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文档简介
1、第4章 数字彩色电视制式4.1 数字彩色电视制式概述4.2 视频信源编码原理4.3 ATSC制4.4 DVB制4.5 ISDB-T96李金龙 15:59:00本人根本上会做电路的? 假设有这种毕业,我能够培育他96李金龙 16:01:19我最近跟华迎春在协作。我在做一个品牌音响,主要是针对多媒体教学,会议,文娱。面向全国市场,预备用5年时间做成知名品牌。选对适宜的时间预备本人去搞研发消费。如今叫他人代工,老华就帮我代工音箱鲁力 16:01:38哦 鲁力 16:02:15有几个略微好点的都找好任务那 鲁力 16:02:30其他的我不想引荐给他们 96李金龙 16:03:05呵呵,多谢鲁教师的关爱
2、哟96李金龙 16:03:33所以说真正是人才,一定不怕没活干96李金龙 15:51:09主要是综合才干的表达。96李金龙 15:52:40尤其是做为一个销售人员,毕业生大多看不起销售,也就是他所说的推销。我以前也是这个心态。本质上这个任务是能表达一个人才干和价值的。也可以说是赚钱最快的职业。鲁力 15:53:22就是那96李金龙 15:56:26他接触社会多,跟学生又走得近,真正在他们大学过程中,多给他们一些建议。有些学生真的出来之后一点目的都没有。我以前,至少还有点目的,就是一定要去卖电脑。呵呵4.1 数字彩色电视制式概述4.1.1 多极化的传输规范 所谓数字电视,就是将图像画面的每一个像
3、素、伴音的每一个音节都用二进制数编成多位数码,并以非常高的比特率进展数码流发射、传输、接纳的系统工程。也就是说在数字电视这个系统工程中发射台发射的电视信号是一种高比特率的数码脉冲串;空中或有线电缆光缆、光纤中传输的电视信号也是高比特率的数码脉冲串;4.1 数字彩色电视制式概述 电视接纳机,从接纳到视频放大、色度解码、音频放大等一切过程均为数码流的处置过程。在这个过程中没有数/模或模 /数转换,仅在显像管鼓励终端经数/模转换为负极性图像信号数字电视机可以直接接纳,扬声器功率推进终端经数/模转换为正弦波音频信号,使显像管CRT荧屏显示高明晰画面,扬声器复原出近似临场的立体声或丽音效果。4.1 数字
4、彩色电视制式概述电视信号数字处置的优点:1:具有强的多的抗干扰、抗非线形失真的才干,即使经过长间隔传输和反复记录,仍可以可以几乎无失真的再生复原。2:可以整帧地存储在半导体存储器中,可以在包括时间轴的三维空间进展数学运算,各种复杂的时基处置、空间几何的变换、三维滤波。4.1 数字彩色电视制式概述3:它的存储和处置电路易于大规模和超大规模集成,从而使数值电视设备比模拟设备元件少,易于调整,分量、体积、功耗小,可靠性提高。 4:数字电视设备便于与电子计算机以及其他数字设备接口,便于参与公用数据通讯网,实现消费、运转的自动化和信息处置的综合化、网络化。4.1 数字彩色电视制式概述模拟电视-在电视信号
5、的产生、传输、接纳、处置、记录过程中运用的都是在时间和幅度上延续的模拟信号。数码电视-在不改动现行模拟电视传输体制的前提下,对解调后的视频和音频基带信号所采用的数字信号处置。数字电视-在其一切的环节中节目制造、传输到节目接纳、处置、存储、记录、控制等,运用的全部是时间和幅度离散化的数字信号。4.1 数字彩色电视制式概述A/D转换器数字处置器D/A转换器模拟信号输入模拟信号输出编码器解码器抽样量化PCM编码传输或处置PCM解码后置低通滤波S(t)抽样信号f(t)f(t)fs(t)4.1 数字彩色电视制式概述三大数字彩色电视制式美国的ATSC(格形编码多电平单载波VSB调制欧洲的DVB(数字视频广
6、播地面DVB-TCOFDM、有线DVB-CQAM、卫星DVB-SQPSK三种方式日本的ISDBT综合业务数字广播4.1 数字彩色电视制式概述4.1.2 通用的紧缩编码规范模/数转换信道编码信源编码数/模转换信源解码信道解码信道模拟电视信号输入模拟电视信号输出译码器编码器4.1 数字彩色电视制式概述 为实现数字电视广播和通讯,必需处理数字电视信号的传输问题。由于传输通道的限制,数字电视直接用PCM编码传送是不现实的,主要是传送码率太高。为了合理运用信道,节省频率资源,需求对PCM编码后的图象信号进一步实行信源编码和信道编码。信源编码和信道编码的目的是在保证一定的电视接纳图象质量前提下,尽量紧缩数
