第章 电视信号的数字化new

数字电视原理信号的数字化3.1音频信号的数字化3.2

第3章电视信号的数字化

视频信号的数字化3.3模拟信号的数字化过程主要是采样、量化和编码。采样——将时间和幅度上连续的模拟信号转变为时间离散的信号，即时间离散化。3.1信号的数字化3.1信号的数字化采样----时间上的离散化

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----幅度离散化

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。即幅度离散化。3.1信号的数字化编码---离散值的数字表示

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。模拟信号数字化框图如图3-1所示，其中fc为滤波器的截止频率，fs为取样频率。图3-1模拟信号数字化框图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：亚音(Subsonic)信号（次音信号）<20Hz超声波(Ultrasonic)信号>20kHz音频(audio)信号:在20Hz~20kHz之间的声波人的发音:在80Hz~3400Hz之间人的说话:在300Hz~3400Hz之间----语（话）音信号(speech，voice)3.介2音频呢信号廊的数渡字化采样挨频率经常训使用甩的采微样频眨率有11序.0膊25恭kH暗z、22雾.0医5k倘Hz、32险kH离z、44哄.l敞kH城z和48惜kH贝z等。内采样谷频率瓜越高像，声土音失浆真越碑小、筝音频如数据首量越刚大。人耳贴听觉陕的频扫率上快限在20雅kH史z左右仪，为柱了保薪证声莲音不胆失真供，采烘样频阴率应练大于40矩kH膏z。3.效2音频鬼信号驰的数宣字化量化俱比特豆数经常被采用嗽的量硬化比体特数办有8b傲it、12姐bi上t和16织bi懒t。量钢化比办特数帐越多颠，音织质越任好，羞数据汗量也剑越大妻。人耳列的听唯觉能挎感觉崇极微巾小的洪声音驱失真刑而且冈又能昆接受简极大垂的动肢态范颠围。限由于叉这个若特点块，所凯以对尿音频漂信号惑进行僻数字邀化所芝用的惊量化允比特埋数比窜起视能频信春号来桨要多蔬。3.骑2音频独信号草的数蛇字化声道究数记录晚声音描时，钓如果概每次花生成鲁一个烧声波伯数据敬，称蓬为单宇声道真；每滨次生查成二桂个声布波数浸据，电称为蒙立体姨声（度双声椒道）鸟，立党体声宿更能坚反映素人的塞听觉殿感受核。3.堆2音频殊信号先的数段字化音频从数字年化的躁采样盏频率胸和量旺化精简度越现高，恢音质农越好其，恢管复出无的声毛音越竭接近若原始细声音角，但颂记录孕数字扩声音以所需机存储惰空间像（数栽据量认）也乞随之萍增加垂。可娱以用低下面内的公慰式估您算声蒙音数柴字化校后每赖秒所压需的鞠存储舒量（吊假定中不经区压缩骆）：存储曾量=胆(采砍样频典率×化量化夹比特迹数×惑声道饲数)石/8其中悔，存魂储量悉的单巾位为呀B（政字节攀）3.赚2音频评信号页的数尚字化质量等级采样频率/kHz量化精度/bit声道数数码率（未压缩）/kbit/s频带/Hz电话话音88单声道64200~3400AM11.0258单声道88.250~7000FM22.0516双声道705.620~15000CD44.116双声道1411.220~20000DAT4816双声道153620~20000在P新AL择制的模62浴5行挖/5铲0场绵/2辉∶1遗隔行葱电视闯信号枕中，树利用盟每场捕31破2.剃5行娇中的紧29赖4行溪记录艰数字良音频泡信号冈，每着行记乏录3药个音肌频样巾值，煎于是幕取样偏频率鸣为fs谅＝5筋0（执场）锄×2童94真（行睡）×倚3（扩样值秃）=形4叹4.香1k炒Hz1.取样孟频率2.量化冷比特耀数3.振演播辩室数纤字音毁频声堡道多路筹声音稻轨记煎录的绸声道晓分配3.休3视频佳信号漆的数咬字化在时和间轴拔上(t轴)分为一系滚列离凑散的着帧（等恼间隔监）每帧梳图像菌在垂厕直方声向(y轴)上离迁散为一条理一条漂的扫穷描行每行泽在水古平方踏向(x轴)上采兽样，瘦得到一个液一个长像素絮。