第6章 数字电视与高清晰度电视解析.ppt

第6章 数字电视与高清晰度电视 6.1 数字电视概述 6.2 电视信号的编码 6.3 频带压缩编码 6.4 电视信号的数字处理? 6.5 数字电视机原理介绍 6.6 高清晰度电视 6.1 数字电视概述 6.1.1 数字电视的概念 数字电视指的是将模拟的电视信号变换为数字形式的电视信号,然后进行传输、处理或进行存储的系统。 图6―1只是数字电视系统的主要内容,并不意味上述几种方式是完全独立的。比如,在数字信号处理中一般都有数字信号存储;而在数字信号传输或存储过程中,也会有某些信号处理。 6.1.2 数字电视的优点 数字电视之所以是电视技术发展的主要方向,就是因为它和传统的模拟电视比较有许多突出的优点。 (1)数字电视的抗干扰能力强。 (2)数字电视信号能够进行存储,包括成帧图像的存储,从而能进行包括时间轴和空间的二维、三维处理,得以实现采用模拟方法难以得到的各种信号处理功能。 (3) 数字电视稳定可靠,易于调整,便于生产。 (4)数字电视信号由于具有数字信号的共同形式,容易和其它信息链联,便于加入公用数据通信网。 6.1.3 数字电视的发展 数字电视的一个主要缺点就是传输时所需的频带太宽,因此,难以在现有传输模拟信号的带宽内进行传输,同时,也难以实现模拟电视和数字电视的兼容。目前,在数字电视技术中开展的以压缩码率为主要目标的高效编码方法,已取得很大成就,它可以大大压缩数字电视信号的传输频带,甚至可以在小于模拟电视信号的频带内,传送一般用户质量的数字电视信号。 6.2 电视信号的编码 6.2.1 电视信号的数字化 模拟电视信号转换为数字电视信号的过程是一个编码过程。由于历史的原因也称为PCM调制(脉冲编码调制)。 PAM信号经过量化,变为幅度取有限个离散值的PAM信号。然后,再根据取样点的离散值,编为n位的二进制数字码。设离散值的最大个数为M,n与M的关系为 2n=M 或 n=lbM (6―1) 式中,lbM表示以2为底时M的对数。 6.2.2 图像信号的编码方案与参数确定 1.全电视信号编码 (1)取样频率。全电视信号编码就是直接对此信号进行PCM编码。选择这种编码的取样频率fS,除了要满足取样定理的要求外,还要考虑下面的因素。 这种空间正交取样结构,便于进行行间、场间和帧间的信号处理。现以PAL制中取fS=4fSC为例分析。在PAL制中,fSC=(283+3/4)fH+25,则 (2)编码位数。图像信号的编码位数n是由所需的量化层数决定的。 设单极性图像信号的变化范围为0到1,分为2n个量化层,每个量化层高为2-n。由于均匀分布,量化误差的均方根值为 因量化产生的对图像质量的影响,最终是要由人们对图像的主观感觉来判定的。实验表明,当n=7、8,即将信号量化为128至256个层时,人们已很难感到量化的影响。由式(6―2),对应的量化信噪比的范围约为50～60dB。 现在看一看,全信号编码时的数据速率。以PAL制fS=4fSC、n=8为例,总的数据速率为 4×4.43×8=141.76Mb/s 可见数字图像信号的数据速率是很高的。每一帧的数据量为5.67Mb或708.8kB。 2. 分量编码 分量编码就是对Y、R-Y、B-Y或三个基色分量R、G、B分别编码,进行并行传输,或者按时分复用传输。 (1)取样频率。 (2)数字有效行。 (3) 编码位数和排列。 Y=0.299R+0.587G+0.114B (R-Y)=0.5R-0.419G-0.081B (B-Y)=-0.169R-0.331G+0.5B