7、字电视信号的带宽。,提高数字电视信号传输的有效性和可靠性。信源编码和信道编码也用于数字电视的储存,是节省存储介质空间的必要手段。模拟电视视频带宽6MHZ,按照4:2:2规范数字化的一路彩色电视图象信号的码率216Mb/s,所需求的信道带宽108MHz,是模拟信号的18倍。以分量编码为例,按422规范,一路彩色图像的码率为 (13.5+26.35)8=216Mb/s4.1 数字彩色电视制式概述一;H.261是最早的一个码率紧缩规范。二:JPEG结合图片专家组-用于延续颜色灰度或彩色静止图象的紧缩,用于活动图象时,其算法仅限于帧内。三:MPEG活动图象专家组-用于活动图象及相应音频紧缩编码的规范系
8、列,包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。MPEG-1的码率为1.5MB/S,用于数字储存媒体的活动图象及其伴音的编码规范。其图象格式的明晰度较低。4.1 数字彩色电视制式概述H.261的图象格式为CIF,亮度样点数352x288,色度样点数176x144;也可以是QCIF,亮度和色度样点数在程度和垂直方向皆减半,数据紧缩采用帧内/帧间自顺应预测加DCT离散余弦变换的混合算法,用DCT及量化编码去除空间冗余度,用有运动补偿的帧间预测及量化编码去除时间冗余度。数据流由图象Picture)、像块组GOB,Group of Blocks),宏块(MB,Macroblock)和像块Block
9、等各层组成。经传输缓存和传输编码后输出,输出码率从64kb/s1.96Mb/sP=304.1 数字彩色电视制式概述结合图片专家组JPEG它用于延续颜色灰度或彩色静止图象紧缩,用于活动图象时,其算法仅限于帧内。顺序方式-是按一行一行的顺序对图象编码,整个图象一次编码完成;逐渐方式-是整个图象分数次编码完成,第一次只给出低质量的根本图象,在随后的各次编码中逐渐给出修正信息直到得到称心的图象质量。三种紧缩算法-根本系统、扩展系统基于DCT和可变长编码VLC、无失真紧缩基于插值脉冲编码方法用此规范对自然彩色图象进展编码,得到可识别图象质量只需求每像素0.15bit,得到可用图象质量只需求每像素0.25
10、bit,每像素 0.75bit时图象质量已相当好,到每像素 1. 5bit时可得到与原始图象几乎一样的图象质量。4.1 数字彩色电视制式概述活动图象专家组MPEG -用于活动图象及相应音频紧缩编码的规范系列,包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。MPEG-1-它的码率约为1.5Mb/s,用于数字存储媒体的活动图象及其伴音的编码规范。其图象格式的明晰度较低。MPEG-2-用于高明晰度电视HDTV和规范明晰度电视SDTV的视频紧缩规范。4.1 数字彩色电视制式概述MPEG-2有四种输入格式用级加以划分1、低级LL,Low Level-以亮度像素数计是352x240 x30pel/s或35
11、2x288x25pel/s,最大输出码率为4Mb/s。2、主级ML,-以亮度像素数计是720 x480 x30pel/s或720 x576x25pel/s,最大输出码率为15Mb/s。高类主级20Mb/s3、高1440级的图象输入格式是1440*1152pel的高明晰度格式。最大输出码率为60Mb/s。高类为80Mb/s4、高级HL-的图象输入格式是1920*1152pel的高明晰度格式。最大输出码率为80Mb/s。高类为100Mb/s4.1 数字彩色电视制式概述五类5类5种不同的处置方式1、简单类2、主类比简单类添加了双向预测紧缩工具,它没有可分极性,但质量要尽量好。3、信噪比可分级类-4、
12、空间可分比级-5、高类那么支持逐行同时处置色差信号,并且支持全部可分极性。4.1 数字彩色电视制式概述一; 它是用于规范明晰度电视SDTV和高明晰度电视HDTV的视频紧缩规范。二:它有四种输入格式,用级加以划分1:低级的图象输入格式,以亮度象素数计,是35224030pel/s或352 288 25pel/s,最大输出码率是4MB/S2:主级的图象输入格式,以亮度象素数计,是720 480 30pel/s或720 576 25pel/s,最大输出码率是15MB/S高类主级20MB/S3:高1440级的图象输入格式是1440 1152pel的高明晰度格式,最大输出码率是60MB/S高类为80MB
