数字电视原理与应用第03章精品PPT课件
合集下载
数字电视原理与应用培训课件
业活动，方便消费者的购物需求。
数字电视酒店服务
03
在酒店中利用数字电视提供客房服务、餐饮预订、旅游推荐等
服务，提升酒店的服务质量和客户满意度。
数字电视在公共领域的应用
数字电视公共信息发布
通过数字电视发布政府公告、公共安全信息、交通信息等公共 信息，提高信息传递的覆盖率和时效性。
数字电视文化宣传
利用数字电视宣传和展示文化遗产、艺术作品、展览活动等，丰 富公众的精神文化生活。
数字电视会议与培训
通过数字电视实现远程会议、在线培训等公共服务，提高工作效 率和节约成本。
05
数字电视的未来发展
高清数字化趋势
高清电视节目比例逐渐增加，数字化技术可以提高节目清晰度和质量，满足人们 对高清画质的需求。
数字化技术可以提高电视节目的抗干扰能力和稳定性，保证观众能够更加流畅地 收看节目。
数字电视的应用场景
01
02
03
家庭应用
数字电视已经成为家庭娱 乐的重要组成部分，提供 高清节目、视频点播、网 络浏览等功能。
商业应用
数字电视在商业领域也有 广泛的应用，如酒店、商 场、医院等场所提供电视 服务。
公共领域应用
在公共领域，如公共交通 工具上，数字电视也得到 了广泛应用，提供新闻、 广告等信息服务。
家庭共享
实现多台设备共享数字电视的会员权益，提高资源利用效率。
感谢您的观看
THANKS
Hale Waihona Puke 像的色彩还原度和图像质量有影响。
音频编码技术
音频压缩算法
数字电视的音频编码通常采用 MP2、AAC等压缩算法，这些 算法能够有效地减少音频数据 量，从而降低存储空间和传输
带宽的需求。
数字电视原理与应用课件
因此该码集的最小码距为2，即dmin=2 000、001、110三个码组相比较，码距有1和2
两个值，dmin=1 最小码距是码的一个重要参数， 它是衡量码检
错、纠错能力的依据。
8
数字电视中的纠错编码原理, class 08
数字电视原理与应用
1、纠错编码的基本原理——分组码
分组码一般可用(n,k)表示。其中，k是每组二进 制信息码元的数目，n是编码码组的码元总位数， 又称为码组长度，简称码长。n-k=r为每个码组
2
数字电视中的纠错编码原理, class 08
数字电视基本原理
数字电视原理与应用
视频压缩原理
——第5章
MPEG-2视频编码部分及其测量 ——第4,6,11章
MPEG-2音频编码部分及其测量 ——第7章
MPEG-2系统部分及其测量
——第3,9,10章
数字调制基础
——第12章
数字电视中的纠错编码原理
10
数字电视中的纠错编码原理, class 08
1、纠错编码的基本原理
数字电视原理与应用
编码纠检错能力与最小码距之间的关系：
但是如果发送信息送进信道之前，在每个编 码之后附加一位冗余码，变成用两位编码 “11“表示”晴“，“00”表示“雨”，则 在传输过程中由于干扰造成信息编码中一位 码发生差错，错成“10”（或“01”）时， 由于“10”或“01”都是发送端不可能出现 的编码，接收端就能发现差错，但此时并不 能判断出差错是第一比特还是第二比特，因 此不能自动纠错
课程安排
数字电视原理与应用
1
数字电视概述
•电视技术的发展历程 •模拟电视原理 •数字电视的发展
2
数字电视基本原理
两个值，dmin=1 最小码距是码的一个重要参数， 它是衡量码检
错、纠错能力的依据。
8
数字电视中的纠错编码原理, class 08
数字电视原理与应用
1、纠错编码的基本原理——分组码
分组码一般可用(n,k)表示。其中，k是每组二进 制信息码元的数目，n是编码码组的码元总位数， 又称为码组长度，简称码长。n-k=r为每个码组
2
数字电视中的纠错编码原理, class 08
数字电视基本原理
数字电视原理与应用
视频压缩原理
——第5章
MPEG-2视频编码部分及其测量 ——第4,6,11章
MPEG-2音频编码部分及其测量 ——第7章
MPEG-2系统部分及其测量
——第3,9,10章
数字调制基础
——第12章
数字电视中的纠错编码原理
10
数字电视中的纠错编码原理, class 08
1、纠错编码的基本原理
数字电视原理与应用
编码纠检错能力与最小码距之间的关系：
但是如果发送信息送进信道之前，在每个编 码之后附加一位冗余码，变成用两位编码 “11“表示”晴“，“00”表示“雨”，则 在传输过程中由于干扰造成信息编码中一位 码发生差错，错成“10”（或“01”）时， 由于“10”或“01”都是发送端不可能出现 的编码，接收端就能发现差错，但此时并不 能判断出差错是第一比特还是第二比特，因 此不能自动纠错
课程安排
数字电视原理与应用
1
数字电视概述
•电视技术的发展历程 •模拟电视原理 •数字电视的发展
2
数字电视基本原理
电视原理3.ppt
第3章 彩色电视信号的传输
(a) fH
2fH
3fH
(a)
f
SC
4fH
f
(b)
fSC－ 3fH
fSC－fH
fSC＋fH
fSC＋ 3fH
f
