第1章-數(shù)字視頻技術(shù)概論課件

數(shù)字視頻技術(shù)

戴輝盧益民主編

數(shù)字視頻技術(shù)

第一章數(shù)字視頻技術(shù)概論1.1視頻技術(shù)

1.1.1什么是視頻

一、什么是視頻：視頻人眼視覺器官所感知（重現(xiàn)）自然景物（物體）的信息。常以圖像形式來表示。視頻一詞譯自英文Video,我們看到的電影和電視都屬于視頻范疇第一章數(shù)字視頻技術(shù)概論1.1視頻技術(shù)2

二、分類1、按亮度等級(jí)分類①

二值圖像（只有黑白兩種亮度）②

灰度圖像2、按色調(diào)分①

黑白圖像②

彩色圖像

33、按內(nèi)容變化性質(zhì)①

靜止圖像②

活動(dòng)圖像

視頻為活動(dòng)圖像。又稱序列圖像，由一幅幅靜止圖像組成，每幅圖像稱為一幀。幀是構(gòu)成視頻信息的最小和最基本單元。根據(jù)視覺惰性，每秒鐘24幀連續(xù)靜止圖像形成活動(dòng)視頻感覺。4、按占空間維數(shù)（1）平面圖像（二維圖像）（2）立體圖像（三維圖像）（3）多維圖像第1章--數(shù)字視頻技術(shù)概論ppt課件41.1.2為什么需要視頻信息一、視頻信息特點(diǎn)

1、為人類接受的主要信息。人類接受信息約有70%來自視覺。

2、視頻信息具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：確切、直觀、具體生動(dòng)、真實(shí)和效率高、應(yīng)用廣等。

3、視頻信息信息量大。通過視覺獲得的視頻信息往往比聽覺所獲得的音頻信息具有更大的信息量。1.1.2為什么需要視頻信息5二、數(shù)字視頻的優(yōu)點(diǎn)具有數(shù)字技術(shù)的一切優(yōu)點(diǎn)1、多次中繼不引起噪聲積累。2、可采用糾錯(cuò)編碼，提高抗干擾能力。3、易于實(shí)現(xiàn)保密通信。4、易于計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合（處理、網(wǎng)絡(luò)、交互）5、可采用超大規(guī)模電路（VLSL）實(shí)現(xiàn)各種處理。6、有利于壓縮編碼。7、擴(kuò)大應(yīng)用范圍。二、數(shù)字視頻的優(yōu)點(diǎn)6三、應(yīng)用范圍廣

1、視頻技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用

數(shù)字視頻地面廣播；

數(shù)字視頻衛(wèi)星廣播；

數(shù)字視頻有線電視；

交互式電視；

常規(guī)電視和高清晰度電視第1章--數(shù)字視頻技術(shù)概論ppt課件72、視頻技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

電視電話

會(huì)議電視

多媒體通信

視頻點(diǎn)播

交互式電視2、視頻技術(shù)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用83、視頻技術(shù)在娛樂領(lǐng)域中的應(yīng)用

電視機(jī)及其相關(guān)產(chǎn)品長久不衰的原因在于它是大眾娛樂消費(fèi)產(chǎn)品，電視是目前人類最重要的信息傳播媒體，它對(duì)人類生活的影響之大，簡直難以用語言表達(dá)，它已成為人們生活的重要組成部分。3、視頻技術(shù)在娛樂領(lǐng)域中的應(yīng)用9視頻技術(shù)賴以生存和迅速發(fā)展的基礎(chǔ)在于娛樂領(lǐng)域，其主要應(yīng)用包括：常規(guī)電視和高清晰度電視；

記錄、存儲(chǔ)和顯示設(shè)備，例如攝象機(jī)、錄像機(jī)、光盤和大屏幕顯示器等；

VCD和DVD；

交互式電視；

視頻點(diǎn)播；

視頻游戲。視頻技術(shù)賴以生存和迅速發(fā)展的基礎(chǔ)在于娛樂領(lǐng)域，其主要應(yīng)用包括104、視頻技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用

多媒體計(jì)算機(jī)；

CD-ROM和VCD；

視頻數(shù)據(jù)庫；

多媒體通信；

交互式電視；

三維圖形圖像；

動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作；

視頻制作；

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）4、視頻技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用115、視頻技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用：

