文档介绍：10 电视信号的编码
电视信号的数字化
模拟电视信号转换为数字电视信号的过程是模拟/数字转换编码过程(称可为PCM调制脉冲编码调制,由A/D转换器实现);
由数字电视信号转换为模拟信号则称PCM解调过程(由D/A转换器实现)。
我们知道A/D转换是对模拟信号进行取样、量化的过程,将连续( 幅度和时间) 的信号变离散的 n 位的二进制数字码。设离散值的最大个数为M,n 与 M 的关系为
2n -1 =M。(例:n=3,M=8:000\001\....110\111)
A/D转换输出可以是 n 位平行码,也可以是数率为n fS 的串行码(为采样转换频率)。
量化过程(时域相乘,频域卷积)与频谱
n = 3,M = 7
频域
时域
理想低通滤波器特性
取样函数
fS/2
根据取样定理,当信号的最高频率为fm时,应有fS ≥2fm ,实际上为了便于D/A后利用滤波还原信号,应有fS ≥ fm 。
图像信号的编码方案与参数确定
彩色图像信号通常有两种形式:彩色全电视信号(Y/C);亮度信号/色差信号(Y / R-Y、B-Y,也可称为分量信号)。因此对图像信号的PCM编码也有全信号编码和分量编码两种,数字电视系统宜用分量编码,电视接收机中的数字化处理宜用全信号编码。
(1) 取样频率
由于取样过程是非线性过程(时域相乘),在对全电视信号采样量化时,取样频率 fS 的选择,除了要满足取样定理外,①要考虑采样后的信号中fS与 fSC的差频的影响:当 fS=3 fSC或 fS=4 fSC时, fS与 fSC的差频将落在Y信号的频谱间隙中。②应使取样点在屏幕中的位置固定,且满足正交取样条件。
以PAL制为例,当 fS=4 fSC时[ fSC=(283+3/4) fH +25 ],
即一行中有(1135+4/625)个取样周期。每帧的取样点个数为整数{ 625×(1135+4/625)个取样点},两相邻帧间取样点的位置相同。相邻行(奇、偶两场)的起始点相隔313×(1135+4/625) 个采样点,也是近似整数(),满足正交结构。fS=4fSC的另一好处是因fS/2与fm间有较大间隔,可以降低模拟低通滤波器和数字滤波器的设计难度。(但码率高)
(2) 编码位数
①量化信噪比
对于经过γ校正的图像信号,一般都采用均匀量化,即用线性编码。
满量程量化信噪比:
即量化位数每增加一位,信噪比提高6dB。实验表明:当n = 7 、8(即将信号量化为127至255个层时),人们已很难感到量化的影响.
②全信号编码时的数据速率
以PAL制 fS=4 fSC、n = 8(8位A/D转换)为例,总数据速率约为: 4××8=。
分量编码就是对Y、R-Y、B-Y或三个基色分量R、G、B分别编码,进行并行传输或时分复用传输。
(1) 取样频率fS 的选定原则和标准
①选定原则
fS应大于最高频率(Y:~6MHz,色差2MHz)。
为了得到正交的点阵结构,取样频率应为行频fH的整数倍。
fS是50Hz /625行、60Hz/ 525两类行频的公倍数,以为了便于不同电视制式转换。
亮度信号的取样频率与色差信号的取样频率之间有整数倍的关系,以使两者的取样点能重合或有固定的位置关系。