交换参数我国高清数字电视节目制作与交换参数参 数数 值每帧总行数参 数数 值每帧总行数1125隔行比隔行比2:1帧频（帧频（Hz）25行频（行频（Hz）28125每行总样点数每行总样点数:R、G、B、Y2640CB、CR1320每行有效取样点数每行有效取样点数:R、G、B、Y1920CB、CR960标称信号带宽（标称信号带宽（MHz）30R、G、B、Y的取样频率（的取样频率（MHz）74.25CB和和CR的取样频率（的取样频率（MHz）37.12554CUC信息工程学院信息工程学院每帧有效行数场频每帧有效行数场频P-逐 行 扫 描逐 行 扫 描Progressive Progressive Progressive 隔行扫描Progressive 隔行扫描Interlaced Interlaced Interlaced 每行有效样点Interlaced 每行有效样点14 14 数字高清电视格式数字高清电视格式数字高清电视格式数字高清电视格式1920 1080/50 i/60 i1280 720/25P/30P55CUC信息工程学院信息工程学院15 码率计算15 码率计算在GY/T155-2000标准中，亮度信号的取样频率为74.25MHz，两个色差信号的取样频率为37.125MHz；一帧画面亮度象素数为19201080个，两个色差信号象素各为9601080个。以量化比特数n10为例计算有效码率和总码率：有效码率：（19201080109601080102）251036.8Mbps总比特率：74.25MHz1037.125MHz1021485Mbps在GY/T155-2000标准中，亮度信号的取样频率为74.25MHz，两个色差信号的取样频率为37.125MHz；一帧画面亮度象素数为19201080个，两个色差信号象素各为9601080个。以量化比特数n10为例计算有效码率和总码率：有效码率：19201080109601080102）251036.8Mbps总比特率：74.25MHz1037.125MHz1021485Mbps56CUC16 HDHD-SDISDI信号信号信号信号HD-SDI信号：传输高清数字串行信号；传输方式是将信号：传输高清数字串行信号；传输方式是将Y、R-Y、B-Y分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号；码率高，无亮色干扰，信号质量高。分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号；码率高，无亮色干扰，信号质量高。57CUC信息工程学院信息工程学院演播室数字音频参数标准规定，取样频率优选为演播室数字音频参数标准规定，取样频率优选为48 kHz，也可以选用，也可以选用32 kHz或或44.1 kHz。演播室数字音频编码方式优选为。演播室数字音频编码方式优选为PCM 20bit线性量化，也可以选用线性量化，也可以选用16 bit、18bit及及24比特量化。比特量化。17 演播室数字音频参数17 演播室数字音频参数58CUC18 AES/EBUAES/EBU是传输无压缩数字音频的接口标准，基本单位为音频帧，每是传输无压缩数字音频的接口标准，基本单位为音频帧，每192个音频帧构成一个块，一个音频帧包括两个子帧（子帧个音频帧构成一个块，一个音频帧包括两个子帧（子帧A和子帧和子帧B），每个子帧），每个子帧32 bit，包括来自一个声道的样值数据，包括来自一个声道的样值数据 20bit、辅助数据、同步数据、附加数据等。、辅助数据、同步数据、附加数据等。59CUC补充部分补充部分60CUC611 上下变换关键技术上下变换关键技术主要流程主要流程61CUC62幅型变换模式幅型变换模式-下变换下变换?切边模式：切边模式：特点是画面比例正常，但是画面左右两侧被剪切损失了一部分画面内容；特点是画面比例正常，但是画面左右两侧被剪切损失了一部分画面内容；?信箱模式：信箱模式：在画面的上下两侧加黑边，特点是画面比例正常且保留了全部在画面的上下两侧加黑边，特点是画面比例正常且保留了全部16:9画面内容，信息量不丢失。画面内容，信息量不丢失。?14:9信箱模式：为了减少格式变换带来图像内容的丢失信箱模式：为了减少格式变换带来图像内容的丢失16:914:9只要裁掉只要裁掉1/8画面，在画面，在16:9画幅的图像采用画幅的图像采用“14:9”下变换时，可以获得较好的视觉感受。下变换时，可以获得较好的视觉感受。?挤压模式：将画面横向压缩，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。挤压模式：将画面横向压缩，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。