13、/S4:高级的图象输入格式是1920 1152的高明晰度格式,最大输出码率是80MB/S高类为100MB/S4.1 数字彩色电视制式概述三:它有五种不同的处置方式,用类加以划分1:简单类2:主类3:信噪比可分级类4:空间可分级类5:高类目前通用的两种数字电视规范是美国的ATSC和欧洲的DVB。视频信源编码音频信源编码业务复用传送信道编码调制接纳机辅助数据音频视频射频/传输业务复用和紧缩信源编码和紧缩3个子系统1、信源编码和紧缩1、视频子系统 视频编码运用MPEG-2 2、音频子系统 音频编码运用AC-3数字音频紧缩规范2、业务复用和传输指将视频数据、音频数据和辅助数据复用到单一数据流中。4.2
14、 视频信源编码原理4.2.1视频信源编码的实际根据信源编码的目的是紧缩数字电视图象的数据量,从而降低信号传输的数码率,减少传输带宽。一:从统计上讲,原始图象数据在空间及时间上的冗余度很大,存在大量无须传送的多余信息。1:每一帧数字电视图象都可看成是由四种类型的部分图象构造组成的准均匀性、低对比度细节区、高对比度细节区、边缘区。帧内相关性空间相关性前三种占图象的绝大部分,它们在程度方向的相邻之间、垂直方向的相邻行之间的变化都很小存在很强的空间相关性4.2 视频信源编码原理2:帧间相关性时间相关性-电视图象不仅是二维空间图象,它具有再时间轴上以场频和帧频为扫描周期的时空性构造。再相邻的场或帧对应像
15、素间存在的相关性。这种相关性与电视图象中的运动有关。二:信息非坚持紧缩编码-仅采用信息坚持紧缩编码,往往还达不到所期望的数据紧缩率。数字电视系统中的信源编码结合运用了信息坚持和信息非坚持编码技术。还采用了其它一些辅助的数据紧缩技术。如用少量的定时信号替代复合同步信号,以及降低多余的色度垂直分解力。实现了50倍以上数据紧缩率的高效编码。实验证明,在相邻帧之间,亮度信号平均只需7.5的像素有明显的变化,色度信号平均只需7.5的像素有明显的变化,4.2 视频信源编码原理 信息非坚持紧缩编码经过对视觉的生理学、心思学特性的研讨发现,允许经过紧缩编码的复原图象在客观上存在一定的失真,只需这种失真在客观上
16、是难以觉察到的。基于这种思想实现的紧缩称为之。 它不但要紧缩冗余信息,而且还要适当舍弃掉一些非冗余但对视觉不敏感的信息以获得更大的紧缩率。4.2 视频信源编码原理4.2.2 预测编码原理它是数字电视信号信源编码的主要方法之一。也称为差分脉冲编码调制DPCM。量化器编码器预测器解码器预测器+信道输入输出Xn+-enen+X nX n预测差值量化预测差值4.2 视频信源编码原理DPCM系统中不是直接把他传送出去,而是传送他与预测值是用与他在空间或时间上相邻的假设干像素的线形组合产生的的差值。0Pee4.2 视频信源编码原理 预测器可以是利用空间相关性的帧内预测器,也可以是利用时间相关性的帧间预测器
17、,即分为帧内预测编码和帧间预测编码,数字电视的信源编码结合运用了帧内和帧间预测编码,特别是带运动补偿的帧间预测编码,已成为实现数据紧缩的主要手段。它的缺陷是抗御误码才干差。 假设传输过程中产生误码,那么由于递归预测算法,对于帧内编码会使误差分散到图像中一个较大的区域;对于帧间编码会使误差分散到后序的假设干帧中。通常隔一段时间传输一次原始像素的基值,以终止能够的误码分散。4.2 视频信源编码原理 在帧内预测编码中,基于像素间相关性和硬件实现的思索,作为预测用的像素普通不超越4个。对于分量信号,这些像素与被预测像素是紧紧相邻的。 1:假设一切的预测像素和被预测像素在同一扫描行上一维预测 2:假设其
18、中有些预测像素和被预测像素不在同一扫描行上二维预测,它的预测精度高,但实现要复杂一些。4.2 视频信源编码原理在MPEG2视频编码算法中,为便于结合运用帧内编码和帧间编码技术,将由一个延续的电视画面组成的视频序列划分为许多图象组,每个图象组由几帧到十几帧图象组成,这些图象相互间存在预测和生成关系。1;图象组的第一幅图象是采用帧内编码的图象I图象2:后面可包括数帧采用前向帧间预测编码的图象P图象,P图象是以I图象或前一个P图象为参考图象进展帧间编码的。3:在I图象与P图象或P图象与P图象之间可有数帧通常是两帧采用双向预测编码的图象B图象帧内预测编码IBBPBBPBBPBBIIPBBPBBPBBI
19、BB1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12与普通的帧内预测编码不同,I图象中的预测编码是配合变换编码一同进展的。1:将I图象的亮度图象Y及两个色度CR、 CB图象划分为许多小的像块,每个像块由88个像素组成,每4个22陈列的Y像块与空间相应CR像块、CB像块一同组合为一个宏块。在同一宏块行16扫描行宽中的假设干个至少一个相邻的宏块组成一个像条1:不包括整幅图象的通用构造2:包括整幅图象的特殊构造5623 4Y CR CB23 4576823 497 116 108 124:4:4格式的宏块4:2:2格式的宏块4:2:0格式的宏块16像素8像素4.2 视频信源编码原理 在I图象进展
