数字电视基础概述
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率分别是多少?(SD/HD) 5. 我国HDTV标准的主要参数 6. 标清和高清信号的数据率(码率)的计算
3
8.1 概述
数字电视DTV的概念、发展、分类、优势
模拟电视的缺陷
1. 亮度分解力不足,清晰度低,分辨率差。 2. 色度分解力不足,色彩无细节,欠柔和。 3. 频谱间置造成亮度和色度间串扰。 4. 隔行扫描引起并行、蠕动、闪烁等现象。 5. 三大制式互不兼容。 6. 频带利用率低,逆程不能传送有用信息。
13
8.2 数字电视信号的产生
数字化方式
15源自文库
1、复合编码方式:将彩色电视信号作为一
个整体进行取样、量化和编码,得到一个数字 复合电视信号;
模拟全 信号
A/D
数字信号 处理
D/A
模拟全 信号
数字化方式
16
2、分量编码方式:对亮度信号和两个色差
信号分别进行取样、量化和编码,得到三个数 字分量电视信号。
模拟全 信号
A/D
数 Y 数Y 数
字
字
字
亮 R-Y 信 R-Y 信
色
号
号
分 离
B-Y
处 理
B-Y
编 码
D/A
模拟全 信号
复合编码和分量编码比较
1、“复合编码”与电视制式有关 “分量编码”与电视制式无关
2、在节目后期制作中:
“复合”需解码 “分量”无需解码
3、传输时:
“复合”由于频分复用,产生亮,色串扰 “分量”采用时分复用,无亮,色串扰
目前,基本都采用分量编码方式。
17
8.2.2 分量编码方式---取样
取样结构:指取样点在画面上相对于空间和时间 的分布规律。
固定正交取样结构:每一行的样点正好处于前一 场和前一行样点的正下方,而且与前一帧的样点 重合。样点位置在垂直方向上逐行、逐场对齐, 排成一列列直线的取样结构。
18
1、取样
4. 节省码率:f s尽量靠近2fm。
综合考虑后,分量编码中亮度信号的取样频率选取 为13.5MHz。
19
1、取样
对于625行/50场系统,亮度信号每行的取 样点数为:
13.5MHz 864 15625Hz
对于色差信号,考虑到人眼视觉特性,对两个 色差信号的采样频率可以小于亮度信号,一般 选取为亮度信号取样频率的一般就足够。
10
四种电视的视觉效果
LDTV:对应于现有VCD的图像分辨率。 SDTV:图像质量相当于演播室水平,显示图像分辨率为
727×576(PAL 制)或720×480(NTSC制),这是一种普及型 数字电视,成本较低,具备数字电视的各种优点; HDTV:图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平,显 示图像分辨率达1920×1080,幅型比为16:9,适合大屏幕 观看; 4K电视:标准显示为3840×2160,是全高清(1920*1080)的 4倍;高清(1280*720)的9倍。在此分辨率下,观众将可以 看清画面中的每一个细节,每一个特写。
5
模拟电视缺陷的原因
1. 采用复合信号传输。 2. 采用窄带传送色度信号。 3. 频带利用率受滤波器性能限制。 4. 采用隔行扫描。 5. 选用的行、场频率低。
6
数字电视DTV
数字电视:将模拟电视信号数字化,然后进
行各种处理(如编码、调制、传输、存储等) 的电视系统。
三个阶段:
第一阶段:单独的局部设备数字化; 第二阶段:数字整机电视设备,如数字录像机、数
12
数字电视的优点(P202)
1、抗干扰能力强,在复制或传输等处理过程 中,噪声不会累积。
2、数字信号稳定可靠,易于实现存储、计算 机处理、网络传输等功能。
3、可充分利用信道容量,频谱资源利用率高。 4、收到的电视图像和声音质量接近演播室质
量。 5、便于加密处理 6、节省发送功率,覆盖范围广 7、便于构成综合数字网和综合业务数字网
两个色差信号选取不同的采样频率,会构成不 同的分量编码结构,即不同的分量编码方式。
20
分量编码的取样结构
图像采样中,对色差信号使用的采样频率比对 亮度信号使用的采样频率低。
21
分量编码四种方式
1 、4:4:4 编码方 式 :亮 度信号 和两个 色差信 号 (或R、G、B信号)的取样频率=13.5MHz,且 取样结构完全相同。这种方式下,三个信号具有 相同的水平和垂直分解力。一般用在对R、G、B 信号进行数字化的场合。
9
数字电视系统的分类(P202)
(1)按信号传输方式分类:
地面无线传输数字电视(地面数字电视) 卫星传输数字电视(卫星数字电视) 有线传输数字电视(有线数字电视)
(2)按业务和质量分类:
