數(shù)字電視技術期末終極復習資料(帶試題內容).doc
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數(shù)字電視技術期末終極復習資料 《數(shù)字電視技術》期末終極復習資料 如下復習資料中紅色背景的07級考點，即是考試中出現(xiàn)的試題相關內容，全憑師兄我考完后立即回憶的，祝你好過 （07級、華師、物理與電信工程學院、周衛(wèi)星老師） 每年考的試卷幾乎一樣的 考試范圍1—6章+附錄 數(shù)字電視考試四種題型: 選擇、簡答、計算、綜合 一、選擇15、（下面的復習材料中會涉及到，不難，也不偏） 二、簡答2、（①TS***選取節(jié)目的具體步驟（有關包頭之類的）、②所列的編碼方式中什么***編碼方式是有壓縮的***） 三、計算2、（①課后習題1-10、②關于一個數(shù)碼流100*8bit，經過BS（14,10）內編碼 + BCH（10，8）外編碼后的數(shù)碼流總數(shù)是？？） 四、綜合2、（①霍夫曼編碼、②課本P34的IPB幀的輸入輸出順序，為什么是這樣的順序***） 附錄：彩色電視的基礎知識 1、光的顏色 客觀因素：是它的功率波譜分布；主觀因素：是人眼的視覺特性 2、光是一種電磁波 。人眼能看見的可見光譜只集中在 頻段內。 3、彩色三要素 亮度是光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺。(光功率) 色調是指顏色的類別，是決定色彩本質的基本參量。(光波長) 色飽和度是指彩色所呈現(xiàn)色彩的深淺程度（或濃度）。 色調與色飽和度合稱為色度。 4、三基色原理是指自然界中常見的大部分彩色都可由三種相互獨立的基色按不同的比例混合得到。 ˉ 波長為700 nm的紅光為紅基色——R(紅) ˉ 波長為546.1nm的綠光為綠基色——G(綠) ˉ 波長為435.8nm的藍光為藍基色——B(藍) 5、相加混色是各分色的光譜成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三種基色的亮度之和。 彩色電視系統(tǒng)就是利用紅、綠、藍三種基色以適當比例混合產生各種不同的彩色。 6、在色度學中，通常把由配色方程式配出的彩色光F的亮度用光通量來表示，即： Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B 7、人眼的分辨力是指人在觀看景物時人眼對景物細節(jié)的分辨能力。 注：由于人眼對彩色細節(jié)的分辨力低（空間分辨力，反映在信號上為頻率），所以在彩色電視系統(tǒng)傳送彩色圖像時，對于圖像的細節(jié)，可只傳黑白的亮度信號，而不傳彩色信息。這就是所謂的彩色電視大面積著色原理。利用這個原理可以節(jié)省傳輸?shù)念l帶。（重點） 8、組成圖像的基本單元稱為像素。圖像的順序傳送就是在發(fā)送端把被傳送圖像上各像素的亮度、色度按一定順序逐一地轉變?yōu)橄鄳碾娦盘?，并依次經過一個通道傳送，在接收端再按相同的順序，將各像素的電信號在電視機屏幕相應位置上轉變?yōu)椴煌炼取⑸鹊墓恻c， 9、當水平和垂直偏轉線圈中同時加入鋸齒波電流時，電子束既作水平掃描又作垂直掃描，而形成直線掃描光柵，這稱為直線掃描。 10、隔行掃描是將一幀電視圖像分成兩場進行交錯掃描 11、電子束從屏幕左上端開始，按照從左到右、從上到下的順序以均勻速度一行接一行的掃描，一次連續(xù)掃描完成一幀電視畫面的方式稱為逐行掃描 12、根據人眼視覺特性，視覺最清楚的范圍是在垂直視角約15°、水平視角約20°的矩形面積之內。