20、帧内预测编码之前,首先对每一个8*8的像块进展二维离散余弦变换DCT,将像块变换为由8*8个变换系数组成的系数块,位于系数块左上角的第一个系数是像块中8*8个像素的平均值,代表像块的直流分量,称为DC系数。帧内预测编码是对各个系数块的DC进展的,目的是除出相邻像块的直流分量之间,较强的相关性。 帧内预测又是基于像条的,即只对于同一个像条内DC系数有预测和生成关系。在预测方法上采取简单的前值预测。为节省数据,在每个像条的起始处不传输预测的基准值。而是根据对差值信号的精度的要求是8bit、 9bit、10bit 、11bit。固定地将预测器的基准值设置为128、256、512、1024。4.2 视
21、频信源编码原理帧间预测编码是以图象组为单位进展的,在两个I图象之间的假设干帧图象构成一个图象组。这里说的图象:1:对于逐行扫描视频指的是帧图象2:对于隔行扫描视频指的是帧图象或场图象。隔行视频中的帧图象由两场图象组成,即顶场和底场,两场的扫描行在空间相互交错。隔行视频中的两场可以单独编码,也可以组合为帧图象一同编码。当单独编码时,顶场和底场应成对出现,两场共同组成一编码帧,按解码的输出顺序编码到码流中。3:对于编码P帧或编码B帧,其中的两场应同为P场图象或B场图象。4:对于编码I帧,第一幅图象为I场图象,第二幅图象那么可以是I场图象,也可以是P场图象。4.2 视频信源编码原理在图象组中: 1:
22、I图象是帧内编码图象,其编解码不依赖于其它图象,同时它还是P图象、B图象编解码的参考图象。 2:P图象是前向预测图象,编码中像素的预测值取为前面与其相邻的I图象或P图象中相应像素的值,即采取帧间前值预测。 3:B图象是双向预测编码图象,编码中像素的预测值取为前后与其最近的I图象或P图象相应像素值的加权平均,预测系数的大小与图象间的间隔成反比。B图象不能作为其他B图象或P图象编码的参考图象。B图象的引入是由于它比P图象有更高的预测效率,其代价是需求帧或场延迟存储器)。 4:编码顺序-传送码流中编码图象的顺序 5:显示顺序-在解码输出端重建图象的顺序引入B图象后,视频陈列的编码顺序与显示顺序是不同
23、的。4.2 视频信源编码原理2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13I B B P B B P B B P B B I4 2 3 7 5 6 10 8 9 13 11 12I P B B P B B P B B I B B图象序列中的图象为帧图象,陈列顺序是在编码器的输入端或解码器的输出端的显示顺序。而在编码器的输出端编码码流中解码器输入端顺序图象组中图象的数目虽然是没有限制的,但普通也不能过多,或者说在图象序列中隔一定时间就传送一幅I图象。1、处于混乱形状2、图象组中的I图象是视频编辑的切入点。交换方法-I图象采用逐渐刷新,即每次I图象出现时仅在图象的某个像块内进展帧内编码,经
24、过多个这样的I图象使各个像块轮番得到周期性的刷新。16MNNM运动矢量编码帧中的宏块参考帧中的最正确匹配宏块参考帧中的搜索区域16它表示从编码帧到参考帧像素运动的方向和间隔,对于图象的静止部分,用来预测的像素显然应与编码像素处于一样的空间位置上对于图象的运动物体,设物体上的某点在参考帧中的坐标为x,y,由于运动,同一点在编码帧中处于坐标为x,y)的位置两个坐标之间差记为D称为运动矢量,它表示从编码帧到参考帧像素运动的方向和间隔,经过比较参考帧与编码帧中的图象,求出运动物体像素的运动矢量称为运动估值。块匹配运动估值表示图4.2 视频信源编码原理为了既能处置逐行扫描图象,又能处置隔行扫描图象数字电
25、视中的帧间预测编码包括:1:帧图象的帧预测它用于运动补偿的情况2:帧图象的场预测它用于运动猛烈的情况3:场图象的场预测4:双基预测-它仅用于P图象,适用于无B图象的图像序列5:168预测-它仅用于场图象帧间预测编码预测方式通常并不是不变的,可 以按宏块逐块的改动。4.2 视频信源编码原理1、帧图象的帧预测它用于运动补偿的情况帧图象中的16*16宏块数据可以取自逐行扫描的一帧图象。也可由隔行扫描的顶场和底场两场图象组成。参考帧参考帧参考帧能够插入的B图象尚未编码能够插入的图象已编码能够插入的图象尚未编码B帧预测P帧预测2、帧图象的场预测顶参考场底参考场底场顶场顶参考场底参考场顶参考场底参考场底场
