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1、第二讲 数字电视演播室基本参数一、数字电视信号的产生一、数字电视信号的产生复合编码方式复合编码方式模拟电视信号模拟电视信号取样取样量化量化编码编码数字电视信号数字电视信号分量编码方式分量编码方式1 1、复合编码方式、复合编码方式（1）取样）取样取样结构：取样结构：取样点在画面上相对于空间和时间的分布规律。取样点在画面上相对于空间和时间的分布规律。固定正交取样结构：固定正交取样结构：每一行的取样点正好处于前一场和前一行取样点的每一行的取样点正好处于前一场和前一行取样点的正下方，而且与前一帧的样点重合正下方，而且与前一帧的样点重合 。 fsnfH 固定正交取样结构固定正交取样结构复合编码：将彩色复
2、合电视信号作为一个整体复合编码：将彩色复合电视信号作为一个整体进行取样、量化和编码进行取样、量化和编码固定正交取样结构固定正交取样结构奇数行奇数行偶数行偶数行奇数行样点奇数行样点偶数行样点偶数行样点取样频率取样频率fs的选择的选择 ： fs=2.2 fm fsn fsc fsn fHfs 4 fsc17.72MHz每行取样点数为每行取样点数为1135（2）量化）量化为了保证量化后的信号具有足够的信噪比，应尽为了保证量化后的信号具有足够的信噪比，应尽量减小量化误差，即增加量化比特数。但量化比量减小量化误差，即增加量化比特数。但量化比特数增加会导致数码率增加，给信号处理和传输特数增加会导致数码率增
3、加，给信号处理和传输带来困难。带来困难。如果要保证实际图像的量化信噪比大于如果要保证实际图像的量化信噪比大于50dB，则量化比特数不应少于则量化比特数不应少于8比特，即量化级数不少比特，即量化级数不少于于256级。级。电视系统采用的量化比特数为电视系统采用的量化比特数为8或或10比特。比特。（3）编码）编码将量化后的取样值用一组二进制码表示将量化后的取样值用一组二进制码表示2 2、分量编码方式、分量编码方式（1）取样）取样分量编码：对亮度信号和两个色差信号分别进分量编码：对亮度信号和两个色差信号分别进行取样、量化和编码。行取样、量化和编码。 4：2：2 取样结构取样结构Y 的取样频率：的取样频
4、率：13.5MHz（是（是625/50及及525/60系统行频的整数倍）系统行频的整数倍）R-Y/B-Y的取样频率：的取样频率：6.75MHz固定正交取样结构固定正交取样结构4：2：2 分量取样结构分量取样结构 4：4：4 取样结构取样结构R /G / B 的取样频率均为：的取样频率均为：13.5MHz或或Y/CR/CB的取样频率均为：的取样频率均为：13.5MHz固定正交取样结构固定正交取样结构4：4：4 分量取样结构分量取样结构 4：1：1 取样结构取样结构Y 的取样频率为：的取样频率为：13.5MHzR-Y / B-Y 的取样频率为：的取样频率为：3.375MHz固定正交取样结构固定正交
5、取样结构4：1：1 分量取样结构分量取样结构 4：2：0 取样结构取样结构Y 的取样频率：的取样频率：13.5MHzR-Y/B-Y的取样频率：的取样频率：6.75MHzR-Y/B-Y每两行取一行每两行取一行固定正交取样结构固定正交取样结构4：2：0 分量取样结构分量取样结构取样参数取样参数4：4：44：2：24：2：04：1：1取样频率取样频率（MHz）YR13.513.513.513.5R-YG13.56.756.753.375B-YB13.56.756.753.375每帧有效每帧有效行数行数YR576576576576R-YG576576288576B-YB576576288576每行有效
6、每行有效象素数象素数YR720720720720R-YG720360360180B-YB720360360180（2）量化与编码）量化与编码量化比特数：量化比特数：8比特（或比特（或10比特）。比特）。量化级数：量化级数：256（或（或1024）在量化之前，为了将三个分量归一化到相同的动态范在量化之前，为了将三个分量归一化到相同的动态范围，需要对红色差信号围，需要对红色差信号R-Y和蓝色差信号和蓝色差信号B-Y进行压缩进行压缩归一化后归一化后Y：01CR：0.50.5CB：0.50.51.0000.9220.0630.00025523516011111111111010110001000000
7、000000Y1.0000.9410.0000.5020.063CR2552401601281111111111110000100000000001000000000000CB1.0000.9410.0000.5020.0632552401601281111111111110000100000000001000000000000（3）数字有效行）数字有效行数字有效行相当于模拟电视信号的行正程，但时数字有效行相当于模拟电视信号的行正程，但时基上略有不同，基上略有不同，如图所示如图所示。OH为每行开始的第一个取样点的位置，也是模拟为每行开始的第一个取样点的位置，也是模拟电视信号行同步开始的位置。数