(b)
fSC
(c)
fSC－ 3fH
fSC－fH 3-2 频谱交错
(a) 色差信号频谱； (b) 色度信号频谱； (c) 频谱交错
B－Y (b)
图 3-4 正交平衡调幅 (a) 正交平衡调幅器； (b) 色度信号矢量图
BM
U
SC
[
m 2
cos(SC
)t
m 2
cos(SC
)t]
mUSC cos t cosSCt (R Y ) cos t cosSCt
(3-4)
第3章 彩色电视信号的传输
上式表明用一个乘法器将色差信号与载波相乘就 可以得到平衡调幅波， 如图3-3所示。 平衡调幅波有 如下特点：
(1) 平衡调幅波不含载波分量。 (2) 平衡调幅波的极性由调制信号和载波的极性共 同决定， 如两者之一反相， 平衡调幅波的极性反相； 色差信号(调制信号)通过0值点时， 平衡调幅波极性反 相180°。
图3-1（b）是将nfH附近的一族谱线放大， 可以看 出在行频主谱线两侧有以帧频、 场频为间隔的副谱线。 当图像活动加快时， 各副谱线之间的空隙被填满， 但 在(n-1/2)fH附近仍有较大的空隙， 慢变化的图像频谱 空隙达93%， 较快变化的图像频谱空隙仍有46%， 所 以可以将色度信号的频谱插在亮度信号的频谱空隙中 间， 用一个6 MHz带宽的通道同时传送亮度信号和色 度信号， 这种方法称为频谱交错或频谱间置。
第3章 彩色电视信号的传输
数字电视原理与应用课件
数字电视原理与应用课件1. 引言数字电视技术是近年来发展非常迅速的一项技术，它通过数字信号的传输和处理，使得电视节目的画质和声音更加清晰，同时为用户提供了更多的节目选择和互动体验。
本课件将介绍数字电视的原理和应用。
2. 数字电视的基本原理2.1 模拟信号与数字信号传统的模拟电视系统使用模拟信号进行传输，而数字电视系统则使用数字信号进行传输。
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
数字电视将音频和视频信号转换为数字形式，并通过压缩和编码的方式进行传输和存储。
2.2 数字电视的压缩和编码技术数字电视使用压缩和编码技术将音频和视频信号转换为数字格式。
常用的压缩和编码技术包括MPEG系列和H.264等。
这些技术能够有效地减小信号的体积，提高信号的传输效率。
2.3 数字电视的传输方式数字电视的传输方式主要有地面传输、卫星传输和有线传输等。
地面传输是通过地面的信号发射站将信号传输给用户；卫星传输是通过卫星将信号传输给用户，并可以实现全球范围的覆盖；有线传输是通过有线电视网络将信号传输给用户。
3. 数字电视的应用3.1 数字电视节目的改进相比传统的模拟电视，数字电视节目在画质和声音上有了显著的提升。
数字电视的高清晰度画面能够提供更清晰、更逼真的图像；数字电视的多声道音效（如5.1声道）能够提供更沉浸式的音频体验。
3.2 数字电视的互动体验数字电视通过数字信号传输和处理，为用户提供了更多的互动体验。
用户可以通过遥控器参与互动游戏、点播影片、视频通话等。
数字电视还提供了电子节目指南（EPG）功能，使用户能够方便地浏览和选择节目。
3.3 数字电视的增值服务数字电视还提供了一些增值服务，如视频点播、电子商务和远程医疗等。
用户可以通过数字电视点播平台选择自己感兴趣的影片或电视剧，并在家中舒适地观看。
数字电视的电子商务功能使用户可以通过电视购物频道购买商品。
远程医疗服务能够通过数字电视为用户提供家庭医疗服务。
4. 数字电视的发展趋势4.1 高清晰度和超高清晰度随着显示技术的不断发展，高清晰度（HD）和超高清晰度（UHD）成为数字电视发展的趋势。
数字电视原理第２版教学课件ppt作者卢官明第3章电视信号的数字化
第3章 电视信号的数字化3.1信号的数字化3.2音频信号的数字化3.3视频信号的数字化3.1信号的数字化采样采样是指用每隔一定时间（或空间）间隔的信号样本值序列代替原来在时间（或空间）上连续的信号，也就是在时间（或空间）上将模拟信号离散化。
3.1信号的数字化量化量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量、有一定间隔的离散值。
3.1信号的数字化编码编码则是按照一定的规律，把量化后的离散值用二进制数字表示，以进行传输或记录。
3.2音频信号的数字化声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。
声音的强弱体现在声波压力的大小上，音调的高低体现在声音的频率上。
因而，声音信号的两个基本参数是频率和幅度。
3.2音频信号的数字化声波信号按频率划分：Z频率小于20Hz的信号称为亚音(Subsonic)信号，或称为次音信号Z频率高于20kHz的信号，称为超声波(Ultrasonic)信号Z频率在20Hz~20kHz之间的声波是人耳可以听到的声音，称之为音频(audio)信号Z人的发音器官发出的声音频率约在80Hz~3400Hz之间，但人说话的信号频率通常在300Hz~3400Hz之间，人们把这种频率范围的信号称为语（话）音信号(speech，voice)3.2音频信号的数字化\采样频率经常使用的采样频率有11.025kHz、22.05kHz、32kHz、44.lkHz和48kHz等。
