电子信息导论02

1、第二章 消息的数字化及应用电子信息科学与技术导论第二章第二章 消息数字化及应用消息数字化及应用1342.1 为什么要数字化？为什么要数字化？2.2 二进制代码及数制二进制代码及数制2.3 模模-数转换和数数转换和数-模转换（模转换（ADC/DAC）简介）简介2.4 字符的数字化编码字符的数字化编码2.5 语音编码及应用语音编码及应用2.6 图像编码图像编码2.7 图像编码的应用图像编码的应用 小结小结2.1 为什么要数字化为什么要数字化?一、计算机操作的是二进制数码信号一、计算机操作的是二进制数码信号二进制数码的信号波形二进制数码的信号波形二、只有数字信号才能精确表示物理量二、只有数字信号才能

2、精确表示物理量模拟万用表模拟万用表模拟量根模拟量根据表的指据表的指针读数，针读数，一般只能一般只能精确到三精确到三位数位数。数字万用表数字万用表二进制数字可以二进制数字可以表示物理量所要表示物理量所要求的精度。目前求的精度。目前可精确到可精确到10位数位数以上（对应采用以上（对应采用32位二进制数码位二进制数码表示一个数值）。表示一个数值）。逻辑电路有两个状态，分别对应逻辑电路有两个状态，分别对应“1”和和“0”，计算机通过逻辑电路实现运算计算机通过逻辑电路实现运算。二进数二进数码波形码波形实际信号波形实际信号波形受干扰后受干扰后的波形的波形定时信号定时信号再生信号再生信号三、数字信号受干扰后

3、可以再生，消除干扰影响三、数字信号受干扰后可以再生，消除干扰影响受干扰后的信号经再生受干扰后的信号经再生定时判决可正确恢复。定时判决可正确恢复。2.1 为什么要数字化为什么要数字化?四、数字信号可采用时间复用提高传输效率四、数字信号可采用时间复用提高传输效率例如：在闭路电视电缆上，原传一路模拟电视信号的通道内，可以同时例如：在闭路电视电缆上，原传一路模拟电视信号的通道内，可以同时传传48路数字电视节目（由于这涉及较多概念，在通信原理课程中路数字电视节目（由于这涉及较多概念，在通信原理课程中才会详细讲授）。才会详细讲授）。五、数字电路性能稳定可靠，设计、维护、生产方便，体积小，五、数字电路性能稳

4、定可靠，设计、维护、生产方便，体积小，重量轻重量轻数字电路数字电路高频模拟电路高频模拟电路2.1 为什么要数字化为什么要数字化?数字化优点数字化优点便于计算机便于计算机操作操作精确表示精确表示物理量物理量抗干扰抗干扰能力强能力强传输效率传输效率高高性能稳定、性能稳定、生产方便生产方便（五）（五）（一）（一）（四）（四）（三）（三）（二）（二）一一2.2 二进数及数的表示二进数及数的表示十进制二进制八进制十六进制000011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115

5、D14111016E15111117F十进制、二进制、八进制和十六进制数的对应关系表十进制、二进制、八进制和十六进制数的对应关系表1）同一数值可表示为不同一数值可表示为不同数制的数，它们之间可同数制的数，它们之间可相互转换。相互转换。2）日常书面语言习惯用日常书面语言习惯用十进制。计算机运算用二十进制。计算机运算用二进制数。计算机程序书写进制数。计算机程序书写为简便，可用八进制、十为简便，可用八进制、十六进制。六进制。2.3 模模-数及数数及数-模模转换转换 （ADC/DAC）简介简介模拟量（信号）通过模拟量（信号）通过A/D转换器变为数字量（信号）转换器变为数字量（信号）。一、一、ADC/D

6、AC的主要性能参数的主要性能参数1.分辨率：是指转换器输出二进制数码的位数，位数多分辨率也分辨率：是指转换器输出二进制数码的位数，位数多分辨率也就高。有就高。有4位、位、6位、位、8位、位、12位、位、13位、位、16位和位和32位多种分辨率位多种分辨率的产品。的产品。2.转换时间：指从信号输入到完成转换所需的时间。电流型转换转换时间：指从信号输入到完成转换所需的时间。电流型转换较快，一般在几纳秒（较快，一般在几纳秒（ns）到几百）到几百ns之间。之间。3.精度：指转换后得到的数字信号电压值与转换前模拟电压实际精度：指转换后得到的数字信号电压值与转换前模拟电压实际值之间的误差。值之间的误差。4

