第一部分（1-6 章）

第 1 章 电视传像基础

1. 视敏特性、视敏函数
人眼对不同波长的光有不同的颜色感觉，也有不同的光亮感觉。对不同波长的光，虽然辐射功率相同但有不同的光亮感觉 ——视敏特性
视敏函数：表示人眼对不同波长光有不同敏感程度的函数。
2. 人眼对景物亮度感觉对电视传像的影响

• 人眼具有适应性，所能感觉的亮度范围很宽
  * 人眼是不能同时感觉10^9:1的亮度范围
  * 在不同的平均亮度环境中，人眼所能感觉的最大亮度Lmax和 最小亮度Lmin是不同的，但它们的比值Lmax / Lmin， 即对比度却基本相 同。
  * 人眼的亮度感觉不仅取决于景物的亮度值，而且还与环境(背景)亮度有关 。
  * 可见度阈值：人眼所能感觉到的最小亮度差ΔLmin，也称1级亮度差（亮度级差为一级）

(1) 电视无须重显景物真实的亮度，只需保持（人眼所能觉察的）最大亮度Lmax和最小亮度Lmin的比值C（对比度）相同，并能重现其中的亮度级差即可。此时，重显图像和实际景物的主观感觉是一样的。白天景物亮度200 ~20000 cd/m2，显像管2 ~200 cd/m2即可（层次不能失真）；
(2) 人眼不能觉察的亮度差别不必显示。

3. 视觉惰性、闪烁感觉对电视信号参数的影响
视觉惰性——当有光脉冲刺激人眼时，人眼视觉的建立和消失都具有一定的滞后效应，暂留时间t3～t4为0.05～0.2秒。
结论：由于视觉暂留，如果景物以间隙性光亮重复出现，只要重复频率大于20Hz，视觉上便始终保留有景物存在的印象，（静止图像有连续感）这一重复频率称为融合频率。
闪烁感觉 ——人眼对频率不够高的周期性重复的脉冲光源 会产生一明一暗的闪烁感觉。
临界闪烁频率fC：不引起闪烁感觉的光源最低重复频率。
4. 人眼对彩色细节的分辨力和对黑白细节分辨力的区别，对电视信号参数的影响
大面积着色
5. 帧频和行频选择的依据
原则：兼顾图像质量和电路的复杂性。

• (A) 帧频的选择
  考虑：图像有连续感、无闪烁、频带宽度和不易受电源干扰四个因素。
  (a) 要使重显图像有连续感：为使重显静止图像有连续感，换幅频率只需20赫以上。为使重显的运动景物没有跳跃感，换幅频率要比20赫更高一些。
  (b) 要使重显图像无闪烁感：要求 fF > fC（临界闪烁频率）， 在一般亮度下， fF选45.8Hz以上。
  © 频带不致于太宽
  (d) 要为使图像不易受交流电源干扰，中国选50Hz。
• (B) 行频的选择
  行频等于每帧的标称行数乘以帧频，在帧频确定之后，行频就取决于每帧的标称行数。确定每帧标称行数Z的原则：
  (a) Z应为正整数，以使各帧图像的光栅能精确重合；
  (b) 要使电视系统有合适的分解力，满足人眼的分辨力的要求；
  © 形成图像信号的带宽不能太宽。
  6. 隔行扫描的缺点
  ⑴行间闪烁效应：从电视图像整体来看，隔行扫描后图像场频保持50Hz，高于临界闪烁频率，观看时不会感觉到闪烁。但当图像中有一行亮线时，每秒只出现25次，低于临界闪烁频率，会感到闪烁，这叫行间闪烁。
  ⑵并行现象：并行现象有真实并行和视在并行。
  在隔行扫描中，要求行、场扫描频率保持一定的关系，否则两场光栅不能均匀相嵌，最坏的情况奇、偶两场光栅重合就是真实并行，这时图像清晰度降低一半。 当图像上有一物体垂直方向运动速度恰好是一场时间下移一行距离时，该物体后一场图像与前一场相同，当观察者的视线随运动物体移动时，看起来是两行并成了一行，图像清晰度下降，这被称为视在并行。
  ⑶垂直边沿锯齿化现象：当图像上有物体水平方向运动速度足够大时，因隔行分场传送，相邻两行在时间上相差，结果运动物体图像垂直边缘出现锯齿，锯齿深度就是物体在一场时间内水平方向移动的距离。
  7. 黑白全电视信号的各组成部分及其作用
  图像信号和复合消隐信号、复合同步信号组合在一起称为黑白全电视信号。
  图像信号（S） ——是通过光电转换和扫描把活动景物变成随时间变化的电信号。图像信号是一种携带景物的亮暗信息电信号,它是黑白全电视信号的重要组成部分。
  复合消隐信号（X）——包括行消隐、场消隐， 分别截止行、场回扫时的电子束。区分正程和逆程。复合消隐脉冲作用就是在行、场逆程期间使显像管中的扫描电子束截止，使其不干扰正程的图像信号，它包括行消隐脉冲和场消隐脉冲 。
  复合同步信号（T）——包括行同步、场同步， 使行、场扫描保持同步。复合同步脉冲信号的作用：保证收、发两端扫描必须严格同步.黑白全电视信号标记为SXT（英文为VBS Video Blanking Synchronization）
  8. 垂直分解力、水平分解力、带宽及其相关计算
  分解力：指电视系统传输图像细节的能力。一帧图像的扫描（有效）行数越多，分解力越高，重显的清晰度也越高。然而，一帧图像的扫描行数太多也是没有必要的，只要满足人眼分辨力的要求就可以了。扫描行数太多，图像信号带宽太宽，电视设备成本高。
• 垂直分解力——（用电视线/TVL表示）沿画面垂直方向所能分解的像素数或黑白相间的横条数。
  理想（系统）的垂直分解力主要取决于有效扫描行数。
• 水平分解力：沿水平方向所能分解的像素数或黑白相间的竖条纹数。
  水平分解力有限的原因：
  • 摄像端每行的CCD光电转换单元数有限；
  • 通道通频带有限，过高频率通不过
  9. 图像信号频谱的特点
  图像信号频谱的离散又成群的结构（梳状结构）。半行频奇数倍的频率附近有1/3的空隙区，可以利用