26、顶场能够插入的图象尚未编码能够插入的B图象已编码能够插入的B图象尚未编码a1b1a2b2a1b1a2b2c1d1c2d2P场预测a1,a2任取其一 b1,b2任取其一B场预测a1,a2任取其一 b1,b2任取其一c1,c2任取其一 d1,d2任取其一场图象的场预测(P场预测顶参考场底参考场底场顶场能够插入的图象尚未编码a1a2编码帧中第一场图象的预测底参考场底场顶场能够插入的图象尚未编码a2编码帧中第二场图象为底场的预测顶参考场底场顶场能够插入的图象尚未编码a2编码帧中第二场图象为顶场的预测a1a1场图象的场预测(B场预测顶参考场底参考场顶参考场底参考场能够插入的B图象已编码能够插入的B图象尚
27、未编码a1a2b1b2B场预测a1,a2任取其一 b1,b2任取其一4.2 视频信源编码原理4、双基预测它仅用于P图象,适用于无B图象的图像序列5、16*8预测它仅用于场图象4.2 视频信源编码原理4.2.3 变换编码原理它是实现图象紧缩的主要手段之一,它指的是正交变换编码,是将空间域的电视信号变换到由正交矢量定义的变换域中,以便去除其空间相关性,并对变换域中的系数采取适当的编码方式,以到达数据紧缩的目的方块化MN正交变换量化编码解码正交反变换信道发送端输入X输出X接纳端4.2 视频信源编码原理X由8*8像素组成的像块矩阵,其正交变换后的8*8系数块用Y表示。C表示8*8的正交变换矩阵,I为8
28、*8的单位矩阵是其转置矩阵4.2 视频信源编码原理 一:思索到像素间的相关性只在一定的间隔内比较显著,并且从减少计算量和存储量出发,在变换编码中,数字图象首先被分割成许多方块。按照MPEG2视频编码算法, 1:I帧中的方块是由88的原始图象像素组成的像块; 2:P、B帧中的像块是由88的帧间预测差值组成的像块。像块经正交变换后成为由彼此相互独立的系数组成的88系数块。图象在空间域中的强相关性,使变换域中各个系数的功率有很大的差别,功率集中于方块的特定的部位。 二:这些系数分别对应于不同的空间频率分量,对人眼的视觉有不同的影响,因此,在对变换系数的量化中,可以保管重要的系数。对保管下的系数,根据
29、其对视觉的重要程度还可以采用不同的量化间隔。对量化后的系数进一步熵编码游程编码、霍夫曼编码最后完成图象数据紧缩的变换编码。在接纳端,经过熵解码、反量化、正交反变换,使原始图象得到复原。1 2 3 4 5 6 7 8 76543211 2 3 4 5 6 7 8 7654321x1x2y1y2x1x2设x1和x2是原始图象中的两个相邻像素,每个像素用3bit编码,两个像素共有64种能够的灰度组合, x1和x2间的相关性表达在这64种灰度组合具有不同的出现概率,图中的阴影区,即x1=x2直线附近的点具有较大的概率。现用旋转变换使坐标旋转4度,在新的坐标系中,阴影区位于y1轴附近,即在这些概率大的灰
30、度组合中,y1与y2接近于相互独立, y1具有较大方差, y2具有较小的方差。有能够用较少的位数编码,实现图象数据紧缩。随着行数的添加DCT矩阵C的行向量的振荡频率是递增的,位于系数矩阵Y的右下角部分的变换系数对应空间高频分量,而位于左上角部分的变换系数对应空间低频分量其中对应空间直流分量即为DC系数,其它63个对应交流分量的系数那么称为AC系数。MPEG2规范建议DCT的输入和逆DCT的输出采用9bit表示,DC系数用12bit, 4.2 视频信源编码原理4.2.4熵编码 原理 它是一类无损编码,因编码后的平均码长接近信源的熵而得名,它多用可变字长编码实现。其根本思想是对信源中出现概率大的符
31、号赋以短码,信源中出现概率小的符号赋以长码,从而在统计上得到较短的平均码长。同时,所编的码是即时可译码,。某一个吗不会是另一个码的前缀,各个码之间无须附加信息便可自然分开。霍夫曼编码是在数字电视中运用的一种可变长编码1:将信源符号以出现开概率作为结点由大到小排成一列,将最末两个符号的概率结点用二叉树相加合成一个概率结点,2:将这个概率结点与其他符号的概率结点再按大小排序,并再将最末两个概率结点用二叉树相加合成一个概率结点。反复上述步骤,直至最终将一切概率合成一个概率结点“1。完成上述任务后,从根的结点出发逐渐向前进展编码,每遇到一个二叉树,便对两个分支各赋予一个二进制吗,对指向概率大的结点的分
