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1、数字视频信号数字视频信号212.1 2.1 2.1 2.1 数字视频发展数字视频发展数字视频发展数字视频发展2.2 2.2 2.2 2.2 数字视频信号数字视频信号数字视频信号数字视频信号2.3 2.3 2.3 2.3 数字视频标准数字视频标准数字视频标准数字视频标准2.4 2.4 2.4 2.4 数字视频处理数字视频处理数字视频处理数字视频处理2.5 2.5 2.5 2.5 数字视频设备数字视频设备数字视频设备数字视频设备2.6 2.6 2.6 2.6 数字视频应用数字视频应用数字视频应用数字视频应用2 2 数字视频数字视频2(1) (1) (1) (1) 基本概念基本概念基本概念基本概念(
2、2) (2) (2) (2) 数字视频发展概况数字视频发展概况数字视频发展概况数字视频发展概况(3) (3) (3) (3) 我国数字电视技术发展回顾我国数字电视技术发展回顾我国数字电视技术发展回顾我国数字电视技术发展回顾(4) (4) (4) (4) 中国发展数字电视的时间表中国发展数字电视的时间表中国发展数字电视的时间表中国发展数字电视的时间表(5) (5) (5) (5) 数字视频的优点数字视频的优点数字视频的优点数字视频的优点2.1 2.1 数字视频发展数字视频发展3(1) (1) 基本概念基本概念S-VHSS-VHSS-VHSS-VHS: Super-Video Home Syste
3、m.: Super-Video Home System.: Super-Video Home System.: Super-Video Home System.Composite VideoComposite VideoComposite VideoComposite Video: : : : 复合视频信号复合视频信号复合视频信号复合视频信号. . . .Y/C VideoY/C VideoY/C VideoY/C Video: S-Video: S-Video: S-Video: S-Video信号信号信号信号. . . .Component videoComponent videoComp
4、onent videoComponent video: : : : 分量视频信号分量视频信号分量视频信号分量视频信号. . . .Interlaced VideoInterlaced VideoInterlaced VideoInterlaced Video: : : : 交错视频交错视频交错视频交错视频, , , , 偶数行和奇数行分偶数行和奇数行分偶数行和奇数行分偶数行和奇数行分场显示场显示场显示场显示. . . .能引起屏幕的闪烁能引起屏幕的闪烁能引起屏幕的闪烁能引起屏幕的闪烁. . . .Non-interlaced VideoNon-interlaced VideoNon-inter
5、laced VideoNon-interlaced Video: : : : 非交错式视频非交错式视频非交错式视频非交错式视频, , , , 偶数行和偶数行和偶数行和偶数行和奇数行同场显示奇数行同场显示奇数行同场显示奇数行同场显示, , , , 不会产生屏幕闪烁不会产生屏幕闪烁不会产生屏幕闪烁不会产生屏幕闪烁. . . .4HDVD HDVD 是一种由标准分辨率的是一种由标准分辨率的是一种由标准分辨率的是一种由标准分辨率的MPEG1MPEG1MPEG1MPEG1视频组合起来视频组合起来视频组合起来视频组合起来的的的的DVDDVDDVDDVD。是由标准的是由标准的是由标准的是由标准的DVDDVD
6、DVDDVD转换而来的，看起来似乎比转换而来的，看起来似乎比转换而来的，看起来似乎比转换而来的，看起来似乎比VCDVCDVCDVCD质量要好一些。根据质量要好一些。根据质量要好一些。根据质量要好一些。根据DVDDVDDVDDVD规范，规范，规范，规范，MPEG1MPEG1MPEG1MPEG1和和和和MPEG2MPEG2MPEG2MPEG2均均均均是合法的视频编码。是合法的视频编码。是合法的视频编码。是合法的视频编码。56LCDLCDLCDLCD: : : : Liquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLi
