《多媒体09数字电视基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多媒体09数字电视基础（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 数字电视基础,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,2/35,9.1 模拟彩色电视制,电视是什么 英文“television”的译名，简写为TV tele来自希腊语，表示far(远) vision来自拉丁语，表示看到的景物 捕获、广播和重现活动图像和声音的远程通信系统 两种类型的电视系统 黑白电视(black & white TV ): 重现黑白图像的电视系统 彩色电视(color television): 近似重现彩色图像的电视系统 注：彩色电视是在黑白电视基础上发展起来的，因此彩色电视系统的许多特性，如扫描、同步等都与黑白电视相同,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,
2、3/35,9.1 模拟彩色电视制(补：视像原理),视觉暂留 人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”，视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。 视觉：是靠眼睛的晶状体成像感光细胞感光光信号转换为神经电流传回大脑引起人体视觉。 感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理 视觉的时间域响应特性 让观察者观察按时间重复的亮度脉冲，如果闪烁频率比较低，人眼就有一亮一暗的感觉。如果闪烁频率足够高，人眼看到的则是一个恒定的亮点。闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率，经测定为46H
3、z。,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,4/35,视像：连续的随着时间变化的一组图象 （24，25，30帧/秒），又叫运动图象或活动图象 常见视像： 电影，电视，动画,光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象,视觉神经的反应速度造成的.其时差值是1/24秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。,9.1 模拟彩色电视制(补：基本概念),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,5/35,真实的图形和声音是基于光亮度和声压值的。 空间和时间的连续函数,将图像和声音转换成电信号 电视摄像机便是一种将自然界中真实图像转换为电信号的传感器。 视频摄像机将摄像机前面的图像
4、转换成电信号。电信号是一维的。图像是两维的,并在一个图像的不同位置有许多值。为了转换这个两维的图像成为一维的电信号,图像被以一种步进次序的方式来扫描这种方式称为光栅扫描(Raster Scan）。,9.1 模拟彩色电视制(补：彩色数字电视基础),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,6/35,象素是构成图像的基本单位 R G B 构成色彩的基本成分 显示器与彩色电视机采用的扫描方法不同,9.1 模拟彩色电视制(补：彩色数字电视基础),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,7/35,vertical resolution （垂直分辨率） 同一帧面扫描线的数量。扫描线越多,垂直分辨率就
5、越高。广播电视系统利用了每个帧面525(北美)或625(欧洲)线的垂直分辨率。 aspect ratio ( 长宽比 4:3 or 16:9 ) 即图像水平扫描线的长度与图像竖直方向所有扫描线所复盖距离的比。 horizontal resolution（水平分辨率） 当摄像机扫描点在线上横向移动时,传感器输出的电子信号连续地变化以反映传感器所见图像部分的光亮程度。它依赖于扫描感光点的大小。,9.1 模拟彩色电视制(补：基本概念),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,8/35,progressive scanning / interlaced scanning （逐行扫描 / 隔行扫描）
6、 逐行扫描是在每一个t时间内对一个完整的图象进行扫描，它被称之为一帧。计算机行业对高分辨率采用逐行扫描的t为1/70秒。 电视行业使用2:1隔行扫描。其间依次对称为奇数场和偶数场的奇数行和偶数行进行扫描。这样做目的是：在一个固定带宽下可降低闪烁。,9.1 模拟彩色电视制(补：基本概念),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,9/35,9.1 模拟彩色电视制(续1),重现彩色图像的过程 图9-1说明用彩色摄像机摄取自然景物、转换彩色分量信号和在彩色显示器上重现自然景物的过程 使用Y，C1，C2传输的两个重要优点： Y和色差(C1，C2)是相互独立的，因此彩色电视接收机和黑白电视接收机可同时
7、接收彩色电视信号 可利用人的视觉特性来节省信号的带宽和功率,图9-1 彩色图像重现过程,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,10/35,9.1 模拟彩色电视制(续2),电视制(television system) 传输图像和声音的方法 黑白电视制 彩色电视制 按照在黑白电视系统上处理三种基色信号的方式，目前世界上定义了三种互不兼容的模拟彩色电视制: NTSC制 PAL制 SECAM制 HDTV高清晰度数字电视标准,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,11/35,9.1 模拟彩色电视制(续3),NTSC彩色电视制 20世纪50年代初美国国家电视系统委员会(National Tel
8、evision Systems Committee，NTSC)制定的彩色电视广播标准 美国、加拿大等大部分西半球国家以及日本、韩国、菲律宾和台湾地区采用 正交幅度调制(quadrature amplitude modulation, QAM) 主要特性包括 图像的宽高比为4:3，525条扫描线，隔行扫描，30帧每秒，视像带宽为4.2 MHz，使用YIQ信号，色度信号用正交幅度调制(QAM)，声音用调频制(FM)，总的电视通道带宽为6 MHz,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,12/35,9.1 模拟彩色电视制(续4),PAL彩色电视制 德国(当时的西德)于1963年披露并于1967年
