第2章數(shù)字電視信號參數(shù)的選擇及演播室標(biāo)準(zhǔn)(已修改)
2025-02-26 05:00 本頁面
【正文】 第 2章 數(shù)字電視信號參數(shù)的選擇及演播室標(biāo)準(zhǔn) 模擬信號的數(shù)字化過程主要是取樣 、 量化和編碼 。 取樣 —— 將時間和幅度上連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間離散的信號 ， 即時間離散化 。 量化 —— 將幅度連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為幅度離散的信號 ， 即幅度離散化 。 編碼 —— 按照一定的規(guī)律 ， 將時間和幅度上離散的信號用對應(yīng)的二進(jìn)制或多進(jìn)制代碼表示 。 模擬信號數(shù)字化框圖如圖 21所示，其中 fc為濾波器的截止頻率， fs為取樣頻率。 圖 21模擬信號數(shù)字化框圖 取 樣 定 理 二維信號的取樣 數(shù)字電視信號參數(shù)的選擇 量 化 標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視演播室標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)字高清晰度電視 如果對一個時間連續(xù)信號 f(t)進(jìn)行等時間間隔取樣，取樣時間間隔 (取樣周期 )為 Ts， 取樣頻率為 fs＝ 1/Ts。 取 樣 定 理 )(1)( snss nFTF ??? ???????(1) 經(jīng)過理想取樣后 ， 輸出信號的頻譜 Fs(ω)是原模擬信號的頻譜 F(ω)以 ωs為周期延拓形成的 ，如圖 22所示 。 (2) 如果原模擬信號頻譜 F(ω)的頻譜范圍在ωh之內(nèi) ， 則滿足 ωs≥2ωh時 ， 則取樣后的信號 fs(t)通過一個截止頻率為 ωs/2的理想低通濾波器后 ，可以無失真地恢復(fù)原信號 f(t)。 圖 22 模擬信號理想取樣前后的頻譜 只要滿足取樣定理并且 τ/Ts足夠小，仍可以從取樣信號的頻譜中精確地恢復(fù)出原模擬信號。 圖 23 模擬信號實際取樣前后的頻譜 二維信號的取樣 對于一個彩色平面活動圖像來說，圖像中任一點的亮度 Y是光波長 λ、 水平位置 x、 垂直位置 y和時間 t的函數(shù)。發(fā)端通過攝像機將光圖像轉(zhuǎn)換成電圖像，光電轉(zhuǎn)換器件是具有積分作用的器件，因此有如下的積分關(guān)系： ????? dtyxY )t)yY( x ，，（，圖 24 圖像平面和二維取樣脈沖 在水平方向上的取樣間隔為 Δx， 在垂直方向上的取樣間隔為 Δy, 取樣后的信號為 其頻譜為 式中： Δv=1/Δy為垂直取樣頻率； Δu=1/Δx為水平取樣頻率； δ(x,y) 取樣前后的頻譜示意圖如圖 25 ???????????????jis yjyxixyxfyxf )()(),(),( ?? ])(),[(),( ?????????????????nms vnvumuFvuvuF圖 25 水平、垂直取樣前后的二維頻譜 數(shù)字電視信號參數(shù)的選擇 電視信號的數(shù)字化處理有數(shù)字分量編碼和數(shù)字復(fù)合編碼兩種方式 。 數(shù)字分量編碼方式是對三基色信號 ER，EG和 EB或?qū)α炼刃盘柡蜕钚盘?EY， ERY與 EBY分別進(jìn)行數(shù)字化處理 。 ? 取樣結(jié)構(gòu)是指取樣點在空間與時間上的相對位置，有正交結(jié)構(gòu)和行交叉結(jié)構(gòu)等。在數(shù)字電視中一般采用正交結(jié)構(gòu)，如圖 26(a)所示。這種結(jié)構(gòu)在圖像平面上沿水平方向取樣點等間隔排列，沿垂直方向取樣點上下對齊排列，這樣有利于幀內(nèi)和幀間的信號處理。圖 26(b)所示為行交叉結(jié) 圖 26 取樣結(jié)構(gòu)圖 為了保證取樣結(jié)構(gòu)是正交的 ， 要求行周期 TH必須是取樣周期 Ts的整數(shù)倍 ， 即要求取樣頻率 fs應(yīng)等于行頻 fH的整數(shù)倍 ， 即 Hsfnf ??? 在數(shù)字電視中，亮度信號取樣頻率的選擇應(yīng)該從以下 4 (1) 首先應(yīng)該滿足取樣定理，即取樣頻率應(yīng)該大于視頻帶寬的兩倍。 MH zff us 122 ?? (2) 為了保證取樣結(jié)構(gòu)是正交的，取樣頻率應(yīng)該是行頻 fH的整數(shù)倍，即 Hsfnf ??(3) 為了便于節(jié)目的國際間交流，亮度信號取樣頻率的選擇還必須兼顧國際上不同的掃描格式。 fs =m (4) 編碼后的比特率 Rb=fsn， 其中 n為量化比特數(shù) 。 MH zmfs ??? ? 1． 4∶ 2∶ 2 在 4∶ 2∶ 2格式中，色差信號 Cr和 Cb的取樣頻率均為亮度信號取樣頻率的一半，即 MH zfff ycc br )2/1( ????? 2． 4∶ 4∶ 4 在 4∶ 4∶ 4格式中，色差信號 Cr和 Cb的取樣頻率與亮度信號取樣頻率相同，即 亮度取樣頻率和兩個色差信號的取樣頻率之比為 M
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