地面广播数字电视研究

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1、地面广播数字电视研究模拟的，还必须进行离散化处理，才能最终用数码来表示。这就要对幅值进行舍零取整的处理，这个过程称为量化。量化有两种方式，图示2—2中。(a)(b)图2-2量化的两种方式图2—2(a)所示的量化方式中，取整时只舍不入．即0一l伏间的所有输入电压都输出0伏，1—2伏问所有输入电压都输出1伏等等。采用这种量化方式，输入电压总是大于输出电压，因此产生的量化误差总是正的，最大量化误差等于两个相邻量化级的间隔。图2—2(b)所示的量化方式在取整时有舍有入．即0-0．5伏间的输入电压都输出0伏，0．5-l伏间的输出电压都输出L伏等等。采用这种量化方式量

2、化误差有正有负，量化误差的绝对值撮大为0．j。因此，采用有舍有入的方法进行蚤化误差拔小。实际信号可以看成量化输出信号与量化误差之和，因此只用量化输出信号来代替原信号就会有失真。一般说来，可以把量化误差的幅度概率分布看成在一0．5一+o．5之间的均匀分布。可以证明．量化失真功率e2=A2／12，即与最小量化间隔的平方成正比。最小置化间隔越小，失真就越小。最小量化间隔越小，用来表示一定幅度的模拟信号时所需要的量化级数就越多，因此处理和传输就越复杂。所以，量化既要尽量减少量化级数，又要使量化失真看不出来。一般都用一个二进制数来表示某一量化级数，经过传输在接收端再

3、按照这个二进制效来恢复原信号的幅值。所谓量化比特数是指要区分所有量化级所需几5地面广播数字电视研究位二进削数。例如，有8个量化级，那么可用三位二进制数来区分，因为2，=8，称8个量化级的量化为3比特量化。8比特量化则是指共有256个量化级的量化。量化误差与噪声是有本质的区别的。因为任一时刻的量化误差是可以从输入信号求出。而噪声与信号之间就没有这种关系。可以证明，量化误差是高阶非线性失真的产物。但量化失真在信号中的表现类似子噪声．也有很宽的频谱，所以也被称为量化噪声并用信噪比来衡量。对于象声音或色差信号这类双极性信号，如果量化器输入的最大幅度为V，从+V到一

4、V分成N个量化级，可以证明，对于满幅信号输入，其量化噪声比是：(Smax／NQ)=6．02n+1．76(dB)对于同一量化器若输入信号幅度v小于最大幅度V，则(S／NQ)=(Smax／NQ十2019(v／V)(dB)，上式表明，随着输入信号幅度的下降，信噪比将严重恶化，输入幅度每下降l／2．信噪比下降6dB．对单极性的电视信号．常用图像信号的峰峰值与量化误差的均方根值之比来表示量化的信噪比：(S／N)==lOlg((Vp—一p)2／(A：／12))ffi602n+lO．8(dB)上述对量化夫真的分析都是在正常量化的条件进行的，即要求输。入信号幅度小于量化器

5、最大输入幅度。如果输入信号超过最大输入幅度，那么不论输入信号如何变化，量化器都将输出恒定值NA／2或一N^。／2。这种情况称为信号被量化器限幅，或称量化器过载，此时量化失，真将大为增加．当信号小于±A／2时，可能有两种情况。一是信号的均值恰好与取舍判决电平一致。则会输出峰峰值为级问宽度A的矩形波假输出。另一种情况是输入电平恰好落在两个相邻的判决电平之间．置化器输出为A／2或—A／2。矩形波假输出在图像中表现类似于点状6地．jif广播数字电桃研究噪声。量化器的这个区域称为空载区，与正常嚣化区和限幅区一起称为量化器的三个不同的量化特性区。上所述的采用均匀间隔量

6、化级进行量化的方法称为均匀量化或线性量化。这种量化方式会造成大信号时信噪比有余而小信号时信噪比不足的缺点。如果较小信号时量化级间宽度小些，葡大信号时量化级间宽度大些，就可以使小信号时和大信号时的信噪比趋于一致。这种非均匀量化级的安排称为非均匀量化或非线性量化。数字电视信号大多数采用非均匀量化方式，这是由于模拟视频信号要经过伽玛校正，而伽玛校正类似非线性量化特性，可减轻小信号时误差的影响。2．3编码按照一定的规律，把抽样、量化后的时间、幅度离散信号用一一对应的二进刺或多进制代码表示的过程叫编码。最简单的编码方式是二进制编码．具体说来，用N比特(位)二进制码来

7、表示已经量化了的样值，每一个二进制数对应一个量化值，然后把它"i'l'3J顿序排列，得到由二进制脉冲组成的数字流。整个过程见图2—3。∽10删删10OI10011010II‰ll’Ion101110IOll【)【l011010f童'f(10f1图2-3编码过程离散样值经编码后组成的符号串的频率，等于抽样频率与量化比7．。些墅￡塑墼兰皇墨塑壅———一特数的乘积，称为所传数字信号的数码率。显然，抽样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需要的传输带宽就越宽。二进制码的形式有自然二进制码、格雷码、折叠二进制码等。表2一l示了这三种二进制码。这三种码各有优缺点

8、．自然二进制码和二进制数一一对‘应。简单易行。它是权重码。每一位都