数字电视基础讲座PPT课件

1．一维DCT变换
以4块像素组为例， X0、X1、X2、X3分别代表原来的像素值 变换成Y0、Y1、Y2、Y3另一组值 含义：表示不变化、变化1次、变化2次、变化3
次 直流？一次谐波？二次谐波？三次谐波？
例：按上述YX0电压数组Y1，变成YY2系数的数Y3组， 并进行逆变换
2．二维DCT变换
任二何维一个D4CT4的变图换像，系都数可对以由图这像16种的基贡本图献形
用各自的系数（可取负值）加权后叠加出来。
图中的第1行或第1列相当于一维变换系数对应的 图形。
根据2维DCT变换核的可分离性，2维变换可以转 化为通过水平方向和垂直方向的两次1维变换完成。
2维快速算法FCT也可通过两次1维FCT实现。
2、预测编码与运动补偿
一幅电视图像中的几十万像素并非完全互 不相同
数字接收机只要输入信噪比大于一定值， 就可以无差错接收，取得“等同于演播 室图象质量”。
数字电视广播发射机的发射功率（在同 样的覆盖面积）可以比模拟广播发射机 小一个数量级以上。
数字电视广播会有一种“邻户效应”： 到达某个临界点之后就完全不能接收了； 而模拟电视图象质量是逐次降质，不会 突然消失。
前向纠错：广播电视是单向系统，不能 反馈信息，只能加送纠错码
交织：为了更有效地纠错 信源编码是压缩数据，信道编码却增加
了冗余数据
1、纠错编码
目的：校正随机误码 计算机技术有一种奇偶校正码，只能检错，
不能纠错。 常用的纠错编码： R-S码（里德-所罗门码） 卷积码
纠错概念类比：会计帐本
*** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** 合计 合计 合计合计 合计 合计 合计 总计
小计 小计 小计 小计 小计 小计
2、交织
目的：校正群误码 方法：把数据打散，交叉交织后传输
五、信道调制
信号要远距离传输必须调制到高频上
1、模拟调制：
调幅 调频 调相
（模拟电视、中短波广播） （调频广播、卫星电视）
2、数字调制
（1）二进制调制 ASK
振幅键控
FSK 频率键控
PSK 相位键控
（2）多进制调制
二进制数携带的信息量较少（1bit)，不能在 6MHz带宽内传输高清晰度电视。
信源编码
？
1Gbit /s
30-36Mbit/s
6MHz带宽
多进制数能携带更多的信息，减少传送的码元 数。
2n进制有2n个状态，能代表 n bit信息。
例如：四相调制取0°、90° 、180 °、90 ° 可代表00、01、10、11四个状态（两个bit） 以此类推，8个状态含3 bit信息。
差分脉冲调制DPCM
只传输样本之间的差值，通常差值小于原值。 绝大部分都落在0值附近，大差值出现概率很
低。 小数值信号可以减少码位数，大差值是图像空
间、时间跳变的地方，人眼分辨率不高，可以 粗糙的进行量化。 这种不均匀分布的概率给统计编码提供了用武 之地。
运动补偿
时间上相邻帧的图像也很相似
目前的压缩编码技术进展很快，不但已 经解决了这个问题，而且比模拟方式更 节省频带，同样的带宽内可以传送更多 的节目。
数字电视信号处理全过程
电视信号还可以从象素的概念去理解： 时间离散：已经看成一个个的点，
可以分别去处理、传送。 电平离散：需要把连续变化的亮度分成
若干层次，四舍五入量化取整。 根据人眼的分辨能力，分256层，用8位二
3、统计编码
例1：Morse电报 例2：订餐电话联络 （由此可见，概率密度不均匀才能有效） 常用统计编码方法 Huffman编码 算术编码 游程长度编码（改变连1、连0的表示方式）
压缩量数十倍到上百倍，视图象质量要求， 有专用集成电路来完成。
四、信道编码
目的：纠正传输时发生的误码
误码：传输媒介（网线、电缆、无线电波、 碟片）有干扰，使接收发生错误
（2）处理手段
数字信号用数字电路尤其可用计算机进 行处理
自动化 多功能化 智能化
（目前市场上许多“数字电视机”已经应 用这些数字处理方法，将来真正的数字 电视也将用它扩展业务）
（3）传输信息量
把模拟信号变成数字信号，数码率大大 增加，会占用很宽的频带，模拟电视台 只有8MHz带宽，难以传输。80年代日本 的模拟高清晰度电视就是因此而失败的。
黑白图象720 × 576 × 8 × 25 = 83 M bit/s
外加同步、消隐、伴音，达100 M bit/s 彩色图象再多1倍：200 M bit/s 高清晰度电视：1000 M bit/s以上！ 模拟电视频道带宽仅8MHz！
三、信源编码
目的：压缩数据量，又叫压缩编码。
著名的压缩编码标准：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
JPEG 联合图片专家组
数码相机
MPEG 运动图象专家组
MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4 MPEG-7 MPEG-21
VCD DVD，电视广播
可视电话 多媒体
网络
1、变换编码
通过变换，简化表达的方式。 以富里叶变换的概念为例，说明变换能
简化表达的原理。
离散余弦变换DCT
进制数来表示（8比特）。
00
0000
01
0001
02
0010
03
0011
04
0100
05
0101
06
0110
07
0111
08
1000
09
1001
10
1010
11
1011
数据量
标准清晰度电视（SDTV）720×576（41万） 家用清晰度电视（LDTV）360×288 （10万） 高清晰度电视（HDTV）1920×1080 （207万） 数码相机的象素还要更多些。
数字电视基础讲座
电视广播系统
全电视信号 高频信号 全电视信号
| 改用数字手段传输 |
模拟与数字
最原始的通信是数字的：
烽火台 莫尔斯电报
后来革命为模拟广播电台 现在又革命为数字化通信
优缺点
（1）抗噪声能力 模拟信号不能识别
噪声 数字信号只要噪声
没超过1/2量阶，就 可识别并通过整形 清除噪声。