7、quid Crystal Display( ( ( (液晶显示液晶显示液晶显示液晶显示) ) ) )，1968196819681968年由年由年由年由RCARCARCARCA实验室开发，实验室开发，实验室开发，实验室开发，LCDLCDLCDLCD的运转象光阀，允许光从一处的运转象光阀，允许光从一处的运转象光阀，允许光从一处的运转象光阀，允许光从一处通过或被阻塞。通过或被阻塞。通过或被阻塞。通过或被阻塞。PDPPDP: Plasma Display Panel: Plasma Display Panel，等离子显示屏。等离子显示屏。等离子显示屏。等离子显示屏。 DLPDLPDLPDLP: Dig
8、ital Light Processing: Digital Light Processing: Digital Light Processing: Digital Light Processing，数字光处理器，数字光处理器，数字光处理器，数字光处理器，以表面的数字微镜装置作为反射光投射图像到屏幕以表面的数字微镜装置作为反射光投射图像到屏幕以表面的数字微镜装置作为反射光投射图像到屏幕以表面的数字微镜装置作为反射光投射图像到屏幕的一种投影技术。的一种投影技术。的一种投影技术。的一种投影技术。ELELELEL: Electro Luminescence: Electro Luminescence
9、，电致发光，电致发光，电致发光，电致发光，ELELELEL层由高分子层由高分子层由高分子层由高分子薄片构成。薄片构成。薄片构成。薄片构成。7TFTTFTTFTTFT: Thin Film Transistor: Thin Film Transistor: Thin Film Transistor: Thin Film Transistor，薄膜晶体管。薄膜晶体管。薄膜晶体管。薄膜晶体管。OSDOSDOSDOSD: On Screen Display: On Screen Display: On Screen Display: On Screen Display，在屏上显示。在屏上显示。在屏上显
10、示。在屏上显示。TMDSTMDSTMDSTMDS: Transition Minimized Differential : Transition Minimized Differential : Transition Minimized Differential : Transition Minimized Differential SignalingSignalingSignalingSignaling。LVDSLVDSLVDSLVDS: Low Voltage Differential Signaling: Low Voltage Differential Signaling: Low V
11、oltage Differential Signaling: Low Voltage Differential Signaling，低低低低压差分信号。压差分信号。压差分信号。压差分信号。VODVODVODVOD: Video On Demand: Video On Demand: Video On Demand: Video On Demand，视频点播。视频点播。视频点播。视频点播。8数字视频信号可以分为以下三大类：数字视频信号可以分为以下三大类：数字视频信号可以分为以下三大类：数字视频信号可以分为以下三大类：1 1 1 1、基带、基带、基带、基带SRGBSRGBSRGBSRGB数字视频信
12、号，是一种与数字视频信号，是一种与数字视频信号，是一种与数字视频信号，是一种与TTLTTLTTLTTL逻辑电平兼容的数字逻辑电平兼容的数字逻辑电平兼容的数字逻辑电平兼容的数字视频信号，基本形式是视频信号，基本形式是视频信号，基本形式是视频信号，基本形式是RGBRGBRGBRGB格式信号，变换形式有格式信号，变换形式有格式信号，变换形式有格式信号，变换形式有YUVYUVYUVYUV、YIQYIQYIQYIQ或或或或YCbCrYCbCrYCbCrYCbCr，包括亮度信号和色度信号两种包括亮度信号和色度信号两种包括亮度信号和色度信号两种包括亮度信号和色度信号两种信息。信息。信息。信息。2 2 2 2
13、、差分、差分、差分、差分TMDSTMDSTMDSTMDS（Digital Visual Digital Visual Digital Visual Digital Visual InterfaceInterfaceInterfaceInterface）数字视频信号，就是事实上的传输接数字视频信号，就是事实上的传输接数字视频信号，就是事实上的传输接数字视频信号，就是事实上的传输接口标准口标准口标准口标准DVIDVIDVIDVI，物理层为最小化传输差分信号物理层为最小化传输差分信号物理层为最小化传输差分信号物理层为最小化传输差分信号（TMDSTMDSTMDSTMDS），），），），一般用在信息处理
