第8章數(shù)字電視基礎(chǔ)

1、第第8 8章章 數(shù)字電視基礎(chǔ)數(shù)字電視基礎(chǔ)主要內(nèi)容主要內(nèi)容28.1 8.1 概述概述8.2 8.2 數(shù)字電視信號的產(chǎn)生數(shù)字電視信號的產(chǎn)生8.3 8.3 數(shù)字高清晰度電視數(shù)字高清晰度電視8.48.4數(shù)字電視信號的壓縮數(shù)字電視信號的壓縮8.58.5數(shù)字電視信號的誤碼控制數(shù)字電視信號的誤碼控制 1.1.模擬電視的缺點(diǎn)、數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)模擬電視的缺點(diǎn)、數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)2.2.數(shù)字電視系統(tǒng)的分類數(shù)字電視系統(tǒng)的分類3.3.復(fù)合編碼、分量編碼復(fù)合編碼、分量編碼4.4.分量編碼四種方式、亮度和色差信號的取樣頻分量編碼四種方式、亮度和色差信號的取樣頻率分別是多少？（率分別是多少？（SD/HDSD/HD）5.5.我國我

2、國HDTVHDTV標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)6.6.標(biāo)清和高清信號的數(shù)據(jù)率（碼率）的計(jì)算標(biāo)清和高清信號的數(shù)據(jù)率（碼率）的計(jì)算38.1 8.1 概述概述數(shù)字電視數(shù)字電視DTVDTV的概念、發(fā)展、分類、優(yōu)勢的概念、發(fā)展、分類、優(yōu)勢模擬電視的缺陷模擬電視的缺陷51. 1.亮度分解力不足，清晰度低，分辨率差。亮度分解力不足，清晰度低，分辨率差。2.2.色度分解力不足，色彩無細(xì)節(jié)，欠柔和。色度分解力不足，色彩無細(xì)節(jié)，欠柔和。3.3.頻譜間置造成亮度和色度間串?dāng)_。頻譜間置造成亮度和色度間串?dāng)_。4.4.隔行掃描引起并行、蠕動、閃爍等現(xiàn)象。隔行掃描引起并行、蠕動、閃爍等現(xiàn)象。5.5.三大制式互不兼容。三大制

3、式互不兼容。6.6.頻帶利用率低，逆程不能傳送有用信息。頻帶利用率低，逆程不能傳送有用信息。模擬電視缺陷的原因模擬電視缺陷的原因61. 1.采用復(fù)合信號傳輸。采用復(fù)合信號傳輸。2.2.采用窄帶傳送色度信號。采用窄帶傳送色度信號。3.3.頻帶利用率受濾波器性能限制。頻帶利用率受濾波器性能限制。4.4.采用隔行掃描。采用隔行掃描。5.5.選用的行、場頻率低。選用的行、場頻率低。數(shù)字電視數(shù)字電視DTVDTV7數(shù)字電視：數(shù)字電視：將模擬電視信號數(shù)字化，然后進(jìn)將模擬電視信號數(shù)字化，然后進(jìn)行各種處理（如編碼、調(diào)制、傳輸、存儲等）行各種處理（如編碼、調(diào)制、傳輸、存儲等）的電視系統(tǒng)。的電視系統(tǒng)。三個階段三個階

4、段：第一階段第一階段：單獨(dú)的局部設(shè)備數(shù)字化；：單獨(dú)的局部設(shè)備數(shù)字化；第二階段第二階段：數(shù)字整機(jī)電視設(shè)備，如數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)：數(shù)字整機(jī)電視設(shè)備，如數(shù)字錄像機(jī)、數(shù)字信號處理攝像機(jī)等；字信號處理攝像機(jī)等；第三階段第三階段：數(shù)字電視技術(shù)從單個設(shè)備向整個系統(tǒng)發(fā)：數(shù)字電視技術(shù)從單個設(shè)備向整個系統(tǒng)發(fā)展，開始進(jìn)行數(shù)字電視或數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)的展，開始進(jìn)行數(shù)字電視或數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)的播出。播出。數(shù)字電視是一個系統(tǒng)概念數(shù)字電視是一個系統(tǒng)概念在全數(shù)字環(huán)境中完成電視節(jié)目生產(chǎn)和流通的全過程。在全數(shù)字環(huán)境中完成電視節(jié)目生產(chǎn)和流通的全過程。8 數(shù)字?jǐn)?shù)字素材采集素材采集 數(shù)字?jǐn)?shù)字節(jié)目制作節(jié)目制作 數(shù)字?jǐn)?shù)字節(jié)目播出節(jié)目播出

