《数字化电视原理与技术》课件第1章.ppt

1、第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展1第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展1.1电视的发展历程1.2模拟信号的数字化处理1.3数字图像信号的压缩编码原理及MPEG标准简介1.4模拟电视与数字电视1.5数字化电视第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展2 1.1电视的发展历程 1.1.1电视诞生 1.1.2彩色电视第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展3 1.2模拟信号的数字化处理1.2.1模拟信号和数字信号的特点1.2.2采样、量化和编码 第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展4图1-1PCM编码过程(a)模拟信号；(b)取样信号；(c)量化信号；(d)PCM信号；(e)重现的模拟

2、信号第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展5 1.3数字图像信号的压缩编码 原理及MPEG标准简介1.3.1数据压缩编码的分类 1.评价压缩比优劣的依据 2.压缩编码的分类第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展6图1-2压缩编码的主要方法第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展71.3.2几种压缩编码的简单介绍1.游程编码2.Huffman编码例如，根据英文字母在一般文章中的出现频率，可以给出下述的Huffman编码：符号 Huffman编码E 100T 101A 1100 Q 01101110001Z 01101110000第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展83.LZW编码4.混合

3、编码第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展91.3.3静止图像压缩标准(JPEG)编码方法简介1.JPEG标准的制定2.JPEG基本算法第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展10图1-3基于DCT的JPEG编码过程第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展111)颜色空间转换2)离散余弦变换如下面的例子：140 144 147 140 140 155 179 175 144 152 140 147 140 148 167 179 152 155 136 167 163 162 152 172 168 145 156 160 152 155 136 160 162 148 156 148 14

4、0 136 147 162 147 167 140 155 155 140 136 162 136 156 123 167 162 144 140 147 148 155 136 155 152 147 147 136 输入的88图像块 186 13 15 9 23 9 14 19 21 34 26 9 11 11 14 7 10 24 2 6 18 3 20 1 8 5 14 15 8 3 3 8 3 10 8 1 11 18 18 15 4 2 18 8 8 4 1 7 9 1 3 4 1 7 1 2 0 8 2 2 1 4 6 0 经DCT 变换的输出 第1章 数字压缩技术与数字电视技术

5、的发展123)量化4)量化表下面分别给出了JPEG标准所推荐的亮度量化表和色度量化表。亮度量化表 色度量化表第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展13 5)差分编码图1-4图像的所有88子块第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展146)Z字形扫描图1-5Z字形扫描过程第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展157)熵编码 为了进一步压缩数据，对DC码和AC行程编码的码字再作基于统计特性的熵编码。JPEG标准建议使用的熵编码方法有Huffman编码和自适应二进制算术编码。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展161.3.4活动图像压缩标准(MPEG)编码方法简介1.MPEG1标准的制定2.

6、MPEG2标准的制定第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展171.3.5MPEG视频压缩方法MPEG将一系列视频画面(帧频为25 Hz或30 Hz)按一定的帧数分成组，每组画面有三种类型，如图1-6所示。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展18图1-6一组视频画面的三种类型第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展19以插补方法补偿运动信息是提高视频压缩比的最有效措施。图1-7为运动补偿插补法的示意图。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展20图1-7运动补偿插补法第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展211.3.6MPEG的应用情况MPEG-1目前已经有效应用于VCD(Video C

7、D)和CDROM等光盘产品中。CD盘的激光唱片中能够存储74分钟的经MPEG-1压缩的视频和音频数据，活动图像的质量相当于VHS的水平。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展221.4模拟电视与数字电视1.4.1模拟电视1.什么是模拟电视2.模拟电视制式的内在缺陷(1)亮度分解力不足。(2)色度分解力不足。(3)亮色互窜。(4)亮色增益差和亮色延时差。(5)微分增益和微分相位。(6)电视屏幕的宽高比不适合人眼的视觉特性。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展231.4.2数字电视1.什么是数字电视2.数字电视与模拟电视的区别3.数字电视系统的构成第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展24

8、4.数字电视的主要业务(1)免费基本数字电视业务。(2)按频道付费数字电视业务。(3)VOD视频点播业务。(4)按次付费数字电视业务。(5)增强电视节目。(6)数据广播业务。(7)数字音乐广播。(8)游戏频道。(9)远程教育。(10)交互式数字电视业务。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展255.数字电视标准1)ATSC2)DVB3)ISDB4)我国数字电视标准第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展261.4.3数字电视的优点1.4.4数字电视发展中的技术难题1.4.5数字电视机顶盒1.机顶盒的基本功能2.机顶盒的种类图1-8所示为一种有线数字电视机顶盒的组成框图。图中虚线框内QAM解调

9、等功能块均可由数字信号处理芯片DSP编程软件实现，并且可以通过软件下载更新、改变功能。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展27图1-8有线数字电视机顶盒框图第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展281.5数字化电视1.5.1什么是数字化电视数字化彩色电视机是将电视台播发的模拟彩色电视信号先变换为数字信号，经过数字信号处理后，再恢复成模拟信号，输往彩色显像管和扬声器显示图像和放音。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展29图1-9数字化彩色电视机信号流程图第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展301.5.2数字化彩色电视机的主要功能1.功能控制的数字化电路2.数字式梳状滤波器Y/C分离电路3.画中画电路4.主信号的数字化处理5.NICAM技术的应用第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展311.5.3数字化彩色电视机的电路组成数字化彩色电视机的基本结构如图1-10所示。图中双框线部分是数字化部分。第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展32图1-10数字化彩色电视机的电路结构方框图第1章 数字压缩技术与数字电视技术的发展331.5.4数字化彩色电视机的特点与普通模拟彩色电视机相比，数字化彩色电视机主要有如下特点：(1)提高了图像质量。(2)增加了功能。(3)容易实现自动化。(4)提高了生产效率，降低了成本。(5)适用于各种电视制式。