模拟耗视频荣信号这：三维佣视频远信号扫描一咽维时除间变顾化信五号3.姐3视频逼信号倒的数红字化结果壁：数字挖电视等图像呈帧-脖--还-由挠二维鸟空间仇排列江的像推素点敲组成列；视频伐序列傍--衰--完由时漂间上撕一系扩列的昂数字演图像井帧组券成。3.宴3视频臣信号扛的数换字化对彩幼色电纱视信心号的溜数字闯化处安理主过要有分量育数字芒编码和复合带数字巧编码两种嘴方式对。复合阔数字因编码是将擦彩色诸全电犯视信粉号直姑接进记行数映字化乔，编飘码成欧P钢CM乏形式（已怀被淘箱汰）瓜。分量剩数字虎编码方式丑是分员别对献亮度虑信号益Y和仁两色诸差信受号B夜-Y偿、R左-Y担分别抚进行协PC至M编爹码。3.托3视频横信号诞的数葵字化分量哈数字逼编码厦优点巴：避免怪了复冠合数男字编侮码时在因反辰复解误码所惑引起造的质寄量损校伤和我器件彩的浪枪费，顺且编让码几流乎与谅电视返制式进无关—世界窗统一剧的数纱字编诊码标装准后期替制作稠的处据理方抽便时分粘复用珠方式铸，不猛会像柴复合警数字遣编码盟那样疗因频逆分复腰用带蜂来亮炸、色毯串扰罗，可驱获得况高质站量的灭图像亮度蒸信号良和色撑度信宏号的森带宽货根据艰需要防取不吊同电视垄信号缝分量伐数字痰编码瓜参数病的确僵定分量想数字妇编码稼采样悬频率犹的确隔定亮度伍信号凑的采法样频必率各国菜主观谦测试贪亮度妻信号己带宽fm＝晒5.盾8~罚6M集Hz为保冈证足光够小津的混斤叠噪乡丰声，状采样雪频率fs应取（2.苍2森~夸2.描7）*fm，则搂应fs>=12怕.7有6叶~幼13辣.2茧MH万z。电视类信号和分量轧数字椅编码平参数块的确肤定采用蜘每帧螺固定竖的正怀交采始样结叼构，盛有利扰于行吨间、呈场间表和帧帮间的怒信号颈处理韵。因忆此，背应使fs满足fs＝mfH的关践系；为了晶使62帅5行/5俩0场及52钉5行/6谅0场这工两种心扫描股制式竹实现样行兼屡容应延采用贫同一因采样伍频率璃；电视寇信号更分量评数字项编码搂参数酬的确乎定亮度血信号棵的采烟样频蚁率62投5行/50场扫臣描制四式行棵频(15漠62献5H旷z)52栽5行/60场扫守描制宗式行乐频(4.偏5M绣Hz怠/2鬼86)亮度插信号轨的采圈样频眠率为13粒.5庸MH谅z电视运信号细分量者数字获编码港参数稠的确毛定色差价信号每的采哨样频对率主观骆测试色度百信号的带欲宽应千选为毒2.伤8M拦Hz，若治色差好信号叮采样句频率姑为6姜~银7纹MH糖z时能瓣满足胳色键课处理葱等对筋图像报质量违的较滩高要腰求为保丹证足漆够小吹的混怎叠噪摩声采样军频率丹为行殖频的奶整数突倍为了搞使62辱5行/5啄0场及52个5行/6伟0场这甘两种煌扫描邪制式腐实现笼行兼绞容色差侵信号锅的采阁样频如率为6.古75霞MH资z电视鹿信号寒分量摧数字轿编码鱼参数筹的确更定采样剂结构a)拥4树∶2乒∶0本格介式中悦，色先差信挥号C筛r和骄Cb蹄的取降样频饲率均就为亮勉度信骂号取慈样频贝率的搭四分思之一步，即4∶姻2∶兼0格探式中异，色逆差信舟号C旺r和京Cb倘在水尽平方竹向和勾垂直遭方向宅上的蹲取样悄点数额均为锈Y的亡一半拆，一术行按码4∶阻2∶俘2取察样，励另一扁行按任4∶狸0∶汪0取秩样，先因此塞称为脸4∶叹2∶碑0格夺式。4∶碰2∶奇0格谈式中贷，4屠个像文素产鄙生6差个样趣值（骂Y为泡4个毅，C牺b和尸Cr袍各1朱个）付，如柴果每创个样烫值8疮比特坚编码晨，6湿×8极=4胶8b受it雾s,援4惹8/为4=宗12游bi捧ts酱/p燥er璃p叙ix昏el此，即杆平均唉每个壶像素逮12辅bi相ts辟。电视霸信号亦分量着数字府编码通参数爽的确号定采样矿结构b)孙4亦∶2笨∶2在4馅∶4妨∶4陷格式夕中，净亮度带信号母和两促个色开差信崇号C灭r和亩Cb气（或浸R，息G，秩B信抗号）籍的取裳样频吧率均沸为1站3.娇5M袖Hz紫，且配取样失结构浮完全椅相同啊，即亮度鞠取样瓜频率斗和两堵个色拣差信茅号的煎取样队频率颜之比号是在4络∶2诊∶2圈格式灯中，子亮度皮信号富的取监样频互率为植13稳.5阀MH腐z，思两个代色差痕信号勾的取怀样频颠率均革为亮括度信笛号取处样频耽率的写一半杂，即因此僵，亮俭度取迈样频岗率和躬两个烘色差间信号传的取么样频皆率之雷比是4∶汉2∶大2编掀码方元式主醉要应谋用于摸电视躺演播联室节良目制铅作中昆。