电视原理概念

2016-06-16 本文已影响769人 Annnnnn

电视系统，场频50HZ，场逆程系数βf = 0.08，行逆程系数α = 0.1875。每帧总行数625，垂直凯尔系数Kev = 0.75，图像宽高比4:3

计算行频fH，行周期Th，行正程时间Tht
计算帧频fF，场周期Tv，场正程时间Tvt
理想的垂直分解力
实际的垂直分解力
合理的垂直分解力
计算该系统视频最高频率fmax(不考虑Kev)
如果亮度通道带宽Δf = 5MHz，则亮度图像的实际的水品分解力：N = 2×Tht×Δf

已知某色光的三基色信号R，G，B的值，求Y，(R-Y)，(B-Y)，U，V，C，α的值，画出色度矢量图

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
R-Y、B-Y
U = 0.493(B-Y)
V = 0.877(R-Y)
C = √(U^2+V2)
α = arctan(V/U)

标清分量信号

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Pb = 0.564×(B-Y)
Pt = 0.713×(R-Y)

高清分量信号

Y = 0.213R + 0.715G + 0.072B
Pb = 0.5389×(B-Y)
Pt = 0.635×(R-Y)

彩条分量信号

画图题

亮度信号量化电平分配，色差信号量化电平分配

P280

数字分量信号(8bit)

Dy = INT[219×Y+16]
Dpb = INT[224×Pb + 128]
Dpr = INT[224×Pr + 128]
[]中小数部分四舍五入
Y、Pb、Pr幅度范围归一化为0到1

六种信号概念

复合信号
传输模拟彩色全电视信号
传输方式是将Y、C、复合同步信号符合成一路信号传输
有亮色干扰，DG、DP失真，信号质量较差
分量信号
传输模拟分量信号
传输方式是将Y、Pr、Pb、或R、G、B分别用三根线传输
由于三路信号分别传输，无亮色干扰，信号质量高
S-VIDEO信号
传输模拟Y、C分离的两路信号
传输方式对R-Y、B-Y采用了正交平衡调制后得到的C信号，Y和C信号分别传输
信号质量低于分量信号
SDI信号
传输标清数字串行信号
传输方式是将Y、R-Y、B-Y分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号
无亮色干扰，信号质量高
HD-SDI
传输高清数字串行信号
传输方式是将Y、R-Y、B-Y分别数字化后，时分复用成一路数字串行信号
码率高，无亮色干扰，信号质量高
HDMI信号
高清多媒体接口，HDMI采用4个通道的TMDS信号，其中三个通道是用来传输红、绿、蓝三色数据信号(或YCrCb)，第四个通道用来传送时钟
同HD-SDI一样，码率高，无亮色干扰，信号质量高

高频调谐器

组成：输入回路、高频放大器、本机振荡器、混频器、频道选择器
作用：选择频道、放大信号、变换频率
当选择接收二频道时(图像载频57.75MHz)
该频道的伴音载频范围：56.5~64.5MHz
电视接收机接收该频道时的本振频率：57.75+38=95.75MHz

数字电视图像格式

每行有效样点每帧有效行数场频隔行扫描标称行数
720 × 576 /50 i (625)
720×480×60i(525)
1920×1080×50i/60i(1125)
1280×720×50p/60/(750)

电视信号数字化参数部分

标准清晰度电视

亮度信号取样频率：13.5MHz
选择该取样频率原因：
- 满足取样定理，取样频率应大于模拟视频带宽6MHz两倍；
- 保证取样结构正交，取样频率fs等于行频fH整数倍
- 兼容国际主要扫描格式：625/50/2:1,525/59.95/2:1,fs应是这几种行频整数倍
- 为减少传输数据量，取样频率应满足以上条件下尽量低

高清晰度电视

亮度信号取样频率74.25MHz
选择该取样频率原因：
- 满足取样定理，取样频率应大于模拟视频带宽30MHz两倍；
- 保证取样结构正交，取样频率fs等于行频fH整数倍
- 兼容国际主要扫描格式:1125/50/2:1,1125/59.95/2:1,1250/50/2:1,fs应是这几种行频整数倍
- 为兼顾数字标清晰度电视格式，取样频率应是数字标准清晰度电视行频的整数倍即2.25MHz整数倍
- 为减少传输数据量，取样频率应满足以上条件下尽量低，一般选取为信号带宽的2.2~2.4倍