因此，電視機屏幕一般都設計成矩形。我國高清晰度電視的圖像寬高比已確定為16∶9。 13、亮度是表征發(fā)光物體的明亮程度，是人眼對發(fā)光器件的主觀感受。在電視機或顯示器中，亮度是表征圖像亮暗的程度，是指在正常顯示圖像質量的條件下，重顯大面積明亮圖像的能力 14、對比度是表征在一定的環(huán)境光照射下，物體最亮部分的亮度與最暗部分的亮度之比。 15、數(shù)字電視圖像分辨力是數(shù)字電視系統(tǒng)或圖像信號源或信號處理過程或顯示器件（屏）等客觀上轉換、處理、傳輸或重顯圖像細節(jié)的能力，是數(shù)字電視系統(tǒng)、設備或器件的物理性能指標。我國的SDTV和HDTV的圖像分辨力分別為720×576像素和1920×1080像素 16、電視圖像清晰度是人眼能察覺到的電視圖像細節(jié)的清晰程度。按圖像和視覺的特點，圖像清晰度一般從水平和垂直兩個方向描述，有時還增加斜向清晰度指標。 圖像清晰度用“電視線”作單位。1電視線與垂直方向上1個有效掃描行的高度相對應。 17、標準彩條信號是一種常用的測試信號，用來對電視系統(tǒng)的傳輸特性進行測試和調整。 18、彩色電視為了與黑白電視兼容，必須傳送一個亮度信號，以便黑白電視機接收。在彩色電視中，常用兩個色差信號(B-Y)和(R-Y)來代表色度信息 彩條中所對應的彩色全為飽和色，稱為100％飽和度，100％幅度(最大幅度)的彩條信號。 19、為不引起人眼的閃爍感覺，場頻應高于48 Hz。在我國的電視標準中，場頻選為50 Hz。 隨著屏幕亮度的提高，屏幕尺寸的加大，觀看距離變近， 場頻應相應提高。（重點） 目前世界上采用的標準掃描行數(shù)有625行和525行。 我國采用625行。 （重點） 20、場頻確定為fV=50 Hz，由于采用隔行掃描，則幀頻fZ=25 Hz，也就是一幀掃描時間TZ=40 ms。當掃描行數(shù)選定為Z=625后，行掃描時間TH=TZ/Z=40 ms/625=64 μs，行頻fH=fZ×Z=25 Hz×625=15 625 Hz。（重點） 21、用一個編碼矩陣電路根據Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式編出一個亮度信號和R-Y、 B-Y兩個色差信號 22、用色差信號傳送色度信號具有以下優(yōu)點： (1) 可減少色度信號對亮度信號的干擾。當傳送黑白圖像時， R=G=B，兩個色差信號R-Y和B-Y均為零，不會對亮度信號產生干擾。（重點） (2) 能夠實現(xiàn)亮度恒定原理。 即重現(xiàn)圖像的亮度只由傳送亮度信息的亮度信號決定。 (3) 可節(jié)省色度信號的發(fā)射能量。在彩色圖像中，大部分像素接近于白色或灰色，它們的色差信號為零，小部分彩色像素才有色差信號，因此，發(fā)射色差信號比發(fā)射R、G、B信號需要的發(fā)射能量小。 23、我國電視標準規(guī)定， 亮度信號帶寬為0～6 MHz， 色度信號帶寬為0～1.3 MHz（重點） 24、三種電視制式：NTSC制 ：平衡調幅又稱為抑制載波調幅。抑制載波調幅可以抑制色度信號對亮度信號的干擾并節(jié)省發(fā)射功率。 采用NTSC制的有日本、加拿大、墨西哥，它采用正交平衡調幅調制方式。 PAL制：又稱逐行倒相制。所謂逐行倒相，是指將色度信號中FV分量進行逐行倒相。采用PAL制的有英國、荷蘭、瑞士、中國（重點） SECAM制：根據時分原則， 采用逐行順序傳送兩個色差信號的辦法，在傳輸通道中無論什么時間只傳送一個色差信號， 徹底地解決了兩個色度分量相互串擾的問題。 