数字电视作业答案

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1、1 第一次作业 2-1 模拟广播电视制式有哪些缺点？答：相对来说模拟信号差，传输易丢失，受传输距离的限制，色彩失真，镶边和重影，还 容易产生亮、色信号互窜，行蠕动，半帧频闪烁等现象。模拟电视还有稳定度差、可靠性 低、调整不便，集成与自动控制困难等缺点。2-2 试画出数字电视系统原理框图并解释各功能块的作用。 3-1 ITU-R BT.601 建议的数字分量演播室标准的主要参数是什么？ 答：在演播室数字编码参数标准中规定，亮度信号的取样频率是 525/60 和 625/50 ，扫描格 式的行频的最小公倍数 2.25mhz 的 6 倍即 13.5MHZ ；两种扫描格式在数字有效行内的亮度 取样点统

2、一为 720 个，两个色差信号则统一为 360 个，即 720:360:360 或者称为 4:2:2 格式。 3-2 亮度信号取样频率的选择的原则是什么？ 答：应该从四个方面考虑：(1)首先应该满足取样定理，即取样频率应该大于视频带宽的两 倍。（2）为了保证取样结构是正交的，取样频率应该是行频的整数倍。（3）为了便于节2 目的国际间交流，亮度信号取样频率的选择还必须兼顾国际上不同的扫描格式。（4）编码 后的比特率 Rb=f*n,其中 n 为量化比特数。3-4 设量化比特数为，分别求出 4:4:4； 4:2:2 格式总码率。 答：4:4:4 为 13.5x10+13.5x10x2=405Mbps

3、 4:2:2 为 13.5x10+6.75x10x2=270Mbps 3-6 什么是串行接口和并行接口？ 答：并行接口：是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、 位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。串行接口是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以 实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传 送速度较慢。 串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。 串行通信线路上传送的是 数字信号，表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate)，其单位为 bps(bit persecond)，即每秒钟传送

4、的二进制位数。 串行接口标准： 目前普遍采用的一种串行接口 标准是 RS 232C 标准。RS232C 接口标准采用 25 个引脚的连接器（D 型插座）。 RS232 C 规定有 25 根连线。即（串口是 15 针的，并口是 25 针的） 3-7 什么是和？ 3-8 我国数字高清晰度电视演播室标准的主要参数是什么？ 答：1) 1080/50i： 一帧的有效扫描行数为 1080，总行数为 1125， 场频为 50Hz，隔行扫 描，行频为 28125Hz ， 取样频率：Y 为 74.25MHz(2.25Mz 的 33 倍)，CR 、CB 为 37.125MHz 。每行的总样点数：Y 为 2640，

5、CR、 CB 为 1320。每行的有效样点 数为 1920，CR 、 CB 为 960。编码格式：线性，8bit 或 10bit/分量。 2) 1080/24P ：一帧的有效扫描行数为 1080，总行数为 1125，帧频为 24 Hz ，逐行扫 描行频为 27000Hz， 取样频率：Y 为 74.25MHz，CR 、CB 为 37.125MHz 。每行 的总样点数 Y 为 2750， CR、 CB 为 1375，每行有效样点数：Y 为 1920 ， CR、 CB 为 960。编码格式：线性，8bit 或 10bit/分量。3 3-10 720576/50I、19201080/50I 、1920

6、1080/50P 分别代表什么含义？ 答：可见垂直扫描线/50 帧，i：隔行扫描，p：逐行扫描。720，1920，是分辨 率，576，1080 是逐行扫描的线数。3-11 在数字电视演播室中，音频信号取样频率和量化比特数是如何选择的？ 3-12 在 AES/EBU 数字音频信号接口协议中，一个音频帧包括几个子帧，每一个子帧包 括多少 bits ，主要传送什么数据信息。 4-1 在数字视频图像信号中存在哪几种类型的冗余？ 答：空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余、视觉冗余。 4-2 图象压缩编码的方法有哪几种类型？ 答：有 8 种类型分别是 1、JPEG2、JPEG-2000,3、MPEG-1