色度取样格式

4：2：2格式中Cr，Cb取样频率为Y取样频率一半即6.75MHz
4：2：2、4：2：0色度取样格式图

色度格式下有效码率(n为量化比特率)

720×576×25×n×[(4+X+Y)/4]
1920×1080×25×n×[(4+X+Y)/4]

SDI信号码率

Y，Cb，Cr的取样频率和×量化比特数 = ( )Mbps

在模拟视频到数字视频转换中，随着量化比特数的下降n小于6-7时出现伪轮廓，n小于4-5时出现边缘忙乱，最后出现颗粒杂波

如果取样频率低不满足采样定理，会产生高频混叠现象，图像细节区域会出现较明显图像失真

我国标准清晰度数字电视演播室标准规定

亮度信号带宽6MHz，行频15625Hz，亮度信号取样频率13.5MHz，一行有效期包括720个亮度取样周期

我国高清晰度数字电视演播室标准规定

亮度信号带宽30MHz，行频28125Hz，亮度信号取样频率74.25MHz，一行有效期包括1920个亮度取样周期

数字高清视频采用三电平同步信号，并规定同步头的正向过零点处为同步定时Oh：
- 行周期35.556μs，包含2640个时钟周期
- 行有效期包含1920个时钟周期
- 行消隐期包含720个时钟周期
- 行消隐期：左端有4T的定时基准码EAV；右端有4T的定时基准码SAV
高清视频数据与模拟行同步定时关系P297
模拟电视行与数字电视行对应关系(并不知道在书上哪里)

声音信号数字化参数

取样频率
优选为48kHz，也可以选用32kHz或44.1kHz
声音信号量化比特数
音频编码方式优选为PCM20比特线性量化，也可以选用16，18及24比特线性量化

JPEG与MPEG-2

JPEG压缩编码中，量化矩阵Q(u,v)利用了人眼对于低频分量误差比对高频分量误差更敏感的视觉特性，量化因子随空间频率u，v的增加而增大，即在低频区进行细量化，在高频区粗量化

JPEG压缩编码中产生图像损伤的主要原因是对DCT系数进行量化产生的量化误差
如果要提高压缩比，应该调整量化表中的量化因子的值，提高量化表中的量化因子的值来提高压缩比

MPEG-2压缩编码
I帧编码原理
- 帧内编码帧，是只使用本帧内的数据进行编码的图像，即只对本帧内的图像进行DCT变换、量化和VLC编码处理。
- 特点：为了减少误差的传递，I帧的压缩比较低。I帧可以作为P，B帧的参考帧。GOP的第一个编码帧为I帧
P帧编码原理
- 前向预测编码图像，参照前一个参考帧以宏块为单位，进行前向预测、运动估计和运动补偿。
- 特点：压缩比高于I帧，P帧可以作为参考帧
B帧编码原理
- B帧是双向预测编码图像，参照前一个和后一个参考帧两个参考帧基础上进行双向预测、运动估计和运动补偿。
- 特点压缩比高于P帧，B帧不能作为参考帧
在MPEG-2视频压缩编码中主要会产生块效应、图像模糊和图像损伤

比特串行接口SDI(P288)

在串行数字接口中，每10个比特的数据字经并/串转换电路后变成串行的数据流，传码率从27Mbps变为270Mbps，用单芯同轴电缆传输

扰码器的作用

 - 接收端解码时需要恢复时钟信号，串行接口时钟的恢复只能利用信号本身的跳变来产生
 - 由于数据流中免不了有长串的“0”，“1”，会导致电平跳变数目少，不利于提取时钟信息。
 - 常用的解决方案是采用扰码，即产生一个伪随机二进制序列(PRBS),与原数据序列进行模2加，经过扰码后数据流中将只有很多的连“0”，“1”，从而电平跳变多，时钟信息丰富