低清晰度电视LDTV(图像水平清晰度大于250 线) 标准清晰度电视SDTV(图像水平清晰度大于500线) 高清晰度电视HDTV(图像水平清晰度大于800 线) 超高清4K电视
字信号处理摄像机等; 第三阶段:数字电视技术从单个设备向整个系统发
展,开始进行数字电视或数字高清晰度电视系统的 播出。
7
数字电视是一个系统概念
在全数字环境中完成电视节目生产和流通的全过程。
8
数字 素材采集
数字 节目制作
数字
存储检索 数字
节目播出 数字
信号传输 数字
节目发行
数字 电视广播
数字电视广播系统框图
第8章 数字电视基础
主要内容
8.1 概述 8.2 数字电视信号的产生 8.3 数字高清晰度电视 8.4数字电视信号的压缩 8.5数字电视信号的误码控制
2
1. 模拟电视的缺点、数字电视的优点 2. 数字电视系统的分类 3. 复合编码、分量编码 4. 分量编码四种方式、亮度和色差信号的取样频
11
SDTV和HDTV
三代电视:第一代电视-黑白电视,第二代
电视-彩色电视,第三代电视-高清晰度电视 (HDTV)。 1、SDTV:指对传统的模拟电视信号进行数字 化后得到的信号。标准清晰度数字电视系统具 有和模拟电视系统相同或相似的扫描格式和参 数; 2、HDTV:新一代的电视系统,其性能和指标 都远远超过了标准清晰度电视,扫描格式及参 数也完全不同于传统的模拟电视系统。
分量编码取样频率需要满足4个要求:
1. 取样定理:当亮度信号的上限频率为fm=6MHz时,取样
频率要求≥2 fm=12MHz;
2. 实现固定正交取样结构: f s=n×fH (行频的整数倍) ; 3. 同时兼容两种扫描系统(625行/50场和525行/60场):
f s=m×2.25MHz( 2.25MHz的整数倍);
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8.1 概述
数字电视DTV的概念、发展、分类、优势
模拟电视的缺陷
1. 亮度分解力不足,清晰度低,分辨率差。 2. 色度分解力不足,色彩无细节,欠柔和。 3. 频谱间置造成亮度和色度间串扰。 4. 隔行扫描引起并行、蠕动、闪烁等现象。 5. 三大制式互不兼容。 6. 频带利用率低,逆程不能传送有用信息。
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8.2 数字电视信号的产生
数字化方式
15源自文库
1、复合编码方式:将彩色电视信号作为一
个整体进行取样、量化和编码,得到一个数字 复合电视信号;
模拟全 信号
A/D
数字信号 处理
D/A
模拟全 信号
数字化方式
16
2、分量编码方式:对亮度信号和两个色差
信号分别进行取样、量化和编码,得到三个数 字分量电视信号。
模拟全 信号
A/D
数 Y 数Y 数
字
字
字
亮 R-Y 信 R-Y 信
色
号
号
分 离
B-Y
处 理
B-Y
编 码
D/A
模拟全 信号
复合编码和分量编码比较
1、“复合编码”与电视制式有关 “分量编码”与电视制式无关
2、在节目后期制作中:
“复合”需解码 “分量”无需解码
3、传输时:
“复合”由于频分复用,产生亮,色串扰 “分量”采用时分复用,无亮,色串扰
目前,基本都采用分量编码方式。
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8.2.2 分量编码方式---取样
取样结构:指取样点在画面上相对于空间和时间 的分布规律。
固定正交取样结构:每一行的样点正好处于前一 场和前一行样点的正下方,而且与前一帧的样点 重合。样点位置在垂直方向上逐行、逐场对齐, 排成一列列直线的取样结构。
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1、取样
4. 节省码率:f s尽量靠近2fm。
综合考虑后,分量编码中亮度信号的取样频率选取 为13.5MHz。
19
1、取样
对于625行/50场系统,亮度信号每行的取 样点数为:
13.5MHz 864 15625Hz
对于色差信号,考虑到人眼视觉特性,对两个 色差信号的采样频率可以小于亮度信号,一般 选取为亮度信号取样频率的一般就足够。
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四种电视的视觉效果
LDTV:对应于现有VCD的图像分辨率。 SDTV:图像质量相当于演播室水平,显示图像分辨率为