采样频率越高，声音失真越小、音频数据量越大。
人耳听觉的频率上限在20kHz左右，为了保证声音不失真，采样频率应大于40kHz。
3.2音频信号的数字化\量化比特数经常采用的量化比特数有8bit、12bit 和16bit。
量化比特数越多，音质越好，数据量也越大。
人耳的听觉能感觉极微小的声音失真而且又能接受极大的动态范围。
由于这个特点，所以对音频信号进行数字化所用的量化比特数比起视频信号来要多。
3.2音频信号的数字化\声道数记录声音时，如果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生成二个声波数据，称为立体声（双声道），立体声更能反映人的听觉感受。
数字电视原理和应用
11 数字电视概述, class 01 数字电视概述
数字电视原理与应用
电视的诞生－ 电视的诞生－1
基石： 年圣诞节， 基石：1883年圣诞节，德国的 年圣诞节 德国的P.Nipkow发明 发明 尼普柯夫圆盘” “尼普柯夫圆盘”
使用机械扫描方法，作了首次发射图像传送的实验。每幅画面 有24行扫描线，图像相当模糊。 “尼普柯夫圆盘”上螺旋形排列着一 些孔洞，当这个盘子旋转时，通过每 个孔洞可以浏览一幅图像的一行，光 线透过这个孔洞照在这幅图像便完成 了一次行扫描，硒光电池将图像的反 射光转变成电信号，下一个孔洞顺序 扫描紧挨着的那部分图像，直到完整 的图像全部被扫描。
数字电视原理与应用
教师简介
主讲： 主讲：张文军教授
zhangwenjun@
学科和研究方向： 学科和研究方向：
数字电视无线传输 数字媒体处理 网络流媒体 数字影视制作与内容保护
2
数字电视概述, class 01 数字电视概述
数字电视原理与应用
课程安排－ 课程安排－1
1
数字电视概述
V.K.Zworykin
1939 年前后使用的电视显象管和摄像管 13 数字电视概述, class 01 数字电视概述
数字电视原理与应用
电视的诞生－ 电视的诞生－3
1925年 英国的贝尔德（J.L.Baird）根据“尼普科夫圆盘” 1925年，英国的贝尔德（J.L.Baird）根据“尼普科夫圆盘”进行了 新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。 新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分 辨率仅30行扫描线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区， 30行扫描线 辨率仅30行扫描线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区，画面本身仅有 英寸高、 英寸宽。 2英寸高、1 英寸宽。 1926年 贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演， 1926年，贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演，开创 了电视技术研究的先河。 了电视技术研究的先河。 1927～1929年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播，并 ～ 年 贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播， 进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。 进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。 1936年11月2日是一个值得纪念的日子，位于英国市郊的亚历山大宫 年 月 日是一个值得纪念的日子， 的英国广播公司电视台开始正式播出。 的英国广播公司电视台开始正式播出。这是世界上第一座正式开播 的电视台，人们把这一天作为电视事业的开端。 的电视台，人们把这一天作为电视事业的开端。英国正式开播的电 视在开始时仍为机电系统， 个月后被电子系统取代 个月后被电子系统取代。 视在开始时仍为机电系统，4个月后被电子系统取代。 1941年，美国国家电视标准委员会确定美国的电视技术标准为每秒 年 30帧、每帧 帧 每帧525行。同年 月1日，美国联邦通信委员会正式批准建立 行 同年7月 日 美国第一座电视台全国广播公司的纽约WNBT电视台。 美国第一座电视台全国广播公司的纽约 电视台。 电视台
数字电视原理与应用
电视的诞生－ 电视的诞生－1
基石： 年圣诞节， 基石：1883年圣诞节，德国的 年圣诞节 德国的P.Nipkow发明 发明 尼普柯夫圆盘” “尼普柯夫圆盘”
