《电视原理论》word版

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1、数字电视中信号的处理摘要：数字电视的信号从发送、传输到接收的全过程都为数字化。本文简单的介绍了A/D转化，数据压缩，MPGE—2的视频音频的压缩标准。以及信号调制的过程。关键字：A/D转化数据压缩MPGE—2信号调制数字电视是指电视的图像和音频用数字化信号发送。所以准确定义的数字电视除了指我们平时所说的数字电视接收机外,还包含了从发送、传输到接收的全过程。由电视台送出的图像及声音信号,经数字压缩和数字调制后,形成数字电视信号,经过无线介质或有线介质传送到数字电视接收机,然后通过数字解调和数字视音频解码处理还原出图像及伴音。一、将模拟信

2、号转换为数字信号将连续的模拟信号转变成数字信号是数字电视信号采集的必要步骤。在实际工作中，信号的取样是通过A/D转换芯片来完成的。通过A/D转换，将模拟信号x(t)变成数字信号x(nTs)，电视信号的A/D转换一般采用脉码调制方式。为了保证数字化后的信号数据不丧失原信号的特性，采样频率应大于或至少等于信号截止频率的2倍。这就是著名的奈奎斯特(Nyquist)采样定理对于二维图像信号，必须保证水平采样频率和垂直采样频率应分别大于图像在水平和在垂直方向上最高频率的2倍。而对于音频信号，采用的频率应大于音频信号的最大频率的2倍。一般质量音频

3、信号的最高频率被限制在15kHz，所以目前有四种不同的采样频率：48kHz；44.1kHz；44.056kHz；32kHz。采样结束后对采样信号进行量化使得幅度连续的抽样值进一步在幅度上离散化。便于利用有限长的数码来表示每个抽样点的幅度。量化所产生的误差会影响信号的质量，分析时，一般将它等效于随机杂波，称为量化噪波。当量化的位数n越大，量化的信噪比就越大，再生的图片质量就越高。对于音频信号的量化过程中所产生的噪声，为了使量化噪声转变为与输入不相关的白噪声，就要在输入的音频信号上加上一称为高频脉动信号的噪声再进行量化。接下来对样点幅度的

4、量化值进行编码，将其转变为成二进制的数码。经抽样，量化，编码所得到的数字信号极为PCM信号。前置滤波器（fc=fs/2）取样器量化器编码器f(t)f(n)模拟信号（一）图像编码数字电视中对于图像的处理是一个比较复杂的过程。数字电视是在模拟电视的基础上发展起来的，数字电视设备要和模拟电视设备长期共存，因此，在选择电视信号数字化参数时要考虑到数字电视设备的兼容性问题，使现存的模拟电视制式和数字电视能有最大程度的共同性。电视信号的数字化处理有数字复合编码和数字分量编码两种方式。数字复合编码是将复合彩色全电视信号直接进行数字化。复合编码的优点

5、是码率低些，设备较简单，适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。采用复合编码时由抽样频率和副载频间的差拍造成的干扰将影响图像的质量。它的缺点是由于数字电视的抽样频率必须与彩色副载频保持一定的关系，而且各种制式的副载频各不相同，难以统一。分量编码是将三基色信号R、G、B分量或亮度和色差信号Y、(B－Y)、(R－Y)分别编码形成数字化信号分量编码的优点是编码与制式无关，只要抽样频率与行频有一定的关系，便于制式转换和统一。由于Y、(R－Y)、(B－Y)分别编码，可采用时分复用方式，避免亮色互串，可获得高质量的图像。在分量编码中，亮度信号用

6、较高的码率传送，两个色差信号的码率可低一些，但总的码率比较高，设备价格相应较贵。图像的采样结构是指采样点在空间和时间上的相对位置。采样结构有正交结构和行交叉结构等几种，在数字电视图像采样中一般使用正交结构，以有利于帧内和帧间信号处理。为保证采样结构为正交，要求行周期必须是采样周期的整数倍。图像亮度信号的采样应满足采样定理的要求，取样频率应大于视频带宽的2倍。为保证采样结构正交，采样频率应是行频的整数倍。为方便节目交流，亮度信号采样频率应兼顾NTSC制和PAL制，即应是这两种制式行频的最小公倍数的整数倍。为降低码率，采样频率的选择应尽量

7、小。根据大面积着色原理，色度信号的带宽可以比亮度信号窄，同时考虑正交结构的要求，在数字电视中经常使用以下几种亮色采样格式：4：2：2格式；4：4：4格式；4：2：0格式；4：1：1格式。在4：2：2格式中，色差信号Cr和Cb的采样频率均为亮度信号采样频率的一半，即：fCr=fCb=(1/2)fy=6.75MHz。也就是亮度采样频率和两个色差信号的采样频率之比为：fy：fCr：fCb＝4：2：2色差信号在水平方向上的采样点数为亮度信号的一半，在垂直方向上的采样点数与亮度信号相同。这种格式主要用于标准清晰度数字电视（SDTV）演播室中。在

8、4：4：4格式中，色差信号Cr和Cb的采样频率与亮度信号采样频率相同，即：fCr＝fCb＝fy＝13.5MHz。也就是亮度采样频率和两个色差信号的采样频率之比为：fy：fCr：fCb＝4：4：4。这种格式主要用于要求高质