数字电视原理复习材料.doc

1.1光的特性与光源光是一种电磁波 。人眼能看见的可见光谱波长只集中在400到800个纳米之间，频率约为1014Hz。波长/ nm 780 630 580 555 495 485 460 3803103波长/m频率/Hz 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫无线电波105红外线1010可见光谱紫外线1015X射线1020宇宙射线1025310-2310-7310-12310-171.2.1 视觉的光效应 光进入人的眼睛，刺激视神经，在大脑里产生视觉效应，人眼对不同频率的光的感光灵敏度是不同的，描述这个特性的曲线称为视敏特性曲线。椎状细胞（白天）和杠状细胞（夜晚）。由视敏特性曲线可见：人眼对550nm的光的感觉最敏感，所以，人们到草原和森林的时候眼睛感到很舒服。人眼还有明暗视觉和亮度感觉，这些参量均与对比度有关，利用这个特性可以使所显示的图像技术变得简单，只要保证对比度即可，不需要与原图的亮度变化相同。1.3.1光的颜色与彩色三要素 彩色三要素 亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。(光功率) 色调是指颜色的类别，是决定色彩本质的基本参量。(光波长) 色饱和度是指彩色所呈现色彩的深浅程度（或浓度）。色调与色饱和度合称为色度。1.3.2三基色原理及应用 三基色原理 三基色原理是指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互独立的基色按不同比例混合得到。 波长为700 nm的红光为红基色R(红) 波长为546.1nm的绿光为绿基色G(绿) 波长为435.8nm的蓝光为蓝基色B(蓝)1.3.2三基色原理及应用 相加混色 相加混色是各分色的光谱成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三种基色的亮度和。 彩色电视系统就是利用红、绿、蓝三种基色以适当比例混合产生各种不同的彩色。RGB彩色图像RGB模式 (用于显示打印) 特点:色彩鲜艳R 8bit表示 G 8bit表示 B 8bit表示最大表示：28 28 28 = 224 = 16777216 (16.7M)1.3.3配色方程与亮度公式 亮度公式 在色度学中，通常把由配色方程式配出的彩色光F的亮度用光通量来表示，即： Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B 配色方程式中的光通量用比色计来测量定义：0.299lm为红基色单位R， 0.587lm为绿基色单位G， 0.114lm为蓝基色单位B，则 Y1C白=1R+1G+1B显示图像的基本思路点多成线，线多成面对点的扫描称为行扫描，对线的扫描称为场扫描。 人眼的分辨力是有限的， 当人眼看图像上两个点构成的视角小于1时， 眼睛已不能将这两点区分开来。 根据这一视觉特性， 我们可以将一幅空间上连续的黑白图像分解成许多小单元， 这些小单元面积相等、 分布均匀， 明暗程度不同。 大量的单元组成了电视图像， 这些单元称为像素。 报纸上的照片就是这样构成的， 在近距离仔细观察时， 画面由许多小黑点组成；当离开一定距离观看时， 看到的是一幅完整的照片。 单位面积上的像素数越多， 图像越清晰。 利用人眼的视觉惰性和有限分辨力， 活动图像可分解为一连串的静止图像， 静止图像又可分解为像素， 只要在一定的时间里， 发送端依次对一幅图像所有像素的亮度信息进行光电转换， 接收端再依次重现相应亮度的像素， 就可以完成活动图像的传输。 这种将图像分解成像素后顺序传送的方法叫做顺序传送原理。 彩色电视全射频电视信号频域图; 彩色全电视信号(FBAS)是由黑白全电视信号与色度信号叠加而成的, 仍采用残留边带发送, 它与高频伴音信号合在一起称为彩色电视全射频电视信号, 其频谱示意图如图4-2所示。由图可见, 其频带宽度和频道划分与黑白电视完全一样, 仅在高频端色差信号对副载波是双边带调幅, 由上可知, 色度信号与亮度信号频谱交错, 互不干扰, 所以, 黑白、彩色电视完全可以兼容。 图中, fS仍表示FM制伴音信号载频, 它比图像载频fP仍高6.5 MHz。 液晶电视除了液晶显示器内部的主控制板和电源板外，还有多媒体电路板，多媒体电路板的组成框图 1.在液晶显示器中大量使用偏光片（偏振片），它的特殊性质是只允许某一个方向振动的光波通过，而其他方向振动的光将被全部或部分地阻挡，这样自然光通过偏光片以后，就成了偏振光。未加电时旋光 加电时不旋光等离子电视工作原理 等离子电视，又称PDP(PlasmaDisplayPanel)电视。 等离子体显示（Plasma Display Panel，简称PDP ）是利用气体放电原理实现的一种发光平板显示技术，故又称气体放电显示 GasDischarge Discharge Display。它属于冷阴极放电管，其利用加在阴极和阳极间一定的电压，使气体产生辉光放电。单色PDP通常直接利用气体放电发出的可见光来实现单色显示，其放电气体一般选择Ne或Ne-Ar混合气体。彩色PDP则通过气体放电发射的真空紫外线（Vacuum Ultraviolet,VUV)照射红、绿、蓝三基色荧光粉发光来实现彩色显示，其放电气体一般选择含有Xe的混合气体，如： Ne-Xe, He-Xe,He-Ne-Xe PDP是一种利用气体放电的显示技术，具体工作原理与日光灯极其相似。PDP采用了等离子管作为发光元件，屏幕上的每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体。 