電視信號(hào)的數(shù)字化

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1、數(shù)字電視原理信號(hào)的數(shù)字化3.1音頻信號(hào)的數(shù)字化3.2第3章電視信號(hào)的數(shù)字化視頻信號(hào)的數(shù)字化3.3模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程主要是采樣、量化和編碼。采樣——將時(shí)間和幅度上連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間離散的信號(hào)，即時(shí)間離散化。3.1信號(hào)的數(shù)字化3.1信號(hào)的數(shù)字化采樣----時(shí)間上的離散化采樣是指用每隔一定時(shí)間（或空間）間隔的信號(hào)樣本值序列代替原來(lái)在時(shí)間（或空間）上連續(xù)的信號(hào)，也就是在時(shí)間（或空間）上將模擬信號(hào)離散化。3.1信號(hào)的數(shù)字化量化----幅度離散化量化是用有限個(gè)幅度值近似原來(lái)連續(xù)變化的幅度值，把模擬信號(hào)的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量、有一定間隔的離散值。即幅

2、度離散化。3.1信號(hào)的數(shù)字化編碼---離散值的數(shù)字表示編碼則是按照一定的規(guī)律，把量化后的離散值用二進(jìn)制數(shù)字表示，以進(jìn)行傳輸或記錄。模擬信號(hào)數(shù)字化框圖如圖3-1所示，其中fc為濾波器的截止頻率，fs為取樣頻率。圖3-1模擬信號(hào)數(shù)字化框圖3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化聲音是通過(guò)空氣傳播的一種連續(xù)的波，叫聲波。聲音的強(qiáng)弱體現(xiàn)在聲波壓力的大小上，音調(diào)的高低體現(xiàn)在聲音的頻率上。因而，聲音信號(hào)的兩個(gè)基本參數(shù)是頻率和幅度。3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化聲波信號(hào)按頻率劃分：亞音(Subsonic)信號(hào)（次音信號(hào)）<20Hz超聲波(Ultrasonic)信號(hào)>20kHz音頻(a

3、udio)信號(hào):在20Hz~20kHz之間的聲波人的發(fā)音:在80Hz~3400Hz之間人的說(shuō)話:在300Hz~3400Hz之間----語(yǔ)（話）音信號(hào)(speech，voice)3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化采樣頻率經(jīng)常使用的采樣頻率有11.025kHz、22.05kHz、32kHz、44.lkHz和48kHz等。采樣頻率越高，聲音失真越小、音頻數(shù)據(jù)量越大。人耳聽(tīng)覺(jué)的頻率上限在20kHz左右，為了保證聲音不失真，采樣頻率應(yīng)大于40kHz。3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化量化比特?cái)?shù)經(jīng)常采用的量化比特?cái)?shù)有8bit、12bit和16bit。量化比特?cái)?shù)越多，音質(zhì)越好，數(shù)據(jù)量

4、也越大。人耳的聽(tīng)覺(jué)能感覺(jué)極微小的聲音失真而且又能接受極大的動(dòng)態(tài)范圍。由于這個(gè)特點(diǎn)，所以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化所用的量化比特?cái)?shù)比起視頻信號(hào)來(lái)要多。3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化聲道數(shù)記錄聲音時(shí)，如果每次生成一個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為單聲道；每次生成二個(gè)聲波數(shù)據(jù)，稱為立體聲（雙聲道），立體聲更能反映人的聽(tīng)覺(jué)感受。3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化音頻數(shù)字化的采樣頻率和量化精度越高，音質(zhì)越好，恢復(fù)出的聲音越接近原始聲音，但記錄數(shù)字聲音所需存儲(chǔ)空間（數(shù)據(jù)量）也隨之增加。可以用下面的公式估算聲音數(shù)字化后每秒所需的存儲(chǔ)量（假定不經(jīng)壓縮）：存儲(chǔ)量=(采樣頻率×量化比特?cái)?shù)×聲道數(shù))/8其中，

5、存儲(chǔ)量的單位為B（字節(jié)）3.2音頻信號(hào)的數(shù)字化質(zhì)量等級(jí)采樣頻率/kHz量化精度/bit聲道數(shù)數(shù)碼率（未壓縮）/kbit/s頻帶/Hz電話話音88單聲道64200~3400AM11.0258單聲道88.250~7000FM22.0516雙聲道705.620~15000CD44.116雙聲道1411.220~20000DAT4816雙聲道153620~20000在PAL制的625行/50場(chǎng)/2∶1隔行電視信號(hào)中，利用每場(chǎng)312.5行中的294行記錄數(shù)字音頻信號(hào)，每行記錄3個(gè)音頻樣值，于是取樣頻率為fs＝50（場(chǎng)）×294（行）×3（樣值）=44.1k

6、Hz1.取樣頻率2.量化比特?cái)?shù)3.演播室數(shù)字音頻聲道多路聲音軌記錄的聲道分配3.3視頻信號(hào)的數(shù)字化在時(shí)間軸上(t軸)分為一系列離散的幀（等間隔）每幀圖像在垂直方向(y軸)上離散為一條一條的掃描行每行在水平方向(x軸)上采樣，得到一個(gè)一個(gè)像素。模擬視頻信號(hào)：三維視頻信號(hào)?掃描?一維時(shí)間變化信號(hào)3.3視頻信號(hào)的數(shù)字化結(jié)果：數(shù)字電視圖像幀----由二維空間排列的像素點(diǎn)組成；視頻序列----由時(shí)間上一系列的數(shù)字圖像幀組成。3.3視頻信號(hào)的數(shù)字化對(duì)彩色電視信號(hào)的數(shù)字化處理主要有分量數(shù)字編碼和復(fù)合數(shù)字編碼兩種方式。復(fù)合數(shù)字編碼是將彩色全電視信號(hào)直接進(jìn)行數(shù)字化

7、，編碼成PCM形式（已被淘汰）。分量數(shù)字編碼方式是分別對(duì)亮度信號(hào)Y和兩色差信號(hào)B-Y、R-Y分別進(jìn)行PCM編碼。3.3視頻信號(hào)的數(shù)字化分量數(shù)字編碼優(yōu)點(diǎn)：避免了復(fù)合數(shù)字編碼時(shí)因反復(fù)解碼所引起的質(zhì)量損傷和器件的浪費(fèi)，且編碼幾乎與電視制式無(wú)關(guān)—世界統(tǒng)一的數(shù)字編碼標(biāo)準(zhǔn)后期制作的處理方便時(shí)分復(fù)用方式，不會(huì)像復(fù)合數(shù)字編碼那樣因頻分復(fù)用帶來(lái)亮、色串?dāng)_，可獲得高質(zhì)量的圖像亮度信號(hào)和色度信號(hào)的帶寬根據(jù)需要取不同3.3.1電視信號(hào)分量數(shù)字編碼參數(shù)的確定分量數(shù)字編碼采樣頻率的確定亮度信號(hào)的采樣頻率各國(guó)主觀測(cè)試亮度信號(hào)帶寬fm＝5.8~6MHz為保證足夠小的混疊噪聲，采

8、樣頻率fs應(yīng)?。?.2~2.7）*fm，則應(yīng)fs>=12.76~13.2MHz。3.3.1電視信號(hào)分量數(shù)字編碼參數(shù)的確定采用每幀固定的正