監(jiān)視控制；

天氣預(yù)報(bào)；

衛(wèi)星遙感；

軍事；

電子圖書館；

電子新聞。

5、視頻技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用：121.2視頻相關(guān)技術(shù)一、視頻信號(hào)的獲取與顯示解決如何從光圖像獲得視頻電信號(hào)以及視頻信號(hào)的顯示問題。

二、視頻信號(hào)數(shù)字化為用數(shù)字處理、存儲(chǔ)、傳輸視頻信息，首先要解決的問題是將模擬視頻信號(hào)數(shù)字化，這包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（一）、空間位置離散化——抽樣視頻信號(hào)的掃描和抽樣。掃描：垂直方向離散化，抽樣水平方向離散化。抽樣過程中會(huì)產(chǎn)生下述失真和噪聲。1.2視頻相關(guān)技術(shù)131、混疊噪聲

如果抽樣頻率，fs小于二倍最大信號(hào)頻率fM時(shí)，即fs<2fM，則會(huì)產(chǎn)生混疊現(xiàn)象，從而對(duì)視頻信號(hào)本身產(chǎn)生干擾。通常在抽樣前，對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行低通濾波。2、孔徑效應(yīng)實(shí)際抽樣脈沖并非理想沖激函數(shù)，而是具有一定寬度，從而會(huì)產(chǎn)生孔徑效應(yīng)，使信號(hào)中的高頻成分明顯衰落。3、插入噪聲因恢復(fù)圖像信號(hào)時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)理想濾波器，因此會(huì)產(chǎn)生噪聲，這種噪聲稱為插入噪聲。1、混疊噪聲144、抖動(dòng)噪聲由于時(shí)鐘在發(fā)端和收端間存在相位抖動(dòng)，所以在恢復(fù)視頻信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲，這種噪聲稱為抖動(dòng)噪聲。

（二）、（抽樣電平）度值離散化——量化

用有限個(gè)離散值代替連續(xù)值。（三）、數(shù)字化——量化值的數(shù)字編碼

使用二進(jìn)制數(shù)對(duì)量化值進(jìn)行編碼。

4、抖動(dòng)噪聲15三、視頻信號(hào)的處理根據(jù)人的某種要求對(duì)視頻圖像信號(hào)進(jìn)行處理，主要包括1、消除失真和干擾，使視頻信號(hào)盡可能逼真地重現(xiàn)景物?！鷪D像恢復(fù)、濾波。2、根據(jù)某些準(zhǔn)則，突出視頻圖像中某些信息。增強(qiáng)、直方圖技術(shù)。3、特征提取，以使對(duì)其進(jìn)行描述、分類、識(shí)別等。4、視頻壓縮，在保證圖像一定質(zhì)量要求的前提下盡可能減少圖像的數(shù)據(jù)量。

三、視頻信號(hào)的處理16四、視頻信號(hào)壓縮

為實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻信號(hào)的有效傳輸、存儲(chǔ)，解決數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量大的問題，必須對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，是目前IT業(yè)的熱門話題，已發(fā)展成為一種技術(shù)學(xué)科。

1、圖像壓縮編碼理論，方法研究。

2、圖像視頻信號(hào)和人類視覺特性研究。

3、視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。

4、視頻壓縮專用芯片的開發(fā)四、視頻信號(hào)壓縮17五、視頻信號(hào)的傳輸為了有效而高質(zhì)量的傳輸視頻信號(hào)，需要解決以下幾個(gè)問題：1、消除信息干擾，提高傳輸可靠性。

1）采用糾錯(cuò)編碼

2）自適應(yīng)均衡和自適應(yīng)濾波2、提高傳輸效率使用先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，例如殘留邊帶調(diào)制（VSB）、正交幅度調(diào)制（QAM）和格狀編碼調(diào)制（TCM）等

五、視頻信號(hào)的傳輸183、適應(yīng)不同的傳輸方式視頻信號(hào)除可通過廣播（衛(wèi)星廣播、地面廣播）傳輸外，還可通過有線電視、光纖、微波和各種網(wǎng)絡(luò)以及各種用戶線進(jìn)行傳輸。隨著窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的普及和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的發(fā)展，以及Inter網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和普及，視頻通信的前景將會(huì)更加光明3、適應(yīng)不同的傳輸方式19六、視頻信號(hào)的存儲(chǔ)1、VCD:采用MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，VHS質(zhì)量的視頻節(jié)目，CD質(zhì)量的立體聲。2、DVD:采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，視頻圖像質(zhì)量大大優(yōu)于VCD,音頻部分將采用杜比公司新開發(fā)的AC-3系統(tǒng)。3、硬盤六、視頻信號(hào)的存儲(chǔ)201.3電視基本原理1.3.1黑白電視原理1、圖像的表示方法一幅自然景象可用下列方程表示：B=fB（x,y,z，t）(亮度)λ=fλ(x,y,z,t)(色調(diào))S=fs（x,y,z,t）(飽和度)對(duì)黑白、平面圖像，此時(shí)上述方程組只留下了亮度方程：B=fB（x,y,t）1.3電視基本原理21一個(gè)平面為無窮點(diǎn)的集合，對(duì)于任何一t0時(shí)刻,B=fB（x,y,t0）擁有無限大的信息量。利用人眼的視覺惰性和人眼分辨力有限，我們可以采用空間和時(shí)間抽樣的傳送方法，使重現(xiàn)景物與原景物有等效的視覺效果。