7、. 线性度：将线性度：将ADCDAC视为一个系统，测输入视为一个系统，测输入-输出之间的输出之间的关系应为直线。模拟输出偏离理想直线输出的最大值称为线性误关系应为直线。模拟输出偏离理想直线输出的最大值称为线性误差。差。二、二、ADC/DAC原理简述原理简述ADC的原理简化框图的原理简化框图A/D是专用集成电路成熟产品，以是专用集成电路成熟产品，以A/D的位数标明它能达到的转换精度的位数标明它能达到的转换精度。固定电话使用固定电话使用8位位A/D，移动通信使用，移动通信使用13位位A/D。由由A/D实现语音数字化实现语音数字化。目前高精度目前高精度A/D可达可达32位。位。1A/D转换器原理转换

8、器原理ADC的位数的位数与与 量化电平数之间的对应关系是：量化电平数之间的对应关系是：M=2n 其中其中 M表示量化电平数，表示量化电平数，n表示位数。表示位数。3位位A/D对应对应8个个量化电平关系图量化电平关系图。ADC允许的输入信号幅值一般为允许的输入信号幅值一般为 5V，根据电平数即可计算出量化精度，根据电平数即可计算出量化精度。由由D/A完成由数码到模拟信号的反变换。完成由数码到模拟信号的反变换。数码变模拟信号数码变模拟信号的原理说明简图的原理说明简图2D/A转换器原理转换器原理数码控制开关数码控制开关2.4 字符的数字化编码字符的数字化编码 一、英文的字符编码一、英文的字符编码高3

9、位低4位0000010100111001011101110000NULDELSP0P.p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22BRbr0011ETXDC3#3CScs0100DOTDC4$4DTdt0101ENGNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYIy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL采用采用 ASCII码码 二、汉字的字符编码二、汉字的字符编码汉字编码分为输入码、交换码、机内码和字形码。目的是将汉字也用二进

10、汉字编码分为输入码、交换码、机内码和字形码。目的是将汉字也用二进制编码表示，并映射成制编码表示，并映射成ASCII码。码。1 输入码输入码 输入码将汉字影射到计算机键盘上的一组键盘符号。目前常用的输入输入码将汉字影射到计算机键盘上的一组键盘符号。目前常用的输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码和电报码等。不同的汉字输码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码和电报码等。不同的汉字输入法，仅仅是输入码不同。计算机在处理汉字信息时需把不同的输入码入法，仅仅是输入码不同。计算机在处理汉字信息时需把不同的输入码转换成国家规定的汉字的标准代码。转换成国家规定的汉字的标准代码。2 交换码交换码 交换码是计

11、算机内部处理汉字信息的一种标准代码。中国国家标准总交换码是计算机内部处理汉字信息的一种标准代码。中国国家标准总局于局于1981年制定了中华人民共和国国家标准年制定了中华人民共和国国家标准GB2312-80信息交换用信息交换用汉字编码字符集汉字编码字符集-基本集基本集，即国标码。国标码的物理模型表现形式是，即国标码。国标码的物理模型表现形式是区位编码区位编码，即把国标，即把国标GB2312-80中的汉字、图形符号与一个中的汉字、图形符号与一个9494的的方阵对应。方阵对应。 国标码字符集中收集了常用汉字和图形符号国标码字符集中收集了常用汉字和图形符号7445个，其中个，其中7445个汉字个汉字和

12、图形字符各占一个位置后，还剩下和图形字符各占一个位置后，还剩下1391个空位，这个空位，这1391个位置空下个位置空下来保留备用。来保留备用。区位码区位码的物理模型图：的物理模型图：方阵包含的位置总数方阵包含的位置总数是是94948836个，个，利用利用“区区”、“位位”的代号来编码汉字，的代号来编码汉字，因而可以编码因而可以编码8836个个汉字与字符。汉字与字符。 （二）汉字的字符编码（续（二）汉字的字符编码（续2）3 机内码机内码国标码变换为二进制代码需要两个7位码，一个7位（27=128）表示“区”，另一个7位表示“位”。但是这个代码在计算机内部处理时会与ASCII码发生冲突，为解决这个