SECAM制的亮度信號每行都傳送，兩個色差信號逐行順序傳送， 每一行是亮度信號與一個色差信號同時傳送， 是一種同時-順序制。 采用SECAM制的有法國（重點） 25、圖像信號采用調幅方式， 伴音信號采用調頻方式，調制后的圖像信號和伴音信號統(tǒng)稱為射頻電視信號。 （重點） 注：電視伴音采用調頻制。調頻信號可以用限幅來去掉疊加在調制信號上的干擾，以獲得較高的音質；伴音采用調頻制還可以減小伴音對圖像的干擾。 26、采用殘留邊帶發(fā)射后，射頻電視信號的帶寬壓縮為8 MHz（重點） 27、圖像信號的最高頻率為6 MHz，調幅波頻譜寬度為12 MHz。為了便于圖像傳輸，地面廣播采用殘留邊帶發(fā)送方式， 即對0～0.75 MHz圖像信號采用雙邊帶發(fā)送，對0.75～6 MHz圖像信號采用單邊帶發(fā)送。 28、我國電視頻道在甚高頻(VHF)段共有12個頻道，在特高頻(UHF) 段共有56個頻道 第一章 1、數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖 （重點） 該系統(tǒng)由信源編碼、 多路復用、信道編碼、調制、 信道和接收機等六部分組成。 衛(wèi)星廣播著重于解決大面積覆蓋；有線電視廣播著重于解決城鎮(zhèn)等人口居住稠密地區(qū)“信息到戶”的問題；地面無線廣播由于其獨有的簡單接收和移動接收的能力，能夠滿足現(xiàn)代信息化社會“信息到人”的基本需求。 1）多路復用是將視頻、音頻和數(shù)據等各種媒體流按照一定的方法復用成一個節(jié)目的數(shù)據流，將多個節(jié)目的數(shù)據流再復用成單一的數(shù)據流的過程。 2）信道編碼是為提高數(shù)字通信傳輸?shù)目煽啃远扇〉拇胧榱四茉诮邮斩藱z測和糾正傳輸中出現(xiàn)的錯誤，信道編碼在發(fā)送的信號中增加了一部分冗余碼，因此增加了發(fā)送信號的冗余度， 即通過犧牲信息傳輸?shù)男蕘頁Q取可靠性的提高。 3) 調制是指為了提高頻譜利用率，把寬帶的基帶數(shù)字信號變換成窄帶的高頻載波信號的過程。應根據傳輸信道的特點采用效率較高的信號調制方式，常用的方式有QAM、 QPSK、 TCM、 COFDM和VSB。 2.、數(shù)字電視與電視數(shù)字化處理的區(qū)別（重點） 現(xiàn)在的模擬彩色電視接收機的電路中采用了多種數(shù)字化處理技術， 往往自稱為數(shù)碼電視或數(shù)字化電視。這些彩色電視機在不改變現(xiàn)行模擬廣播電視傳輸體制的前提下，對解調后的視頻和音頻的基帶信號進行了數(shù)字化處理，獲得了更高質量的圖像和伴音，增加了電視機的功能，但它仍屬于模擬電視的范疇， 只能接收模擬電視信號，無法接收數(shù)字電視信號，與真正的數(shù)字電視是兩個不同的概念，不可混淆。 這些數(shù)字化處理技術包括：用數(shù)字梳狀濾波器進行較完善的亮度、色度分離，消除了亮、色竄擾現(xiàn)象；對亮度信號進行數(shù)字輪廓增強，提高了畫面清晰度； 對色度信號進行數(shù)字降噪和色調校正，減少了畫面噪點和色調畸變； 用逐行掃描及倍場(Double Scan)消除行間閃爍和大面積閃爍， 提高了圖像的垂直清晰度； 處理后還能實現(xiàn)畫中畫、 靜止畫面等新功能以及麗音NICAM(Near Instantaneous Companding Audio Multiplex， 準瞬時壓擴音頻多路傳輸，是一種數(shù)字脈沖編碼調制立體聲廣播系統(tǒng)， 用7.28 MHz頻率廣播)和環(huán)繞立體聲等功能。 