两块玻璃基板作为工作媒质其内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当每一颜色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。LCD投影机的工作原理三片式LCD（3LCD）之技术架构系采用体 型极小的高穿透式高温多晶硅（High-Temperature Poly Silicon；HTPS）LCD显示面板， 每一块HTPS都是由很多个像素组成，如分辨率为1024768的HTPS就是由1024768个像素组成以对应投射 图像的像素点。每一个像素又包含了信号线、控制线、TFT和开口区。其中开口区包含了以特定方式排列 的液晶分子，根据液晶分子在不同电压下排列方式的变化，改变透过像素光线的振动方向，并与偏振板相 结合实现了从全黑到全白状态下不同灰阶的过渡。每一个3LCD光路系统都是 由3块HTPS构成。将灯光源发出的光通过分色镜A分出红色光，再通过分色镜B分为绿色光和蓝色光，三种 颜色的光分别投射到三块相对应的液晶板上，并经过中间的棱镜将三原色光进行混合后投射出不同颜色的图像。3LCD技术的成像和 色彩还原的特点是先将三原色同时进行充分的空间混合，再投射出不同色彩的图像，又称为同时空间混合还原。DLP投影机 DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即数字光处理，这种技术先把影像信号经数字处理后把光投影出来。它是基于美国德州仪器TI公司开发的数字微镜元件DMD（Digital Micromirror Device）来完成的。它是基于德仪公司开发的数字微反射镜器件DMD， DMD是DLP技术系统中的核心：光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，它是在CMOS的标准半导体制程 DMD单元的内部结构 DMD芯片上有数百万个微小的反射镜片，数字信号会激活镜片下面的微型电极，推动镜面迎向或避开光源，从而将光线从两个方向反射出去。反光镜的倾斜角度可以调整 实际的反射方向则视底层记忆晶胞的状态而定，当记忆晶胞处于“ON”状态时，反射镜会旋转至+10度，若记忆晶胞处于“OFF”状态，反射镜会旋转至-10度。反射角度的改变导致了光的选择性，使得屏幕出现不同灰度的像素 只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得“ON”状态的反射镜看起来非常明亮，“OFF”状态的反射镜看起来就很黑暗。 彩色DLP投影机的组成 利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一颗或三颗DMD芯片，即可得到彩色显示效果。 它的原理是：投影机灯泡发出光线，经过透镜汇聚到DMD芯片上，再经过DMD芯片通过镜头投射到幕布上形成我们最终看到的图像。其中DMD芯片上面有上万个微小的反射镜片，投影机内部的电脑能够单独控制每个镜片的运动，决定是否将该投射到该镜片的光反射出去。但是这样投射出来的图像是黑白的，那么怎么才能看到我们现实世界中的彩色呢？这就需要在灯泡发出的光线到达DMD芯片之前加上一个色轮，色轮是由红、黄、蓝三种颜色组成，它会以60HZ的频率进行旋转，当光线通过色轮的红色部分的时候，投影出来的图像是一幅全红色的灰度图像，蓝色、黄色同理，由于人眼有视觉残留的特性，我们观察到的是一幅由红黄蓝三原色叠加的全彩色图像三个通信网基本结构的特点1.电话网的基本组成电话网主要用来实现语音通信,基本特点是信号传输的适时性和交互性. 带宽窄,速度慢.交换机电话机传输媒介交换机电话机2.计算机网络的基本组成计算机网络的定义是:在网络协议的控制下利用各种通信手段把分散各地的计算机有机的结合起来.基本特点是信号传输的交互性.带宽较宽,速度较快.计算机交换机计算机传输媒介交换机3.有线电视(CATV)网的基本组成有线电视网的作用是传播电视节目,传播的基本特点是信号的单向传输性.带宽很宽,速度快有线电视台电视机分配器传输媒介电视机传输媒介分配器电视机实现有线电视网双向传输的技术采用频分复用技术,使一根电缆可以同时传输多路电视信号及网络和电话信号.如何实现三网合一1.电信网的光纤遍布全国2.计算机网有自己的网络协议和应用软件3.有线电视网的宽带到家庭综合三个网络的特点,实现三网合一,将为广大的网络用户提供价廉物美的信息服务2.3数字电视系统的组成 MPEG标准 MPEG (Moving Picture Experts Group)是运动图片专家组的英文缩写。这个专家组开发的标准通常称为MPEG标准。到目前为止，已经开发和正在开发的MPEG标准包括： MPEG-1：针对1.5 Mbit/s以下数码率的数字存储媒体应用的运动图像及其伴音编码，标准号ISO/IEC 11172。 MPEG-2：运动图像及其伴音信息的通用编码，标准号ISO/IEC 13818。 MPEG-4：音视对象编码，标准号ISO/IEC 14496。 MPEG-7：多媒体内容描述接口，标准号ISO/IEC 15938。 MPEG-21：多媒体框架，标准号ISO/IEC 21000图像组（GOP）GOP是由一个视频序列中连续的若干帧图像组成。每个GOP由一个I帧和一些P帧、B帧组成，GOP的第一帧一定为I帧 这样分组的目的是便于随机存取和编辑，以及定时进行帧刷新，以防止由于帧间预测可能引起的传输误码的长时间扩散。 值得注意的是，由于B帧是双向预测编码帧，所以需等前、后的参考帧编码后才能编码。而MPEG视频码流的传输要有利于解码器的解码，为此，MPEG视频编码器输出码流的帧顺序，应不同于输入到编码器的源图像序列的帧顺序（也就是自然次序），必须进行重新排序；同理，解码器解码这种码流，送去显示的帧顺序也必须重新排列，使之恢复源图像帧顺序，这种过程称为帧重排数字电视机顶盒 机顶盒STB(Set