电视赴信号午分量甘数字至编码尤参数粱的确阿定采样享结构c)省4宿∶4霉∶4电视抖信号砖分量雨数字予编码掉参数铅的确输定采样跟结构a)崖4隐∶2嗽∶0建b索)4命∶2眠∶2形c)冶4∶誓4∶稳4电视前信号观分量感数字以编码庄参数吧的确狼定量化怒比特覆数的滨确定咸和量盐化级崇的分匙配量化似比特狠数量化雾比特疫数是土指要氏区分达所有孩量化慰级所躬需的咱二进够制码下位数旁。其心大小棍直接偶影响验到数秋字图望像的撤质量唯，每增桑加或弟减少1b糟it，就度使量系化信旺噪比牌增加宅或减骄少6d杀B。CC成IR沟60丝式1建议愉中，懒规定滑对亮访度和天色差霞信号励都采璃用8枯bi刃t的均元匀量院化。8检bi厉t的量真化精电度在肤某些德场合铁是不纽奉够的躺，在页后来测的数馋字演陪播室欺中又鼠扩展甩到10择b举it的量撤化。电视宇信号悼分量悲数字令编码打参数现的确占定量化慨比特尚数的蓝确定办和量斜化级尊的分汁配亮度协信号令的量吵化级刷分配20甩保玩护带16贡保狮护带电视军信号纹分量晴数字沈编码刮参数外的确招定量化拥比特锯数的昨确定完和量盟化级身的分乔配色差杀信号应的量抄化级赏分配为了释使色拉差信逗号电朝平的死动态是范围唇控制哨在－之内滩，色糖差信希号需归一给化：电视益信号陶分量稿数字校编码量参数殖的确宁定量化棋比特床数的级确定毛和量况化级乒的分贷配色差丹信号年的量臣化级区分配16强保胸护带15纤保秀护带3.运3.办2站IT踪蝶U-挖R叉BT写.6够01建议19悲82划年2但月，践在C帜CI慕R复第1答5次雷全会岛上，湿在通帆过的红CC康IR抓6士01茂建议公建议记中，箱确定争了以分在量数砌字编浆码4∶极2∶昆2标绵准作为屈演播百室彩弦色电牲视信骑号数妇字编疤码的蝴国际杆标准。该陪建议欢考虑档到现梢行的裹多种遍彩色拘电视尿制式缸，提洪出了谋一种仆世界俊范围办兼容芝的数逃字编扯码方婚式，教是向券数字使电视嫌广播框系统兽参数穴统一佛化、纱标准利化迈海出的插第一钞步。3.略3.各2载IT科U-掩R石BT刺.6贵01建议参数625行/50场525行/60场有效扫描行数576480编码信号Y，CB，CR每行样点数亮度信号864858色差信号432429每行有效样点数亮度信号720（行正程）色差信号360（行正程）采样结构正交，按行场帧重复，每行中的CR，CB的样点同位置，并与每行第奇数个（1，3，5，…）亮度的样点同位置采样频率/MHz亮度信号13.5色差信号6.75编码方式对亮度信号和色差信号都进行均匀量化，每个样值为8bit量化量化级亮度信号共220个量化级，消隐电平对应于第16量化级，峰值白电平对应于第235量化级色差信号共225个量化级（16~240），色差信号的零电平对应于第128量化级同步第0级和第255级保留3.归3谊标盗准清耳晰度幻玉数字泛电视威演播肝室标栋准3.赢3.涂1脊演醉播室当数字阿编码气参数杆演播充室数圈字编墓码的授主要厕参数盏(4邪∶2坐∶2切格式盼)如笔表3集-3粘所示夹。3.祖4现数欣字分滴量电屑视信蛇号的袭接口1．惠并行亚和串餐行接茎口通鼓用的怪信号森格式凡按仿照IT众U-RBT.6尤01程建议孔进行幻玉数字壳视频戴信号你分量矛编码际的视惩频信贩号，芽其接趴口和秤数据油流都农应符渐合如里下规偏定。(1妇)奴4曲∶2禾∶2考数字草分量捷信号锅的时凭分复索用传倍输数字躺设备遍向外辜传输硬每帧君内的耻像素吩数据微时，晃应该弯按下美列次泽序时尾分复桶用：{Cb1Y1Cr1},循{仆Y2},叙{痒Cb2Y3Cr2},泻{叮Y4},刚{惕Cb3Y5Cr3},召Y4},棍…钳….胖{现Cb3优60Y71略9Cr3秃60},杂{煎Y72谎0}奇数夺点按CbYCr的次额序传窗输数汪据，涂偶数叨点只记有Y样点础数据派传输里。每苗一行牙均如祥此，澡直至胜第5睛76嘉行。(2帐)视频僵数据凝与模朱拟行输同步其间的巷定时擦关系数字扩分量甲视频设信号帖是由顾模拟填分量萍视频辰信号做经过A/D转换狗得到芦的，云数字升有效勉行与壶模拟秧行之描间应懒该有会明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