8、字有效行由电视信号行同步开始的位置。数字有效行由133852之间的之间的720个样值组成。个样值组成。 3、SDTV演播室参数（演播室参数（ CCIR 601 ）参数参数625/50 扫描格式扫描格式编码信号编码信号Y，CR，CB取样结构取样结构固定正交，固定正交， CR，CB取样点位取样点位置与置与Y的奇数取样点位置重合的奇数取样点位置重合取样频率：取样频率：Y CR，CB13.5MHz6.75MHz取样点数取样点数 / 行：行：Y CR，CB864432取样点数取样点数 / 数字有效行：数字有效行：Y CR，CB720360编码方式编码方式均匀量化，均匀量化，8bit、10bit PCM编
9、码编码视频信号电平与量化等级视频信号电平与量化等级之间的对应关系（之间的对应关系（8bit）量化等级范围：量化等级范围：0255Y共共220个量化等级，个量化等级，消隐电平：消隐电平：16，峰值白电平：，峰值白电平：235CR，CB共共225个量化等级，个量化等级，0电平：电平：128，最大正电平：最大正电平：240最大负电平：最大负电平：16 OH模拟行同步前沿模拟行同步前沿1/2幅值处基准点幅值处基准点二、数字高清晰度电视二、数字高清晰度电视1、HDTV的发展历史及现状的发展历史及现状模拟模拟HDTV系统系统数字数字HDTV系统系统MUSE制制HD-MAC制制ATSC标准标准DVB标准标准
10、ISDB方案方案国内情况国内情况2、HDTV系统的定义系统的定义高清晰度电视系统应能使观看者在图像高度的高清晰度电视系统应能使观看者在图像高度的大约大约3 3倍距离处观看图像细节时，能达到或接近倍距离处观看图像细节时，能达到或接近具有正常视觉锐度的观看者观看原始景物的感具有正常视觉锐度的观看者观看原始景物的感觉。觉。也就是说，也就是说，HDTV系统在垂直和水平方向上的系统在垂直和水平方向上的分解力都应比分解力都应比SDTV系统提高一倍。系统提高一倍。另外，另外，HDTV在图像色彩、声音等方面也都有在图像色彩、声音等方面也都有明显的改善。明显的改善。3、HDTV系统的技术参数选择系统的技术参数选
11、择a. 扫描行数扫描行数为了使垂直分解力增加一倍，为了使垂直分解力增加一倍，HDTV系统的每系统的每帧图像行数不应少于帧图像行数不应少于1000行。行。ITU-R BT.709建议书中曾给出两种扫描行数，建议书中曾给出两种扫描行数，即即1125行行/帧和帧和1250行行/帧。帧。b. 每行取样点数每行取样点数水平分解力也应增加一倍。水平分解力也应增加一倍。ITU-R BT.709建议建议书中给出的每行取样点数为书中给出的每行取样点数为2200和和2304，其中，其中每行有效样点数为每行有效样点数为1920。 c. 画面宽高比画面宽高比根据双眼的视场清晰范围，根据双眼的视场清晰范围，HDTV画面
12、宽高比应象画面宽高比应象宽银幕电影那样在（宽银幕电影那样在（1.661.85）：）：1的范围内，的范围内，目前已公认为目前已公认为16:9d. 像素形状像素形状如果像素在水平和垂直方向上的大小是相同的，则如果像素在水平和垂直方向上的大小是相同的，则称为方形像素。称为方形像素。HDTV系统采用方形像素有利于实系统采用方形像素有利于实现与计算机系统的互操作性。现与计算机系统的互操作性。ITU-R BT.709建议书中专门规定了方形像素的帧格建议书中专门规定了方形像素的帧格式，即每帧有效行数为式，即每帧有效行数为1080，每行有效样点数为，每行有效样点数为1920。 4、我国我国HDTV演播室标准的
13、基本参数演播室标准的基本参数参数参数数值数值1图像扫描顺序图像扫描顺序从左到右，从上到下从左到右，从上到下隔行时，第一场的第一行在隔行时，第一场的第一行在第二场的第一行之上第二场的第一行之上2隔行比隔行比2：1（隔行）（隔行）3帧频（帧频（Hz）254行频（行频（Hz）281255宽高比宽高比16：96像素形状像素形状方形（方形（1：1）7每帧总行数每帧总行数11258每帧有效行数每帧有效行数1080（1080i）9每行总取样每行总取样点数点数R、G、B、Y2640CR-Y、CB-Y132010每行有效取每行有效取样点数样点数R、G、B、Y1920CR-Y、CB-Y96011取样频率取样频率(
14、MHz)R、G、B、Y74.25CR-Y、CB-Y37.12512取样结构取样结构固定正交固定正交13模拟信号标称带宽（模拟信号标称带宽（MHz）3014量化电平量化电平10比特编码比特编码8比特编码比特编码R、G、B、Y黑电平黑电平6416CR-Y、CB-Y 消色电平消色电平512128R、G、B、Y 标称峰值电平标称峰值电平940235CR-Y、CB-Y 标称峰值电平标称峰值电平64和和86016和和24015量化电平分配量化电平分配10比特编码比特编码8比特编码比特编码视频数据视频数据410191254同步基准同步基准03 和和102010230 和和 25524p参数参数数值数值1每帧总行数每帧总行数11252隔行比隔行比1：1（逐行）（逐行）3帧频（帧频（Hz）244行频（行频（Hz）270005宽高比宽高比16：96像素形状像素形状方形（方形（1：1）7每帧总行数每帧总行数11258每帧有效行数每帧有效行数10809每行总取样每行总取样点数点数R、G、B、Y2750CR-Y、CB-Y137510每行有效取每行有效取样点数样点数R、G、B、Y1920CR-Y、CB-Y96011取样频率取样频率(MHz)R、G、B、Y74.25CR-Y、CB-Y37.12512取样结构取样结构固定正交固定正交13模拟信号标称带宽（模拟信号标称带宽（MHz）30
