数字电视编码原理.pptx

数字电视原理  品质管理中心 QE team 二零一六年一月 数字电视 数字电视系统方框图 模拟信号的数字化 数字电视方框图 A/D转换 采样 采样格式 格式/像素 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 ….. 4:4:4 Y U V 4:2:2 Y U V 4:1:1 Y U V 4:2:0 Y U V Y U v 量化 量化比特数的确定 考虑传输码率、量化信噪比、伪轮廓效应及边缘散乱效应等量化级视频量化选择8或10bit。音频信号量化一般采 用16~24bit。 量化前的归一化处理 根据ITU-R BT.601的建议，对电视信号采用分量信号编码，应先对Y、R-Y、B-Y这3个分量信号进行gamma校正。 校正后的亮度信号及两个色差信号可表示为： Y=0.299R+0.587G+0.114B；R-Y=0.701R-0.587G-0.14B；B-Y=-0.299R-0.587G-0.866B 在传送标准彩条信号(100/0100/0)时，从以上3式可得到视频信号不经压缩时的标称值。亮度信号Y有1-0的动态 范围，但色差信号R-Y和B-Y分别在±0.701和±0.866范围内变化。为对其进行归一化，应将色差信号R-Y、B-Y分 别在±0.5之间变化，则色差信号必须引入压缩系数：KR=0.5/0.701=0.703；KB=0.5/0.866=0.564 归一化后的色差信号为： CR=0.713(R-Y)=0.5R-0.419G-0.081B；CB=0.564(B-Y)=-0.169R-0.331G+0.5B 均匀量化后亮度信号码电平的分配 图2.14（a）是亮度模拟电平0-1进行8bit量化的情况。8bit量化共256个量化级，每一量化级对应一个码电平Y，码电平范围为0-255，相当于二进制11111111。为了避免信号动态范围的扩大，在256个量化级中上端留下20级、下端留下16级作为防止超越动态范围的保护带。其中亮度模拟黑电平Y=0时，对应码电平为Y=16，亮度模拟白电平为Y=235。于是，可求得量化前的亮度模拟信号电平Y和码电平Y之间的关系：Y=219（Y）+16 根据在黑、白区之间的Y值，按上式求得Y，取其最近的整数值为码电平，其中219=235-16 量化 均匀量化后色差信号码电平的分配 经归一化处理后色差信号的动态范围为-0.5--+0.5，如图2.14（b）及（c）所示，色差模拟电平的零电平即CR=CB=0对应的码电平为CR=CB=256/2=128。色差信号总共分配224个量化级，上端和下端各留下16个量化级作为防止过载的保护带。于是可求出量化前的色差信号CR、CB和码电平CR、CB之间的关系为： CR=224 CR+128 CB=224 CB+128 其中224=240-16.若将CR、CB值代入上两式中可得码电平为： CR =224【0.713（R-Y）】+128=160（R-Y）+128 CB =224【0.564（B-Y）】+128=126（B-Y）+128 传红色时：R-Y=0.701，CR=240 传青色时：R-Y=0.701，CR=16 传蓝色时：B-Y=0.866，CB=240 传黄色时：B-Y=0.866；CB=16 传白和黑时：R-Y=0，B-Y=0，CB= CB=128 在计算时应将四舍五人取整后的值作为码电平。 标准规定，对8bit系统，码电平0和255，专供同步基准数据使用，不能用作视频数据 量化考虑：量化会产生量化噪声，级数越大，量化噪声越大小，并且还需要考虑伪轮廓效应和边缘散乱现象。 编码 编码方式分类 分类方式 类型 解码重建与原始图像是否相同 有损压缩 无损压缩 压缩编码算法 基于图形的统计特性 基于人的视觉特性 基于内容 基于模型 主流方式 预测编码 变换编码 编码 图像数据的冗余 编码 音频数据的冗余 编码标准 音视频编码标准为：H.264、MPENG-2、MPENG-4、H.320、H.323、AVS。 行业正在使用的音视频标准：JPEG、MPENG-2 正在使用的音频标准：AAC、AC-3 将来使用的的音视频标准：MPENG-4、H.265 中国具备知识产权的音视频标准：AVS 会议系统专用标准：H.320、H.323