5、 數(shù)字?jǐn)?shù)字信號傳輸信號傳輸 數(shù)字?jǐn)?shù)字電視廣播電視廣播 數(shù)字?jǐn)?shù)字節(jié)目發(fā)行節(jié)目發(fā)行 數(shù)字?jǐn)?shù)字存儲檢索存儲檢索數(shù)字電視廣播系統(tǒng)框圖數(shù)字電視廣播系統(tǒng)框圖 9數(shù)字電視系統(tǒng)的分類（數(shù)字電視系統(tǒng)的分類（P202P202） 10（1 1）按信號傳輸方式分類：）按信號傳輸方式分類：地面無線傳輸數(shù)字電視（地面無線傳輸數(shù)字電視（地面數(shù)字電視地面數(shù)字電視）衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視（衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視（衛(wèi)星數(shù)字電視衛(wèi)星數(shù)字電視）有線傳輸數(shù)字電視（有線傳輸數(shù)字電視（有線數(shù)字電視有線數(shù)字電視）（2 2）按業(yè)務(wù)和質(zhì)量分類：）按業(yè)務(wù)和質(zhì)量分類：低清晰度電視低清晰度電視LDTVLDTV（圖像水平清晰度大于（圖像水平清晰度大于250 250

6、 線）線）標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視SDTVSDTV（圖像水平清晰度大于（圖像水平清晰度大于500500線）線）高清晰度電視高清晰度電視HDTVHDTV（圖像水平清晰度大于（圖像水平清晰度大于800 800 線）線） 超高清超高清4K4K電視電視四種電視的視覺效果四種電視的視覺效果11LDTVLDTV：對應(yīng)于現(xiàn)有對應(yīng)于現(xiàn)有VCDVCD的圖像分辨率。的圖像分辨率。 SDTVSDTV：圖像質(zhì)量相當(dāng)于演播室水平，顯示圖像分辨率為圖像質(zhì)量相當(dāng)于演播室水平，顯示圖像分辨率為727727576(PAL 576(PAL 制制) )或或720720480(NTSC480(NTSC制制) )，這是一種普及，這

7、是一種普及型數(shù)字電視，成本較低，具備數(shù)字電視的各種優(yōu)點(diǎn)；型數(shù)字電視，成本較低，具備數(shù)字電視的各種優(yōu)點(diǎn)；HDTVHDTV：圖像質(zhì)量可達(dá)到或接近圖像質(zhì)量可達(dá)到或接近35mm35mm寬銀幕電影的水平，寬銀幕電影的水平，顯示圖像分辨率達(dá)顯示圖像分辨率達(dá)1920192010801080，幅型比為，幅型比為1616：9 9，適合大，適合大屏幕觀看；屏幕觀看；4K4K電視：電視：標(biāo)準(zhǔn)顯示為標(biāo)準(zhǔn)顯示為384038402160,2160,是全高清是全高清(1920(1920* *1080)1080)的的4 4倍；高清倍；高清(1280(1280* *720)720)的的9 9倍。在此分辨率下，觀眾將倍。在此分辨

8、率下，觀眾將可以看清畫面中的每一個細(xì)節(jié)，每一個特寫?？梢钥辞瀹嬅嬷械拿恳粋€細(xì)節(jié)，每一個特寫。SDTVSDTV和和HDTVHDTV12三代電視三代電視：第一代電視：第一代電視- -黑白電視，第二代黑白電視，第二代電視電視- -彩色電視，第三代電視彩色電視，第三代電視- -高清晰度電視高清晰度電視（HDTVHDTV）。）。 1 1、SDTVSDTV：指對傳統(tǒng)的模擬電視信號進(jìn)行數(shù)字：指對傳統(tǒng)的模擬電視信號進(jìn)行數(shù)字化后得到的信號。標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視系統(tǒng)具化后得到的信號。標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視系統(tǒng)具有和模擬電視系統(tǒng)相同或相似的掃描格式和參有和模擬電視系統(tǒng)相同或相似的掃描格式和參數(shù)；數(shù)；2 2、HDTVHDT

