第一章 绪论(09数媒)

量化比特数每增1bit，SNR提高6dB； 但n增大，码率增大； 所以，一般视频信号采用8bit、10bit量化， 要求较高的用12bit。系统设计时，一般比特 高的环节放在系统前端，减小噪声累积效果。
三、预备知识
影响量化信噪比的因素

信号带宽限制到fmax，可使信噪比提高 可见，fs越大，信噪比越高； Vq 20 lg 信号幅度未占满整个量化范围时，信噪比下降 VW VB 可见， Vq 越大，信噪比越低；
三、预备知识
抽样产生的信号损伤： ① 混叠效应

抽样频率未满足奈奎斯特准则，恢复信号中包含混叠 分量，恢复图像产生混叠失真，表现为莫尔条纹干扰 解决办法：提高抽样频率，过抽样； 前置滤波，限制高频；
三、预备知识
②
孔阑效应


理想抽样信号脉冲宽度为无穷窄，实际设备的抽 样脉冲宽度有限，孔阑效应产生高频衰落，表现 为图像细节模糊 1 解决办法：抽样脉冲宽度尽量小 T ； 2 fm D/A后进行高频补偿；
Q
Q

量化信噪比（假设均匀量化） ：

信号峰峰值S=2nQ，量化噪声有效值
N rms
Q 12
S 2n Q 20 lg (6.02n 10.8)dB Q N rms 12
三、预备知识
量化比特数的选择
二进制量化比特数n=log2M，
S 2n Q 20 lg (6.02n 10.8)dB Q N rms 12
数字电视 摄录编技术
广播电视工程系：张亚娜
教学目的和要求 课程基本情况 课内要求 实验要求 考核方法

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教学目的和要求

教学目的
通过详细阐述电视节目制作的系统结构和主要
设备的工作原理，使学生掌握从视频信号的获 取、产生和处理到节目的制作、存储和管理的 整个电视节目制作过程。

教学要求
学生能够运用所学的专业知识进行电视节目制
作的系统架构、设备操作使用和调测维护等工 作，并能够跟进最新的电视节目制作络的设计 理念和实现技术。
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课程基本情况

专业课，40学时（课内24＋实验16）/ 2学分

先修课程：电路分析基础 、数字信号处理A、通 信原理A、电视原理A 上课时间： 周三下午7、8节 48#304
2、录像机 Recorder 数据记录 存储设备 3、编辑系统 Editing system 节目生成（镜头组接、画面生成、特效制作） 后期制作
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切换台
一、位置和作用

CCU & RCP
Camera Control Unit & Remote Control Panel 一般放置在演播室的控制室（Production control room，PCR） 用途：
2.
3.
4.
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实验 实验一：摄像技术
时间 第4周，周三5-8节
备注 分 5组，户外拍摄。 （借设备找王鸿涛 老 师 ， 电 话 13811651365） 分5组，主楼7层 704 -DVCAM对编机房
实 验 二 ： 线 性 编 辑 第6周，周一5-8节 技术
实 验 三 ： 非 线 性 编 第7周，周一5-8节 主楼503机房 辑技术 实 验 四 ： 演 播 室 技 第14周，周四5-8节 45#（二层）高清演 术 播室
考核方法
平时成绩，20% 实验成绩，20% 期末成绩：60%

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第一章 绪论
主要内容
摄录编的位置和作用 摄录编的历史和发展 预备知识

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目录
摄录编的位置和作用 摄录编的历史和发展 预备知识

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一、位置和作用
1、摄像机 Camrecorder 视频源、素材采集 前期制作
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三、预备知识
②
颗粒杂波


如果小信号的量化区间太大，造成量化噪声太大，使 得小信号区域图像信噪比不足，表现为图像在这个区 域内出现颗粒状的杂波。 解决办法： 采用非线性量化，即摄像机减小小信号的量化区 间。数字摄像机信号处理大都通过非线性量化提 高小信号信噪比，同时也满足了ｒ矫正的需求。 采用压缩扩张的编解码方法，即在量化前先利用 非线性器件将信号电平高的部分进行压缩，然后 量化编码，解码D/A后的模拟信号再通过非线性器 件对大幅信号进行扩张，恢复到原比例关系。这 种方法扩大了小信号的动态范围，等效于“小信 号细量化，大信号粗量化”。
三、预备知识
２、量化（幅度离散化） 线性量化（均匀量化） 量化间距Q都相等，信号动态范围S 则量化级数M=S/Q，所需二进制比特数n=log2M
非线性量化 A律13折线， 律

