数字电视实验报告

表4
Cov Filter
Half D1
D1
SIF
QSIF
Slice Screen
2/3D1
3/4D1
图像清晰度
正常
正常
图像下移3/8
图像下移3/8，模糊
图像下移1/8
正常
更清晰
2.实验要求：
（1）分析不同图像格式对图像清晰度的影响，并说明图像格式在视频信源编码中的作用。
答：图像格式对图像清晰度的影响如表4所示，不同的图像格式规定了不同的亮度分量和色度分量的像素数/行、行数/帧，适应于不同的编解码器。
2.实验要求：
分析当图像子采样模式变化时图像质量变化的原因，并说明图像子采样模式对视频信源编码的作用。
答：4:2:2模式中两个色差采样点数最多，因此这种采样模式图像信号质量最好，相对于4:1:0模式中两个色差采样点数最少，因此这种采样模式图像信号质量最差。图像子采样模式不同，视频信源编码时所获得的数据量就不同，编码所需要的时间也不同。
（2）根据所学知识，分析不同的图像格式适合于哪些应用，并举例说明自己所知视频产品所使用的图像格式。
答：QSIF用于可视电话，D1用于DVD。
实验九图像格式实验
第四章、音频MPEG编解码实验
实验一MPEG音频层实验1
1.实验结果：
（1）将MPEG1音频设置为“Layer 2”，音频采样率设置为“44.1KHz”，音频比特率设置为“64kbps”，将MPEG1音频设置为“Layer 1”，其它设置不变，与“Layer 2”的音频质量进行比较，记录比较的结果。改为“Layer 1”后，声音变低沉，变模糊。
表2
n的值
画面质量
伴音
2
非常模糊、不流畅、卡
正常
4
较模糊、较流畅、时而清晰时而模糊
正常
8
较清晰、流畅
正常
16
清晰、流畅
正常
32
非常清晰、非常流畅
正常
2.实验要求：
（1）分析说明当编码速率从低到高变化的过程中，图像和伴音的质量是如何变化的，并说明其原因。
答：当编码速率从低到高变化时，图像质量变好，伴音质量没有明显变化。因为编码速率越快，编解码延时越小，图像质量也越好。
音频采样率
32KHz
44.1KHz
48KHz
音频采样时钟信号对应的周期
22.67us
22.67us
22.67us
2.实验要求：
(1)比较分析音频采样率对MPEG音频编码的作用和影响。
答：音频采样率对MPEG音频编码无明显的影响。
（2）将MPEG音频设置为“Layer 2”，音频采样率设置为“44.1KHz”，音频比特率分别设为32kbps、64kbps和96kbps，收听不同音频比特率时的音频质量。比较分析音频比特率对MPEG音频编码的作用和影响。
数字电视实验报告
实验名称：MPEG视频编解码&音频MPEG编解码实验
&H.264实验内容
姓名：xx
班级：电子1002
时间：2015年5月16日
第三章、MPEG视频编解码
实验一节目码流和传输码流实验
1.实验要求：
根据所学知识，对上述观察到的现象做出解释。分析节目码流和传输码流这两种模式的基本作用，它们对画面质量有无影响。
答：改变编码速率，加大速率可减小延时。
实验四视频帧结构实验
1.实验结果：将系统模式设置为“MPEG2”,编码模式设置为“MPEG2 TS”，GOP模式设置为“IPPPPPPPP”，编码速率设置为“8”。此时视频编码器工作在MPEG-2编码，传输码流模式。只改变GOP模式，观察并记录电视监视器上的画面质量和编解码延时列于表1。
实验五视频编码速率实验
1.实验结果：将系统模式设置为“MPEG2”,编码模式设置为“MPEG2 TS”，GOP模式设置为“IPPPPPPPP”，编码速率设置为“8”。此时视频编码器工作在MPEG-2编码，传输码流模式。系统支持的编码速率为：n×256Kbps（n为从2到57的正整数），分别取n为2、4、8、16和32作为系统编码速率项的设置值，观察并记录监视器上的视频画面和伴音有何变化，结果如表2所示。
表1
GOP模式
画面质量
编解码延时
IPPPPPPPP
清楚
11.70ms
IIIIIIIII
模糊
17.60ms
IBIPBPBPB
更模糊
2.000ms
IBBPBBPBB
较清晰
5.000ms
2.实验要求：
（1）分析并比较在不同GOP模式下电视画面质量为何不同。
答：I帧编码图像为：帧内编码图像，延时最小；P帧编码图像为：前向预测编码图像，延时一般；B帧编码图像为：双向预测编码图像，延时最大；所以GOP模式中含有的I、P、B不同，画面质量也就不同。
实验八图像格式实验
