數(shù)字電視作業(yè)答案

1、第一章 人類的視覺和聽覺1. 說明色溫和相關(guān)色溫的含義。在近代照明技術(shù)中，通常選用哪幾種標(biāo)準(zhǔn)白光源？答：色溫： 當(dāng)絕對(duì)黑體在某一特定溫度下，其輻射的光譜與某一光源的光譜具有相同的特性，則絕對(duì)黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫。相關(guān)色溫：是指與具有相同亮度刺激的顏色最近似的黑色輻射體的溫度，用K式溫度表示。 標(biāo)準(zhǔn)光源 A光源（2854K） 光色偏黃 B光源（4800K）光色相當(dāng)于中午日光 C光源（6770K） 光色相當(dāng)于有云的天空光 D65光源（6500K）典型日光 E光源（5500K）2 若水平方向上可分辨出100根紅綠豎線，試問對(duì)于黑白、黑紅、綠藍(lán)各組豎線的分辨數(shù)是多少？黑白:100/4

2、0%*100%=250（根）黑紅:100/40%*90%=225(根)波長范圍：380-780nm 分類:單色光和復(fù)合光綠藍(lán):100/40%19%=48（根）第二章 光的顏色及其表達(dá)1. 說明彩色三要素的物理含義。亮度：是光作用于人眼時(shí)所引起的明暗程度的感覺，與色光所含的能量有關(guān)。色調(diào)：指顏色的類別，與光的波長有關(guān)。色飽和度：指色調(diào)深淺的程度，決定于物體表面反射光譜輻射的選擇性程度。2. 請(qǐng)闡述三基色原理及其在彩色電視系統(tǒng)中的應(yīng)用。三基色原理:指自然界中常見的大部分彩色，都可以有三種相互獨(dú)立的基色按照一定的比例混合得到應(yīng)用：彩色電視利用RGB三基色相加產(chǎn)生各種不同顏色，常用的相加混色法有時(shí)間混

3、色法和空格鍵混色法。(圖像像素順序傳遞)第三章 視頻的產(chǎn)生1. 什么是隔行掃描？其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)有哪些？隔行掃描的總行數(shù)為什么是奇數(shù)，而不是偶數(shù)？隔行掃描：指將一幀電視圖像分成兩場進(jìn)行掃描（從上到下為一場）。第一場掃出光柵第1、3、5、7等奇數(shù)行，第二場掃出第2、4、6等偶數(shù)行，并把掃奇數(shù)行的場稱為奇數(shù)場，掃偶數(shù)行的場稱為偶數(shù)場，這樣，每一幀圖像經(jīng)過兩場掃描，所有像素就可以全部掃完。優(yōu)點(diǎn)：保持了清晰度，降低了圖像信號(hào)的頻帶寬度，簡化處理設(shè)備。缺點(diǎn)：行間閃爍效應(yīng)，大面積圖像閃爍，并行現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)物體邊緣鋸齒化。第二問：為了保證清晰度，隔行掃描的兩場光柵必須均勻鑲嵌，為此選取一幅圖像的總掃描數(shù)為奇數(shù)，每

4、場均有一個(gè)半行，并設(shè)計(jì)第一場結(jié)束于最后半行然后電子束返回屏幕最上方中間，第二場（始于半行，結(jié)束的是整數(shù)行）2. 某HDTV系統(tǒng)，設(shè)幅型比為16:9，每幀行數(shù)為1125行，采用2:1隔行掃描，場頻為60Hz,=18%，=8%，求系統(tǒng)的垂直分解力、水平分解力、視頻信號(hào)帶寬。垂直分解力：M = KeKi(1-)Z （Ke=0.76 Ki=0.7） =0.76*0.7*（1-8%）*1125 =550.62N水平分解力：N=KM=16/9*550.62=978.88N(數(shù)據(jù)好像有點(diǎn)問題)3. 假設(shè)某電視系統(tǒng)掃描參數(shù)為Z=9行時(shí)，取=0.2，=1/9，畫出隔行掃描光柵形成圖。要求與行場掃描電流波形圖相對(duì)