第1章--數(shù)字視頻技術(shù)概論ppt課件222、圖像的分解與順序傳送（1）人眼分辨力有限：一幅圖像可以看作許多小點(diǎn)組成。（2）人眼視覺惰性：順序傳送A.靜止圖像

B．活動(dòng)圖像在電視技術(shù)中，利用人眼視覺惰性，采用順序傳送這些像素。如圖1.3.1所示2、圖像的分解與順序傳送23

圖1.3.1順序傳送電視系統(tǒng)示意圖圖1.3.1順序傳送電視系統(tǒng)示意圖243、掃描上述將圖像轉(zhuǎn)變成順序傳送的電信號(hào)以及反之將順序傳送的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像的過程，在電視技術(shù)中稱為掃描。通過掃描和光電轉(zhuǎn)換，就可以把反映圖像亮度的空間、時(shí)間函數(shù)B=fB（x,y,t），轉(zhuǎn)變?yōu)橛脮r(shí)間表示的電信號(hào)u=f(t)。電視技術(shù)中掃描的規(guī)律是從左到右，從上到下。（1）行掃描（水平掃描）：從左→右（稱為行掃描正程），從右→左（稱為行掃描逆程，約18%TH）；從左→右，再從右→左掃描一行所需時(shí)間，稱為行周期，用TH表示。3、掃描25（2）場（幀）掃描（垂直掃描）：從上→下（稱為場掃描正程），從下→上（稱為掃描逆程，約6%TV）；從上→下,再從下→上掃描一場（幀）所需時(shí)間，稱為場（幀）周期，用TV（TP）表示。（3）逐行掃描與隔行掃描從上到下一行接一行掃描，至到掃描完整幅圖像，這稱為逐行掃描。所有逐行掃描行的集合成稱之為幀。顧名思義，隔行掃描是隔一行后再掃描下行，即先掃1，3，5…行，再掃2，4，6…行。從上到下隔行掃描行的集合稱之為場，因此一幀由兩場組成。（2）場（幀）掃描（垂直掃描）：26（4）我國電視標(biāo)準(zhǔn)掃描參數(shù)（2︰1隔行掃描）行掃描頻率：fH=15625Hz，行掃描周期：TH=1/fH=64μS

場掃描頻率：fV=50Hz，場掃描周期：TV=1/fV=20mS

幀掃描頻率：fp=1/2fV=25Hz，幀掃描周期：TP=1/fp=40mS（4）我國電視標(biāo)準(zhǔn)掃描參數(shù)（2︰1隔行掃描）27（5）掃描同步

收、發(fā)端掃描必須同步。在圖1.3.1中的K1,K2,

運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)相同，接通位置要一一對(duì)應(yīng)，這種關(guān)系稱作發(fā)端與收端的掃描同步。方法：發(fā)送端將代表掃描定時(shí)（同步）信息（行、場同步信號(hào)）與圖像信號(hào)一起發(fā)送，接收端利用它，產(chǎn)生與發(fā)端同步的掃描。

（5）掃描同步284、簡單黑白電視系統(tǒng)簡單黑白電視系統(tǒng)如圖1.3.2所示。4、簡單黑白電視系統(tǒng)295、黑白電視信號(hào)（1）組成：圖像信號(hào)：掃描正程復(fù)合消隱信號(hào)：（消除回歸：逆程）行消隱，場消隱復(fù)合同步信號(hào)：起同步作用,行同步，場同步由圖像信號(hào)、復(fù)合消隱信號(hào)、復(fù)合同步信號(hào)組成的黑白電視信號(hào)稱作黑白全電視信號(hào)，常用符號(hào)VBS表示。圖1.3.3為一行黑白電視信號(hào)。5、黑白電視信號(hào)30