9、V：新一代的電視系統(tǒng)，其性能和指標(biāo)：新一代的電視系統(tǒng)，其性能和指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視，掃描格式及參都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視，掃描格式及參數(shù)也完全不同于傳統(tǒng)的模擬電視系統(tǒng)。數(shù)也完全不同于傳統(tǒng)的模擬電視系統(tǒng)。數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)（數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)（P202P202） 131 1、抗干擾能力強(qiáng)，在復(fù)制或傳輸?shù)忍幚磉^程、抗干擾能力強(qiáng)，在復(fù)制或傳輸?shù)忍幚磉^程中，噪聲不會累積。中，噪聲不會累積。2 2、數(shù)字信號穩(wěn)定可靠，易于實(shí)現(xiàn)存儲、計(jì)算、數(shù)字信號穩(wěn)定可靠，易于實(shí)現(xiàn)存儲、計(jì)算機(jī)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋C(jī)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋? 3、可充分利用信道容量，頻譜資源利用率高。、可充分利用信道容量，頻譜資源利用率

10、高。4 4、收到的電視圖像和聲音質(zhì)量接近演播室質(zhì)、收到的電視圖像和聲音質(zhì)量接近演播室質(zhì)量。量。5 5、便于加密處理、便于加密處理6 6、節(jié)省發(fā)送功率，覆蓋范圍廣、節(jié)省發(fā)送功率，覆蓋范圍廣7 7、便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)8.2 8.2 數(shù)字電視信號的產(chǎn)生數(shù)字電視信號的產(chǎn)生數(shù)字化方式數(shù)字化方式1 1、復(fù)合編碼方式、復(fù)合編碼方式：將彩色電視信號作為一將彩色電視信號作為一個整體進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到一個數(shù)字個整體進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到一個數(shù)字復(fù)合電視信號；復(fù)合電視信號；15模擬全模擬全信號信號A/D數(shù)字信號數(shù)字信號處理處理D/A模擬全模擬全信號信號

11、YB-YR-YY數(shù)字化方式數(shù)字化方式2 2、分量編碼方式、分量編碼方式：對亮度信號和兩個色差對亮度信號和兩個色差信號分別信號分別進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到三個數(shù)進(jìn)行取樣、量化和編碼，得到三個數(shù)字分量電視信號。字分量電視信號。16模擬全模擬全信號信號A/D數(shù)數(shù)字字信信號號處處理理D/A模擬全模擬全信號信號數(shù)數(shù)字字亮亮色色分分離離數(shù)數(shù)字字信信號號編編碼碼B-YR-Y復(fù)合編碼和分量編碼比較復(fù)合編碼和分量編碼比較171 1、“復(fù)合編碼復(fù)合編碼”與電視制式有關(guān)與電視制式有關(guān) “分量編碼分量編碼”與電視制式無關(guān)與電視制式無關(guān)2 2、在節(jié)目后期制作中：、在節(jié)目后期制作中： “復(fù)合復(fù)合”需解碼需解碼 “分量分

12、量”無需解碼無需解碼3 3、傳輸時：、傳輸時：“復(fù)合復(fù)合”由于頻分復(fù)用，產(chǎn)生亮，色串?dāng)_由于頻分復(fù)用，產(chǎn)生亮，色串?dāng)_ “分量分量”采用時分復(fù)用，無亮，色串?dāng)_采用時分復(fù)用，無亮，色串?dāng)_目前，基本都采用分量編碼方式。目前，基本都采用分量編碼方式。8.2.2 8.2.2 分量編碼方式分量編碼方式-取樣取樣18取樣結(jié)構(gòu)取樣結(jié)構(gòu)：指取樣點(diǎn)在畫面上相對于空間和時間：指取樣點(diǎn)在畫面上相對于空間和時間的分布規(guī)律。的分布規(guī)律。固定正交取樣結(jié)構(gòu)固定正交取樣結(jié)構(gòu)：每一行的樣點(diǎn)正好處于前一：每一行的樣點(diǎn)正好處于前一場和前一行樣點(diǎn)的正下方，而且與前一幀的樣點(diǎn)場和前一行樣點(diǎn)的正下方，而且與前一幀的樣點(diǎn)重合。重合。樣點(diǎn)位置在