5、應(yīng)。3 根據(jù)已學(xué)內(nèi)容，總結(jié)電視技術(shù)的一些基本參數(shù)與人眼的哪些視覺特性有關(guān)？并找出改善電視質(zhì)量的依據(jù)（1） 視力范圍與電視機(jī)屏幕形狀，人眼的視力范圍在水平方向大約為180度，在垂直方向約為130，人眼最清楚的范圍是水平方向夾角為20，垂直方向夾角為15，所以視力范圍與電視機(jī)屏幕形狀有關(guān)，電視機(jī)屏幕尺寸一般設(shè)計(jì)寬與高比為4：3（2） 人眼視覺的適應(yīng)性與電視圖像的亮度，對(duì)比度和灰度，亮度取決于兩個(gè)方面，其中一個(gè)便與人眼的主觀感覺相關(guān)，人眼所能感覺到的亮度范圍很寬，一般從百分之幾坎到幾百萬坎，但容納眼并不能同時(shí)感覺到這樣寬，當(dāng)人眼適應(yīng)了某個(gè)兩度范圍以后，人眼對(duì)亮度的感覺范圍變窄，因此在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，我

6、們可以用低亮度重現(xiàn)高亮度的景物，所以電視觀看也必須在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，才能有較好的圖像效果。（對(duì)比度即景物的最高亮度與最低亮度的差，對(duì)比值越大，圖像越逼真?；叶仁侵负诎讏D像從最暗到最亮之間劃分的層次數(shù)，灰度越高，圖像越清晰）（3） 人眼的視力與電視的掃描行數(shù)。人眼的視力一般用五分制表示：視力=5-lg(表示人眼最小的張角，單位為分（）)根據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì)表明，正常視力的分率角為11.5之間，對(duì)于電視圖像，觀看環(huán)境亮度較低，人眼的分辨能力較弱，所以一般取下限1.5，而人眼在垂直方向上的視力范圍為15，所以掃描行數(shù)為：Z=(15*60)/ =600行（4） 人眼的視覺惰性與圖像的場頻，當(dāng)某一強(qiáng)度的光突然消失

7、，人眼的亮度感覺并不立即消失，要過一會(huì)才會(huì)消失，這就是視覺惰性，一般中等強(qiáng)度的光照下，視力正常的人眼視覺暫留時(shí)間約為0.1s ，顯然，圖像的場頻必須超過人眼視覺的閃爍頻率，否則電視圖像會(huì)給人眼閃爍感，人眼的補(bǔ)充作用是指在1/24s內(nèi)，兩個(gè)間隔發(fā)光的亮點(diǎn)只有不超過7.5視角人眼能通過大腦的補(bǔ)充作用，使人感覺從先發(fā)光的亮點(diǎn)自動(dòng)“移動(dòng)”到后發(fā)光的亮點(diǎn)位置，電視系統(tǒng)采用提高亮暗變化的頻率方法，使人眼感覺不到亮度閃爍。（5） 人眼分辨率與電視信號(hào)的帶寬，根據(jù)人眼視覺分辨力，我國規(guī)定一幀圖像分成625行，根據(jù)圖像連續(xù)無閃爍原理，要求每秒傳送50幀圖像。第四章 彩色電視制式1. 彩色電視為何要和黑白電視兼容