14、机与显示控制处理一般用在信息处理机与显示控制处理一般用在信息处理机与显示控制处理一般用在信息处理机与显示控制处理器之间传送数字视频信号。器之间传送数字视频信号。器之间传送数字视频信号。器之间传送数字视频信号。3 3 3 3、差分、差分、差分、差分LVDSLVDSLVDSLVDS（Low Low Low Low Voltage Differential SingleVoltage Differential SingleVoltage Differential SingleVoltage Differential Single）数字视频信号，数字视频信号，数字视频信号，数字视频信号，这是在这是在这
15、是在这是在DVI-DDVI-DDVI-DDVI-D型型型型24 Pin24 Pin24 Pin24 Pin连接器之后出现的显示器件连接器之后出现的显示器件连接器之后出现的显示器件连接器之后出现的显示器件接口规范，一般用在显示控制处理器与接口规范，一般用在显示控制处理器与接口规范，一般用在显示控制处理器与接口规范，一般用在显示控制处理器与LCDLCDLCDLCD、PDPPDPPDPPDP等显示屏之间传送数字视频信号。等显示屏之间传送数字视频信号。等显示屏之间传送数字视频信号。等显示屏之间传送数字视频信号。9基带基带基带基带SRGBSRGBSRGBSRGB数字视频信号传输时，表达三个视频分数字视频
16、信号传输时，表达三个视频分数字视频信号传输时，表达三个视频分数字视频信号传输时，表达三个视频分量的数据位数不同，传输线的数目也不同。按照量的数据位数不同，传输线的数目也不同。按照量的数据位数不同，传输线的数目也不同。按照量的数据位数不同，传输线的数目也不同。按照数字视频接口标准数字视频接口标准数字视频接口标准数字视频接口标准ITU-656ITU-656ITU-656ITU-656和和和和ITU-R601ITU-R601ITU-R601ITU-R601的规定，在的规定，在的规定，在的规定，在YUVYUVYUVYUV格式下，有格式下，有格式下，有格式下，有Y Y Y Y U U U U V=4V=
17、4V=4V=4 1 1 1 1 1 1 1 1或或或或Y Y Y Y U U U U V=4V=4V=4V=4 2 2 2 2 2 2 2 2，此时一般是此时一般是此时一般是此时一般是Y Y Y Y信号用信号用信号用信号用8 8 8 8位，位，位，位，U U U U和和和和V V V V信号各用信号各用信号各用信号各用2 2 2 2位或位或位或位或4 4 4 4位。在位。在位。在位。在R R R R、G G G G、B B B B分量格式时，三个分量格式时，三个分量格式时，三个分量格式时，三个分量各用分量各用分量各用分量各用4 4 4 4、6 6 6 6或或或或8 8 8 8位。除了分量视频信
18、号而外，同位。除了分量视频信号而外，同位。除了分量视频信号而外，同位。除了分量视频信号而外，同时还要传送数据使能、时钟及同步信号等。由于时还要传送数据使能、时钟及同步信号等。由于时还要传送数据使能、时钟及同步信号等。由于时还要传送数据使能、时钟及同步信号等。由于远比模拟视频信号的传输线数多，在显示控制模远比模拟视频信号的传输线数多，在显示控制模远比模拟视频信号的传输线数多，在显示控制模远比模拟视频信号的传输线数多，在显示控制模块（块（块（块（DCMDCMDCMDCM）内部因传输距离很短，采用内部因传输距离很短，采用内部因传输距离很短，采用内部因传输距离很短，采用D D D D型插头座型插头座型
19、插头座型插头座和扁平电缆传输，有和扁平电缆传输，有和扁平电缆传输，有和扁平电缆传输，有24Pin24Pin24Pin24Pin、34Pin34Pin34Pin34Pin、40Pin40Pin40Pin40Pin等工业等工业等工业等工业标准供选用。标准供选用。标准供选用。标准供选用。10采用差分采用差分采用差分采用差分TMDSTMDSTMDSTMDS数字视频信号传输的接口形式就是数字视频信号传输的接口形式就是数字视频信号传输的接口形式就是数字视频信号传输的接口形式就是DVIDVIDVIDVI，DVIDVIDVIDVI是是是是Digital Visual InterfaceDigital Visu