13、垂直方向上逐行、逐場對齊，樣點(diǎn)位置在垂直方向上逐行、逐場對齊，排成一列列直線的取樣結(jié)構(gòu)。排成一列列直線的取樣結(jié)構(gòu)。1 1、取樣、取樣19分量編碼取樣頻率需要滿足分量編碼取樣頻率需要滿足4 4個要求個要求：1. 1.取樣定理取樣定理：當(dāng)亮度信號的上限頻率為當(dāng)亮度信號的上限頻率為fmfm6MHz6MHz時，取樣時，取樣頻率要求頻率要求2 fm2 fm12MHz12MHz；2.2.實(shí)現(xiàn)固定正交取樣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)固定正交取樣結(jié)構(gòu)： f s=nf s=n f fH H （行頻的整數(shù)倍）行頻的整數(shù)倍） ；3.3.同時兼容兩種掃描系統(tǒng)同時兼容兩種掃描系統(tǒng)（625625行行/50/50場和場和525525行行/60

14、/60場場）：）： f s=mf s=m2.25MHz2.25MHz（ 2.25MHz2.25MHz的整數(shù)倍）；的整數(shù)倍）；4.4.節(jié)省碼率節(jié)省碼率：f sf s盡量靠近盡量靠近2fm2fm。綜合考慮后，分量編碼中綜合考慮后，分量編碼中亮度信號亮度信號的取樣頻率選的取樣頻率選取為取為13.5MHz13.5MHz。1 1、取樣、取樣20對于對于625625行行/50/50場系統(tǒng)，亮度信號每行的場系統(tǒng)，亮度信號每行的取樣點(diǎn)數(shù)為：取樣點(diǎn)數(shù)為：對于色差信號，考慮到人眼視覺特性，對兩個對于色差信號，考慮到人眼視覺特性，對兩個色差信號的采樣頻率可以小于亮度信號，一般色差信號的采樣頻率可以小于亮度信號，一般

15、選取為亮度信號取樣頻率的一般就足夠。選取為亮度信號取樣頻率的一般就足夠。兩個色差信號選取不同的采樣頻率，會構(gòu)成不兩個色差信號選取不同的采樣頻率，會構(gòu)成不同的分量編碼結(jié)構(gòu)，即不同的分量編碼方式。同的分量編碼結(jié)構(gòu)，即不同的分量編碼方式。864156255 .13HzMHz分量編碼的取樣結(jié)構(gòu)分量編碼的取樣結(jié)構(gòu)21圖像采樣中，對色差信號使用的采樣頻率比對圖像采樣中，對色差信號使用的采樣頻率比對亮度信號使用的采樣頻率低。亮度信號使用的采樣頻率低。分量編碼四種方式分量編碼四種方式221 1、4:4:44:4:4編碼方式編碼方式：亮度信號亮度信號和和兩個色差信號兩個色差信號（或（或R R、G G、B B信號

16、）的取樣頻率信號）的取樣頻率=13.5MHz13.5MHz，且，且取樣結(jié)構(gòu)完全相同。這種方式下，三個信號具有取樣結(jié)構(gòu)完全相同。這種方式下，三個信號具有相同的水平和垂直分解力。一般用在對相同的水平和垂直分解力。一般用在對R R、G G、B B信號進(jìn)行數(shù)字化的場合。信號進(jìn)行數(shù)字化的場合。2 2 、 4 : 2 : 24 : 2 : 2 編 碼 方 式編 碼 方 式 ： 亮 度 信 號亮 度 信 號 取 樣 頻 率取 樣 頻 率=13.5MHz13.5MHz，色差信號色差信號取樣頻率取樣頻率=6.75MHz6.75MHz。色。色差信號的水平分解力是亮度信號的一半。廣泛應(yīng)差信號的水平分解力是亮度信號的

17、一半。廣泛應(yīng)用于用于演播室演播室節(jié)目制作和傳輸中。節(jié)目制作和傳輸中。分量編碼四種方式分量編碼四種方式233 3、4:1:14:1:1編碼方式編碼方式：亮度信號亮度信號取樣頻率取樣頻率=13.5MHz13.5MHz，色差信號色差信號取樣頻率取樣頻率=3.375MHz3.375MHz，色差信號在垂，色差信號在垂直方向上的分解力與亮度信號相同，在水平方向直方向上的分解力與亮度信號相同，在水平方向上的分解力是亮度信號的上的分解力是亮度信號的1/41/4。4 4、4:2:04:2:0編碼方式編碼方式：與：與4 4：2 2：2 2方式相同，亮度方式相同，亮度信號取樣頻率信號取樣頻率=13.5MHz13.5