使用机械扫描方法，作了首次发射图像传送的实验。每幅画面 有24行扫描线，图像相当模糊。 “尼普柯夫圆盘”上螺旋形排列着一 些孔洞，当这个盘子旋转时，通过每 个孔洞可以浏览一幅图像的一行，光 线透过这个孔洞照在这幅图像便完成 了一次行扫描，硒光电池将图像的反 射光转变成电信号，下一个孔洞顺序 扫描紧挨着的那部分图像，直到完整 的图像全部被扫描。
数字电视原理与应用
教师简介
主讲： 主讲：张文军教授
zhangwenjun@
学科和研究方向： 学科和研究方向：
数字电视无线传输 数字媒体处理 网络流媒体 数字影视制作与内容保护
2
数字电视概述, class 01 数字电视概述
数字电视原理与应用
课程安排－ 课程安排－1
1
数字电视概述
V.K.Zworykin
1939 年前后使用的电视显象管和摄像管 13 数字电视概述, class 01 数字电视概述
数字电视原理与应用
电视的诞生－ 电视的诞生－3
1925年 英国的贝尔德（J.L.Baird）根据“尼普科夫圆盘” 1925年，英国的贝尔德（J.L.Baird）根据“尼普科夫圆盘”进行了 新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。 新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分 辨率仅30行扫描线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区， 30行扫描线 辨率仅30行扫描线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区，画面本身仅有 英寸高、 英寸宽。 2英寸高、1 英寸宽。 1926年 贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演， 1926年，贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演，开创 了电视技术研究的先河。 了电视技术研究的先河。 1927～1929年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播，并 ～ 年 贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播， 进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。 进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。 1936年11月2日是一个值得纪念的日子，位于英国市郊的亚历山大宫 年 月 日是一个值得纪念的日子， 的英国广播公司电视台开始正式播出。 的英国广播公司电视台开始正式播出。这是世界上第一座正式开播 的电视台，人们把这一天作为电视事业的开端。 的电视台，人们把这一天作为电视事业的开端。英国正式开播的电 视在开始时仍为机电系统， 个月后被电子系统取代 个月后被电子系统取代。 视在开始时仍为机电系统，4个月后被电子系统取代。 1941年，美国国家电视标准委员会确定美国的电视技术标准为每秒 年 30帧、每帧 帧 每帧525行。同年 月1日，美国联邦通信委员会正式批准建立 行 同年7月 日 美国第一座电视台全国广播公司的纽约WNBT电视台。 美国第一座电视台全国广播公司的纽约 电视台。 电视台
数字电视原理数字电视概述PPT课件
第19页/共30页
2.4数字电视系统的关键技术 • 高清晰度平板显示技术（十）
显示器是最终体现数字电视效果或魅力的产 品。
第20页/共30页
第2章 数字电视概论
• 2.1数字电视和高清晰度电视的概念 • 2.2数字电视的主要优点 • 2.3数字电视系统的组成 • 2.4数字电视系统的关键技术 • 2.5国外数字电视及其标准化状况 • 2.6中国数字电视及其发展状况
RS前向纠错码，以及得以进行数据广播等，形成通用的数字电视标准和系统。
第24页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
DVB数字电视标准系列
➢ DVB广播传输系统（卫星、地面、有线等）
➢ DVB基带附加信息系统（IRD调谐、节目指南， 以及图文、字幕、图标等）
➢ DVB交互业务信息（交互业务网络独立协议、 交互业务回传信道等）
• 高清晰度电视（HDTV） 高清晰度电视是一个透明的系统，
一个视力正常的观众在观看距离为显 示屏高度的3倍处所看到的图像的清晰 度，与观看原始景物或表演的感觉相 同。
第2页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念
高清晰度电视特点：
图像清晰度在水平和垂直方向上均
近似为现行模拟电视图像清晰度的2倍，
第21页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