20、al InterfaceDigital Visual InterfaceDigital Visual Interface（数字显数字显数字显数字显示接口）的简称，物理层为最小化传输差分信号示接口）的简称，物理层为最小化传输差分信号示接口）的简称，物理层为最小化传输差分信号示接口）的简称，物理层为最小化传输差分信号（TMDSTMDSTMDSTMDS）。）。）。）。DVIDVIDVIDVI提供单或双通道提供单或双通道提供单或双通道提供单或双通道TMDSTMDSTMDSTMDS连接，如图连接，如图连接，如图连接，如图1.191.191.191.19所示，使用单通道连接时，仅连接所示，使用单通道连接时
21、，仅连接所示，使用单通道连接时，仅连接所示，使用单通道连接时，仅连接Data Data Data Data Channel0Channel0Channel0Channel0、Data Channel1Data Channel1Data Channel1Data Channel1、Data Channel2Data Channel2Data Channel2Data Channel2，Data Channel3Data Channel3Data Channel3Data Channel3、Data Channel4Data Channel4Data Channel4Data Channel4、D
22、ata Channel5Data Channel5Data Channel5Data Channel5未连接，它的最大带宽为未连接，它的最大带宽为未连接，它的最大带宽为未连接，它的最大带宽为165MHz165MHz165MHz165MHz，足以显示解像足以显示解像足以显示解像足以显示解像度为度为度为度为1600160016001600 1200120012001200（UXGAUXGAUXGAUXGA）、）、）、）、60Hz 60Hz 60Hz 60Hz 的视频信号。连的视频信号。连的视频信号。连的视频信号。连接带宽大于接带宽大于接带宽大于接带宽大于165MHz165MHz165MHz165M
23、Hz的信号要使用双通道的信号要使用双通道的信号要使用双通道的信号要使用双通道TMDSTMDSTMDSTMDS连接。连接。连接。连接。DVIDVIDVIDVI接口同样也支持热插拔和显示器电源管理等技接口同样也支持热插拔和显示器电源管理等技接口同样也支持热插拔和显示器电源管理等技接口同样也支持热插拔和显示器电源管理等技术，还有对传统的模拟术，还有对传统的模拟术，还有对传统的模拟术，还有对传统的模拟VGA VGA VGA VGA 的兼容等问题。的兼容等问题。的兼容等问题。的兼容等问题。11Pin引脚功能引脚功能Pin引脚功能引脚功能Pin引脚功能引脚功能1T.M.D.S.Data2-9T.M.D.S
24、.Data1-17T.M.D.S.Data0-2T.M.D.S.Data2+10T.M.D.S.Data1+18T.M.D.S.Data0+3T.M.D.S.Data2/411T.M.D.S.Data1/319T.M.D.S.Data0/54T.M.D.S.Data4- 地地12T.M.D.S.Data3- 地地20T.M.D.S.Data5- 地地5T.M.D.S.Data4+13T.M.D.S.Data3+21T.M.D.S.Data5+6DDC Cock14+5V电源电源22T.M.D.S.Clock 地地7DDC Data15地（行、场同步）地（行、场同步）23T.M.D.S.Cloc
25、k +8场同步场同步VD（模模拟）拟）16热插拔检测热插拔检测24T.M.D.S.Clock -C1R（模拟）模拟）C2G（模拟）模拟）C3B（模拟）模拟）C4行同步行同步HD（模模拟）拟）C5地（模拟地（模拟RGB）12LVDSLVDSLVDSLVDS最初是作为高功率最初是作为高功率最初是作为高功率最初是作为高功率ECLECLECLECL线驱动的替代技术而发线驱动的替代技术而发线驱动的替代技术而发线驱动的替代技术而发展起来的，通过降低功率可以提高展起来的，通过降低功率可以提高展起来的，通过降低功率可以提高展起来的，通过降低功率可以提高ECLECLECLECL的有限特性，的有限特性，的有限特性
