數(shù)字電視信號基礎(chǔ)概念-在線瀏覽
2025-07-12 02:14本頁面
【正文】 步驟：抽樣、量化和編碼。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字電視信號的產(chǎn)生 ? 量化 是用有限個幅度近似原來連續(xù)變化的幅度值， 把模擬信號的幅度離散化。 這樣得到的數(shù)字信號可以通過電纜、微波干線、衛(wèi)星通道等數(shù)字線路傳輸 。稱為數(shù)模（ D/A）轉(zhuǎn)換。一般的 D／ A轉(zhuǎn)換器都是根據(jù)這一原理設(shè)計的。 ? 復(fù)合編碼方式：將彩色電視信號作為一個整體進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到一個數(shù)字復(fù)合電視信號； ? 分量編碼方式 ： 對亮度信號和兩個色差信號分別進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到三個數(shù)字分量電視信號。 它的缺點(diǎn)是由于數(shù)字電視的取樣頻率必須與彩色副載波頻率保持一定的關(guān)系，而各種制式的副載波頻率各不相同，難以統(tǒng)一。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字信號的產(chǎn)生 ? 取樣頻率：在選擇取樣頻率時，要考慮以下幾個方面： ? 取樣頻率（ fs）必須大于或等于信號最高頻率（ fm）的二倍 ? 取樣頻率選取為色副載波的整數(shù)倍，即 fs＝ n fsc，這樣可避免取樣信號與色副載波的高次諧波產(chǎn)生的差拍成分串入視頻信號中形成網(wǎng)紋干擾； ? 取樣頻率還必須是行頻的整數(shù)倍，這樣才能實(shí)現(xiàn)固定正交取樣結(jié)構(gòu)。固定正交取樣結(jié)構(gòu)：每一行的樣點(diǎn)正好處于前一場和前一行樣點(diǎn)的正下方，而且與 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字信號的產(chǎn)生 ? 量化：量化過程是把取樣后的信號幅值歸并到有限個幅度等級上，并用一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)來表示。量化誤差的存在會使重現(xiàn)圖像上產(chǎn)生雜波干擾，稱為量化雜波或量化噪聲。在電視信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中，如果 要保證實(shí)際圖像的量化信噪比大于50dB，則量化級數(shù)至少應(yīng)為 256級 ，即 量化比特數(shù)為 8比特 。不過，量化級數(shù)增加后，量化比特數(shù)也相應(yīng)增加，導(dǎo)致數(shù)碼率的增加，這會給后續(xù)的信號處理和傳輸帶來很多困難。例如，設(shè)量化級數(shù)為 256級（ 0～255級），即 8比特量化，若用自然二進(jìn)制碼方式進(jìn)行編碼，則對應(yīng)這 256個量化值，就可用00000000～ 11111111這一組二進(jìn)制碼表示。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字信號的產(chǎn)生 ? 分量編碼的優(yōu)點(diǎn)是編碼與制式無關(guān)，分量編碼方式是將亮度信號和色差信號分別進(jìn)行取樣、量化和編碼，因此不需考慮色副載波的影響。在分量編碼中，亮度信號用較高的碼率傳送，兩個色差信號的碼率可低一些 ，但總的碼率比較高，設(shè)備價格相應(yīng)較貴。 顯然，這種方式下色差信號的水平分解力是亮度信號的一半。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字信號的產(chǎn)生 ? 4:4:4編碼方式：亮度信號和兩個色差信號（或R、 G、 B信號）的取樣頻率均為 ，且取樣結(jié)構(gòu)完全相同。這種方式一般用在對 R、 G、 B信號進(jìn)行數(shù)字化的場合。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字電視信號的數(shù)碼率 ? 數(shù)碼率：在單位時間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量。 在數(shù)字電視中，數(shù)碼率的單位通常為 Mbps，即兆比特 /秒。 ? 