62CUC6363CUC64挤压模式64CUC65?加边模式加边模式：在画面的左右两侧加黑边，这种上变换模式保留了全部画面内容，画面比例也正常；在画面的左右两侧加黑边，这种上变换模式保留了全部画面内容，画面比例也正常；?切边模式：切边模式：将画面上下剪切掉一部分画面，虽然画面比例正常，但损失了一部分画面内容；将画面上下剪切掉一部分画面，虽然画面比例正常，但损失了一部分画面内容；?14:9镶边模式：镶边模式：为了减少格式变换带来图像内容的丢失，为了减少格式变换带来图像内容的丢失，4:314:9只裁掉只裁掉1/7画面，这种方案很少使用。画面，这种方案很少使用。?拉伸模式拉伸模式：将画面横向拉伸，将画面横向拉伸，4:3的图像完全充满的图像完全充满16:9的屏幕，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。的屏幕，虽然保留了全部画面内容，但画面产生变形。幅型变换模式幅型变换模式-上变换上变换65CUC6666CUC67切边模式加边模式拉伸模式67CUC682、HDMI传输原理2、HDMI传输原理HDMI的全称是的全称是“High Definition Multimedia Interface高清多媒体接口高清多媒体接口”。每一个标准的HDMI连接，都包含了3个用于传输数据的TMDS传输通道，还有1个独立的TMDS时钟通道，以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内，每个TMDS通道都能传送10bit的数据流。而这10bit数据，可以由若干种不同的编码格式构成。码率高，无亮色干扰，信号质量高。每一个标准的HDMI连接，都包含了3个用于传输数据的TMDS传输通道，还有1个独立的TMDS时钟通道，以保证传输时所需的统一时序。在一个时钟周期内，每个TMDS通道都能传送10bit的数据流。而这10bit数据，可以由若干种不同的编码格式构成。码率高，无亮色干扰，信号质量高。68CUC第八章数字视第八章数字视/音频压缩编码音频压缩编码69CUCJPEG编码系统框图编码系统框图?利用 利用DCT变换具有的去相关性和能量集中性的特点，将图像从空间域变换到频域，减少数据的空间冗余；变换具有的去相关性和能量集中性的特点，将图像从空间域变换到频域，减少数据的空间冗余；?用与人眼视觉特性相关的量化矩阵量化 用与人眼视觉特性相关的量化矩阵量化DCT系数，减少视觉冗余；系数，减少视觉冗余；?对量化后的直流系数 对量化后的直流系数DC和交流系数和交流系数AC分别进行可变长编码（分别进行可变长编码（VLC），减少编码冗余；），减少编码冗余；70CUC信息工程学院信息工程学院量化表量化表量化表量化表亮度量化表色度量化表亮度量化表色度量化表量化矩阵量化矩阵Q(u,v)的特点？的特点？CUC2 JPEG解码系统框图解码系统框图72CUC信息工程学院信息工程学院为了解决通用性和特殊性的矛盾，为了解决通用性和特殊性的矛盾，MPEG-2标准规定了级和型。标准规定了级和型。级：编码器输入端的信源图像格式。级：编码器输入端的信源图像格式。分为低级、主级、高分为低级、主级、高1440级和高级，提供了灵活的信源格式。级和高级，提供了灵活的信源格式。型：不同的压缩处理方法。型：不同的压缩处理方法。分为简单型、主型、信杂比可分级、空间可分级及高型。分为简单型、主型、信杂比可分级、空间可分级及高型。3 MPEG3 MPEG-2 273CUC信息工程学院信息工程学院4 MPEG-1/2的视频结构4 MPEG-1/2的视频结构74CUC信息工程学院信息工程学院I帧/P帧/B帧I帧/P帧/B帧I帧：帧内编码图像,仅利用该帧图象本身信息进行编码,即直接进行DCT变换,量化和熵编码。I帧可以作为P帧和B帧的参考帧，为了减少误差的传递，I帧要求图像质量较高，一般压缩比控制在I帧：帧内编码图像,仅利用该帧图象本身信息进行编码,即直接进行DCT变换,量化和熵编码。I帧可以作为P帧和B帧的参考帧，为了减少误差的传递，I帧要求图像质量较高，一般压缩比控制在（2-5）:1的范围内（2-5）:1的范围内。GOP的第一个编码帧为I帧。GOP的第一个编码帧为I帧。5 5 MPEG标准中三种类型图像MPEG标准中三种类型图像75CUC信息工程学院信息工程学院MPEG1/2视频压缩算法视频压缩算法I帧图像的压缩算法：帧图像的压缩算法：在空间方向上（内帧），在空间方向上（内帧），I帧帧采用采用JPEG压缩算法压缩算法来去掉冗余信息。来去掉冗余信息。76CUC信息工程学院信息工程学院P帧：前向预测编码图像，根据前面最靠近的I帧或者P帧作为参考帧，以宏块为单位，