圖1.3.3一行黑白電視信號(hào)波形圖1.3.3一行黑白電視信號(hào)波形31(2)特點(diǎn)：（a）

單極性（b）

脈沖性（c）

周期性：有明顯行，場周期性或準(zhǔn)周期性（3）電視信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)（a)離散頻譜

(b)結(jié)構(gòu)

垂直掃描角頻率水平掃描角頻率(2)特點(diǎn)：垂直掃描角頻率水平掃描角頻率32圖1.3.4黑白電視信號(hào)頻譜圖1.3.4黑白電視信號(hào)頻譜33a)電視信號(hào)的頻譜是由行頻的基波、諧波為主譜線和分布于它們兩側(cè)以場（幀）的基、諧波為副頻譜構(gòu)成的離散頻譜。b)在整個(gè)電視信號(hào)的頻帶中，沒有頻譜能量的區(qū)域大于有能量區(qū)域c)彩色電視就是利用電視信號(hào)頻譜的這種結(jié)構(gòu)特性，將色度信號(hào)插入到其頻譜空隙，實(shí)現(xiàn)彩色電視與黑白電視的兼容a)電視信號(hào)的頻譜是由行頻的基波、諧波為主譜線和分布于它們34（4）電視信號(hào)的上限頻率fmax估算△fmax，即電視信號(hào)的帶寬。圖1.3.5一幅圖像像素示意圖

（4）電視信號(hào)的上限頻率fmax估算35設(shè)一幅圖像如圖1.3.5所示，高為h，寬為b，垂直像素為N→掃描行，fp為幀頻，要求水平分辨力和水平分辨力相同。則一幅總像素為：P=N2(b/h)則fmax=1/2Pfp=1/2fpN2(b/h)b/h,稱作寬高比。當(dāng)考慮18%行消隱和6%的場消隱，不分解圖像，及隔行掃描所帶來的影響時(shí)：

△fmax=fmax*(0.94/0.82)*0.65=0.74fmax

對(duì)于我國普通電視電視標(biāo)準(zhǔn)：

N=625，b/h=4/3,fp=25,得△fmax=5MHz設(shè)一幅圖像如圖1.3.5所示，高為h，寬為b，垂直像素為N→36二、彩色電視原理（一）三基色原理自然界的任何彩色光都可分解為紅(R)，綠(G)，藍(lán)（B）三基色光，反之，R，G，B三種基色光按一定比例相加混合可得到自然界的任何彩色光。將三種基色光按不同比例相加而獲得不同彩色光的方法，稱為相加混色法，它們的基本規(guī)律是：紅（R）+綠（G）+藍(lán)（B）=白（W）紅（R）+綠（G）=黃（Ye）綠（G）+藍(lán)（B）=青（Cy）紅（R）+藍(lán)（B）=品紅（Mg）二、彩色電視原理37(二)彩色圖像的攝取與重現(xiàn)彩色電視是在黑白電視的基礎(chǔ)上，利用了三基色原理與人眼的彩色視覺的一些特性發(fā)展起來的。1、彩色圖像的攝取(二)彩色圖像的攝取與重現(xiàn)38

圖1.3.6彩色電視傳送示意圖彩色光→鏡頭→分光系統(tǒng)→各自攝像管（與黑白電視相同）→……圖1.3.6彩色電視傳送示意圖392、彩色圖像重現(xiàn)（1）同時(shí)混色法圖1.3.9同時(shí)混色法示意圖2、彩色圖像重現(xiàn)40（2）空間混色法目前常用的彩色顯像管顯像法。以三槍三束陰罩式彩色顯像管為例。如圖1.3.10,1.3.11（2）空間混色法41三槍三束陰罩式彩色顯像管和陰罩板、熒光屏作用示意圖簡圖

三槍三束陰罩式彩色顯像管和陰罩板、熒光屏作用示意圖簡圖42A)

三個(gè)電子槍：發(fā)出三束電子束，它們分別受ER,EG，EB信號(hào)激勵(lì)。B)

熒光屏：由大量紅、綠、藍(lán)三色熒光點(diǎn)組組成。C)

金屬陰罩板：在熒光屏前，布滿小孔。每個(gè)小孔對(duì)應(yīng)一組三色熒光點(diǎn)。D)