26、，的有限特性，如普通电源供电、高集成度与低成本如普通电源供电、高集成度与低成本如普通电源供电、高集成度与低成本如普通电源供电、高集成度与低成本ICICICIC封装的兼封装的兼封装的兼封装的兼容性等。容性等。容性等。容性等。LVDSLVDSLVDSLVDS是在是在是在是在ANSI/TIA/EIA-644-AANSI/TIA/EIA-644-AANSI/TIA/EIA-644-AANSI/TIA/EIA-644-A中定义的中定义的中定义的中定义的开放标准，可以抑制高达开放标准，可以抑制高达开放标准，可以抑制高达开放标准，可以抑制高达 1V1V1V1V的共模噪声，这种噪的共模噪声，这种噪的共模噪声，
27、这种噪的共模噪声，这种噪声可能是耦合噪声，也可能是总线节点之间接地声可能是耦合噪声，也可能是总线节点之间接地声可能是耦合噪声，也可能是总线节点之间接地声可能是耦合噪声，也可能是总线节点之间接地零电平的差值引起。零电平的差值引起。零电平的差值引起。零电平的差值引起。LVDSLVDSLVDSLVDS的差分特性使其具有很的差分特性使其具有很的差分特性使其具有很的差分特性使其具有很强的噪声容限，不需要对驱动器和接收器的电源强的噪声容限，不需要对驱动器和接收器的电源强的噪声容限，不需要对驱动器和接收器的电源强的噪声容限，不需要对驱动器和接收器的电源电压作任何限制，所以经常看到驱动端采用电压作任何限制，所
28、以经常看到驱动端采用电压作任何限制，所以经常看到驱动端采用电压作任何限制，所以经常看到驱动端采用5V5V5V5V供供供供电而接收端采用电而接收端采用电而接收端采用电而接收端采用3.3V3.3V3.3V3.3V的设计。的设计。的设计。的设计。1314(2) (2) 数字视频发展概况数字视频发展概况模拟视频存在许多缺陷模拟视频存在许多缺陷模拟视频存在许多缺陷模拟视频存在许多缺陷, , , , 而且而且而且而且交互能力有限交互能力有限交互能力有限交互能力有限, , , , 数字视频可以解决这些问题数字视频可以解决这些问题数字视频可以解决这些问题数字视频可以解决这些问题. . . .194819481
29、9481948年就提出了年就提出了年就提出了年就提出了 视频数字化视频数字化视频数字化视频数字化 概念概念概念概念. . . .数字计算机数字计算机数字计算机数字计算机, VLSI, VLSI, VLSI, VLSI和通信技术的发展和通信技术的发展和通信技术的发展和通信技术的发展, , , , 促进数促进数促进数促进数字视频技术的进步与应用字视频技术的进步与应用字视频技术的进步与应用字视频技术的进步与应用. 1983. 1983. 1983. 1983年德国年德国年德国年德国ITTITTITTITT公公公公司推出数字视频处理司推出数字视频处理司推出数字视频处理司推出数字视频处理ICICICIC
30、套件套件套件套件. . . .九十年代推出各种数字视频标准九十年代推出各种数字视频标准九十年代推出各种数字视频标准九十年代推出各种数字视频标准. . . .美国将在美国将在美国将在美国将在2005200520052005年全面实现数字电视广播年全面实现数字电视广播年全面实现数字电视广播年全面实现数字电视广播. . . .15(3) (3) 我国数字电视技术发展回顾我国数字电视技术发展回顾1974197419741974年原四机部下达年原四机部下达年原四机部下达年原四机部下达 视频信号数字化研究视频信号数字化研究视频信号数字化研究视频信号数字化研究 课题课题课题课题. . . .到到到到1979
31、197919791979年年年年研制成功研制成功研制成功研制成功 可视电话数字终端可视电话数字终端可视电话数字终端可视电话数字终端 80808080年代年代年代年代研制出静态图像传输设备研制出静态图像传输设备研制出静态图像传输设备研制出静态图像传输设备, , , , 完成数字电视样完成数字电视样完成数字电视样完成数字电视样机机机机. . . .日本推出日本推出日本推出日本推出MUSEMUSEMUSEMUSE制制制制, , , , 西欧推出西欧推出西欧推出西欧推出MACMACMACMAC制制制制, , , , 美国提出全美国提出全美国提出全美国提出全数字化数字化数字化数字化HDTVHDTVHDT
32、VHDTV方案方案方案方案1989198919891989年年年年国家科委成立国家科委成立国家科委成立国家科委成立HDTVHDTVHDTVHDTV软科学研究专家组软科学研究专家组软科学研究专家组软科学研究专家组 1993199319931993年年年年成立成立成立成立HDTVHDTVHDTVHDTV战略研究专家组战略研究专家组战略研究专家组战略研究专家组 1995199519951995年年年年成立成立成立成立HDTVHDTVHDTVHDTV总体组总体组总体组总体组 1999199919991999年年年年国庆国庆国庆国庆50505050周年实现周年实现周年实现周年实现HDTVHDTVHDTV