13、问题，把国标码的每一个字节的首位上加1。由于ASCII码只用7位（首位置0），所以，这个首位上的“1”就可以作为识别汉字代码的标志，计算机在处理到首位是“1”的代码时把它理解为是汉字的信息，在处理到首位是“0”的代码时把它理解为是ASCII码。4 汉字的字形码汉字的字形码字形码又称汉字输出码。在计算机中用一组二进制数表示点阵，用0表示白点，用1表示黑点。汉字字形点阵有1616、2424、4848几种。点阵数越多对每个汉字的修饰作用就越强，打印质量也就越高。点阵是汉字图形的数字化信息，又称汉字字模。可以选择不同的字模，如“宋体”、“楷体”等来改变字体图形。2.5 语音编码及应用语音编码及应用一、

14、语音的波形编码一、语音的波形编码波形编码：是把语音信号波形幅度值变为二进制数码。方法是将连续波形编码：是把语音信号波形幅度值变为二进制数码。方法是将连续语音波形语音波形“采样采样”，再将每一个采样值编码。，再将每一个采样值编码。3位码、位码、8电平的采样过程示意电平的采样过程示意量化量化与与编码过程示意编码过程示意1，采样，采样量化量化 编码过程说明编码过程说明采样定理：设取样脉冲采样定理：设取样脉冲s(t)的重复频率为的重复频率为fs=1/T，输入模拟信号，输入模拟信号x(t)的频谱中的最高频的频谱中的最高频率分量的频率为率分量的频率为fmax，只要，只要fs满足满足fs 2fmax，则将采

15、样脉冲信号，则将采样脉冲信号y(t)通过一截止频率为通过一截止频率为fmax的低通滤波器就可以无失真地恢复原模拟信号的低通滤波器就可以无失真地恢复原模拟信号x(t)。低通滤低通滤波器波器波形编码的理论基础是采样定理。波形编码的理论基础是采样定理。2，离散信号与模拟信号关系说明，离散信号与模拟信号关系说明离散信号离散信号模拟信号模拟信号通过低通滤通过低通滤波器还原波器还原 重要参数重要参数语音的最高频率：语音的最高频率：3400Hz，在固定电话系统中使用的采样频率在固定电话系统中使用的采样频率=8KHz，采用，采用8位二进制码（位二进制码（256个量化个量化电平）编码，得固定电话中的码速率电平）

16、编码，得固定电话中的码速率： 码速率码速率=8 8KHz=64KHz 注注1：1Hz等效于等效于1b/s（1比特比特/秒），秒），这一说法不严格，为什么这一说法不严格，为什么？ 学到专业课时就能明白学到专业课时就能明白。 注注2：VCD、DVD中的音乐编码的中的音乐编码的A/D位数和采样频率都要高很多，以保位数和采样频率都要高很多，以保 证良好音质证良好音质。二、语音的参量编码二、语音的参量编码语音参数，如：元音、辅音、清音、浊音、升调、降调和声强等等。语音参数，如：元音、辅音、清音、浊音、升调、降调和声强等等。不同的语言可能有不同的参量。假设某种语言是由不同的语言可能有不同的参量。假设某种语

17、言是由256个不同的参量个不同的参量组成，因为组成，因为28=256，所以只需要用，所以只需要用8比特就可以表示这比特就可以表示这256个不同参量个不同参量了；又假设该语言语流的最快发音速度也不超过了；又假设该语言语流的最快发音速度也不超过10个参量个参量/秒，从而可秒，从而可以估算出所需的编码数据速率是：以估算出所需的编码数据速率是：8比特比特/参量参量10参量参量/秒秒=80比特比特/秒。秒。参量编码：编码的是语音参数，而不是波形。参量编码优于波形编码。参量编码：编码的是语音参数，而不是波形。参量编码优于波形编码。目前目前GSM和和CDMA移动通信系统中所采用的语音编码方案是以移动通信系统