18、MHz，色差信號取樣頻率，色差信號取樣頻率= = 6.75MHz6.75MHz），但），但兩個色差信號每兩行取一行兩個色差信號每兩行取一行，在，在水平和垂直方向上的分解力均為亮度信號的一半。水平和垂直方向上的分解力均為亮度信號的一半。由于該格式的碼率較低，在由于該格式的碼率較低，在數(shù)字電視廣播的信源數(shù)字電視廣播的信源編碼編碼中，通常采用這種格式。中，通常采用這種格式。 SDTVSDTV分量編碼方式的基本參數(shù)分量編碼方式的基本參數(shù)24 4:4:4 4:2:2 4:2:0 4:1:1 Y 13.5 13.5 13.5 13.5 R-Y 13.5 6.75 6.75 3.375 取樣頻率 （MHz）

19、 B-Y 13.5 6.75 6.75 3.375 Y 576 576 576 576 R-Y 576 576 288 576 每幀有效行數(shù) B-Y 576 576 288 576 Y 720 720 720 720 R-Y 720 360 360 180 每行有效像素數(shù) B-Y 720 360 360 180 幀頻（Hz） 25 25 25 25 寬高比 4:3 4:3 4:3 4:3 2 2、量化、量化 25量化過程量化過程：把取樣后的信號幅值歸并到有限個幅：把取樣后的信號幅值歸并到有限個幅度等級上，并用一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)來表示。度等級上，并用一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)來表示。量化誤差量化誤差：歸并過程使

20、得量化后的信號幅度與?。簹w并過程使得量化后的信號幅度與取樣信號實(shí)際幅度之間的偏差。量化誤差的存在產(chǎn)樣信號實(shí)際幅度之間的偏差。量化誤差的存在產(chǎn)生雜波干擾（生雜波干擾（量化雜波量化雜波或或量化噪聲量化噪聲）。）。 量化信噪比量化信噪比：SNRdB=10.76+6.02n dBSNRdB=10.76+6.02n dB ，如，如果要保證實(shí)際圖像的量化信噪比大于果要保證實(shí)際圖像的量化信噪比大于50dB50dB，則量，則量化級數(shù)至少應(yīng)為化級數(shù)至少應(yīng)為256256級，即量化比特數(shù)為級，即量化比特數(shù)為8 8比特比特。 量化前的歸一化處理量化前的歸一化處理26亮度方程：亮度方程：Y=0.299R+0.587G+

21、0.114BY=0.299R+0.587G+0.114B紅色差方程：紅色差方程：R-Y=0.701R-0.587G-0.114BR-Y=0.701R-0.587G-0.114B藍(lán)色差方程：藍(lán)色差方程： B-Y=-0.299R-0.587G+0. 866 BB-Y=-0.299R-0.587G+0. 866 B規(guī)定規(guī)定：（：（1 1）亮度信號動態(tài)范圍：亮度信號動態(tài)范圍：1010之間，（之間，（2 2）色）色差信號動態(tài)范圍：差信號動態(tài)范圍： 0.50.5之間之間引入壓縮系數(shù)引入壓縮系數(shù)： （1 1）K KR R= = 0.5/0.5/0.701=0.7130.701=0.713，K KB B= =

22、 0.5/0.5/0. 866=0.5640. 866=0.564歸一化色差信號歸一化色差信號：C CR R=0.713=0.713（R-YR-Y）=0.5R-0.419G-0.081B=0.5R-0.419G-0.081BC CB B=0.5640.564（B-YB-Y） =-0.169R-0.331G+0.5B=-0.169R-0.331G+0.5B過載保護(hù)帶過載保護(hù)帶27電視信號電視信號8 8比特量化時，為防止量化過載，比特量化時，為防止量化過載，不不采取從采取從0 0到到255255級的全范圍量化，而是在上下兩級的全范圍量化，而是在上下兩端都留出了過載保護(hù)帶端都留出了過載保護(hù)帶。亮度信

23、號：亮度信號：信號的動態(tài)范圍限制在信號的動態(tài)范圍限制在1616235235量量化級之間化級之間黑電平黑電平對應(yīng)對應(yīng)第第1616級級，白電平白電平對應(yīng)對應(yīng)第第235235級，級，0 01515級和級和236236255255級為過載保護(hù)帶。級為過載保護(hù)帶。色差信號：色差信號：正峰正峰240240級，負(fù)峰級，負(fù)峰1616級級，下端留出，下端留出0 01515級，上端留出級，上端留出241241級級255255級，用于防止級，用于防止量化過載。量化過載。亮度信號碼電平分配亮度信號碼電平分配 28色差信號碼電平分配色差信號碼電平分配293 3、編碼、編碼30編碼過程編碼過程：將量化后的取樣值用一組二進(jìn)

