电视原理A期末复习.pdf

CUC 电 视 原 理 复 习电 视 原 理 复 习 1 CUC 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 2 CUC 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 3 CUC 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 4 CUC 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 5 CUC 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38MHz 0 0 cos2cos2 1 cos2 cos2 2 i f tft ff tf t 6 6 CUC 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 7 CUC 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 8 CUC 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 5MHz 65kHz 9 9 CUC 10 CUC 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PAL D 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 43 MHz 三基色编码时 V分量采用逐行倒相 色度副载频4 43 MHz 1111 CUC 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 1212 CUC 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20 25dB 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 1313 CUC 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 fPI PI 38MHz 伴音中频 38MHz 伴音中频f faI aI 31 5MHz 色度中频 31 5MHz 色度中频f fsI sI 33 57MHz 33 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 1414 CUC 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 1515 CUC 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 16 CUC 第六章 电视显示器原理 第六章 电视显示器原理 17 CUC 信息工程学院信息工程学院18 1 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 18 CUC 信息工程学院信息工程学院19 2 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 19 CUC 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 20 CUC 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 21 CUC 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 22 CUC 第七章 电视信号数字化基础 第七章 电视信号数字化基础 23 CUC 720 576 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 24 CUC 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 25 CUC 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 26 CUC 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 f s s 12MHz12MHz 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 TH H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 T S S 的整数倍 的整数倍 的整数倍 的整数倍 f f s s n n f fH H 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 fH H 15625Hz15625Hz 625 50 2 1625 50 2 1 f f HH 15734 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 25MHz f fs s m m 2 25MHz 2 25MHz mm为整数 为整数 为整数 为整数 27 CUC 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 f y 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 Ts fs fH 625625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 858 28 CUC 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 29 CUC 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 G B R RGB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 30 CUC 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 C R 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 Y B Y R Y 31 CUC 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 C R 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 Y B Y R Y 32 CUC 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 C R 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 Y B Y R Y Y 4 2 2 4 0 0 33 CUC 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 n 8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 nfR sb 34 CUC 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 35 CUC 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 36 CUC 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 081EB ECB 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ECR ECB的数值动态范围在的数值动态范围在0 700mV之间 之间 37 CUC 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 E Y 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 38 CUC 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 39 CUC 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 40 CUC 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 41 CUC 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 R B 8 Y 8 RC 8 BC Y INT 219E 16 2 C INT 224E 128 2 C INT 224E 128 2 n n n INT 表示对 中的小数部分四舍五入取整数 E INT 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 ECR CR E ECB CB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 42 CUC 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 5MHz 8 6 75MHz 8 2 216Mbps13 5MHz 8 6 75MHz 8 2 216Mbps 43 CUC 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360 576个 以量化比特 数n 8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360 576个 以量化比特 数n 8为例 720 576 8 360 576 8 2 25 165 8Mbps 720 576 8 360 576 8 2 25 165 8Mbps 44 CUC 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 MHz C 13 5 MHz CR R C CB B 6 75MHz 6 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 C B 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 C B B B B 432 432 432 432点点点点 858858858858 429429429429 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 45 CUC 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 46 CUC 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 EAV 9 视频定时基准信号9 视频定时基准信号 47 CUC 10 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 48 CUC 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 0722B Y 0 2126R 0 7152G 0 0722B Y 0 2126R 0 7152G 0 0722B R Y 0 7874R 0 7152G 0 0722B ECR 0 635 R Y ECR 0 635 R Y 350mV B Y 0 2126R 0 7152G 0 9278B ECB 0 5389 B Y ECB 0 5389 B Y 350mV 49 CUC 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 R B 8 Y 8 RC 8 BC Y INT 219E 16 2 C INT 224E 128 2 C INT 224E 128 2 n n n INT 表示对 中的小数部分四舍五入取整数 E INT 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 ECR CR E ECB CB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 50 CUC 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 fs 60MHz 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 fH 51 CUC 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 fH 28125Hz 1125 50 2 1 fH 33750Hz 1125 59 94 2 1 fH 31250Hz 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 52 CUC 13 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 CR R 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 16 128 235 16和和240 10 Bit编码编码 64 512 940 64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 1 254 0和和255 10Bit编码编码 4 1019 0 3和和1020 1023 53 CUC 13 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 Y2640 CB CR1320 每行有效 取样点 数 每行有效 取样点 数 R G B Y1920 CB CR960 标称信号带宽 标称信号带宽 MHz 30 R G B Y的取样频率 的取样频率 MHz 74 25 CB和和CR的取样频率 的取样频率 MHz 37 125 54 CUC 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 i 1280 720 25P 30P 55 CUC 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1920 1080个 两个色差信号象素各为960 1080个 以量化比特数n 10为例计算有效码率和总码率 有效码率 1920 1080 10 960 1080 10 2 25 1036 8Mbps 总比特率 74 25MHz 10 37 125MHz 10 2 1485Mbps 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1920 1080个 两个色差信号象素各为960 1080个 以量化比特数n 10为例计算有效码率和总码率 有效码率 1920 1080 10 960 1080 10 2 25 1036 8Mbps 总比特率 74 25MHz 10 37 125MHz 10 2 1485Mbps 56 CUC 16 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 57 CUC 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 58 CUC18 AES EBU AES 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 59 CUC 补充部分补充部分 60 CUC 61 1 上下变换关键技术上下变换关键技术 主要流程主要流程 61 CUC 62 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 9 14 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 62 CUC 63 63 CUC 64 挤压模式 64 CUC 65 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 3 14 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 65 CUC 66 66 CUC 67 切边模式 加边模式 拉伸模式 67 CUC 68 2 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 68 CUC 第八章 数字视 第八章 数字视 音频压缩编码音频压缩编码 69 CUC JPEG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 70 CUC 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 CUC 2 JPEG解码系统框图解码系统框图 72 CUC 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 2 73