9、开播的彩色电视广播标准 德国、英国等一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。由于使用的一些参数细节不同，因此PAL制有PAL-G，PAL-I和PAL-D等制式。其中，PAL-D是我国大陆采用的制式。 逐行倒相(Phase-Alternative Line，PAL)彩色电视制 由于它也采用正交幅度调制，因此也称逐行倒相正交平衡调幅制，是为克服NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺点而开发的。其中，“逐行倒相”的意思是颜色分量V的相位每隔一行反相一次。 主要特性包括 图像的宽高比为4:3，625条扫描线，隔行扫描，25帧图像每秒，视像带宽至少为4 MHz，使用YUV颜色模型，色度信号用正交
10、幅度调制，声音用调频制(FM)，总的电视通道带宽为8 MHz,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,13/35,9.1 模拟彩色电视制(续5),SECAM制 法文Sequential Coleur Avec Memoire的缩写，称为“顺序传送彩色与存储”彩色电视制 1956年开始开发于1967 年开播的法国彩色电视广播标准 法国、俄罗斯、东欧和中东等约有60多个地区和国家使用 SECAM与PAL制 SECAM制的色度信号使用频率调制(FM)，PAL制用的是正交幅度调制 SECAM制与PAL制具有相同的扫描线数(625线每帧)、帧频(25帧每秒，50场每秒)和图像宽高比(4:3)，视像带
11、宽最高为6 MHz，总带宽为8 MHz。,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,14/35,9.2 电视扫描和同步,电视的扫描方式 逐行扫描/非隔行扫描/顺序扫描(noninterlaced scanning) 电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图像，见图9-2(a) 隔行扫描(interlaced scanning) 电子束扫完第1行后从第3行开始扫，接着扫第5行、7行、，一直扫到最后一行的中间，见图9-2(b),(a) 逐行扫描 图9-2 图像扫描方式,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,15/35,9.2 电视扫描和同步(续1),
12、一帧图像由两部分组成：由奇数行组成的奇数场；由偶数行组成的偶数场,(6) 隔行扫描 图9-2 图像扫描方式,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,16/35,9.2 电视扫描和同步(续2),电视扫描术语 场频/场速率(field rate) ff ，每秒钟扫描的场数 根据人的视觉特性和电网频率(50Hz或60Hz)确定的，目的是使在屏幕上显示的图像看起来不会让人感觉到在闪烁，以及减低电网频率的干扰 帧频/帧速率(frame rate) fF ，每秒扫描的帧数 用“帧每秒(frames per second，fps)”做单位 PAL制和NTSC制电视的帧频分别为25 fps和30 fps。
13、 行频/水平行速率(horizontal line rate) fH ，每秒钟扫描的行数 例如，NTSC制精确的帧频是29.97 Hz，525行每帧，因此行频为29.9752515 734行/秒。,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,17/35,9.2 电视扫描和同步(续4),PAL制的扫描特性 一帧图像的总行数为625，分两场扫描 场频为50 Hz，周期为20 ms 帧频为25 Hz，周期为40 ms 行扫描频率(行频)为15 625 Hz，周期为64s 每一行传送图像的时间为52.2s 行扫描逆程时间为11.8s ，兼作行同步和消隐,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,18
14、/35,non flicker ( =50c/s) (PAL制式: 25 frames/s, interlaced NTSC制式: 30 frames/s, interlaced ),行频: 625x25=15.625kHz(P) ; 525x30=15.75kHz(N),9.2 电视扫描和同步(续5),2019年7月11日,第9章 数字电视基础,19/35,复合电视信号 包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号 复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起 分量电视信号 每个基色分量作为独立的电视信号 每个基色既可以分别用R，G和B表示，也可以用亮度-色差表示，如Y、I和Q，Y、U和V
15、。使用分量电视信号是表示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。 S-Video（Separate Video）信号 亮度和色差分离的一种电视信号，使用单独的两条信号电缆线，一条用于亮度信号，另一条用于色差信号 减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。 不需要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高亮度信号的带宽。,9.3 彩色电视信号的类型,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,20/35,复合电视信号：The most common form of connecting external devices, putting all the video informatio
16、n into one signal.,9.3 彩色电视信号的类型,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,21/35,S-Video small round connector with two separate video signals, one carrying brightness (luminance ), the other carrying color (chroma ). Also referred to as Y/C video,9.3 彩色电视信号的类型,2019年7月11日,第9章 数字电视基础,22/35,9.4 电视图像数字化,数字化方法 分量数字化(component digitization) 对彩色空间的每个分量进行数字化，如对YCbCr，YUV，YIQ或RGB颜色空间中的分量 信号源 录像带、激光视盘和模拟摄像机等输出的彩色全电视信号 数字化方法 先分离后数字化。 先把模拟的全彩色电视信号分离成YCbCr，YUV，YIQ或RGB彩色空间中的分量信号 用三个A/D转换器分别对分量信号数字化 先数字化后分离 用一个高速