32、之赋予码元“0对另一个分之赋予吗元“1直至到达表示信源符号的概率结点为止。4.2 视频信源编码原理S1 0.4-0.4-0.4-0.4 0.6 0 1.0S2 0.3-0.3-0.3-0.3 0 0.4 1S3 0.1-0.1 0.2 0 0.3 1S4 0.1-0.1 0 0.1 1S5 0.06 0 0.1 1S6 0.04 1从更结点出发逐渐向前进展编码,每遇到一个二叉树,便对两个分支各赋予一个二进制码,对指向概率大的结点的分支赋予码元“0;对另一个分支赋予码元“1。MPEG-2视频编解码器预处置+DCTQVLCVBVQIDCT+参考帧存储运动补偿预测运动估值帧内/帧间方式选择图象复杂度
33、分析速率控制当前帧视频信号010运动矢量缓存器占有程度紧缩码流1VLC表示可变字长编码VBV表示视频缓冲效验器IDCT表示逆DCT4.2 视频信源编码原理在MPEG-2视频编码规范中,结合运用了预测编码和变换编码技术,图中帧内/帧间方式选择是经过检查宏块帧间预测误差大小来进展的。1:当误差在一定范围内时开关接到“1,视频编码采用补偿帧间预测编码方式。2:当误差超越一定的范围时,开关接到“0,采用帧内编码方式。3:帧间编码时,反响环接通,经过DCT和量化Q后的预测误差,在反响环中首先由反量化和逆DCTIDCT加以恢复,然后与预测值相加得到带有量化误差的当前帧的像素值,将它存入预测器的帧存贮器中,
34、作为下一帧编码的参考帧,当前帧与当前帧本帧在运动估值器中进展块匹配,得到运动矢量。4.2 视频信源编码原理运动矢量与编码像素的位置相加,得到参考像素的位置,从参考帧存贮器的这个位置上读出参考像素值作为运动补偿的预测值,编码像素与这个预测值相减便得到帧差信号,帧差信号经过DCT、量化和可变长熵编吗送到视频缓冲校验器VBV。帧内编码时,帧间运动补偿预测的反响环断开,原始数字图象直接经DCT、量化、熵编码和缓存成为速率恒定的紧缩视频信号进入信道。输入缓存VLDQIDCT参考帧存贮运动估值+帧内/帧间方式选择运动矢量01解紧缩视频信号紧缩吗流4.2 视频信源编码原理 解码器收到的是速度恒定的比特流,但
35、比特流的输入过程之间是不同步,因此解码器的前端必需有一个缓存器作为输入比特流与解码器之间的接口。与编码器的输出缓存器一样,解码器的输入缓存器也是一个8MB的先进先出存贮器。它按照吗流中的时序指令控制读出时间,从而不会发发上溢和下溢。从输入缓存器输出的数据首先在VLD中进展变字长解码。 1:假设是I帧数据,变长解码后再经过反Z型扫描、反量化和逆DCT变换,就能解码出视频图象。 2:假设是P帧或B帧数据-经过上述步骤解出的只是帧差图象,还必需与经运动补偿的参考图象相加才干得到视频图象。为得到后者经运动补偿的参考图象,VLD将解出的运动矢量送到运动估值器,在那里运动矢量与待解码的像素位置相加得到参考
36、帧的像素位置,然后从帧存贮器读出这个参考帧的像素,解码后的视频数据一方面输出,一方面再反响存入帧存贮器中,作为后续帧解码的参考图象。4.3 ATSC制4.3.1 ATSC制概述1.什么是ATSC制格形编码多电平单载波VSB调制实现STSC制的目的1:高质量HDTV2:在6MHZ传输3:地功率和抗干扰信号4:接受设备复杂性小5:3C2. ATSC制视频格式水平垂直有效像素幅型比60MHZ/59.94MHZ 逐行60MHZ/59.94MHZ 隔行30MHZ/29.97MHZ 逐行24MHZ/29.97MHZ 逐行1920*108016:91280*72016:9704*48016:9640*480
37、4:3640*480(VGA)4:3视频信源编码音频信源编码业务复用传送信道编码调制接纳机辅助数据音频视频射频/传输业务复用和紧缩信源编码和紧缩3个子系统1、信源编码和紧缩1、视频子系统 视频编码运用MPEG-2 2、音频子系统 音频编码运用AC-3数字音频紧缩规范2、业务复用和传输指将视频数据、音频数据和辅助数据复用到单一数据流中。3、射频/传输是指信道编码与调制,信道编码器在数据流上加上附加信息,用于纠正传输过程中产生的过失。调制子系统提供两种方式1、地面广播方式8电平残留边带调制8VSB2有线电视的高数据率方式16电平残留边带调制16VSB 信源编码器传送打包和复用调制器含信道编码器传输
38、格式信源重复信源解码器传送解复用和拆包解调器含信道解码器时钟控制信源根本流传送流时钟传送流根本流他为啥能博得年薪二十万的任务 大四学生王智新以为:好好总结面试阅历,尽能够多与考官交流就在很多大学毕业生为找任务而骄傲时,浙江大学宁波理工学院大四学生王智新曾经早早地从求职大军中突围而出。就读信息与计算科学专业的他,被国内某知名网站以近20万元的年薪聘用。如今他虽然还没毕业,但每天都要到公司上班,参与研发网站中心技术。 王智新的求职之路并非一帆风顺。去年9月,他得知该网站招聘人才,虽然条件很苛刻,还是决议去试一试。那些天,他正在编辑一个程序,两天差不多就睡了3个小时,面试情况可想而知。他对本人第一次