3 . SDTV和HDTV（重點） 數(shù)字電視分為標準清晰度電視和高清晰度電視（重點） 標準清晰度電視SDTV(Standard Definition Television)是指質量相當于目前模擬彩色電視系統(tǒng)(PAL、NTSC、SECAM)的數(shù)字電視系統(tǒng)，也稱為常規(guī)電視系統(tǒng)。其定義是， ITU-R 601標準的4∶2∶2的視頻， 經過某些數(shù)據壓縮處理后所能達到的圖像質量。其清晰度約為500電視線，視頻數(shù)碼率約為5 Mb/s。 高清晰度電視HDTV(High Definition Television)是指水平清晰度和垂直清晰度大約為目前模擬彩色電視系統(tǒng)的兩倍，寬高比為16∶9的數(shù)字電視系統(tǒng)。根據ITU的定義，一個具有正常視覺的觀眾在距離高清晰度電視機大約是顯示屏高度3倍的地方所看到的圖像質量應與觀看原景象或表演時所得到的印象相同。 其清晰度應在800電視線以上，視頻數(shù)碼率約為20 Mb/s。 國際電聯(lián)在ITU-R BT.1201建議書中提出了超高清晰度成像HRI的若干標準， 其基本要素是圖像的最小分辨率為1920×1080， 傳輸速率為60幀／秒。 4．與模擬電視相比， 數(shù)字電視的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面。（重點） 1．圖像傳輸質量較高 2. 具有數(shù)字環(huán)繞立體聲伴音 3. 頻譜資源利用率高 4. 多信息、 多功能 5. 設備可靠， 維護簡單 6. 節(jié)省發(fā)送功率， 覆蓋范圍廣 7. 易于實現(xiàn)條件接收 5． 數(shù)碼率和傳碼率(重點) 在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中， 傳輸?shù)男视脗鬏斔俾蕘砗饬俊?傳輸速率有信息傳輸速率(數(shù)碼率)和碼元傳輸速率(傳碼率)兩種。 數(shù)碼率，也稱比特率或者傳信率， 是指單位時間內傳送的二進制比特數(shù)，記為Rb，單位為比特／秒，用符號b／s表示。 經常還以兆比特／秒和吉比特／秒為單位，即用符號Mb／s和Gb／s表示。 傳碼率是碼元（symbol）的傳輸速率， 是指單位時間內傳輸碼元的數(shù)目，記為RB，單位為波特(baud)。為明確起見，在給出傳碼率的同時，應說明碼元的進制M，或者說明碼元的二進制位數(shù)m， 這里M＝2m。 Rb＝RB·lbM ＝RB·m (b/s) 數(shù)碼率還可以反映頻帶占有情況。根據數(shù)碼率的定義，它可由比特數(shù)與頻率之乘積來表示，這樣，數(shù)碼率與數(shù)字信號的傳輸速率之間就建立了對應關系。數(shù)碼率也直接反映了數(shù)字信號所占用的頻帶寬度，即數(shù)碼率越高，占用頻帶就越寬。因此， 數(shù)碼率有時也簡稱為傳輸速率。 6． 誤碼率和誤碼秒（重點） 誤碼率也叫碼元差錯率，是指信號傳輸過程中系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤碼元的數(shù)目與所傳輸碼元總數(shù)之比值. 誤碼率的大小，反映了系統(tǒng)傳輸錯誤碼元的概率大小。一般以多次傳輸?shù)钠骄`碼率表示。 誤比特率也稱信息差錯率或比特差錯率，是指傳錯信息的比特數(shù)與所傳輸?shù)目傂畔⒈忍財?shù)之比值. 