紅、綠、藍(lán)三個(gè)電子槍發(fā)出的三束電子束會(huì)聚于陰罩板的小孔，穿過小孔分別轟擊同組的紅、綠、藍(lán)三個(gè)熒光點(diǎn)，使它們發(fā)出相應(yīng)顏色的光，由于紅、綠、藍(lán)三個(gè)熒光點(diǎn)距離很近，人眼分辯力有限，所以每組光點(diǎn)發(fā)出的光給人三點(diǎn)混色光的感覺。

A)三個(gè)電子槍：發(fā)出三束電子束，它們分別受43（3）時(shí)間混色法

將紅、綠、藍(lán)三色光圖像以一定頻率順序地輸出，由于人眼的視覺惰性，紅、綠、藍(lán)三色光將在視覺上形成三色光相加的混色視覺。

（3）時(shí)間混色法44(三)、亮度信號(hào)和色差信號(hào)在彩色廣播電視系統(tǒng)中選用三個(gè)傳輸信號(hào)，代表三個(gè)基色信號(hào)，它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

VY=0.30VR+0.59VG+0.11VBVR-Y=0.70VR–0.59VG–0.11VB

VB-Y=-0.30VR-0.59VG+0.89VB其中:VY代表亮度信息，

VR-Y，VB-Y代表彩色信息。

(三)、亮度信號(hào)和色差信號(hào)45(四)、色度信號(hào)頻帶壓縮與頻譜交錯(cuò)原理：

1、大面積著色原理：

由于人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)分辨力比黑白細(xì)節(jié)分辨力低，傳送彩色景物時(shí)，只傳送景物中的粗線條、大面積的彩色部分，而彩色細(xì)節(jié)則用亮度（黑白）細(xì)節(jié)代替，其重現(xiàn)彩色圖像的主觀感覺仍然是清晰、逼真的，這一原理稱之為大面積著色原理。根據(jù)這一原理，用寬帶傳送亮度信號(hào)，以保證圖像的清晰度，用窄帶傳送色度信號(hào)，進(jìn)行大面積著色。

VR-YVB-Y→1.3MHzVY→6MHz(四)、色度信號(hào)頻帶壓縮與頻譜交錯(cuò)原理：462、高頻混合原理：高頻混合原理是大面積著色原理在電信號(hào)域的具體實(shí)現(xiàn)。根據(jù)大面積著色原理，用寬、窄帶分別傳送亮、色信號(hào)，在接收端，亮、色信號(hào)相加復(fù)原為三基色信號(hào)時(shí)，將同一個(gè)亮度信號(hào)的高頻分量分別加入到三個(gè)基色信號(hào)中去，這就是高頻混合原理。如圖1.3.12所示2、高頻混合原理：47

圖1.3.12高頻混合原理框圖圖1.3.12高頻混合原理框圖483、頻譜交錯(cuò)原理為解決在黑白電視頻帶帶寬內(nèi)（6MHz）傳送彩色電視信號(hào)，解決彩色電視兼容問題。將色差信號(hào)調(diào)制到一載波上（為與圖像載波區(qū)別，稱為－副載波），插入到黑白電視信號(hào)頻鐠的空白處。（1）VR-YVB-Y正交平衡調(diào)幅一載波調(diào)制兩個(gè)信號(hào)，提高頻譜利用率。將VR-YVB-Y兩個(gè)色差信號(hào)分別調(diào)制到同一個(gè)載波的兩個(gè)正交分量上3、頻譜交錯(cuò)原理49（2）正確選擇副載波（相對(duì)于圖像載波稱調(diào)制色差信號(hào)的載波為副載波）——為將色度信號(hào)有效地插入到黑白電視信號(hào)頻譜空白處。通常選副載波為半行頻的奇數(shù)倍。如下式（1.3-5）

fS=(n-1/2)fH(1.3-5)fS為副載波，fH為行頻（2）正確選擇副載波（相對(duì)于圖像載波稱調(diào)制色差信號(hào)的載波為副50fs為副載波頻率兩者之和稱為色度信號(hào)。形成色度信號(hào)的不同方法，構(gòu)成了不同的電視制式。如NTSC制,PAL制,SECAM制。第1章--數(shù)字視頻技術(shù)概論ppt課件51（3）亮度信號(hào)與色度信號(hào)相加得到彩色電視圖像信號(hào)