24、制碼表：將量化后的取樣值用一組二進(jìn)制碼表示。示。例如，設(shè)量化級數(shù)為例如，設(shè)量化級數(shù)為256256級（級（0 0255255級），即級），即8 8比特量化，若用自然二進(jìn)制碼方式進(jìn)行編碼，則比特量化，若用自然二進(jìn)制碼方式進(jìn)行編碼，則對應(yīng)這對應(yīng)這256256個量化值，就可用個量化值，就可用00000000000000001111111111111111這一組二進(jìn)制碼表示。這一組二進(jìn)制碼表示。經(jīng)過取樣、量化和編碼之后，原模擬電視信號就經(jīng)過取樣、量化和編碼之后，原模擬電視信號就變成了由一系列變成了由一系列“0”0”、“1”1”組成的數(shù)據(jù)流。組成的數(shù)據(jù)流。數(shù)碼率（數(shù)碼率（P207P207）31數(shù)碼率數(shù)碼率

25、：在單位時間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量。：在單位時間內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量。在實(shí)時傳輸情況下，在實(shí)時傳輸情況下，數(shù)碼率計(jì)算公式數(shù)碼率計(jì)算公式 數(shù)碼率數(shù)碼率=取樣頻率取樣頻率量化比特數(shù)量化比特數(shù)數(shù)碼率的單位通常為數(shù)碼率的單位通常為MbpsMbps，即兆比特，即兆比特/ /秒。秒。 數(shù)碼率數(shù)碼率在在4:2:24:2:2編碼方式下，采用編碼方式下，采用8bit8bit量化，則亮度信號量化，則亮度信號的碼率為：的碼率為： 13.5MHz 13.5MHz 8bit = 108Mbps8bit = 108Mbps兩個色差信號的碼率為：兩個色差信號的碼率為： 2 2 6.75MHz 6.75MHz 8bit = 108Mbps

26、8bit = 108Mbps則總碼率為：則總碼率為：108+108=216Mbps108+108=216Mbps同理，可計(jì)算不同采樣格式，不同量化比特下同理，可計(jì)算不同采樣格式，不同量化比特下的數(shù)碼率。的數(shù)碼率。32演播室數(shù)字編碼的主要參數(shù)（演播室數(shù)字編碼的主要參數(shù)（4:2:24:2:2格式）格式）338.3 8.3 數(shù)字高清晰度電視數(shù)字高清晰度電視高清晰度電視高清晰度電視HDTVHDTV（P209P209） （High Definition TelevisionHigh Definition Television）35高清晰度電視高清晰度電視HDTVHDTV：指在數(shù)字電視系統(tǒng)內(nèi)的一：指在數(shù)字

27、電視系統(tǒng)內(nèi)的一種電視業(yè)務(wù)。種電視業(yè)務(wù)。ITU-RITU-R給高清晰度電視下的定義給高清晰度電視下的定義：“高清晰度電高清晰度電視應(yīng)是一個透明系統(tǒng)，一個正常視力的觀眾在距視應(yīng)是一個透明系統(tǒng)，一個正常視力的觀眾在距該系統(tǒng)顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質(zhì)該系統(tǒng)顯示屏高度的三倍距離上所看到的圖像質(zhì)量應(yīng)具有觀看原始景物或表演時所得到的印象量應(yīng)具有觀看原始景物或表演時所得到的印象”。最主要的特點(diǎn)：高清晰度，即水平分解力和垂直最主要的特點(diǎn)：高清晰度，即水平分解力和垂直分解力都比較高。分解力都比較高。HDTVHDTV參數(shù)選擇參數(shù)選擇361 1、掃描行數(shù)掃描行數(shù)：每幀圖像行數(shù)：每幀圖像行數(shù)10001000行