三、预备知识

量化误差（量化噪声）：

大都采用四舍五入，如 [nQ , nQ ] nQ 最大误差为Q/2 2 2 不可逆！
VW VB
fs 10 lg 2 f max
所以，量化信噪比修正为
Vq S 2n Q fs 20 lg (6.02n 10.8 10 lg 20 lg )dB Q N rms 2 f max VW VB 12
三、预备知识
量化产生的信号损伤：
①
伪轮廓


如果信号量化区间太大，图像大面积缓慢变化时，能 够看出不连续的跳变，即在图像的缓变区出现从一个 量化电平到另一个量化电平之间的轮廓线，实际上就 是图像的等量化电平线，这种轮廓线是原图像所没有 的，称为伪轮廓，即轮廓效应。 解决办法：利用随机高斯噪声信号发生器产生适当的 颤动信号，叠加到原图像信号中，人们便察觉不到轮 廓效应的存在。数字电视中使用最多的颤动信号是频 率为抽样脉冲的1/2，峰峰值为量化间隔的1/2的方波 信号。
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三、预备知识
３*、压缩编码（MPEG、JPEG等）
编码产生的信号损伤: ① 差分脉冲编码DPCM

量化误差累积； 边缘清晰度临界，即当被预测值处于图像突变边缘时， 往往产生较大的预测误差； 二次量化时高频信息的丢失，表现为“块效应”。
②
③
变换编码DCT

运动补偿

画面活动剧烈时，预测效果较差，“块效应”明显， 表现为运动物体边缘的“蚊音效应”。
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作业
1.
2.
抽样和量化可能带来的信号损伤分别有哪 些？解决的方法有哪些？ 拍摄一幅均匀黑白条纹图像，信号频率为 f=7.6 MHz（基波），抽样频率为 fs=15MHz，图像上产生的混叠干扰差频 为多少Hz？
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摄录编的位置和作用 摄录编的历史和发展 预备知识

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二、历史和发展
高清 数字化
微电子 机械
1920
返回
电子管
1960
晶体管
2000
LE VTR
CMX 600
NLE NET 蓝光盘
VDR
光盘
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P2
返回
目录
摄录编的位置和作用 摄录编的历史和发展 预备知识
1.
摄像技术：了解摄像机的功能与基本结构，节目拍摄的 流程和基本技巧；为实验二提供制作素材。4小时。 线性编辑：掌握数字录像机、编辑机的使用，线性编辑 的流程与特点。4小时。 非线性编辑：掌握非线性编辑的工作流程，了解非线性 编辑软件的基本功能和基本技巧。4小时。 高清演播室实验：了解高清演播室系统的基本构成、各 部分功能和信号流程；了解演播室节目制作流程和制作 工艺；了解高清演播室内主要设备的基本操作。4小时。
远程遥控摄像机，可实现摄像机的部分甚至全部操 作，如光圈控制、白平衡调整等。 提供了摄像机与演播室各设备之间的接口连接。

CCU
Operator, Vision Controller or (in some cases) a Technical Director (TD)
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目录
信号的恢复：ＬＰ G()
F () G() FS ()

f (t ) g (t ) f S (t )
三、预备知识
抽样要求： ① 满足奈奎斯特准则： f S 2 f m


抽样频率高有利于ＬＰ的设计 从时域看，待补足的样点值少； 从频域看，可滚降区域增大； 抽样频率高有利于提高量化信噪比

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三、预备知识
数字信号的产生？ 数字化：
抽样 本质： 时间离散化幅度离散化 提高有效性和可靠性
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量化

编码
三、预备知识
a.模拟信号示意图
b. 连续时间信号
c. 离散时间信号
d. 数字信号
三、预备知识
１、抽样（时间离散化）：抽样函数 (t )
f S (t ) f (t ) T (t ) 1 FS () F ( ) T ( ) 2
参考教材：《数字电视制播技术》，张琦等，中 国广播电视出版社


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课内要求（安排）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课堂听讲 课堂考勤； 课堂秩序；
作业 请用作业本 交流方式 电子邮件zynjenny@cuc.edu.cn 、作业本等 主楼507，电话65779091


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实验要求（安排）
② ③
抽样点位置分布应成正交结构 行、场、帧的样点数为整数
三、预备知识
例： ITU-601 625/50标准 亮度信号Ｙ的抽样频率fs=13.5MHz ① fs=13.5MHz => fm<6.75MHz ② 分量信号样点结构 4:2:2
fs=13.5MHz，Cr=Cb=6.75MHz 数字演播室的制播设备及国际节目交换


4:4:4

fs=Cr=Cb=13.5MHz 数字信号发生器，高级后期制作，复杂的信 号处理设备 ©TVED CUC
三、预备知识

4:2:0
fs=13.5MHz，Cr=Cb=6.75MHz（水平）
4:2:2内插样值，降低了垂直方向的数据率
MPEG压缩数字信号系统
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