• 美国ATSC标准 (Advanced Television System Committee
高级电视制式委员会）
ATSC数字电视标准包括HDTV、SDTV、数据 广播、多声道环绕立体声和卫星直播等。 其特点是强调覆盖范围和数据容量，并 侧重于数字电视地面广 第22页/共30页 播。
第4页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念
2.4数字电视系统的关键技术 • 高清晰度平板显示技术（十）
显示器是最终体现数字电视效果或魅力的产 品。
第20页/共30页
第2章 数字电视概论
• 2.1数字电视和高清晰度电视的概念 • 2.2数字电视的主要优点 • 2.3数字电视系统的组成 • 2.4数字电视系统的关键技术 • 2.5国外数字电视及其标准化状况 • 2.6中国数字电视及其发展状况
RS前向纠错码，以及得以进行数据广播等，形成通用的数字电视标准和系统。
第24页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
DVB数字电视标准系列
➢ DVB广播传输系统（卫星、地面、有线等）
➢ DVB基带附加信息系统（IRD调谐、节目指南， 以及图文、字幕、图标等）
➢ DVB交互业务信息（交互业务网络独立协议、 交互业务回传信道等）
• 高清晰度电视（HDTV） 高清晰度电视是一个透明的系统，
一个视力正常的观众在观看距离为显 示屏高度的3倍处所看到的图像的清晰 度，与观看原始景物或表演的感觉相 同。
第2页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念
高清晰度电视特点：
图像清晰度在水平和垂直方向上均
近似为现行模拟电视图像清晰度的2倍，
第21页/共30页
2.5国外数字电视及其标准化状况
• 美国ATSC标准 (Advanced Television System Committee
高级电视制式委员会）
ATSC数字电视标准包括HDTV、SDTV、数据 广播、多声道环绕立体声和卫星直播等。 其特点是强调覆盖范围和数据容量，并 侧重于数字电视地面广 第22页/共30页 播。
第4页/共30页
2.1数字电视和高清晰度电视的概 念
《数字化电视原理与技术》课件第3章
1 fSC (2n 1) 2
fH
455
fH 2
3.57954506MHz 3.58MHz
—40—
第3章 彩色电视信号与彩色电视制式
3.2.8 NTSC 1. 编码 将三基色信号通过线性和非线性变换，组合成一个彩
色全电视视频信号的过程称为编码，完成编码任务的设备 称为编码器，按上述原理组成的NTSC制编码器的方框图如 图3-10
式中， F U 2 V 2 ， arctanV
U
—26—
第3章 彩色电视信号与彩色电视制式
图3-5 正交平衡调幅波的矢量图
—27—
第3章 彩色电视信号与彩色电视制式
3.2.4 标准彩条信号是由彩条信号发生器产生的一种测试信号。
它是用电的方法产生的模拟彩色摄像机拍摄的光电转换信号， 常用以对彩色电视系统的传输特性进行测试和调整，它 表现在彩色电视接收机中是8
要的。压缩后的色差信号分别用U和V表示，它们与压缩
前的色差信号R－Y和B－Y的关系是
U=0.493(B－Y)
(3-8)
V=0.877(R－Y)
(3-9)
—24—
第3章 彩色电视信号与彩色电视制式
式中，0.493和0.877称为色差信号的压缩系数。压缩后的色 差信号分别对两个正交副载波sinωSCt和cosωSCt进行平衡调 幅，从而得到两个平衡调幅信号
对于625行，50 Hz场频的NTSC制， n=284， fH= 15 625 Hz，则副载频选为
1 fSC (2n 1) 2
fH
567
fH 2
4.429 6875MHz 4.43MHz
对于525行，60 Hz场频的NTSC制， n=228， fH= 15 734.264 Hz，则副载频选为
数字电视原理PPT课件
江西、广西、河南、河北、山西、陕西、辽宁、 吉林、黑龙江。 ③ 西部地区包括 新疆、西藏、青海、宁夏、甘肃、 内蒙古、云南、贵州。 1. 时间划分 分2005年、2008年、2010年、2015年四个阶段。
12
数字电视发展简介
1. 过渡计划
① 第一阶段：到2005年，直辖市、东部地区地(市) 以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、 西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过 渡。
13
1.2视、音频数字化参数
数字音频和其它多媒体信号混传，充分利用信道容 量
5
1.1数字电视的优点－为什么要采用数字电视？
一． 压缩后的数字电视信号经数字调制后，可进行地面广 播
二． 可以合理地利用频谱资源 三． 在同步转移模式(STM)的通信网络中，可实现多种业