誤比特率的大小，反映了信息在傳輸中由于碼元的錯誤判斷而造成的傳送信息錯誤的大小，它與誤碼率從兩個不同的層次反映了系統(tǒng)的可靠性。在二進制系統(tǒng)中，誤碼數(shù)目就等于誤比特率，即Pe=Pb。 誤碼秒是指一段時間之內發(fā)生誤碼的秒數(shù)，適合于受脈沖干擾而產生誤碼的場合，尤其適合于評價由于短脈沖干擾引起視頻同步信號受損而造成圖像紛亂的情形 7. 頻帶利用率和功率利用率（重點） 頻帶利用率是衡量數(shù)字傳輸系統(tǒng)有效性的一個重要指標。 它表示在單位時間、單位頻帶內傳輸信息的多少，即單位頻帶內所能實現(xiàn)的數(shù)碼率，單位為比特／秒赫茲，用符號b／(s·Hz) 表示。在載波傳輸系統(tǒng)中，不同的調制方式可能有不同的頻帶利用率，故一般常用這個指標來衡量調制方式的效率。 功率利用率是指在一定誤碼率的條件下，傳輸每比特信息所需要的最小信號平均功率。功率利用率越高，誤碼率越小，信息傳輸?shù)目煽啃跃驮礁摺? 8. 信道容量（重點）這個公式必考，計算題 信道容量反映一個信道的傳輸能力，而信道的傳輸能力是以這個信道最大可能傳輸信息的速率來度量的。所以信道容量定義為信道傳輸速率的最大值。 信道容量與數(shù)碼率的區(qū)別在于， 信道容量表示信道的最大數(shù)據傳輸速率，是信道傳輸能力的極限，而數(shù)碼率表示實際的數(shù)據傳輸速率。它們采用相同的單位b/s。 香農(Shannon)研究了受隨機噪聲干擾的信道情況，得出了計算信道容量的香農公式： 根據香農公式還可以得出以下重要結論： (1) 任何一個信道都有信道容量C，如果滿足數(shù)碼率Rb≤C， 那么在理論上存在一種方法使信源的輸出能以任意小的差錯概率通過信道傳輸；如果Rb>C，則無差錯傳輸在理論上是不可能的。 (2) 當信道噪聲為高斯白噪聲時，式(1-4)中的噪聲功率N不是常數(shù)而與帶寬B有關。若設單位頻帶內的噪聲功率為n0(W／Hz)，則噪聲功率N=n0B，在S和n0一定時，信道容量C隨帶寬B的增大而增大。當B趨于無窮大時，C趨于常數(shù) 1.44S／n0。 (3) 由于信道容量就是信道的最大信息傳輸速率(即數(shù)碼率)， C=I/T, 其中I為信息量， T為傳輸時間， 這說明，當S／N一定時， 給定的數(shù)據量可以用不同的帶寬B和時間T的組合來傳輸。 (4) 在給定信道容量C的條件下，也可以用不同的帶寬和信噪比的組合來傳輸數(shù)據。若減少帶寬，則必須發(fā)送較大的功率， 即增大信噪比S／N；或者，若有較大的傳輸帶寬信息，則同樣的C能夠用較小的信號功率(即較小的S／N)來傳送。當信噪比太小而不能保證通信質量時， 常采用寬帶系統(tǒng)，即用增加帶寬來改善傳輸質量， 這就是所謂用帶寬換功率的方法。 在帶寬和信噪比的互換過程中，必須變換信號使之具有所要求的帶寬，這通常是由各種類型的調制和編碼來完成的。 9. 編碼效率 （重點） 1）平均信息量 信息量的比特是指真正有用的信息量，數(shù)碼中的比特既包括有用的符號也包括無用的符號。 2）平均碼字長度 3) 編碼效率 無論是哪一種二進制編碼，其一個碼字的平均碼長N一定大于平均信息量H。 只要使N≥H，就可以得到某種無失真編碼方法。但如果N>>H，則表明這種編碼方法效率太低，占用的比特數(shù)太多。 最好的編碼結果是N≈H，即η=1。 這種狀態(tài)的編碼稱為最佳編碼，它不會因丟失信息而引起圖像失真，又占用最少的比特數(shù)。 如果編碼結果為N
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