圖1.3.13示出了亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜交錯(cuò)原理（a）亮度信號(hào)頻譜(b)色差信號(hào)頻譜(c)彩色電視圖像信號(hào)頻譜頻譜（3）亮度信號(hào)與色度信號(hào)相加得到彩色電視圖像信號(hào)52下圖給出了亮度信號(hào)、色差信號(hào)、色度信號(hào)頻譜、彩色視頻信號(hào)全帶寬頻譜圖亮度信號(hào)Y頻譜色差信號(hào)頻譜色度信號(hào)頻譜彩色視頻信號(hào)頻譜下圖給出了亮度信號(hào)、色差信號(hào)、色度信號(hào)頻譜、彩色視頻信號(hào)全帶53(五)、彩色全電視信號(hào)(CRBS)形成---PAL編碼器1、方框圖(五)、彩色全電視信號(hào)(CRBS)形成---PAL編碼器54主要任務(wù)：R，G，B→CRBS（彩色全電視信號(hào))

2、主要組成①矩陣電路:（R，G，B）→(Y，R-Y，B-Y)②亮度通道:③色度通道：④定時(shí)脈沖電路:主要任務(wù)：55（六）、彩色電視接收機(jī)簡介

1、彩色電視接收機(jī)原理方框圖（六）、彩色電視接收機(jī)簡介56

主要組成：天線、高頻調(diào)諧器(俗稱高頻頭）中頻通道、視頻通道、伴音通道、掃描電路、顯像管及附屬電路、電源部分。彩色電視接收機(jī)與黑白電視接收機(jī)的主要區(qū)別體現(xiàn)在視頻通道和顯像管及附屬電路

彩色電視接收機(jī)的視頻通道主要由亮度通道(Y)、PAL解碼器和矩陣電路組成。主要組成：572、電視信號(hào)的分離過程與原理高頻電視信號(hào)經(jīng)過高頻放大、變頻得到中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng)放大檢波后，得到彩色全電視信號(hào)，然后根據(jù)亮度信號(hào)、色度信號(hào)、同步信號(hào)和色同步信號(hào)在時(shí)域和頻域上的特點(diǎn)，利用它們?cè)陬l率、相位、時(shí)間、幅度方面的差別進(jìn)行分離。如圖1.3.15所示。2、電視信號(hào)的分離過程與原理58第1章--數(shù)字視頻技術(shù)概論ppt課件591）圖像信號(hào)與伴音信號(hào)分離：頻率分離2)亮度信號(hào)與色度信號(hào)分離：頻率分離3）亮度信號(hào)與同步信號(hào)分離：幅度分離4）色度信號(hào)與色同步信號(hào)分離：時(shí)間分離·5）U、V信號(hào)分離：頻率、相位分離1）圖像信號(hào)與伴音信號(hào)分離：頻率分離601.4視頻信號(hào)的數(shù)字化1.模擬圖像信號(hào)黑白、靜止圖像（或活動(dòng)圖像中的一幅）可以用二維連續(xù)函數(shù)f(x,y)表示，f(x,y)是二維圖像在(x,y)位置的亮度值。

0≤f(x,y)≤fm(常數(shù))0≤x≤Lx

0≤y≤Ly

空間位置值和亮度值都是連續(xù)的。1.4視頻信號(hào)的數(shù)字化612.數(shù)字化處理過程

為了適應(yīng)數(shù)字處理，必須對(duì)圖像信號(hào)數(shù)字化。

（1）含義①空間位置離散化---抽樣（取樣，采樣）②亮度信號(hào)（幅值）離散化---量化③編碼---對(duì)量化值編碼2.數(shù)字化處理過程62（2）圖像的抽樣①抽樣圖像可用離散函數(shù)f(i,j)表示把空間上矩形區(qū)內(nèi)的連續(xù)圖像分成N×N個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格用一個(gè)亮度值表示，這一過程完成了空間位置的離散化，稱為抽樣；每個(gè)網(wǎng)格的值稱為抽樣值。從電視基本原理知道，電視是通過掃描來分解圖像的，即電視圖像信號(hào)是一行行組成，這說明在垂直方向已經(jīng)離散化。我們只要在每條一行上等間隔地抽取圖像值，即可完成圖像的抽樣。（2）圖像的抽樣63②抽樣頻率為了保證抽樣圖像能精確的恢復(fù)原圖像抽樣頻率應(yīng)滿足奈奎斯特（抽樣定理）。

Vox≧2UmVoY≧2Vm

Vox、

VoY：水平方向，垂直方向的抽樣頻率；Um、Vm：圖像水平方向，垂直方向的截止頻率。

②抽樣頻率64（3）圖像的量化及編碼①概念

A.用有限的離散值（量化值）代替原