1.实验结果：将GOP模式设为“IPPPPPPPP”，GOP长度设为“15”，Cov Filter设为“Half D1”，Filter Mode设为Standard，将Cov Filter分别设为“D1” 、“SIF”、“QSIF”、“Slice Screen”、“2/3D1”和“3/4D1”，观察并记录不同图像格式时的图像清晰度的变化。如表4所示。
NTSC下30、20、15、10、5、1，图像随帧率的变小而变卡。
（2）调节编码速码率对看对图像的影响。
推荐码率：D1下(2048、1024、512、256、128)，图像随编码速码率的变小而变卡。
（2）将MPEG音频设置为“Layer 2”，音频比特率设置为“64kbps”，音频采样率分别设为“32KHz”、“44.1KHz”和“48KHz”，收听不同音频采样率时的音频质量，同时用示波器测量音频采样时钟，在示波器观察音频采样时钟信号，测量并记录音频采样时钟信号对应的周期。结果如表5所示。
表5
实验三视频编解码延时实验
1.实验结果：此时的时延差为14.70ms。
2.实验要求：
（1）分析视频编解码器的输入和输出产生时延差的原因。
答：视频需要经过编码器进行编码然后再传输，然后再解码，最后输出，每个过程都需要一定的时间，所以会产生延时。
（2）如果要减小视频编解码延时，尽可能地实现视频信号实时传输，可采取什么方法？
实验三H.264编码图像和制式的设定实验
分别将编码图像更改为D1、HD1、CIF看一看图像效果。
实验四H.264抓图和录像实验
了解抓图和录像的功能；了解抓图和录像功能在下面的实给中的作用。
实验五H.264视频编码参数实验
（1）调节帧率，察看对图像的影响。
推荐帧率：PAL下25、20、15、10、5、1，图像随帧率的变小而变卡。
表3
GOP长度
15
10
20
30
40
编解码延时
9.200ms
13.40ms
17.40ms
22.20ms
25.00ms
2.实验要求：
分析GOP长度对编解码延时和图像质量的影响，并说明GOP长度对视频信源编码的作用。
答：通常认为MPEG-2的GOP长度越长，图像压缩效率越高，也即在同码流同编码格式前提下还原图像质量越高，延时越大。
DUAL CHANNEL：双声道，声音有立体感，方位感；
SINGAL CHANNEL：单声道，声音有立体感，方位感。
2.实验要求：
（1）分析预加重和ES对改善音频质量的作用。
答：相比没有预加重时，声音更清晰，噪声更少；
STEREO：立体声，声音有立体感，方位感；
JIONT STEREO：联合立体声，声音有立体感，方位感；
（2）分析并比较在不同GOP模式下编解码延时为何不同，根据所掌握的知识，写出你所知道的影响编解码延时的各种因素。
答：I帧编码图像为：帧内编码图像，延时最小；P帧编码图像为：前向预测编码图像，延时一般；B帧编码图像为：双向预测编码图像，延时最大；所以GOP模式中含有的I、P、B不同，编解码延时就不同。除GOP模式外，编码速率也影响编解码延时。
答：音频比特率越大，音频质量更好，声音更悦耳、动听、清晰。音频比特率越大，音频编码所收到的音频数据与本来的声音的误差更小，所以音频质量更好。
实验二MPEG音频层实验2
1.实验结果：
（1）将ES模式设置为“STEREO”，PES标志设为“C0”，预加重分别设为“没有预加重”、“50/15us”和“CCITT J.17”，收听预加重时的音频质量。相比没有预加重时，声音更清晰，噪声更少。
图1
H.264实验内容
实验一视频显示的参数调整
1.实验要求：
记录不同参数值时图像的变化，并分析结果。
答：改变基本设置的亮度时，图像的明暗程度有改变；改变对比度时，图像的色差有改变；改变色饱和度时，每种颜色有改变；改变色调时，图像颜色有改变。
实验解码板的，解码板正确收到此包后，还原成视音频。
（2）将预加重设置为“没有预加重”，PES标志设为“C0”，ES模式分别设为“STEREO”, “JIONT STEREO”,“DUAL CHANNEL”,“SINGAL CHANNEL”，收听不同ES模式时的音频质量的变化。
STEREO：立体声，声音有立体感，方位感；
JIONT STEREO：联合立体声，声音有立体感，方位感；
DUAL CHANNEL：双声道，声音有立体感，方位感；
SINGAL CHANNEL：单声道，声音有立体感，方位感。
（2）将预加重设置“没有预加重”，ES模式设置为“STEREO”，PES标志设为“C0”。用双踪示波器的两个通道同时测量音频的输入和输出信号，在示波器上观察音频输入和输出信号的差别。
答：输入输出波形如图1所示，输出相对于输入有延迟，输出变化幅度较大，输入较平稳。
（2）分析说明当编码速率从低到高变化的过程中，图像编解码延时有无变化，分析其原因。