18、中所采用的语音编码方案是以8千赫兹千赫兹速率采样，速率采样，13比特比特A/D均匀量化编码，每均匀量化编码，每160个采样点（个采样点（20毫秒时长）毫秒时长）为一组，用数字信号处理方法分析提取这为一组，用数字信号处理方法分析提取这20毫秒时长内的语音参量，毫秒时长内的语音参量，再编码传输，接收机依据语音参量再合成语音。因而移动通信中的语再编码传输，接收机依据语音参量再合成语音。因而移动通信中的语音数码速率大大低于固定电话。音数码速率大大低于固定电话。重要参数重要参数GSM移动通信系统中传送语音的数据移动通信系统中传送语音的数据速率是速率是13Kb/s 。CDMA 移动通信系统中传送语音的最移

19、动通信系统中传送语音的最低数据速率是低数据速率是1.2Kb/s .移动通信中的语音编码方案明显优于移动通信中的语音编码方案明显优于固定电话，但较复杂。固定电话，但较复杂。注：移动电话和固定电话通话时要进行语音编注：移动电话和固定电话通话时要进行语音编码方式的转换！码方式的转换！一、图像的数字化一、图像的数字化5656个像素点个像素点“人头像人头像” 用用3位码编码的人头像位码编码的人头像图像的数字化：是将每一个像素点的图像的数字化：是将每一个像素点的“灰度灰度”值编码值编码(二进制数码二进制数码)。图像信息处理技术的重要性将随着工业信息化建设的推进显得日益重要图像信息处理技术的重要性将随着工业

20、信息化建设的推进显得日益重要。2.6 图像编码图像编码二、彩色电视原理二、彩色电视原理所有的颜色都可以由几种基本的彩色按一定比例调配而成。所有的颜色都可以由几种基本的彩色按一定比例调配而成。彩色电视中选彩色电视中选的的3种基本颜色是：种基本颜色是：R（红色）、（红色）、G（绿色绿色）和）和B（蓝色蓝色）。考虑到利用黑白。考虑到利用黑白电视机要能收看彩色电视节目信号，因而在设计彩色电视体制时又将三种电视机要能收看彩色电视节目信号，因而在设计彩色电视体制时又将三种彩色相加合成出一个亮度信号彩色相加合成出一个亮度信号Y，亮度信号的组成比例是：，亮度信号的组成比例是：Y=0.30R0.59G0.11B

21、彩色电视在传送亮度信号的同时再传送两个色差分量信号彩色电视在传送亮度信号的同时再传送两个色差分量信号Pr 、Pb ，保，保持三个信号通道。持三个信号通道。色差方程是色差方程是：Pr=RY=0.7R0.59G0.11BPb=BY=0.30R0.59G0.89B彩色图像的编码是同时编码彩色图像的编码是同时编码Y、 Pr 、Pb 三个分量的信号。接收端再通三个分量的信号。接收端再通过解码，还原出过解码，还原出R、G、B原三色，以合成出彩色图像。原三色，以合成出彩色图像。 注：在注：在彩色电视原理彩色电视原理课程中会详细讲述实现原理、技术。课程中会详细讲述实现原理、技术。三、静止图像的编码格式三、静止

22、图像的编码格式静止图像的编码与活动图像的编码有很大不同。静止图像的编码主要用在静止图像的编码与活动图像的编码有很大不同。静止图像的编码主要用在照像机中。照像机中。1. RAW图像格图像格式：RAW主要用于记录数码相机获取图像的原始信息和相机数据（诸如IS0的设置、快门速度、光圈值、白平衡等）的文件。RAW是无损压缩。2. JPEG图像格式图像格式：JPG,意思是联合图像专家组（JointPhotographicExpertsGroup）的缩写。支持有损和无损压缩。3. JPEG2000图像格式图像格式：是JPEG标准的升级。4. TIFF图像格式图像格式：是TaggedImageFileFor

