第2章 数字电视信号参数的选择及演播室标准.ppt

第2章数字电视信号参数的选择及演播室标准模拟信号数字化框图如图所示，其中fc为滤波器的截止频率，fs为取样频率。
2.1取样定理
2.2二维信号的取样
2.3数字电视信号参数的选择
2.4量化
2.5标准清晰度数字电视演播室标准
2.6数字高清晰度电视对一个时间连续信号f(t)进行等时间间隔取样，取样时间间隔为Ts，取样频率为fs＝1/Ts。模拟信号理想取样前后的频谱只要满足取样定理并且τ/Ts足够小，仍可以从取样信号的频谱中精确地恢复出原模拟信号。2.2二维信号的取样图像平面和二维取样脉冲在水平方向上的取样间隔为Δx，在垂直方向上的取样间隔为Δy,取样后的信号为

其频谱为


式中：Δv=1/Δy为垂直取样频率；Δu=1/Δx为水平取样频率；δ(x,y)为单位冲激序列。
取样前后的频谱示意图如图所示。不发生混叠的条件是Du<2wxh;Dv<2wyh2.3数字电视信号参数的选择取样结构图为了保证取样结构是正交的，要求行周期TH必须是取样周期Ts的整数倍，即要求取样频率fs应等于行频fH的整数倍，即
(3)为了便于节目的国际间交流，亮度信号取样频率的选择还必须兼顾国际上不同的扫描格式。
fs=m·2.25MHz(15625/15734.265)
(4)编码后的比特率Rb=fs·n，其中n为量化比特数。几种取样格式2.3.3色度格式
1．4∶2∶2格式
在4∶2∶2格式中，色差信号Cr和Cb的取样频率均为亮度信号取样频率的一半，即2．4∶4∶4格式
在4∶4∶4格式中，色差信号Cr和Cb的取样频率与亮度信号取样频率相同，即

亮度取样频率和两个色差信号的取样频率之比为
3．4∶2∶0格式
本格式中，色差信号Cr和Cb的取样频率均为亮度信号取样频率的四分之一，即
2.4量化2.4.1量化器的设计
量化器的设计原则可以分为两种：
(1)给定量化器的量化电平数M，根据量化误差的均方值为最小来设计量化器；
(2)给出固定量化误差要求，设计量化器使其量化电平总数M尽量小。2.4.2均匀量化器
1．均匀量化器原理
设在输入信号的动态范围A内进行均匀量化，每一量化间隔ΔA是相等的，共分为M级，设M=2n，其中n为量化比特数，即
A=M×ΔA=2n×ΔA
M和n的取值主要是由量化信噪比决定的。2．视频信号(单极性信号)的量化信噪比
电视信号量化信噪比一般用信号峰-峰值与量化噪声有效值之比表示，即

一般常用分贝表示为3．声音信号(双极性信号)量化信噪比
设声音信号的最大幅度为A，动态范围是+A～-A对它均匀量化成M级，则有
2A=M×ΔA=2n×ΔA其中n为量化比特数。2.4.3量化噪声对图像的影响
如果量化比特数n选得过小，量化噪声对图像的影响主要有以下几方面。
(1)颗粒杂波
(2)伪轮廓
(3)边缘忙乱2.4.4电视信号的量化
1．量化前的归一化处理
在对模拟电视分量信号EY、E(R-Y)和E(B-Y)进行量化和编码前，必须进行归一化处理。由电视原理可知，亮度和色差信号的构成如下：262.码电平分配及数字表达式
(1)亮度信号量化后码电平分配
在对分量信号进行8比特均匀量化时，共分为256个等间隔的量化级，其二进制的范围是00000000～11111111，相应的十进制范围为0～255。(3)码电平数字表达式
亮度和色差信号量化以后取其最邻近的整数作为码电平值，其数字化表达式为
DY=INT［(219EY+16)×2n-8］
DCB=INT［(224ECB+128)×2n-8］
DCR=INT［(224ECR+128)×2n-8］
其中n为量化比特数，符号INT［］表示对［］中的小数部分四舍五入取整数。2.5标准清晰度数字电视演播室标准3031(2)视频数据与模拟行同步间的定时关系332.5.2数字分量电视信号的接口
1．并行和串行接口通用的信号格式
数字设备向外传输每帧内的像素数据时，应该按下列次序时分复用：
Cb1Y1Cr1,Y2,Cb2Y3Cr2,Y4,Cb3Y5Cr3,Y4,…….Cb360Y719Cr360,Y720
奇数点按CbYCr的次序传输数据，偶数点只有Y样点数据传输。每一行均如此，直至第576行。(3)4∶2∶2数字流的构成
如果是全数字系统，在接收端不是PAL接收机而是数字接收机，其扫描同步电路也是数字扫描电路，则不必探究数字视频信号与模拟视频信号OH的定时关系，可以只关注数字流的构成。3637382．比特并行接口
(1)机械特性
每帧的数字视频以Cb1Y1Cr1,Y2,Cb2Y3Cr2,Y4,Cb3Y5Cr3,Y6,…….Cb360Y719Cr1360,Y720的顺序进行传输。
25芯12对双绞线
(2)并行接口电气特性
①时钟与数