务的“动态组合” 四． 很容易实现加密／解密和加扰／解扰技术 五． 具有可扩展性、可分级性和互操作性 六． 可以与计算机“融合”而构成一类多媒体计算机系统 七． 实现不同制式下的模拟电视节目的交换 八． 数字电视改变人们接收电视的方式 九． 数字电视的出现还将极大地改变信息家电的市场结构
数字电视原理
15.04.2021
信息工程系
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
数字电视原理课程简介
课时：48学时 参考书：
1. 数字电视与高清晰度电视 王明臣 中国广 播电视出版社
2. 数字电视原理与应用 姜秀华 人民邮电出 版社
9
数字电视发展简介
一． 国内发展简介
1. 中央电视台1995年开始利用数字电视系统播出加密频道，利 用卫星向有线电视台传送4套加密电视节目。
12
数字电视发展简介
1. 过渡计划
① 第一阶段：到2005年，直辖市、东部地区地(市) 以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、 西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过 渡。
13
1.2视、音频数字化参数
数字音频和其它多媒体信号混传，充分利用信道容 量
5
1.1数字电视的优点－为什么要采用数字电视？
一． 压缩后的数字电视信号经数字调制后，可进行地面广 播
二． 可以合理地利用频谱资源 三． 在同步转移模式(STM)的通信网络中，可实现多种业
务的“动态组合” 四． 很容易实现加密／解密和加扰／解扰技术 五． 具有可扩展性、可分级性和互操作性 六． 可以与计算机“融合”而构成一类多媒体计算机系统 七． 实现不同制式下的模拟电视节目的交换 八． 数字电视改变人们接收电视的方式 九． 数字电视的出现还将极大地改变信息家电的市场结构
数字电视原理
15.04.2021
信息工程系
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
数字电视原理课程简介
课时：48学时 参考书：
1. 数字电视与高清晰度电视 王明臣 中国广 播电视出版社
2. 数字电视原理与应用 姜秀华 人民邮电出 版社
9
数字电视发展简介
一． 国内发展简介
1. 中央电视台1995年开始利用数字电视系统播出加密频道，利 用卫星向有线电视台传送4套加密电视节目。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(3)基于图像景物特征的压缩方法，有 分形编码法和基于模型的编码方法等。
3.2 预 测 编 码
3.2.1
预测编码是根据某一模型利用过去的 样值对当前样值进行预测，然后将当前样 值的实际值与预测值相减得到一个误差值， 只对这一预测误差值进行编码。
3.2.2
1．
帧内预测利用图像信号的空间相关性 来压缩图像的空间冗余，根据前面已经传 送的同一帧内的像素来预测当前像素。
图像数据的压缩机理来自两个方面： 一是利用图像中存在大量冗余度可供压缩； 二是利用人眼的视觉特性。
1．
(1)
在一幅图像中规则的物体和规则的背景具
有很强的相关性。
(2)
电视图像序列中相邻两幅图像之间有 较大的相关性。
(3)
图像从大面积上看常存在有纹理结构， 称之为结构冗余。
(4)
人眼的视觉系统对于图像的感知是非 均匀和非线性的，对图像的变化并不都能 察觉出来。
2．
第 K-1帧
x1, y 1
运动物体
静止背景
第 K帧
x1, y 1
x 1+ d x, y 1+ d y
dy dx
D位 移 矢 量
运动物体的帧间位移
3．块匹配法
把图像分成若干子块，设子块图像是由 N×N个像素组成的像块，并假设一个像块内 的所有像素作一致的平移运动。
N+2dm
M+2dm
dm N
M
x=i y=j
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
预测帧4×4
3．
预测系数的选择通常采用最优线性预 测法，选择预测系数a1，a2，…，an-1使误 差信号en的均方值最小。
4．
自适应预测又称为非线性预测。
可以利用预测误差作为控制信息，因 为预测误差的大小反映了图像信号的相关 性。
3.2.3
2．
电视图像在相邻帧之间存在很强的相 关性。
1前值预测
XN
2一பைடு நூலகம்预测
X ˆN
预 测 像 素
X 4
X 3
X 2
3二维预测
X 1
X ˆ N
预 测 像 素
n-2行
X4
n-1行
n行
X5
X2
X3
X1
XˆN
预测像素
第一场 第二场
三维预测
前一帧4×4
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
图3-6
3.2.4 图像帧间编码中的运动处理
1．
在图像的运动处理中主要有两个过程。
第 一 个 过 程 为 运 动 估 计 ( Motion Estimation，ME)。运动估计是对运动物体 的位移作出估计，即估计出运动物体从上 一帧到当前帧的位移方向和位移量，也就 是估计出运动矢量。