第 2 章 三基色原理与计色系统

1. 色温的概念、常用基准光源
色温：当某一光源的相对辐射功率波谱及相应颜色与绝对黑体在某一特定热力学温度下的辐射功率波谱及颜色相一致时，则绝对黑体的这一
特定热力学温度就是该光源的色温。由于绝对黑体的这一特定温度与颜色有关，故名色温。色温的单位是开（K）。
• 基准光源：指在黑白和彩色电视中应用的标准白色光源。
电视中的基准白光有A、B、C、D65（PAL）等几种。

1. A白：对应于灯丝绝对温度为2800K的白炽灯发出的光（略带黄色）。实际可实现，色温为2856K。
2. B白：相当于中午的直射阳光——可用A白光源前加特殊的滤光器间接得到。 相关色温为4800K。
3. C白：近似于阴天天空的漫射光（略带蓝色调）——可用A白光源前加特殊的滤光器间接得到。相关色温为6770K。
4. D65-光源：偏蓝程度比C白轻，但在415纳米以下的短波长能量大——无法人工产生，可用氙弧灯加滤光器获得。D65 是彩色电视荧光屏应用的基准白光。相关色温为6504K。
5. 3200K光源：略带淡黄色，演播室卤钨灯光源。
6. E白（等能白）：假想光源，实际并不存在，用相关色温5500K代替。
   7）9300K：许多电脑和电视显示器的默认色温，日本普遍采用。该白色参考包含更多的蓝色，从D65到9300k的转换需要将BT.709的蓝色刺激值乘以大约1.3。
   2. 彩色三要素、物体的颜色
   彩色三要素指的是彩色光的亮度、色调、饱和度
   物体能呈现各种颜色的原因 ：取决于光源的光谱成份和物体对照射光的反射和透射特性。
   3. 三基色原理
   4. 物理 RGB 计色系统，由RGB 的比判断色调和饱和度的关系
   在RGB 计色系统中，任意彩色光F都可以表示为： F= R®+G(G)+B(B)；三色系数R、G、B的比例关系决定了所配色光的色度；三色系数R、G、B的数值大小决定了所配色光的光通量。三色系数 R、G、B的值完全确定一种色光的三个参量。
   光通量 | F| = R×1 + G×4.5907 +B×0.0601 （光瓦）如果只考虑色度，只须计算R、G、B的比例关系。令三色系数之和R+G+B= m——称为色模， 并令r=R/m ，g=G/m ， b=B/m；r、g、b 称为相对色系数 r+g+b=1 ，因此，彩色光F=m[r®+g(G)+b(B)] ，
   光通量 | F| = m [ r + 4.5907g+0.0601b]光瓦。
   5. 标准 XYZ 计色系统中 Y 的含义
   标准计色系统 基色X、Y、Z的确定
   F = X(X) + Y(Y) + Z(Z)，X、Y、Z为三色系数，(X) (Y) (Z)为基色量。在选定三基色X、Y、Z和确定基色量时要考虑：
   ① 要保证任意色光的三色系数X、Y、Z都为正值；
   ② 色光的亮度仅取决于Y(Y)，和X、Z值无关， 且1(Y)的亮度=1光瓦，计算方便（光F的色度仍取决于X、Y、Z的比值）；
   ③ X=Y=Z时，为等能白(E白)。 1 (X) +1 (Y) +1 (Z) = 1光瓦等能白。
   6. 亮度方程及其物理意义
   光通量 |F| = 0.299Re+0.587Ge+0.114Be ——亮度方程。
   物理意义：视频传输中的亮度信号按照亮度方程对三基色信号加权生成