39、面试的评价是:手忙脚乱,措手不及。 初次受挫的王智新并没有放弃,他陆续参与了几次其他公司的面试,失败了也不气馁。“每次面试回来我都要总结,找到本身缺乏。几次下来,他逐渐了解了本人的缺乏在哪里。 去年11月,王智新又看到了该网站的招聘信息,他再一次报了名。经过两次沟通,他顺利进入了第三轮的面试。竞争之猛烈超乎想象,仅省内大学毕业生就有200多人,其中不乏名校学生,还有很多硕士生和博士生。有了前几次的阅历,王智新做了充分的预备,他所表现出的快速反响、动手才干和团队协作精神打动了“考官。 就读大学期间,王智新参与了学校的ACM(国际大学生程序设计竞赛)集训队,并3次获得亚洲赛区银奖、1次浙江省金奖和
40、2次浙江省银奖。在面试的几个环节中,由于预备充分,“考官提出的大多数问题都被他一一化解,对于一些有难度的问题,他甚至反客为主与“考官讨论起来,尽能够地表达本人的想法,这种自动积极的姿态让“考官为之赞许,最终在众多应聘者中胜出。 “我也不知道本人能否顺利过关,但是我觉得,还是应该努力去试。他说,面试中碰到难题并不可怕,关键在于英勇地表达本人的想法,不要去担忧后果,由于“考官往往很看重一个人的交流才干。 “每次面试失败后,都要及时总结,找出本人的缺乏。他说,面试的时候,多留心“考官的联络方式,假设面试时没有想到的问题事后想到了,可以再打去交流,就当是一次学习,说不定“考官就被他这种执着的精神打动了
41、。4.3.2 传送层的功能和格式1:PES包经紧缩编码构成的根本流先经打包构成打包根本流。3字节1字节2字节2位14位1字节可变长度起始码前缀比特流IDPES包长度10PES包头标志PES包长度PES包区PES包数据块4.3 ATSC制2: 传送包ATSC制的传送包采用固定长度格式。由于PES包的长度是变化的,那么传送包是经过对各类业务的PES包按一定长度截取在交错组合而成。4.3 ATSC制包头 适配区 有效负载数据4字节188字节传送包的格式8位包同步1误码指示1有效数据起始指示1优先13位包识别(PID)2加扰2适配4连续计数包适配或有效数据4.3 ATSC制包头 适配区 有效负载数据4
42、字节188字节传送包的格式主要功能1:同步和定时P1832:曾经过紧缩的比特流的随机进入3:本地节目插入同步和定时:在数字电视系统中, 在编码端,对27MHZ系统时钟STC进展周期性地抽样而构成节目时钟基准PCR值,并被纳入传送包的适配区中传输给接纳机。 在解码端,经过把携带PCR值的传送包的到达时间以及PCR值本身同当前STC的值作对比,并对后者进展控制与调整,从而实现了有编码器的STC来确定地再生出解码器STC。 再利用前面提到的包含PES包头标志码中的DTS和PTS分别与它比较,便可指明视频、音频帧应在何时被解码和复原信息应在何时呈现。这样就可以使节目的各个组成部分到达同步。 有否显示时
43、间标志PTS-Presentation Time Stamp/解码时间标志(DTS-Decode Time Stamp)标志、PES包头有否根本流时钟基准(ESCR-Elementary Stream Clock Reference)信息标志、PES包头有否根本流速率信息标志、有否数字存储媒体DSM特技方式信息标志、有否附加的拷贝信息标志、PES包头有否循环冗余校验CRC-Cyclic Redundancy Check信息标志、有否PES扩展标志。有扩展标志,阐明还存在其它信息。 4.3 ATSC制4.3.3 前向纠错信道编码纠错的指点思想:能量扩散RS编码交织卷积编码8VSB调制传送流包去信
44、道ATSC只信道编码和调制4.3 ATSC制2. RS码的编码及其纠错译码 RS吗-它是一种线形分组循环码,它以长度为n的一组符号为一个编码单位或编码字,组中的n个符号是由k个欲传送的信息符号按一定的关联关系生成的。由于n个符号中还应包含误码维护信息,所以要求kn,编码方式。在数字电视中,一个符号是一个8bit的字节,因此总共有256中符号,用十进制表示的符号范围是0255,这256中符号组成一个有限域或称伽罗华域。普通的说,当有限域是二元域GF2的扩域是用GF 表示。在RS码中码字长度n = -1,当m=8时, n=255。取nk=2t那么RS码可纠正t个符号的错误。4.3 ATSC制所谓一