23、mat。TIFF是一种无失真的压缩格式。5. GIF图像格式图像格式：GIF是英文GraphicsInterchangeFormat的缩写。图像的像素资料不会被丢失，用来显示简单图形及字体。6. BMP图像格式图像格式：是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，几乎不进行压缩.四、视频图像编码四、视频图像编码视频图像即活动图像。在网络上传送的活动图像又称为流媒体。像视频图像即活动图像。在网络上传送的活动图像又称为流媒体。像素点按扫描光栅的时间顺序安排。素点按扫描光栅的时间顺序安排。偶数场偶数场奇数场奇数场电视图像奇偶光栅扫描示意电视图像奇偶光栅扫描示意视

24、频图像编码标准及类型视频图像编码标准及类型数字图像编码己应用到人们日常生活、生产和社会活动的各个领域。数字图像编码己应用到人们日常生活、生产和社会活动的各个领域。3MPEG-4标准 网络电视网络电视 移动电视移动电视 视频监控视频监控活动图活动图像编码像编码 数码像机数码像机 图书出版图书出版 资源遥感资源遥感1JPEG标准固定图固定图像编码像编码类型类型标准标准应应 用用 领领 域域2MPEG标准 数字电视数字电视 数码摄像机数码摄像机 DVD活动图活动图像编码像编码流媒体流媒体VCDDVD数字电视视频编码类型：视频编码类型：五、流媒体标准五、流媒体标准流媒体流媒体(Streaming Me

25、dia)：是在互联网上按时间先后次序传输：是在互联网上按时间先后次序传输和播放的连续音和播放的连续音/视频数据流。视频数据流。特点：边传送，边播放。特点：边传送，边播放。1，ISMA MP4标准：标准：ISMA是（InternetStreamingMediaAlliance）的简称，是基于MP-4标准为适应流媒体的一种标准改进。2， QuickTime：Apple公司开发的一种工业标准。符合MPEG-4标准，支持ISO/ISMAMPEG4标准。3， Windows Media Technologies （含（含WindowsMedia9SeriesPlatform和WindowsMediaVi

26、deo9（WMV9）。4， RealNetworks的的RealVideo技术技术 。5， DivX MP4 ：MPEG-4的一种版本，画质好、容量小；播放环境简单方便。是当前最好的流媒体格式。是当前最好的流媒体格式。v 发送端：编码，即把原始的电视信号数据进行编码，转化成适合发送端：编码，即把原始的电视信号数据进行编码，转化成适合Internet传输的流媒体数据形式，然后通过互联网传送。传输的流媒体数据形式，然后通过互联网传送。v 接收端：解码，通过电脑或是电视播放。接收端：解码，通过电脑或是电视播放。 1，IPTV系统原理系统原理v IPTVIPTV是将个人电脑、手机或电视机等设备作为显示

27、终端，通过机是将个人电脑、手机或电视机等设备作为显示终端，通过机顶盒或计算机接入宽带网络，实现数字电视、时移电视、互动电顶盒或计算机接入宽带网络，实现数字电视、时移电视、互动电视等服务。网络电视的出现给人们带来了一种全新的电视观看方视等服务。网络电视的出现给人们带来了一种全新的电视观看方法，它改变了以往被动的电视观看模式，实现了电视按需观看、法，它改变了以往被动的电视观看模式，实现了电视按需观看、随看随停。随看随停。 2.7 视频视频图像编码的应用图像编码的应用一、网络电视一、网络电视IPTVIPTV运营平台结构运营平台结构视频编解码技术视频编解码技术 流媒体技术流媒体技术内容分发技术内容分发

28、技术 数字版权管理技术数字版权管理技术IPTV的关键技术的关键技术 v IPTVIPTV机顶盒：基于机顶盒：基于IPTVIPTV机顶盒平台的网络电视，机顶盒可通过机顶盒平台的网络电视，机顶盒可通过ModemModem经电话线经电话线上网，利用电视作为显示终端上网，利用电视作为显示终端 。v 手机平台（笔记本电脑或移动电视）：是手机平台（笔记本电脑或移动电视）：是PCPC网络的子集和延伸，它网络的子集和延伸，它通过移动网络传输视频节目，收看网络电视通过移动网络传输视频节目，收看网络电视 。2，IPTV系统的终端形式系统的终端形式创维创维IPTV机顶盒机顶盒UT斯达康斯达康IPTV机顶盒机顶盒中兴