8、？實(shí)現(xiàn)兼容制彩色電視的基本條件是什么？因?yàn)椴噬娨暢霈F(xiàn)前黑白電視已經(jīng)相當(dāng)普及，在各領(lǐng)域廣泛發(fā)揮作用，而且還將在相當(dāng)長的時(shí)間繼續(xù)存在，因此在黑白電視向彩色電視過渡時(shí)期，電視系統(tǒng)必須在兩者之間予以兼容。彩色電視與黑白電視兼容的必備條件： 兼容性與逆兼容性 彩色信號(hào)中必須有亮度信號(hào)和色度信號(hào)； 占有與黑白電視相同的頻帶寬度； 伴音載頻和圖象載頻分別與黑白電視相同； 采用相同的掃描頻率和相同的復(fù)合同步信號(hào)； 亮度信號(hào)與色度信號(hào)之間的干擾要最小。2 世界上有哪幾種兼容制彩色電視制式？請(qǐng)分別說明各種制式的特點(diǎn)。目前世界上最主要的彩色廣播電視制式是 NTSC、PAL、SECAM。三種制式的主要區(qū)別，是兩個(gè)色

9、差信號(hào)對(duì)副載波的調(diào)制方式各不相同。NTSC: 色度信號(hào)的組成方式最簡單 每行色度信號(hào)的傳送方式一致 亮度與色度信號(hào)頻譜以最大間距錯(cuò)開 色度信號(hào)幅度失真影響色彩飽和度 色彩的色調(diào)對(duì)色度信號(hào)相位失真敏感 微分相位、不對(duì)稱邊帶、多徑接收 特技操作方便PAL: 改善了NTSC制的相位敏感性。 比NTSC制抗多徑接收能力好。 相對(duì)于NTSC制，PAL制對(duì)正交失真和邊帶抑制失真不敏感。 PAL接收機(jī)中采用梳狀濾波器，可使亮度串色的幅度下降3dB，并且可以提高彩色信噪比3dB。 接收機(jī)比NTSC制的復(fù)雜，成本高SECAM: 逐行順序傳送（R-Y）和（B-Y） Y亮度信號(hào)仍每行傳送 SECAM制是順序-同時(shí)制

10、 微分相位失真容限達(dá)40o 微分增益失真容限達(dá)653 彩色電視廣播為何傳送亮度信號(hào)和色度信號(hào)，而不直接傳送三基色信號(hào)？為了實(shí)現(xiàn)與黑白電視的兼容，彩色電視廣播必須將三基色信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)能重現(xiàn)黑白圖像的亮度信號(hào)，便于黑白電視接收機(jī)也能看到，而色度信號(hào)對(duì)彩色電視接收機(jī)起著屏幕著色的作用。4 對(duì)于采用正交平衡調(diào)幅方式的NTSC制和PAL制，能否說色度信號(hào)矢量的振幅和相角分別決定了彩色的飽和度和色調(diào)？為什么？對(duì)于采用正交平衡條幅方式的NTSC制和PAL之來講，只有三基色和三基色的補(bǔ)色可以說色度信號(hào)矢量的振幅和相角分別決定了彩色的飽和度和色調(diào)，而對(duì)其他任意彩色都不能這樣說。 因?yàn)閞1時(shí)，未經(jīng)r校正的三個(gè)基

11、色信號(hào)之間的比例關(guān)系在r校正后不再保持。對(duì)不同飽和度的相同色調(diào)的彩色來說，R-Y,B-Y之比不能保持定值，色度信號(hào)矢量的相角也不能保持不變，同樣對(duì)飽和度相同色調(diào)不同的彩色來說，色度信號(hào)矢量的振幅也不能保持相同。5 傳輸100-0-75-0彩條信號(hào)時(shí)，B基色信號(hào)由于斷路而為零： 計(jì)算此時(shí)R、G、B、Y、 R-Y、B-Y的相對(duì)幅度值，并畫出時(shí)間波形圖；說明各彩條亮度及色調(diào)的變化。6 設(shè)PAL制電視系統(tǒng)攝取的彩色光為F1Ge+1Be，試求編碼所得信號(hào)Y、U、V和C的數(shù)值，并畫出色度信號(hào)矢量圖。(六題在上面的圖片上的哈)第五章 數(shù)字電視基礎(chǔ)1.電視信號(hào)數(shù)字化的基本方式 答：電視信號(hào)的數(shù)字化處理有數(shù)字分