33、HDTV试播试播试播试播2001-20022001-20022001-20022001-2002年年年年提出提出提出提出5 5 5 5种种种种HDTVHDTVHDTVHDTV制式建议制式建议制式建议制式建议2008200820082008年年年年制定国家数字电视标准制定国家数字电视标准制定国家数字电视标准制定国家数字电视标准16信号杂波比信号杂波比信号杂波比信号杂波比和连续处理的次数无关和连续处理的次数无关和连续处理的次数无关和连续处理的次数无关; ;可避免系统的可避免系统的可避免系统的可避免系统的非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真的影响的影响的影响的影响; ;数字设备输出信号数字设备输
34、出信号数字设备输出信号数字设备输出信号稳定可靠稳定可靠稳定可靠稳定可靠; ;易于实现信号的易于实现信号的易于实现信号的易于实现信号的存储存储存储存储; ;与计算机配合可实现设备的与计算机配合可实现设备的与计算机配合可实现设备的与计算机配合可实现设备的自动控制自动控制自动控制自动控制; ;可实现可实现可实现可实现时分多路时分多路时分多路时分多路, , 充分利用信道容量充分利用信道容量充分利用信道容量充分利用信道容量; ;可实现可实现可实现可实现 无差错接收无差错接收无差错接收无差错接收 ; ;容易实现容易实现容易实现容易实现加密加密加密加密/ /解密解密解密解密和和和和加扰加扰加扰加扰/ /解扰
35、解扰解扰解扰技术技术技术技术; ;具有可扩展性具有可扩展性具有可扩展性具有可扩展性, , 可分级性可分级性可分级性可分级性和互操作性和互操作性和互操作性和互操作性; ;与计算机与计算机与计算机与计算机 融合融合融合融合 构成多媒体计算机构成多媒体计算机构成多媒体计算机构成多媒体计算机. .(5) (5) 数字视频的优点数字视频的优点17将模拟视频信号将模拟视频信号将模拟视频信号将模拟视频信号A/DA/D得到数字视频信号得到数字视频信号得到数字视频信号得到数字视频信号; ;一般采用彩色信号的分量表示方法一般采用彩色信号的分量表示方法一般采用彩色信号的分量表示方法一般采用彩色信号的分量表示方法,
36、, 如如如如SRGBSRGB数字分量数字分量数字分量数字分量; ;数字视频图象中数字视频图象中数字视频图象中数字视频图象中, , 不需要消隐或同步脉冲。不需要消隐或同步脉冲。不需要消隐或同步脉冲。不需要消隐或同步脉冲。2.2 2.2 数字视频信号数字视频信号18数字视频普及使用的瓶颈是数字视频普及使用的瓶颈是数字视频普及使用的瓶颈是数字视频普及使用的瓶颈是: : 存储量巨大存储量巨大存储量巨大存储量巨大, , 传输带宽很宽传输带宽很宽传输带宽很宽传输带宽很宽; ; HDTVHDTV的信号数据率约的信号数据率约的信号数据率约的信号数据率约544Mbps;544Mbps; 亮度信号亮度信号亮度信号
37、亮度信号 8 8 14401440 10501050 3030 色度信号色度信号色度信号色度信号 8 8 720720 525525 3030 2 2数字视频发展的关键数字视频发展的关键数字视频发展的关键数字视频发展的关键: : 视频压缩技术视频压缩技术视频压缩技术视频压缩技术19常用视频信号的码率表常用视频信号的码率表视频类型视频类型 图象尺寸图象尺寸 帧频帧频 比特比特/象素象素 数码率数码率 典型应用典型应用 (Hz) (Mbps) QCIF 176*144 30 12 9.1 电视电话电视电话电视电话电视电话 CIF 352*288 30 12 18.2 会议电视会议电视会议电视会议电
38、视ITU-R601 720*576 25 16 165.9 普通电视普通电视普通电视普通电视 EDTV 960*576 25 16 221.2 增强型电视增强型电视增强型电视增强型电视ITU-R709 1920*1080 25 16 884.7 HDTVHDTV20计算机行业计算机行业计算机行业计算机行业- -标准的显示分辨率标准的显示分辨率标准的显示分辨率标准的显示分辨率; ;电视行业电视行业电视行业电视行业- -数字化演播室标准数字化演播室标准数字化演播室标准数字化演播室标准; ;通信行业通信行业通信行业通信行业- -网络协议网络协议网络协议网络协议. .在在在在525525行和行和行和行