29、中兴IPTV机顶盒机顶盒注：目前己开通的注：目前己开通的IPTV（深圳）的图像质量比数字电视（深圳）的图像质量比数字电视（DVD质量）稍差，质量）稍差，但频道多，可点播，可看到近但频道多，可点播，可看到近3天的一些重要内容。天的一些重要内容。v PPLive http:/ v PPStream http:/ v QQLive http:/ v UUSee http:/ 3，流行的流行的IPTV软件软件PPLivePPStreamUUSeev CMMBCMMB是我国于是我国于20062006年提出的具有自主知识产权的移动广播电视系统年提出的具有自主知识产权的移动广播电视系统，它采用数字编码，经过

30、无线发射，利用，它采用数字编码，经过无线发射，利用S S波段卫星和地面广播频谱波段卫星和地面广播频谱向终端进行点到多点的多媒体业务传送。向终端进行点到多点的多媒体业务传送。v CMMBCMMB能够广泛地支持移动接收，在信号覆盖范围内，支持各类七寸能够广泛地支持移动接收，在信号覆盖范围内，支持各类七寸以下的小尺寸、小屏幕、移动便携手持式终端随时随地接收新闻、以下的小尺寸、小屏幕、移动便携手持式终端随时随地接收新闻、资讯、娱乐等电视广播节目，诸如手机、资讯、娱乐等电视广播节目，诸如手机、PDAPDA、MP4MP4、GPSGPS、USBUSB接收接收棒、独立接收机等等，充分满足现代信息社会棒、独立接

31、收机等等，充分满足现代信息社会“信息无处不在信息无处不在”的的需求。需求。 1，CMMB概述概述 v CMMB CMMB是通过无线广播电视覆盖网向各种便携式终端设备提供数字音是通过无线广播电视覆盖网向各种便携式终端设备提供数字音视频和信息服务，以满足移动视频用户的需求的系统和技术正在普视频和信息服务，以满足移动视频用户的需求的系统和技术正在普及。及。 二、移动电视二、移动电视 CMMBv 模块可以用在，如模块可以用在，如PND、PDA、PMP、手机、车载电视以及、手机、车载电视以及USBDongle等系统中等系统中世健系统有限公世健系统有限公设计的通用设计的通用CMMB接收模块接收模块 手机电

32、视手机电视手机电视手机电视我国我国CMMB的体制先进性的体制先进性在北京奥运期间己得到证实。在北京奥运期间己得到证实。2，CMMB系统构成系统构成 CMMB系统构成框图系统构成框图复盖网复盖网方案特点方案特点：1，用用S波段（波段（24GHZ）、）、U波段（波段（0.33GHZ）无线信号频率）无线信号频率复盖全国。复盖全国。这是由于电波传播原因，便移动视频终端接收。2GHZ以下频段己划分给移动通信，频率再高将影响信号复盖。；：利用CMMB卫星和地面增补网协同覆盖，主要用于中央节目的全国广播。2，地面复盖，多网并存，提高复盖率，地面复盖，多网并存，提高复盖率。地面地面双向网双向网U波段波段地面复

33、盖网地面复盖网S波段卫波段卫星广播星广播S波段波段地面增补网地面增补网中国大地、海洋、高山、湖泊全中国大地、海洋、高山、湖泊全复盖复盖3，广播上行、广播下行分发采用广播上行、广播下行分发采用 Ku（10.95GHZ14GHZ）波段。由于）波段。由于Ku波段频带宽，效率高、性能好波段频带宽，效率高、性能好。广播广播上行上行广播广播下行下行KuKu地面双向网络：利用移动通信网络、互联网络等构成回传通道，终端通地面双向网络：利用移动通信网络、互联网络等构成回传通道，终端通过回传通道向中央、地方两级节目播出平台发送信息，从而实现交互业过回传通道向中央、地方两级节目播出平台发送信息，从而实现交互业务。务

