《多媒体技术基础》第3版第09章_数字电视基础

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

多媒体技术基础(第3版)第9章数字电视基础林福宗清华大学计算机科学与技术系linfz@mail.tsinghua.edu.cn2008年9月2011年1月23日第9章数字电视基础2/45第9章数字电视基础目录9.1模拟彩色电视制9.1.1电视与电视制9.1.2重现彩色图像的过程9.1.3彩色电视制9.1.4国际彩色电视标准9.2电视扫描和同步9.2.1电视的扫描方式9.2.2PAL制的扫描特性9.2.3NTSC制的扫描特性9.2.4SECAM制的扫描特性9.3彩色电视信号的类型9.3.1复合电视信号9.3.2分量电视信号9.3.3S-Video信号9.4电视图像数字化9.4.1数字化方法9.4.2BT.601数字化标准9.4.3CIF电视图像格式9.5图像子采样9.5.1图像子采样概要9.5.24:4:4YCbCr格式9.5.34:2:2YCbCr格式9.5.44:1:1YCbCr格式9.5.54:2:0YCbCr格式9.6数字电视9.6.1数字电视是什么9.6.2数字电视的原理9.6.3数字电视的标准9.7数字电视图像格式9.7.1数字电视图像格式简介9.7.2数字电视图像格式参数9.7.3SDTV格式9.7.4EDTV格式9.7.5HDTV格式2011年1月23日第9章数字电视基础3/459.1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&whiteTV):重现黑白图像的电视系统彩色电视(colortelevision):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2011年1月23日第9章数字电视基础4/459.1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彩色电视摄像机RGB转换为YC1C2YC1C2转换为RGBYRGBRGBC1C2彩色显示器被摄对象图9-1彩色图像重现过程2011年1月23日第9章数字电视基础5/459.1模拟彩色电视制(续2)电视制(televisionsystem)传输图像和声音的方法黑白电视制按其扫描参数、电视信号带宽以及射频特性划分,目前世界上在用和不再使用的黑白电视制共有14种()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是还没有推广的高清晰度数字电视标准2011年1月23日第9章数字电视基础6/459.1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(NationalTelevisionSystemsCommittee,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(quadratureamplitudemodulation,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4.2MHz,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6MHz2011年1月23日第9章数字电视基础7/459.1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-AlternativeLine,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4MHz,使用YUV颜色模型,色度信号用正交幅度调制,声音用调频制(FM),总的电视通道带宽为8MHz2011年1月23日第9章数字电视基础8/459.1模拟彩色电视制(续5)SECAM制法文SequentialColeurAvecMemoire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),视像带宽最高为6MHz,总带宽为8MHz。2011年1月23日第9章数字电视基础9/459.1模拟彩色电视制(续6)国际彩色电视标准1961年ITU为每一种黑白电视制分配A~N中的一个字母,与NTSC,PAL和SECAM彩色电视制相结合,如我国大陆地区使用的PAL-D,……2011年1月23日第9章数字电视基础10/459.2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(noninterlacedscanning)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(interlacedscanning)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2011年1月23日第9章数字电视基础11/459.2电视扫描和同步(续1)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2011年1月23日第9章数字电视基础12/459.2电视扫描和同步(续2)电视扫描术语场频/场速率(fieldrate)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(framerate)fF,每秒扫描的帧数用“帧每秒(framespersecond,fps)”做单位PAL制和NTSC制电视的帧频分别为25fps和30fps。行频/水平行速率(horizontallinerate)fH,每秒钟扫描的行数例如,NTSC制精确的帧频是29.97Hz,525行每帧,因此行频为29.97×525=15734行/秒。2011年1月23日第9章数字电视基础13/459.2电视扫描和同步(续3)扫描参数PAL,NTSC和SECAM的扫描和同步参数见表9-22011年1月23日第9章数字电视基础14/459.2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50Hz,周期为20ms帧频为25Hz,周期为40ms行扫描频率(行频)为15625Hz,周期为64μs每一行传送图像的时间为52.2μs行扫描逆程时间为11.8μs,兼作行同步和消隐图9-3表示黑白电视的扫描定时与同步信号,包括水平同步(即行同步)、场同步等信号2011年1月23日第9章数字电视基础15/459.2电视扫描和同步(续5)注意:由于每一场的扫描行数为625/2=312.5行,其中25行作场回扫,传送图像的行数每场只有287.5行,因此每帧只有575行有图像显示。然而,计算机处理图像时将偶数场的第一行和奇数场的最后一行都作为完整的一行,奇数场和偶数场的有效显示行数就被认为都是288行,因此一帧图像的有效显示行数为576行。这就是有不少人争论的“575还是576”的问题图9-3扫描定时与同步信号2011年1月23日第9章数字电视基础16/459.3彩色电视信号的类型三种类型的彩色电视信号复合电视信号分量电视信号和S-Video信号复合电视信号(compositevideosignal)/全电视信号包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号包含图像亮度信号和定时信号的黑白全电视信号见图9-3一个行周期的黑白全电视信号见图9-4在彩色电视系统中,色差信号通过色载波信号调制之后加到每一扫描行的水平消隐信号上,见图9-5,再与图像亮度信号复合后就得到彩色全电视信号2011年1月23日第9章数字电视基础17/459.3彩色电视信号的类型(续1)图9-4一个行周期的黑白全电视信号2011年1月23日第9章数字电视基础18/459.3彩色电视信号的类型(续2)图9-5水平消隐间隔上的色差信号2011年1月23日第9章数字电视基础19/459.3彩色电视信号的类型(续3)分量电视信号(componentvideosignal)用三个颜色分量和同步信号进行记录和传输的电视信号每个颜色分量可用RGB或用亮度-色差表示,如YIQ,YUV需要较宽的带宽和同步信号主要用在数字电视系统、电视游戏和多媒体系统中S-Video(SeparateVideo)信号亮度信号(Y)和色度信号(C)分开录制和处理的电视信号也称Y/CVideo也有人称为SuperVideo两个优点减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰不需使用梳状滤波器分离亮度信号和色差信号2011年1月23日第9章数字电视基础20/459.3彩色电视信号的类型(续4)1243YC地地S-Video连接器使用4针连接器,见图9-6具体规格见表9-3请不要混淆S-Video和S-VHS(SuperVideoHomeSystem)图9-6S-Video连接器2011年1月23日第9章数字电视基础21/459.4电视图像数字化数字化方法分量数字化(componentdigitization)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A/D转换器对彩色全电视信号进行数字化在数字域中分离出YCbCr,YUV,YIQ或RGB颜色空间中的分量数据详见参考文献和站点[4]2011年1月23日第9章数字电视基础22/459.4电视图像数字化(续1)BT.601数字化标准国际无线电咨询委员会(CCIR)于20世纪80年代初制定的彩色电视图像数字化标准规定了彩色电视图像转换成数字图像时使用的采样频率,RGB和YCbCr彩色空间之间的转换关系等彩色空间转换BT.601的Y'CbCr分量用8位二进制数表示R'G'B'分量使用相同的数值范围[0,219]601219219219'0.29900.58700.1140'160.17260.33880.5114'1280.51140.42820.0832'128YRCbGCrB2011年1月23日第9章数字电视基础23/459.4电视图像数字化(续2)采样频率CCIR为NTSC、PAL和SECAM彩色电视制规定了共

1 / 45
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功