取樣頻率越高，量化比特數(shù)越大，數(shù)碼率就越高， 所需要的傳輸帶寬就越寬。 例如 4： 2： 2編碼、 8比特量化的 SDTV信號數(shù)碼率為 216 Mbps。而對于 10比特量化的 HDTV信號來說，其數(shù)碼率達(dá)到 1485 Mbps，所需的傳輸通道帶寬高達(dá) 。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 壓縮的可能性、必要性 ? 數(shù)據(jù)量非常大之后，除了信號傳輸有問題外，信號的存貯也有問題?？梢?，若不壓縮數(shù)據(jù)量，就無法在普通的存儲設(shè)備上實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視信號的存儲。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 壓縮的可能性、必要性 ? 壓縮的可能性：電視信號壓縮的目的是減小數(shù)據(jù)量，降低信號傳輸?shù)臄?shù)碼率。 根據(jù)電視信號的特點(diǎn)及人眼的視覺特性，電視信號中存在很多的冗余部分，去除圖像中那些與信息無關(guān)或?qū)D像質(zhì)量影響不大的部分，這就為圖像壓縮提供了可能性。電視信號的冗余表現(xiàn)在以下幾個部分： S N G技術(shù)培訓(xùn) 壓縮的可能性、必要性 ? 空間相關(guān)性：對于大多數(shù)電視圖像來說，相鄰像素之間、相鄰行之間圖像內(nèi)容變化很小，即具有很大的相關(guān)性（或稱相似性），這種相關(guān)性稱為電視信號的空間相關(guān)性或幀內(nèi)相關(guān)性。 ? 時間和空間相關(guān)性造成了電視信號的冗余，減少這些冗余就可以實(shí)現(xiàn)圖像壓縮。這些多余部分就是視覺冗余。人眼在觀察大面積像塊時，對灰度等級分辨力很高，而對輪廓細(xì)節(jié)的分辨力則較低； 這些說明人眼接收綜合信息的速率有限 。壓縮后的一路數(shù)字電視信號可在通常的模擬電視頻道內(nèi)傳輸，而且還可在一個頻道內(nèi)傳輸多套（ 4～ 6套）數(shù)字電視節(jié)目。 ? 如上所述，電視信號存在多方面的冗余性，因此壓縮時采用的編碼方式也有多種多樣，這些方式可從不同角度進(jìn)行分類編碼。采用這種編碼方式可使接收端解碼后的信息量與發(fā)送端原信息量完全相同，因此再現(xiàn)的圖像也與原圖像嚴(yán)格一致，也即壓縮后的圖像完全可以恢復(fù)或無損傷。但如果視覺上能夠接受甚至覺察不出質(zhì)量的降低，則這種壓縮就是可行的。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字電視信號的壓縮編碼 ? 幀間壓縮編碼 ：又稱時間冗余壓縮編碼。這種方式對于靜止圖像或緩慢運(yùn)動圖像有很強(qiáng)的壓縮能力，但對于快速運(yùn)動圖像，由于其時間相關(guān)性降低，因此壓縮能力也相應(yīng)減弱。這種編碼方式是在一幀（或一場）內(nèi)進(jìn)行的，它利用了電視圖像信號的空間相關(guān)性來消除一幀（或一場）內(nèi)圖像的冗余信息。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字電視信號的壓縮編碼 ? 預(yù)測編碼 ：預(yù)測編碼的目的是消除圖像信息的空間相關(guān)性（幀內(nèi)預(yù)測）和時間相關(guān)性（幀間預(yù)測）。如果只選取前一個像素來預(yù)測當(dāng)前像素，稱為前值預(yù)測；若選取同一行內(nèi)前幾個像素來預(yù)測當(dāng)前像素，稱為一維預(yù)測；若選取同一行及上一行內(nèi)若干個像素來預(yù)測當(dāng)前像素，稱為二維預(yù)測。如果除了選取同一行及上一行內(nèi)相鄰像素外，還選取上一幀相關(guān)位置上的像素來預(yù)測當(dāng)前像素，則稱為三維預(yù)測，也即幀間預(yù)測。在空間上相關(guān)性很強(qiáng)的圖像信號在變換域上表現(xiàn)為在某些特定區(qū)域內(nèi)能量很集中，即變換系數(shù)矩陣具有某種規(guī)律性。 S N G技術(shù)培訓(xùn) 數(shù)字電視信號的壓縮編碼 ? 熵編碼 ：熵編碼是一種無損壓縮編碼方式。熵編碼的目的就是去除熵冗余，使平均碼長接近熵值，從而實(shí)現(xiàn)壓縮碼率。 S N G技術(shù)培訓(xùn)
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