34、。三、高清数字电视三、高清数字电视ATSC（美国地面） DVB（欧盟）ISDB（日本地面）DVB-T（地面）DVB-C（电缆）DVB-S（卫）视频编码方式MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2音频编码方式AC-3MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2复用方式MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2调制方式8VSBCOFDMQAMQPSKQPSK带宽（Hz）6M8M-27M高清晰度数字电视是广播电视、通信、信号处理、计算机和微电子等诸多高清晰度数字电视是广播电视、通信、信号处理、计算机和微电子等诸多领域高新技术的总成，是领域高新技术的总成，是现代图像编码、信道编码、信号调

35、制技术成就于现代图像编码、信道编码、信号调制技术成就于一身的现代高科技的产品。一身的现代高科技的产品。1. 国外高清数字电视标准国外高清数字电视标准2）中国的地面数字电视标准中国的地面数字电视标准-DMB-TH DMB-TH（TerrestrialDigitalMultimediaTV/HandleBroadcasting）DMB-TH 在覆盖范围、抗干扰能力、接收性能、系统稳定性等方面比欧洲在覆盖范围、抗干扰能力、接收性能、系统稳定性等方面比欧洲标准（标准（DMB-T）有明显提高。）有明显提高。DMB-TH 的技术核心是采用了的技术核心是采用了MQAM/QPSK与时域同步正交频分复用与时域同

36、步正交频分复用（TDSOFDM）相结合的调制技术，使用了当前最先进的低密度奇偶校）相结合的调制技术，使用了当前最先进的低密度奇偶校验信道编码验信道编码LDPC（low density parity-check code）。）。 该标准支持高清该标准支持高清晰度电视、标准清晰度电视和移动电视晰度电视、标准清晰度电视和移动电视(Mobile TV)、多媒体数据广播等。、多媒体数据广播等。扫描方式：逐行扫描扫描方式：逐行扫描720P 图像宽高比：图像宽高比：16：9图像分辨率（或者称有效像素）：图像分辨率（或者称有效像素）：1280720（ HDTV）我国将在我国将在2010年实现高清数字电视的普及

37、，年实现高清数字电视的普及，2015年将全面取代现有的模拟年将全面取代现有的模拟电视系统。（当前推广使用的是标清数字电视）电视系统。（当前推广使用的是标清数字电视） 我国我国DMB-TH数数字电视标准的制订，字电视标准的制订，以及在北京奥运期间的试播成功，再一以及在北京奥运期间的试播成功，再一次说明了我国在电子信息技术方面的自次说明了我国在电子信息技术方面的自主创新能力。这是继第三代移动通信标主创新能力。这是继第三代移动通信标准准TD-SCDMA之后的又一项重大电子之后的又一项重大电子信息技术科技成果。信息技术科技成果。 高清数字电视将带动电子信息技术的高清数字电视将带动电子信息技术的又一巨大

38、产业群的成长。又一巨大产业群的成长。3. 3D高清电视高清电视（1）3D电视原理电视原理 3D电视是利用人的双眼观察物体的角度有差异，把左右眼所看到的影像电视是利用人的双眼观察物体的角度有差异，把左右眼所看到的影像分离，形成立体视觉。分离，形成立体视觉。 3D电视有两种：电视有两种：（2） 3D电视面临的挑战电视面临的挑战 （a）成本成本：3D电视整机的价格将比同尺寸普通电视贵一倍左右。电视整机的价格将比同尺寸普通电视贵一倍左右。 （b）节目源节目源：除了要拥有：除了要拥有3D高清电视设备，还必须有高清电视设备，还必须有3D高清片源、高清片源、3D高清信号，这是整个电视系统设备的更新。高清信号

39、，这是整个电视系统设备的更新。 （c）市场因素市场因素：估计推出一个：估计推出一个3D电视频道需要数亿元的投入，投资电视频道需要数亿元的投入，投资回报周期则要长达数十年。回报周期则要长达数十年。 （d）健康和安全健康和安全：由于：由于3D立体影像是立体影像是“人造的人造的”，人的左右眼会迅，人的左右眼会迅速地来回交换，容易造成眼睛疲劳，这是否有害健康？有待研究。速地来回交换，容易造成眼睛疲劳，这是否有害健康？有待研究。 3D液晶电视主要是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜屏，将经过液晶电视主要是通过在液晶面板上加上特殊的精密柱面透镜屏，将经过编码处理的编码处理的3D视频影像分别独立送入人的