12、量編碼和數(shù)字復(fù)合編碼兩種方式。（1） 數(shù)字分量編碼，是對(duì)三基色信號(hào)或者是對(duì)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)分別進(jìn)行數(shù)字化克服亮色困擾，圖形效果更加逼真、鮮艷。（2） 數(shù)字復(fù)合編碼是將復(fù)合彩色全信號(hào)直接進(jìn)行數(shù)字化。2.在數(shù)字化過程中，為何說量化是引入噪聲的主要根源？有哪些途徑可以減少量化誤差？ 答：量化是把信號(hào)在幅度域上連續(xù)取值變換為幅度域上離散取值的過程。其具體定義為：將幅度域連續(xù)取值的信號(hào)在幅度域上劃分為若干分層，在每一個(gè)分層范圍內(nèi)的信號(hào)值用“四舍五入”的辦法取某一個(gè)固定的值來表示。這一近似過程一定會(huì)產(chǎn)生誤差，而且誤差較大。 途徑：（1）增加量化比特?cái)?shù)n（2）非均勻/非線性量化處理3.ITU-R BT

13、 601標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了那些重要參數(shù)？ 答：（1）編碼信號(hào)：Y，R-Y，B-Y（2）每行樣點(diǎn)數(shù)：亮度信號(hào)846（625行/50場），858（525行/60場） 色差信號(hào)432（625行/50場）,429（525行/60場）（3） 每行有效樣點(diǎn)數(shù)：亮度信號(hào)720，色度信號(hào)360（4） 取樣結(jié)構(gòu)：正交，按行、場、幀重復(fù)，每行中的R-Y，B-Y的樣點(diǎn)同位置，并與每行的第奇數(shù)個(gè)亮點(diǎn)的樣點(diǎn)同位置（5） 取樣頻率：亮度信號(hào)13.5MHz，色度信號(hào)6.75MHz（6） 編碼方式：對(duì)亮度信號(hào)和色差信號(hào)都進(jìn)行均勻量化，每個(gè)樣值為8bit量比（7） 量化級(jí)：亮度信號(hào)共220個(gè)量化級(jí)，色差信號(hào)共225個(gè)量化級(jí)（8） 同步

14、：第0級(jí)和255級(jí)保留（9） 每幀有效總掃描行數(shù)4.請(qǐng)畫出示意圖說明4:4:4,4:2:2,4:2:0采樣格式。解：5.試計(jì)算4:2:2格式SDTV信號(hào)的數(shù)碼率。 解：（1）當(dāng)采用10比特量化時(shí) 數(shù)碼率為：13.5（MHz）*10（bit）+2*6.75（MHz）*10（bit） =135（Mbps）+135（Mbps）=270（Mbps） （2）當(dāng)采用8比特量化時(shí) 數(shù)碼率為：270（Mbps）*（8/10）=216（Mbps）第六章 數(shù)字視頻信號(hào)處理1. 視頻數(shù)據(jù)的壓縮目的是什么？ 答：節(jié)省空間，減少對(duì)寬帶的占用，消除信息中的冗余，大大降低數(shù)碼率。2. 設(shè)有離散無記憶信源符號(hào)X1X6出現(xiàn)的概率分別為0.3、0.2、0.15、0.15、0.1，0.1，現(xiàn)進(jìn)行霍夫曼編碼，求出其平均碼字長度和編碼效率。 =0.5*2+0.5*3=2.5（bit/碼字）信息熵：-=2.47（bit/碼字）編碼效率：（H/N）*100%=98.8%3.試對(duì)算術(shù)編碼和霍夫曼編碼進(jìn)行比較，前者在哪些方面具有優(yōu)越性？ 答：算數(shù)編碼方法比霍夫曼編碼復(fù)雜