39、和625625行系统中行系统中行系统中行系统中, , 采样频率均选择采样频率均选择采样频率均选择采样频率均选择水水水水平扫描频率平扫描频率平扫描频率平扫描频率的整数倍的整数倍的整数倍的整数倍: : 亮度分量亮度分量亮度分量亮度分量 f f1 1=858=858f f525525=864=864f f625625=13.5MHZ=13.5MHZ 色度分量色度分量色度分量色度分量 f f2 2= = f f1 1/2=6.75MHZ/2=6.75MHZ2.3 2.3 数字视频标准数字视频标准21电视行业的数字视频广播演播标准电视行业的数字视频广播演播标准 CCIR601 CCIR601 参数参数
40、525/60 625/50 CIF NTSC PAL/SECAM有效象素有效象素/行行 (Y) 720 720 360(352) (U, V) 360 360 180(176)有效行有效行/图象图象 (Y) 480 576 288 (U, V) 480 576 144 隔行扫描隔行扫描 2 1 2 1 1 1 帧帧 率率 60 50 30 宽宽 高高 比比 4 3 4 3 4 322 标准标准标准标准 应用应用应用应用CCITT G3/G4 CCITT G3/G4 二值图象二值图象二值图象二值图象( (非适应非适应非适应非适应) ) JBIG JBIG 二值图象二值图象二值图象二值图象( (传
41、真机传真机传真机传真机) ) (M)JPEG (M)JPEG 静止帧图象静止帧图象静止帧图象静止帧图象( (监控监控监控监控) ) H.261 p H.261 p*64kbps ( (PSTNPSTN传输传输传输传输) ) MPEG1 1.5Mbps(MPEG1 1.5Mbps(VCDVCD) ) MPEG2 2-20Mbps( MPEG2 2-20Mbps(DVD/DVBDVD/DVB) ) MPEG4 4.8-64Kbps( MPEG4 4.8-64Kbps(最初最初最初最初) ) H264 H264 多速率多速率多速率多速率视频压缩国际标准视频压缩国际标准232.4 2.4 数字视频处理
42、数字视频处理(1)(1)(1)(1)处理内容处理内容处理内容处理内容(2)(2)(2)(2)视频比特流产生视频比特流产生视频比特流产生视频比特流产生A/D, D/AA/D, D/AA/D, D/AA/D, D/A(3)(3)(3)(3)视频压缩编码视频压缩编码视频压缩编码视频压缩编码(4)(4)(4)(4)电视信号的数字处理电视信号的数字处理电视信号的数字处理电视信号的数字处理24(1)(1)处理内容处理内容根据人的要求对视频图像进行处理根据人的要求对视频图像进行处理根据人的要求对视频图像进行处理根据人的要求对视频图像进行处理: : : : 消除视频信号产生消除视频信号产生消除视频信号产生消除
43、视频信号产生, , , , 获取获取获取获取, , , , 传输时引入的失真和传输时引入的失真和传输时引入的失真和传输时引入的失真和干扰干扰干扰干扰, , , , 尽可能逼真地重现图像尽可能逼真地重现图像尽可能逼真地重现图像尽可能逼真地重现图像; ; ; ; 视频压缩视频压缩视频压缩视频压缩在保证一定图像质量的前提下尽可能在保证一定图像质量的前提下尽可能在保证一定图像质量的前提下尽可能在保证一定图像质量的前提下尽可能压缩数据量压缩数据量压缩数据量压缩数据量; ; ; ; 根据某些准则根据某些准则根据某些准则根据某些准则, , , , 尽可能除去视频信号中的无用信尽可能除去视频信号中的无用信尽可
44、能除去视频信号中的无用信尽可能除去视频信号中的无用信息而突出主要信息息而突出主要信息息而突出主要信息息而突出主要信息; ; ; ; 从视频信号中提取某些特征从视频信号中提取某些特征从视频信号中提取某些特征从视频信号中提取某些特征, , , , 以便进行描述以便进行描述以便进行描述以便进行描述, , , , 分分分分类和识别类和识别类和识别类和识别. . . .25(2)(2)视频比特流产生视频比特流产生A/D, D/AA/D, D/A 抽样抽样抽样抽样, , , , 量化量化量化量化, , , , 编码编码编码编码 量化噪声量化噪声量化噪声量化噪声 视频视频视频视频 音频音频音频音频 PCMP