第 3 章 彩色电视摄像原理

1. CCD 摄像器件的三种结构、垂直拖道
帧间转移式（FT）、行间转移式（IT）、帧行间转移式（FIT）
FT优点：分解力高 ——成像部分电极结构简单， 感光单元密。
缺点：（1）器件总面积大；（2）要有机械快门，才能防止出现垂直拖道，造成整体机构复杂。场消隐期间用叶片挡住光
（因为场消隐期间，成像区转移电荷包到存储区的时间较长，如果有光照使成像区垂直移动的电荷包积累额外电荷，造成垂直方向上的亮带——垂直拖道）
IT优点：结构简单。缺点：• 垂直分解力差——因为倾斜光线漏进垂直移位寄存器，而垂直转移时间长，要一场时间（约19ms），如果画面上有亮点， 会有垂直拖道；• 灵敏度低（器件的开口率约有40%）。
FIT由于电荷包转移迅速（1μs）， 勿需机械快门，另外，从垂直移位寄存器转移到存储部分时，不象IT 那样在场正程一行一行慢慢转移（19 ms），而是在场消隐很快地转移（20 μs ）垂直拖道比IT小得多(1/1000)。性能最佳，但工艺复杂，价格高。
2. 电子快门的作用
作用： 使摄像机在拍摄高速运动物体时，重现图像不模糊。
如何实现电子快门：缩短积累电荷的时间，将极短时间积累的电荷读出。
3. CMOS 卷帘快门产生的问题
• 如果数据的读出速度是每秒20帧，那么图像顶部和底部的曝光先后差异将多达50毫秒。采用卷帘快门的CMOS图像传感器在拍摄运动物体时，画面中物体底部会向运动方向倾斜。
4. 白平衡现象、调整方法
色温校正片
5. 色度匹配的概念、彩色校正的原因
为了达到色度匹配，实际的三色系数必须等于或正比于各自所要求的理想三色系数 ，
彩色校正是通过对三个基色电信号的处理来弥补分光系统的不足，以尽量达到色度匹配。
结论 ：（1）彩色校正的目的是使摄像装置的分光特性和显像三基色混色曲线接近一致，以尽量达到色度匹配；（2）彩色校正采用线性矩阵电路；（3）彩色校正不可能得到理想的光谱曲线，即不可能达到完全的色度匹配。
6. γ 对黑白图像的影响
若γ ≠ 1，会产生亮度失真；若γ ≠ 1的恒定值，出现的亮度失真称为均匀性亮度失真。
其中：γ < 1——暗扩张，亮压缩失真，称均匀性白压缩的失真；γ > 1——暗压缩，亮扩张失真，称均匀性白扩张的失真。
7. 彩色系统的 γ 特性对重现色度的影响
彩色电视系统，如果γ≠1，不仅有亮度失真（均匀性亮扩张均匀性暗扩张），而且会有色度失真（饱和度、色调失真）。
为了分析饱和度、色调失真情况，采用麦克斯韦彩色三角形
（1） 白色 ——无影响！
（2） 对100%三个基色和基色的补色——无影响
（3）非饱和的黄色——色调没变，饱和度加大
（4）饱和度为100%的橙色（YR）——色调变化，饱和度不变
结论： 若彩色电视系统的γ≠1，则除了传送白色、100％饱和度的三个基色及其它们100％饱和度的补色以外，传送其它各色都将产生色度失真（色调失真、饱和度失真）。 γ>1时，亮度方面表现为均匀性白扩张，色度方面表现为各彩色向彩色三角形顶点和边方向移动，饱和度增加，彩色变得更鲜艳了； γ<1时，亮度失真表现为均匀性白压缩，色度失真表现为各彩色向彩色三角形内的白色W方向移动，饱和度下降，彩色变淡了。