727×576(PAL 制)或720×480(NTSC制),这是一种普及型 数字电视,成本较低,具备数字电视的各种优点; HDTV:图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平,显 示图像分辨率达1920×1080,幅型比为16:9,适合大屏幕 观看; 4K电视:标准显示为3840×2160,是全高清(1920*1080)的 4倍;高清(1280*720)的9倍。在此分辨率下,观众将可以 看清画面中的每一个细节,每一个特写。
5
模拟电视缺陷的原因
1. 采用复合信号传输。 2. 采用窄带传送色度信号。 3. 频带利用率受滤波器性能限制。 4. 采用隔行扫描。 5. 选用的行、场频率低。
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数字电视DTV
数字电视:将模拟电视信号数字化,然后进
行各种处理(如编码、调制、传输、存储等) 的电视系统。
三个阶段:
第一阶段:单独的局部设备数字化; 第二阶段:数字整机电视设备,如数字录像机、数
12
数字电视的优点(P202)
1、抗干扰能力强,在复制或传输等处理过程 中,噪声不会累积。
2、数字信号稳定可靠,易于实现存储、计算 机处理、网络传输等功能。
3、可充分利用信道容量,频谱资源利用率高。 4、收到的电视图像和声音质量接近演播室质
量。 5、便于加密处理 6、节省发送功率,覆盖范围广 7、便于构成综合数字网和综合业务数字网
两个色差信号选取不同的采样频率,会构成不 同的分量编码结构,即不同的分量编码方式。
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分量编码的取样结构
图像采样中,对色差信号使用的采样频率比对 亮度信号使用的采样频率低。
21
分量编码四种方式
1 、4:4:4 编码方 式 :亮 度信号 和两个 色差信 号 (或R、G、B信号)的取样频率=13.5MHz,且 取样结构完全相同。这种方式下,三个信号具有 相同的水平和垂直分解力。一般用在对R、G、B 信号进行数字化的场合。
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数字电视系统的分类(P202)
(1)按信号传输方式分类:
地面无线传输数字电视(地面数字电视) 卫星传输数字电视(卫星数字电视) 有线传输数字电视(有线数字电视)
(2)按业务和质量分类:
低清晰度电视LDTV(图像水平清晰度大于250 线) 标准清晰度电视SDTV(图像水平清晰度大于500线) 高清晰度电视HDTV(图像水平清晰度大于800 线) 超高清4K电视
字信号处理摄像机等; 第三阶段:数字电视技术从单个设备向整个系统发
展,开始进行数字电视或数字高清晰度电视系统的 播出。
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数字电视是一个系统概念
在全数字环境中完成电视节目生产和流通的全过程。
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数字 素材采集
数字 节目制作
数字
存储检索 数字
节目播出 数字
信号传输 数字
节目发行
数字 电视广播
数字电视广播系统框图
第8章 数字电视基础
主要内容
8.1 概述 8.2 数字电视信号的产生 8.3 数字高清晰度电视 8.4数字电视信号的压缩 8.5数字电视信号的误码控制
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1. 模拟电视的缺点、数字电视的优点 2. 数字电视系统的分类 3. 复合编码、分量编码 4. 分量编码四种方式、亮度和色差信号的取样频
11
SDTV和HDTV
三代电视:第一代电视-黑白电视,第二代
电视-彩色电视,第三代电视-高清晰度电视 (HDTV)。 1、SDTV:指对传统的模拟电视信号进行数字 化后得到的信号。标准清晰度数字电视系统具 有和模拟电视系统相同或相似的扫描格式和参 数; 2、HDTV:新一代的电视系统,其性能和指标 都远远超过了标准清晰度电视,扫描格式及参 数也完全不同于传统的模拟电视系统。
分量编码取样频率需要满足4个要求:
1. 取样定理:当亮度信号的上限频率为fm=6MHz时,取样
频率要求≥2 fm=12MHz;
2. 实现固定正交取样结构: f s=n×fH (行频的整数倍) ; 3. 同时兼容两种扫描系统(625行/50场和525行/60场):
f s=m×2.25MHz( 2.25MHz的整数倍);