7、,4 、MPEG-2,5 、MPEG- 4,6、H.261,7、H.263,8 、MPEG-7 与 MPEG-21 。 4-3 画出预测编码的基本原理框图, 什么是一维、二维、三维预测？ 4-4 在预测编码中引起图象失真的主要原因是什么？ 答：预测量化器带来的量化误差。 4-5 什么是 DCT 变换？图象数据经过 DCT 变换后有什么特点？ 4-6 什么是运动补偿技术？ 答：对运动物体的位移作出估计，即估计出运动物体从上一帧到当前帧位移的方向和像素 数，也就是要求出运动矢量。按照运动矢量，将上一帧做位移，求出对当前帧的估计，即 为运动补偿。 5-1 画出 JPEG 压缩编码框图，简述其工作原理

8、。 5-2 在 JPEG 压缩和解压缩过程中引起图象失真的主要原因是什么？4 5-3 MPEG-2 视频中的型和级是如何定义的？ 答：为了解决通用性和特殊性的矛盾，MPEG-2 标准规定了四种输入图像格式，称为级 （Levels） ，提供了灵活的信源格式，还规定了不同的压缩处理方法，称为型（Profiles） 。 5-4 画出 MPEG-2 压缩编码框图，简述 I 、B 、 P 帧的编码原理。 5-5 在 MPEG-2 压缩编码中为什么要进行帧重排？ 5-6 什么是 GOP？调整 GOP 大小，对压缩编码有什么影响？ 答：所谓 GOP，意思是画面组，一个 GOP 就是一组连续的画面。MPEG

9、编码将画面（即 帧）分为 I 、P 、B 三种，I 是内部编码帧，P 是前向预测帧，B 是双向内插帧。简单地讲， I 帧是一个完整的画面，而 P 帧和 B 帧记录的是相对于 I 帧的变化。没有 I 帧，P 帧和 B 帧 就无法解码，这就是 MPEG 格式难以精确剪辑的原因，也是我们之所以要微调头和尾的原 因。 5-7 画出 MPEG-2 系统复用框图，简述各部分功能？ 5-8 什么是 TS 流和 PS 流？ 答：TS 流是由很多不同种类的包所组成的,这些数据包都是 188 个字节大小,这 188 个字节 包含两部分,包头和负载,包头包括同步信息,包信息等等,而负载则是传输的数据,而这些负载 则

10、可以组成 PES 流或者私有流等等数据流.。 DVD 节目中的 MPEG2 格式，是 MPEG2-PS，全称是 Program Stream，简称 PS 流。 5-9 什么是 MPEG-2 系统中的 PSI 信息，以及它的作用？ 答：这已经成为数字电视领域中普遍应用的系统层编码标准。传输流针对有一定误码信道 的传输，可以将多路节目复合成一个流进行传输，它允许同一路节目包含多个音频和视频 流，同时也可以加入一些附加信息。传输流具有固定的包长 188 字节。它的结构是极其复 杂的，对用户来说，针对一个特定的流，首先要知道其由哪些 PID(Packet ID) 的包构成。 MPEG-2 定义了一些用

11、来描述传输流所携带内容的信息表，称为节目特定信息（PSI）表，5 包括 4 个与之相关的表。其中，节目关联表 PAT 和节目映射表 PMT 是确定当前传输流中 各节目内容的最关键的两个表。我国目前采用的 DVB 标准是欧洲各国采用的数字电视标准，基带数据格式采用 MPEG- 2 标准，即视频和音频编码以及码流的复用均符合 MPEG-2 标准。DVB 标准对 PSI 进行扩 展后统称为服务信息即 SI。这些信息以及传输流的规范性对于正确接收数字电视节目是至 关重要的。数字电视系统的集成是一项庞大复杂的工程，为了在开发中迅速有效地找出故 障源、解决问题，经常需要对数字电视码流进行分析。此外码流测试

12、技术更为广泛的应用 在对数字电视网络的监测中。由于 TS 是经过压缩的信号数据间的相关性很小，而且 TS 流 有着严格的数据格式，因而很小的误差都将导致图像质量的急剧下降甚至无法解码，因此 必须对信号进行监测。为此我们开发了这个通用的传输流分析模块，它可以分析包括节目 信息、码率、带宽分配、PCR 精度和缓冲区溢出等在内的各种码流相关信息，同时还可以 进行 ETR290 相关参数的测试，由于在设计时充分采用了模块化设计的思想，该模块可以 配合各种获取数据的模块共同工作从而完成不同环境下的传输流分析工作。此外为验证分 析模块的功能，我们开发了 TS 文件的静态分析系统，以下着重介绍分析模块的设计和实 现以及该模块在系统中的应用。