第 4 章 彩色电视信号

1. 要做到黑白、彩色电视互相兼容，必须满足哪些基本要求
   所谓兼容，就是黑白电视接收机能接收彩色电视信号，较好地重现黑白图像；逆兼容彩色电视接收机也能接收黑白电视信号，较好地重现黑白图像。

• 1. 彩色电视图像信号，包含：
     亮度信号：代表图像亮度；色度信号：代表图像色彩。
     黑白电视机接收彩色节目时，只取亮度信号，显示黑白图像，实现兼容。彩色电视接收机具有亮度通道和色度通道，接收彩色节目时，亮度通道和色度通道都工作，重现彩色图像；接收黑白节目时，关闭色度通道，亮度通道相当于黑白电视机，可显示出黑白图像，实现逆兼容
• 1. 彩色电视只能占用和黑白电视相同的视频带宽和射频带宽。
     这要求彩色电视将色度信号安插到6MHz的亮度信号频带中去，要采用频带裁减、频谱交错等方法来实现。
• 1. 彩色电视应与黑白电视有相同的图像载频、伴音载频以及两者之间的间距。
• 1. 彩色电视与黑白电视的行、场扫描频率和行、场同步信号的各项标准等都应相同。

1. 为了实现兼容， NTSC 彩色电视制式采取了哪些技术？
   亮色分离技术（恒定亮度技术）—前提
   混合高频技术–准备
   正交平衡调幅技术—手段
   频谱间置技术—目的
2. 为什么选 R-Y、B-Y 作为色度信号，而不是 G-Y

1. G-Y= -0.30R+0.41G-0.11B
   系数小，导致信号信噪比低。
   2)G-Y用电阻分压矩阵即可实现，避免使用放大器，简单易实现。

1. 混合高频原理
   利用人眼对彩色细节的分辨能力低的特性，对于图像的低频部分（1.3MHz以下），能准确重现彩色，而对于高频部分（ 图像的细节、轮廓）由R、G、B混合出来的亮度信号来代替（没有彩色）。
   目的：减小色度信号带宽，便于实现兼容。
2. 恒定亮度原理
   传送图像上每一像素的亮度信息全部由亮度信号Y代表，而两个色差信号R-Y和B-Y只代表色度信息。
   恒定亮度原理的特点：
   • 若Y不变，R-Y，B-Y有变化，则重现像素的亮度无变化（但由于RGB的比例变化，色度要改变）；
   • 色度通道的杂波只影响色度，不会干扰亮度。