28、。行。2 2、每行取樣點(diǎn)數(shù)每行取樣點(diǎn)數(shù)：18001800。3 3、畫面寬高比畫面寬高比：=16:9=16:9。4 4、方形像素方形像素：像素在水平和垂直方向上的大?。合袼卦谒胶痛怪狈较蛏系拇笮∈窍嗤?。是相同的。5 5、伴音伴音：高質(zhì)量的立體聲伴音，因此至少須有：高質(zhì)量的立體聲伴音，因此至少須有4 4路數(shù)字化的伴音通道。路數(shù)字化的伴音通道。6 6、兼容兼容：能比較方便地實(shí)現(xiàn)和：能比較方便地實(shí)現(xiàn)和SDTVSDTV信號格式之信號格式之間的相互轉(zhuǎn)換。間的相互轉(zhuǎn)換。 方形像素方形像素37方形像素方形像素：像素在水平和垂直方向上的大小是相像素在水平和垂直方向上的大小是相同的像素。同的像素。電視系統(tǒng)采用

29、方形像素好處電視系統(tǒng)采用方形像素好處：（1 1）畫面水平方向和垂直方向上所能容納的像素數(shù)量）畫面水平方向和垂直方向上所能容納的像素數(shù)量之比就與畫面的寬高比相同。之比就與畫面的寬高比相同。（2 2）便于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互操作性，便于進(jìn)行圖）便于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互操作性，便于進(jìn)行圖形圖像的各種變換。形圖像的各種變換。ITU-R BT.709ITU-R BT.709建議書中規(guī)定在建議書中規(guī)定在1616：9 9的畫面寬高比的畫面寬高比情況下，每幀有效行數(shù)為情況下，每幀有效行數(shù)為10801080，每行有效樣點(diǎn)數(shù)為，每行有效樣點(diǎn)數(shù)為19201920。 我國我國HDTVHDTV標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)（表標(biāo)準(zhǔn)的主

30、要參數(shù)（表8-28-2）參數(shù)參數(shù)數(shù)值數(shù)值參數(shù)參數(shù)數(shù)值數(shù)值隔行比隔行比2:1（隔行隔行）像素形狀像素形狀方形方形行頻行頻28125Hz每幀總行數(shù)每幀總行數(shù)1125幀頻幀頻25Hz每幀有效行數(shù)每幀有效行數(shù)1080寬高比寬高比16:9每行有效點(diǎn)每行有效點(diǎn)數(shù)數(shù)Y1920R-Y B-Y960取樣頻率取樣頻率Y74.25MHzR-Y B-Y37.125MHz38HDTVHDTV系統(tǒng)的數(shù)碼率系統(tǒng)的數(shù)碼率4:2:24:2:2分量編碼方式分量編碼方式39當(dāng)采用當(dāng)采用當(dāng)采用當(dāng)采用8 8比特量化時比特量化時: :亮度信號的數(shù)碼率為：亮度信號的數(shù)碼率為：74.25(MHz)74.25(MHz)8(bit)8(bit)

31、594 Mbps594 Mbps兩個色差信號的數(shù)碼率為兩個色差信號的數(shù)碼率為: 2: 237.125(MHz)37.125(MHz)8(bit)8(bit)594 594 MbpsMbps總的數(shù)碼率總的數(shù)碼率1188 Mbps1188 Mbps1010比特量化時比特量化時: : 亮度信號的數(shù)碼率為：亮度信號的數(shù)碼率為：74.25(MHz)74.25(MHz)10(bit)10(bit)742.5 Mbps742.5 Mbps兩個色差信號的數(shù)碼率為兩個色差信號的數(shù)碼率為: 2: 237.125(MHz)37.125(MHz)10(bit)10(bit)742.5 Mbps742.5 Mbps總的

32、數(shù)碼率總的數(shù)碼率1485 Mbps1485 Mbps可見，高清的碼率相當(dāng)高?？梢姡咔宓拇a率相當(dāng)高。8.3.3 8.3.3 數(shù)字電視系統(tǒng)的分解力數(shù)字電視系統(tǒng)的分解力 401 1、SDTVSDTV系統(tǒng)的分解力系統(tǒng)的分解力 SDTVSDTV與傳統(tǒng)的模擬電視在有效掃描行數(shù)上基本與傳統(tǒng)的模擬電視在有效掃描行數(shù)上基本一致，所以兩者的一致，所以兩者的垂直分解力基本相同垂直分解力基本相同。在在625625行行/50/50場的數(shù)字場的數(shù)字SDTVSDTV系統(tǒng)中，采樣率系統(tǒng)中，采樣率13.5MHz13.5MHz，每行有效采樣點(diǎn)數(shù)，每行有效采樣點(diǎn)數(shù)720720，寬高比，寬高比4:34:3，根據(jù)公式可計(jì)算出系統(tǒng)在根