第 二 个 过 程 为 运 动 补 偿 ( Motion Compensation，MC)。运动补偿是按照运动矢 量将上一帧作位移，求出当前帧的运动结果。
图像压缩方法在广义上可以 一类是无损压
缩，又称为可逆编码(Reversible Coding)。
另一类是有损压缩，又称不 可逆压缩(Non-Reversible Coding)。
3.1 压缩编码基础 3.2 预 测 编 码 3.3 正交变换编码 3.4 统 计 编 码 3.5 子 带 编 码
3.1 压缩编码基础
(1)一般来说图像变换不是对整幅图像 一次进行，而是在存储器中把一幅图像分 成许多N×N的像块，然后依次将每个方块 内的N×N个样点同时送入变换器进行变换 运算。
(4)
“掩盖效应”是指人眼对图像中量化 误差的敏感程度，与图像信号变化的剧烈 程度有关。
3．
根据压缩机理的不同，数据压缩编码 方法大致可以分成三类。
(1)基于图像信源统计特性的压缩方法， 有预测编码、变换编码、矢量量化编码、
(2)基于人眼视觉特性的压缩方法，有 基于方向滤波的图像编码法和基于图像轮
1,全搜索法,2.二维对数法.3三步法等
(5)
分级搜索则把搜索过程分为粗搜索和 细搜索两步来进行，首先对图像进行亚取 样得到一个低分辨率的图像，然后再对所 得到的低分辨率图像进行全搜索。
分级搜索法
搜索步骤分为两级：
第一级：粗搜索
先对低分辨率图像进行全搜索
第二级：细搜索
以低分辨率图像搜索的结果作为起点，在高分辨率
图像中进行 细搜索
i-1,j-1
i-1,j
i-1,j+1
MPEG-2标准中的分级搜索
S1 S2 S3
i,j-1 S4 i,j S6 S7
S5 i,j+1 S8
i+1,j-1 i+1,j
i+1,j+1
3.3 正交变换编码
变换编码(Transform Coding)的基本 思想是将在通常的欧几里德几何空间(空间 域)描写的图像信号变换到另外的向量空间 (变换域)进行描写，然后再根据图像在变 换域中系数的特点和人眼的视觉特性进行 编码。
dm
dm
dm
第k帧中的 M×N像块
第k-1帧中 的搜索区
(1)估值块大小(N×N)
估值块大小的选择应该综合考虑图像细节构成和计算量等因素。
1616
×8倍
(2)
判断两个宏块间最佳匹配准则有很多种。
(3)
搜索窗口的选择应综合考虑帧间运动 位移的可能大小和计算量等因素。
(4)
快速搜索法可以减少搜索次数。
第3章 图像压缩编码原理
为什么要进行图像压缩？（图像压缩的 目的） 一路彩色电视未经压缩时的数据量为：
Y 13.5MHz×8bit=108Mb/s U 6.75MHz×8bit=54Mb/s V 6.75MHz×8bit=54Mb/s 合计=216Mb/s 此速率已经超过四次群的传输速率，相当 于3000多个话路 图像信号是有必要也有可能被压缩
2．
(1)
当景物的亮度在背景亮度基础上增加 很少时，人眼是辨别不出的，只有当亮度 增加到某一数值时，人眼才能感觉其亮度 有变化。人眼刚刚能察觉的亮度变化值称 为亮度辨别阈值。
(2)
视觉阈值是指干扰或失真刚好可以被 察觉的门限值，低于它就察觉不出来，高 于它才看得出来，这是一个统计值。
(3)
空间分辨力是指对一幅图像相邻像素 的灰度和细节的分辨力，视觉对于不同图 像内容的分辨力不同。
1．
由于图像信号在帧内和帧间存在着一 定的相关性，预测误差统计特性的一个特 点就是它的概率分布集中在0附近的一个较 窄的范围内，0值出现的概率最大。随着预 测误差绝对值的增大其出现的概率迅速下 降，近似的数学模型是Laplace分布，即
p(en)
1
2e
exp(2e en)
2．
在预测编码中可以采用非均匀量 化，非均匀量化特性曲线如图3-6所示。
3.2 预 测 编 码
3.2.1
预测编码是根据某一模型利用过去的 样值对当前样值进行预测，然后将当前样 值的实际值与预测值相减得到一个误差值， 只对这一预测误差值进行编码。
3.2.2
1．
帧内预测利用图像信号的空间相关性 来压缩图像的空间冗余，根据前面已经传 送的同一帧内的像素来预测当前像素。
图像数据的压缩机理来自两个方面： 一是利用图像中存在大量冗余度可供压缩； 二是利用人眼的视觉特性。
1．
(1)
在一幅图像中规则的物体和规则的背景具
有很强的相关性。
(2)
电视图像序列中相邻两幅图像之间有 较大的相关性。
(3)
图像从大面积上看常存在有纹理结构， 称之为结构冗余。
(4)
人眼的视觉系统对于图像的感知是非 均匀和非线性的，对图像的变化并不都能 察觉出来。
2．
第 K-1帧
x1, y 1
运动物体
静止背景
第 K帧
x1, y 1
x 1+ d x, y 1+ d y
dy dx
D位 移 矢 量
运动物体的帧间位移
3．块匹配法
把图像分成若干子块，设子块图像是由 N×N个像素组成的像块，并假设一个像块内 的所有像素作一致的平移运动。
N+2dm
M+2dm
dm N
M