45、CMPCMPCM编码编码编码编码 D/AD/AD/AD/ASP-PNr.m.s=10.8+6n(dB)信号功率信号功率信号功率信号功率噪声功率噪声功率噪声功率噪声功率Smax Nq=6.02n+1.76 (dB)26(3)(3)视频压缩视频压缩 压缩机理压缩机理压缩机理压缩机理 视频信号存在大量视频信号存在大量视频信号存在大量视频信号存在大量冗余度冗余度冗余度冗余度可供压缩可供压缩可供压缩可供压缩, , , , 并在并在并在并在解码后还可无失真地恢复解码后还可无失真地恢复解码后还可无失真地恢复解码后还可无失真地恢复; ; ; ; 视觉特性视觉特性视觉特性视觉特性: : : : 在主观视觉容限内
46、减少表示信在主观视觉容限内减少表示信在主观视觉容限内减少表示信在主观视觉容限内减少表示信号的精度号的精度号的精度号的精度, , , , 以客观失真换取数据压缩以客观失真换取数据压缩以客观失真换取数据压缩以客观失真换取数据压缩. . . .27 压缩编码类型压缩编码类型PCMPCM预测法预测法预测法预测法变换法变换法变换法变换法内插法内插法内插法内插法统计编码统计编码统计编码统计编码其它其它其它其它视频图像编码方法视频图像编码方法DPCMDPCM MM条件帧补充条件帧补充条件帧补充条件帧补充运动估值运动估值运动估值运动估值运动补偿预测运动补偿预测运动补偿预测运动补偿预测运动补偿内插运动补偿内插运
47、动补偿内插运动补偿内插DCTDCTWaishWaish HadamadHadamadHearHearCosineCosineWaveletWaveletSlantSlant低抽样法低抽样法低抽样法低抽样法亚抽样法亚抽样法亚抽样法亚抽样法亚行法亚行法亚行法亚行法亚场法亚场法亚场法亚场法亚帧法亚帧法亚帧法亚帧法HuffmanHuffmanShannon Shannon FanoFano算术编码算术编码算术编码算术编码准变字长码准变字长码准变字长码准变字长码28(4)(4)电视信号的数字处理电视信号的数字处理 数字箝位电路数字箝位电路数字箝位电路数字箝位电路( ( ( (恢复直流分量恢复直流分量恢复
48、直流分量恢复直流分量) ) ) ) 数字黑数字黑数字黑数字黑, , , , 白切割白切割白切割白切割( ( ( (确定基准黑确定基准黑确定基准黑确定基准黑, , , , 白电平白电平白电平白电平) ) ) ) 数字伽玛校正数字伽玛校正数字伽玛校正数字伽玛校正( ( ( (查表法查表法查表法查表法) ) ) ) 数字轮廓增强数字轮廓增强数字轮廓增强数字轮廓增强( ( ( (勾边勾边勾边勾边) ) ) ) 数字降噪数字降噪数字降噪数字降噪( ( ( (多帧延迟非递归滤波器多帧延迟非递归滤波器多帧延迟非递归滤波器多帧延迟非递归滤波器) ) ) ) 无闪烁处理无闪烁处理无闪烁处理无闪烁处理( ( (
49、(行行行行, , , , 场内插场内插场内插场内插) ) ) ) 数字重影消除数字重影消除数字重影消除数字重影消除( ( ( (横向滤波器横向滤波器横向滤波器横向滤波器) ) ) ) 彩色处理彩色处理彩色处理彩色处理( ( ( (色饱和度校正色饱和度校正色饱和度校正色饱和度校正, , , , 伪彩色显示伪彩色显示伪彩色显示伪彩色显示) ) ) ) 画中画画中画画中画画中画 大屏幕画面分割大屏幕画面分割大屏幕画面分割大屏幕画面分割( ( ( (组合屏组合屏组合屏组合屏) ) ) ) 数字音频处理数字音频处理数字音频处理数字音频处理29数字特技机；数字特技机；数字特技机；数字特技机；数字时基校正器
50、；数字时基校正器；数字时基校正器；数字时基校正器；数字帧同步机数字帧同步机数字帧同步机数字帧同步机；数字录像机；数字录像机；数字录像机；数字录像机；数字电视接收机数字电视接收机数字电视接收机数字电视接收机；数码相机数码相机数码相机数码相机；网络摄象机。网络摄象机。网络摄象机。网络摄象机。2.5 2.5 数字视频设备数字视频设备3031数字电视数字电视数字电视数字电视；多媒体桌面视频；多媒体桌面视频；多媒体桌面视频；多媒体桌面视频；视频会议视频会议视频会议视频会议；可视电话和移动图象通信；可视电话和移动图象通信；可视电话和移动图象通信；可视电话和移动图象通信；数字视频监控数字视频监控数字视频监控数字视频监控；智能化视频交通处理智能化视频交通处理智能化视频交通处理智能化视频交通处理；医疗视频图象处理；医疗视频图象处理；医疗视频图象处理；医疗视频图象处理；航空和飞行控制仿真航空和飞行控制仿真航空和飞行控制仿真航空和飞行控制仿真。2.6 2.6 数字视频应用数字视频应用32QuestionQuestion1 1、数字视频的优势与问题；、数字视频的优势与问题；、数字视频的优势与问题；、数字视频的优势与问题；2 2、你所知道的数字视频处理方法。、你所知道的数字视频处理方法。、你所知道的数字视频处理方法。、你所知道的数字视频处理方法。33