40、左右眼而形成的一种视觉效果。视频影像分别独立送入人的左右眼而形成的一种视觉效果。专用眼镜观看的专用眼镜观看的3D高清电视高清电视裸眼裸眼3D高清电视高清电视四、平板电视四、平板电视平板电视的演进：平板电视的演进：CRT 液晶、等离子液晶、等离子 LED CRT（Cathode Ray Tube）阴极射线显像管。）阴极射线显像管。 LED（Light Emitting Diode）发光二极管）发光二极管CRT显示显示液晶、等离子液晶、等离子液晶侧视液晶侧视LED侧视侧视立方体电视立方体电视平平 板板 电电 视视 1，液晶液晶（LCD）显示原理）显示原理液晶是一种具有规则分子排列的有机化合物，液晶

41、本身不发光，是液晶是一种具有规则分子排列的有机化合物，液晶本身不发光，是通过控制柱状液晶分子的偏光排列控制液晶透光强弱，而构成图像。通过控制柱状液晶分子的偏光排列控制液晶透光强弱，而构成图像。柱状液晶分子的排列可由电场控制，由薄膜晶体管产生可变电场控柱状液晶分子的排列可由电场控制，由薄膜晶体管产生可变电场控制液晶分子排列，从而也就控制了透过液晶光的强弱，而构成图像。制液晶分子排列，从而也就控制了透过液晶光的强弱，而构成图像。RGB的颜色是由滤光片产生的。的颜色是由滤光片产生的。2等离子（等离子（PDP）显示原理）显示原理等离子显示屏等离子显示屏PDP(Plasma Display Panel）

42、是利用气体放电原理构）是利用气体放电原理构成的等离子管作为发光元件的显示图像，大量的等离子管排列在一成的等离子管作为发光元件的显示图像，大量的等离子管排列在一起而构成屏幕。等离子管是一个十分小的容器单元，容器内都充有起而构成屏幕。等离子管是一个十分小的容器单元，容器内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小容器中的气体会产生紫外光，利用该紫外光激励红绿蓝离子管小容器中的气体会产生紫外光，利用该紫外光激励红绿蓝（RGB）三基色荧光粉发出可见光，而构造显示屏。每个离子管是）三基色荧光粉发出可见光，而构造显示屏

43、。每个离子管是一个像素点，由这些像素的明暗和颜色变化组合产生各种灰度和色一个像素点，由这些像素的明暗和颜色变化组合产生各种灰度和色彩的图像。这与传统阴极射线管彩的图像。这与传统阴极射线管CRT（Cathode Ray Tube）彩色显）彩色显像管相似。像管相似。等离子结构图等离子结构图小容器小容器（a）等离子的优势）等离子的优势相比液晶电视，等离子电视的优势相比液晶电视，等离子电视的优势:价格相对便宜；等离子显示屏尺寸可价格相对便宜；等离子显示屏尺寸可做得很大；在视角、立体感、色彩还原等方面等离子优于液晶；在功耗做得很大；在视角、立体感、色彩还原等方面等离子优于液晶；在功耗方面，等离子电视在工

44、作状态下，功耗是动态变化的，暗画面时因像素方面，等离子电视在工作状态下，功耗是动态变化的，暗画面时因像素不发光而几乎不耗电，而液晶电视由于背光灯的亮度恒定，无论画面亮不发光而几乎不耗电，而液晶电视由于背光灯的亮度恒定，无论画面亮暗，功耗始终恒定，因此实际使用的耗电量液晶要多于等离子；在时间暗，功耗始终恒定，因此实际使用的耗电量液晶要多于等离子；在时间响应上等离子优于液晶，因而等离子电视显示运动图像的效果更好。响应上等离子优于液晶，因而等离子电视显示运动图像的效果更好。（b）液晶电视的优势）液晶电视的优势 液晶电视的主要优势是图像清晰度优于等离子，所以液晶电视的主要优势是图像清晰度优于等离子，所以50英寸以下