x=i y=j
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
预测帧4×4
3．
预测系数的选择通常采用最优线性预 测法，选择预测系数a1，a2，…，an-1使误 差信号en的均方值最小。
4．
自适应预测又称为非线性预测。
可以利用预测误差作为控制信息，因 为预测误差的大小反映了图像信号的相关 性。
3.2.3
2．
电视图像在相邻帧之间存在很强的相 关性。
1前值预测
XN
2一பைடு நூலகம்预测
X ˆN
预 测 像 素
X 4
X 3
X 2
3二维预测
X 1
X ˆ N
预 测 像 素
n-2行
X4
n-1行
n行
X5
X2
X3
X1
XˆN
预测像素
第一场 第二场
三维预测
前一帧4×4
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
Xˆ N
图3-6
3.2.4 图像帧间编码中的运动处理
1．
在图像的运动处理中主要有两个过程。
第 一 个 过 程 为 运 动 估 计 ( Motion Estimation，ME)。运动估计是对运动物体 的位移作出估计，即估计出运动物体从上 一帧到当前帧的位移方向和位移量，也就 是估计出运动矢量。
第 二 个 过 程 为 运 动 补 偿 ( Motion Compensation，MC)。运动补偿是按照运动矢 量将上一帧作位移，求出当前帧的运动结果。
图像压缩方法在广义上可以 一类是无损压
缩，又称为可逆编码(Reversible Coding)。
另一类是有损压缩，又称不 可逆压缩(Non-Reversible Coding)。
3.1 压缩编码基础 3.2 预 测 编 码 3.3 正交变换编码 3.4 统 计 编 码 3.5 子 带 编 码
3.1 压缩编码基础
(1)一般来说图像变换不是对整幅图像 一次进行，而是在存储器中把一幅图像分 成许多N×N的像块，然后依次将每个方块 内的N×N个样点同时送入变换器进行变换 运算。
(4)
“掩盖效应”是指人眼对图像中量化 误差的敏感程度，与图像信号变化的剧烈 程度有关。
3．
根据压缩机理的不同，数据压缩编码 方法大致可以分成三类。
(1)基于图像信源统计特性的压缩方法， 有预测编码、变换编码、矢量量化编码、
(2)基于人眼视觉特性的压缩方法，有 基于方向滤波的图像编码法和基于图像轮
1,全搜索法,2.二维对数法.3三步法等
(5)
分级搜索则把搜索过程分为粗搜索和 细搜索两步来进行，首先对图像进行亚取 样得到一个低分辨率的图像，然后再对所 得到的低分辨率图像进行全搜索。
分级搜索法
搜索步骤分为两级：
第一级：粗搜索
先对低分辨率图像进行全搜索
第二级：细搜索
以低分辨率图像搜索的结果作为起点，在高分辨率
图像中进行 细搜索
i-1,j-1
i-1,j
i-1,j+1
MPEG-2标准中的分级搜索
S1 S2 S3
i,j-1 S4 i,j S6 S7
S5 i,j+1 S8
i+1,j-1 i+1,j
i+1,j+1
3.3 正交变换编码
变换编码(Transform Coding)的基本 思想是将在通常的欧几里德几何空间(空间 域)描写的图像信号变换到另外的向量空间 (变换域)进行描写，然后再根据图像在变 换域中系数的特点和人眼的视觉特性进行 编码。
dm
dm
dm
第k帧中的 M×N像块
第k-1帧中 的搜索区
(1)估值块大小(N×N)
估值块大小的选择应该综合考虑图像细节构成和计算量等因素。
1616
×8倍
(2)
判断两个宏块间最佳匹配准则有很多种。
(3)
搜索窗口的选择应综合考虑帧间运动 位移的可能大小和计算量等因素。
(4)
快速搜索法可以减少搜索次数。
第3章 图像压缩编码原理
为什么要进行图像压缩？（图像压缩的 目的） 一路彩色电视未经压缩时的数据量为：
Y 13.5MHz×8bit=108Mb/s U 6.75MHz×8bit=54Mb/s V 6.75MHz×8bit=54Mb/s 合计=216Mb/s 此速率已经超过四次群的传输速率，相当 于3000多个话路 图像信号是有必要也有可能被压缩
2．
(1)
当景物的亮度在背景亮度基础上增加 很少时，人眼是辨别不出的，只有当亮度 增加到某一数值时，人眼才能感觉其亮度 有变化。人眼刚刚能察觉的亮度变化值称 为亮度辨别阈值。
(2)
视觉阈值是指干扰或失真刚好可以被 察觉的门限值，低于它就察觉不出来，高 于它才看得出来，这是一个统计值。
(3)
空间分辨力是指对一幅图像相邻像素 的灰度和细节的分辨力，视觉对于不同图 像内容的分辨力不同。
1．
由于图像信号在帧内和帧间存在着一 定的相关性，预测误差统计特性的一个特 点就是它的概率分布集中在0附近的一个较 窄的范围内，0值出现的概率最大。随着预 测误差绝对值的增大其出现的概率迅速下 降，近似的数学模型是Laplace分布，即
p(en)
1
2e
exp(2e en)
2．
在预测编码中可以采用非均匀量 化，非均匀量化特性曲线如图3-6所示。