45、个符号的错误可以是指符号中的一个比特发生了误码,也可以是指符号中的假设干比特甚至一切比特都发生了误码。当m=8时,可纠正延续8t个比特的误码。4.3 ATSC制二:RS码的编码-它是一类特殊的循环码,而循环吗是线形分组的一个重要分支。参看P184P185的编码公式。在DVB-S中运用的RS204,188码是由RS255,239码缩短而成的,因此在编码前应在188个信息字节前加51个“0字节。对于系统RS码,编码后的255各字节中,前面的51个“0字节依然存在,可以将它去掉,只传送204个非零字节。收端译码时,只需求所收到的每个码字的204个字节前再附加上51个“0,就可以进展正常译码了。4.3
46、 ATSC制3.卷积编码及维特比译码卷积编码-卷积码是数字电视信道编码中所运用的另一类纠错码,RS码在码之间没有运算关系,而卷积码任何位置的码元与一定范围的相邻码元间都有约束关系。卷积编码就是靠这种约束关系来实现纠错的。它是一个由移位存放器和异或门构成的卷积系统。4.3 ATSC制4.交错经过交错使突发过失分散为随机过失,以充分发扬纠错编码的作用,DVB-S中,交错位于RS编码与卷积编码之间。这是由于维特比译码会出现过失分散,引发突发过失。M=172MI-1MI-1MI-2MI-3M12I-1001211012121121110来自RS编码器去RS解码器去交错器交错器积编码调制信道解调积解码1
47、B位置4.3 ATSC制5.能量分散为能使发端的随机化与收端的去随机化坚持同步,每8个MPEG-2数据包使移位存放器初始化一次,初始设置为“100101010000000,为了标志这个初始化时辰,使这8个MPEG-2数据包的第一个数据包的同步字节进展比特翻转,从47H翻转到B8H在其它7个数据包的同步字节期间,PRBS继续产生,但输出“使能关断使同步字节47H坚持不变。发送端在进展能量分散后,再进展RS编码,将长度为188字节的随机化包,变成204字节的纠错编码包。4.3 ATSC制4.3.5 ATSC制的主要性能4.4 DVB制4.4.1 DVB制的视频格式与接口三大DVB数字电视制式卫星、
48、有线、地面视频格式P204表4-7SDTV?/HDTV25帧频和SDTV?/HDTV30帧频,还包含隔行和逐行扫描。音频技术采用MPEG-2音频技术和AC-34.4 DVB制2.DVB设备接口SPI-同步并行-用在设备相距比较近的情况,SSI同步串行P/S-它是SPI的扩展。ASI-异步串行-采用固定的衔接速率270Mb/s),特点:来自不同数据源的传送流可以具有不同的速率,但是传输的速率是固定的,因此接纳器的时钟也是恒定的。4.4 DVB制4.4.2 DVB-T制编码正交频分复用多载波。1:设计要求1和其他两个尽能够多的类似点。2要支持其他两个的概念上的“数据容器模型。P2064.4 DVB
49、制输入端是视频、音频和数据等复用的传送流TS,每个TS包由188字节组成,4.4 DVB制3. DVB-T制的抗回波技术与卫星传输信道和有线传输信道相比较,地面开路传输信道环境差,电磁波信号容易遭到各种各样的外来杂散电磁波干扰。就地面开路接纳时的传输信道种类而言,有三种信道模型。(1)高斯信道,这是天线接纳信号只遭到高斯噪声(随机噪声,白噪声)干扰的信道模型。4.4 DVB制(2)Ricean信道,这是天线接纳信号接纳到直达波之外还接纳到多个反射波的信道模型,它对应于运用室外屋顶天线时还会接纳由到高楼等来的许多多径反射波。(3)瑞利信道,其接纳天线接纳不到直达波,只接纳到许多反射波,对应于用室
50、内天线接纳或室外便携和挪动接纳。接纳点直视不到发射天线,只需由大楼、山丘等来的诸多反射波。4.4 DVB制4.4.3 DVB-T的信道编码1.能量分散数据随机化 能量分散处于信道编码的前端,来自MPEG-2传送复用器的码流采用固定数据包格式,包长188字节,其中包括一个位于最前面的同步字节“01000111,即47H。这个码流按字节最高有效位在前的顺序在图示的随机化电路中进展能量分散。随机化电路-是最长M序列伪随机码发生器,由它生成的伪随机二进序列PRBS与输入码流进展模2加,使数据随机化。接纳端的随机化电路与此一样,将PRBS与接纳的已随机化数据进展模2加,便可恢复随机化以前的数据。 为能使发端的随机化与收端的去随机化坚持同步,每8个MPEG-2数据包使移位存放器初始化一次,初始设置为“100101010000000,为了标志这个初始化时
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