33、據(jù)公式可計(jì)算出系統(tǒng)在1MHz1MHz帶寬時的水平分帶寬時的水平分解力為解力為80TVL/PH80TVL/PH。3:4)z12)(5 .13/720MHus水平分解力8.3.3 8.3.3 數(shù)字電視系統(tǒng)的分解力數(shù)字電視系統(tǒng)的分解力 411 1、SDTVSDTV系統(tǒng)的分解力系統(tǒng)的分解力 數(shù)字電視系統(tǒng)的帶寬取決于取樣頻率，當(dāng)取樣頻數(shù)字電視系統(tǒng)的帶寬取決于取樣頻率，當(dāng)取樣頻率為率為13.5MHz13.5MHz時，最高頻率可時，最高頻率可 為為6.75MHz6.75MHz。則水平分解力為則水平分解力為6.75 6.75 80=540 TVL/PH 80=540 TVL/PHSDTVSDTV系統(tǒng)中雖然系統(tǒng)

34、中雖然每行有效取樣點(diǎn)數(shù)是每行有效取樣點(diǎn)數(shù)是720720，但這，但這并不等于系統(tǒng)的水平分解力可達(dá)到每個畫面高度并不等于系統(tǒng)的水平分解力可達(dá)到每個畫面高度內(nèi)有內(nèi)有720720條電視線。條電視線。2 2、HDTVHDTV系統(tǒng)的分解力系統(tǒng)的分解力 42HDTVHDTV系統(tǒng)理想的垂直分解力為系統(tǒng)理想的垂直分解力為1080TVL/PH1080TVL/PH，實(shí)實(shí)際的垂直分解力為際的垂直分解力為0.70.710801080756TVL/PH756TVL/PH。1MHz1MHz帶寬提供的帶寬提供的水平分解力為水平分解力為29TVL/PH29TVL/PH。當(dāng)系統(tǒng)帶寬為取樣頻率的二分之一，即當(dāng)系統(tǒng)帶寬為取樣頻率的二

35、分之一，即37.125 37.125 MHzMHz時，時，HDTVHDTV系統(tǒng)可獲得最大的水平分解力系統(tǒng)可獲得最大的水平分解力1080TVL/PH1080TVL/PH，正好是，正好是SDTVSDTV系統(tǒng)的兩倍。系統(tǒng)的兩倍。9/16)z12)(25.74/1920MHus水平分解力8.4 8.4 數(shù)字電視信號的壓縮數(shù)字電視信號的壓縮（信源編碼）（信源編碼）數(shù)字電視的信源編碼數(shù)字電視的信源編碼1 1、數(shù)字電視信號壓縮的必要性、數(shù)字電視信號壓縮的必要性信源編碼的主要目的是對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮。信源編碼的主要目的是對數(shù)字信號進(jìn)行壓縮。雖然電視信號數(shù)字化有很多優(yōu)點(diǎn)，但是雖然電視信號數(shù)字化有很多優(yōu)點(diǎn)，但是數(shù)

36、碼率數(shù)碼率很高。很高。如，如，4:2:2,8bit4:2:2,8bit的的SDTVSDTV的碼率可達(dá)的碼率可達(dá)216Mbps216Mbps。如不進(jìn)行。如不進(jìn)行壓縮，這樣的信號無法在一般的通道進(jìn)行傳輸，更不壓縮，這樣的信號無法在一般的通道進(jìn)行傳輸，更不能在現(xiàn)有的能在現(xiàn)有的6MHz6MHz的帶寬中的帶寬中傳輸傳輸。此外，數(shù)字信號的此外，數(shù)字信號的數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)量大，就需要需要較大的存儲，就需要需要較大的存儲容量，若不進(jìn)行壓縮，則無法在普通的存儲設(shè)備上進(jìn)容量，若不進(jìn)行壓縮，則無法在普通的存儲設(shè)備上進(jìn)行電視信號的行電視信號的存儲存儲。綜上，要實(shí)行電視信號的有效存儲和傳輸，就需要采綜上，要實(shí)行電視信號的有效存儲和傳輸，就需要采取降低其數(shù)據(jù)量和數(shù)碼率，也就是進(jìn)行信源編碼取降低其數(shù)據(jù)量和數(shù)碼率，也就是進(jìn)行信源編碼44數(shù)字電視的信源編碼數(shù)字電視的信源編碼