《數(shù)字化電視原理與技術(shù)》課件第1章

第1章數(shù)字壓縮技術(shù)與數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展1.1電視的發(fā)展歷程1.2模擬信號的數(shù)字化處理1.3數(shù)字圖像信號的壓縮編碼原理及MPEG標準簡介1.4模擬電視與數(shù)字電視1.5數(shù)字化電視1.1電視的發(fā)展歷程

1.1.1電視誕生

1.1.2彩色電視

1.2模擬信號的數(shù)字化處理

1.2.1模擬信號和數(shù)字信號的特點

1.2.2采樣、量化和編碼

圖1-1

PCM編碼過程(a)模擬信號；(b)取樣信號；(c)量化信號；(d)PCM信號；(e)重現(xiàn)的模擬信號1.3數(shù)字圖像信號的壓縮編碼

原理及MPEG標準簡介

1.3.1數(shù)據(jù)壓縮編碼的分類

1.評價壓縮比優(yōu)劣的依據(jù)

2.壓縮編碼的分類圖1-2壓縮編碼的主要方法1.3.2幾種壓縮編碼的簡單介紹

1.游程編碼

2.Huffman編碼

例如，根據(jù)英文字母在一般文章中的出現(xiàn)頻率，可以給出下述的Huffman編碼：

符號Huffman編碼

E 100

T 101

A 1100

… …

Q 01101110001

Z 01101110000

3.LZW編碼

4.混合編碼1.3.3靜止圖像壓縮標準(JPEG)編碼方法簡介

1.JPEG標準的制定

2.JPEG基本算法圖1-3基于DCT的JPEG編碼過程

1)顏色空間轉(zhuǎn)換

2)離散余弦變換

如下面的例子：

3)量化

4)量化表

下面分別給出了JPEG標準所推薦的亮度量化表和色度量化表。亮度量化表色度量化表5)差分編碼圖1-4圖像的所有8×8子塊

6)Z字形掃描圖1-5

Z字形掃描過程

7)熵編碼

為了進一步壓縮數(shù)據(jù)，對DC碼和AC行程編碼的碼字再作基于統(tǒng)計特性的熵編碼。JPEG標準建議使用的熵編碼方法有Huffman編碼和自適應二進制算術(shù)編碼。1.3.4活動圖像壓縮標準(MPEG)編碼方法簡介

1.MPEG1標準的制定

2.MPEG2標準的制定1.3.5

MPEG視頻壓縮方法

MPEG將一系列視頻畫面(幀頻為25Hz或30Hz)按一定的幀數(shù)分成組，每組畫面有三種類型，如圖1-6所示。圖1-6一組視頻畫面的三種類型以插補方法補償運動信息是提高視頻壓縮比的最有效措施。圖1-7為運動補償插補法的示意圖。圖1-7運動補償插補法1.3.6

MPEG的應用情況

MPEG-1目前已經(jīng)有效應用于VCD(VideoCD)和CDROM等光盤產(chǎn)品中。CD盤的激光唱片中能夠存儲74分鐘的經(jīng)MPEG-1壓縮的視頻和音頻數(shù)據(jù)，活動圖像的質(zhì)量相當于VHS的水平。

1.4模擬電視與數(shù)字電視

1.4.1模擬電視

1.什么是模擬電視

2.模擬電視制式的內(nèi)在缺陷

(1)亮度分解力不足。

(2)色度分解力不足。

(3)亮色互竄。

(4)亮色增益差和亮色延時差。

(5)微分增益和微分相位。

(6)電視屏幕的寬高比不適合人眼的視覺特性。1.4.2數(shù)字電視

1.什么是數(shù)字電視

2.數(shù)字電視與模擬電視的區(qū)別

3.數(shù)字電視系統(tǒng)的構(gòu)成4.數(shù)字電視的主要業(yè)務

(1)免費基本數(shù)字電視業(yè)務。

(2)按頻道付費數(shù)字電視業(yè)務。

(3)VOD視頻點播業(yè)務。

(4)按次付費數(shù)字電視業(yè)務。

(5)增強電視節(jié)目。

(6)數(shù)據(jù)廣播業(yè)務。

(7)數(shù)字音樂廣播。

(8)游戲頻道。

(9)遠程教育。

(10)交互式數(shù)字電視業(yè)務。5.數(shù)字電視標準

1)ATSC

2)DVB

3)ISDB

4)我國數(shù)字電視標準1.4.3數(shù)字電視的優(yōu)點

1.4.4數(shù)字電視發(fā)展中的技術(shù)難題

1.4.5數(shù)字電視機頂盒

1.機頂盒的基本功能

2.機頂盒的種類

圖1-8所示為一種有線數(shù)字電視機頂盒的組成框圖。圖中虛線框內(nèi)QAM解調(diào)等功能塊均可由數(shù)字信號處理芯片DSP編程軟件實現(xiàn)，并且可以通過軟件下載更新、改變功能。圖1-8有線數(shù)字電視機頂盒框圖

1.5數(shù)字化電視

1.5.1什么是數(shù)字化電視

數(shù)字化彩色電視機是將電視臺播發(fā)的模擬彩色電視信號先變換為數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字信號處理后，再恢復成模擬信號，輸往彩色顯像管和揚聲器顯示圖像和放音。圖1-9數(shù)字化彩色電視機信號流程圖1.5.2數(shù)字化彩色電視機的主要功能

1.功能控制的數(shù)字化電路

2.數(shù)字式梳狀濾波器Y/C分離電路

3.畫中畫電路

4.主信號的數(shù)字化處理

5.NICAM技術(shù)的應用1.5.3數(shù)字化彩色電視機的電路組成

數(shù)字化彩色電視機的基本結(jié)構(gòu)如圖1-10所示。圖中雙框線部分是數(shù)字化部分。圖1-10數(shù)字化彩色電視機的電路結(jié)構(gòu)方框圖1.5.4數(shù)字化彩色