彩色电视系统通常采用Y、R-Y、B-Y作为传输信号而不直接传送R、G、B信号的重要原因之一。

1. 频谱间置的目的
   为实现兼容，必须在原亮度信号的频带范围内，同时传送亮度信号和色度信号，称为亮、色共用频带。将色差信号调制在一个副载频上，使其频谱在频率轴上往高处搬移一定的距离，只要选择合适的副载频，并使它与亮度信号的谱线族错开一定的距离，这样两个信号相加后，频谱相互错开，色差信号即可在Y信号已占有的频带内传输，称之为频谱间置。
   频谱间置的关键：选择合适的副载频！
   为了实现频带共用，兼容制制式采取了两个措施：（1）选择合适的副载波的频率，使色度副载波的频谱落在Y信号的高频端，并和Y
   信号频谱错开（即频谱间置），然后将色度副载波加在Y信号中加以传输。Y信号（包括复合消隐、复合同步）加入色度副载波后称为彩色全电视信号（或称复合信号）。（2）使用正交平衡调幅技术将两个色差信号分别调制在频率相同、相位差90°的两个载波上，使它们仅占用一个信号调幅的频带（称为色度副载波信号）。
2. 色度矢量和颜色饱和度、色调的关系
   色度信号中，振幅包含大量饱和度信息，相角包含全部色调信息和小部分饱和度信息；只有基色和基色的补色，共六种颜色，相角不携带饱和度信息。
3. 同步检波的目的
   目的：从正交平衡调幅的色度信号中恢复出色差信号。
   原理：用一个与调制副载波同频同相的基准载波与正交平衡调幅的色度信号相乘就可解出色差信号。
4. 色同步的作用、参数
   为电视接收机产生同步解调用基准副载波提供参考频率和相位。
   色同步信号的位置、幅度、宽度、频率、相位。
5. NTSC 和 PAL 制副载频的选择
   NTSC：U、V信号频谱重合，色度副载频为半行频的奇数倍，称为1/2行间置
   PAL：色度副载频如果也采用1/2行频的奇数倍， V分量副载波的频谱将和亮度信号频谱重叠，会对亮度信号产生严重的干扰。
   为了和亮度信号实现频谱间置应选fS = (n±1/4)fH， 使半行频间隔的U、V谱线和Y信号的谱线错开1/4 行频，称为1/4行间置 。
   为了在一定程度减少色度对亮度信号的干扰，色度副载波做了一定的修正，实际的PAL色度副载波为：通常简记为4.43MHz
   fS = （284-1/4）fH +25 Hz = 4.43361875MHz
6. V 分量逐行倒相的好处
   V分量逐行倒相的好处——减弱色度副载波对相位失真敏感性的缺点
7. PAL 编码器框图
   
8. 彩条信号的表示方法，两种彩条信号矢量图的异同，波形

• 1. 四数表示法：A/B/C/D 或 A-B-C-D （EBU）
• 1. 百分比表示法：X%幅度，Y%饱和度
     如100%幅度100%饱和度或75%幅度100%饱和度
     通过四数表示法(A- B-C-D)得到百分比表示法：
     100%饱和度是指彩条中每一色条为纯基色或纯补色,不掺一点白光,即在构成色条的三个基色电平R、G、B中至少有一个为零电平（黑电平）。
     100%幅度是指在构成色条的三个基色电平R、G、B中，不为0的电平必须等于白条的R、G、B值，而白条的R、G、B值都为1.0。
     “未压缩的”是指用R-Y、B-Y直接去对副载波进行正交平衡

1. PAL 制彩色电视色差信号压缩的原因
   动态范围太大（最高为1.79,最低为-0.79)。超出白电平过多——发射机过调制；低于同步电平 —— 破坏电视机同步
   最好的办法是减小色差信号幅度。实践证明：只要100%饱和度、100%幅度彩条信号的最高电平不超过白电平33%，最低电平不超过-33%，就不会降低图像质量。 （通常图像饱和度不大）

第 5 章 电视广播传输概述

1. 电视信号的传输覆盖方式
   开路广播、有线电视广播和卫星广播。
2. 图像信号的调制方式
   在模拟方式的广播电视系统中用得比较多的是调幅和调频.
   中短波广播采用了调幅方式，
   立体声广播采用了调频方式，
   电视的图像信号采用了“残留边带调幅”方式，
   伴音信号则采用了调频方式。

第 6 章 电视信号数字化基础

1. 抽样产生的信号损伤、防止混叠失真、孔阑失真的方法
   抽样产生的信号损伤：混叠失真
   抽样频率未满足奈奎斯特准则，恢复信号中包含混叠分量，恢复图像产生混叠失真，表现为莫尔条纹干扰，这就是俗称的“爬格”现象
   防止混叠失真的方法：
   提高取样频率
   加前置滤波器
   摄像机虚焦+轮廓矫正
   防止孔阑失真的方法：
   • 取样脉冲尽量窄
   • 模数变换后加入高频补偿
   ——摄像机细节校正
2. 量化信噪比 S/N 与量化比特数 n 之间的关系
   均匀量化时量化每增加1比特，量化信噪比增加6dB
3. 数字分量编码方式取样频率的选择依据（标清/高清）
   分别对三基色信号ER、EG、EB或分别对亮度信号Y和色差信号EY、ER-Y、EB-Y进行数字化处理。亮度信号取样频率fS为13.5 MHz（标清）（1）满足取样定理，即取样频率应该大于亮度视频带宽6MHz的两倍: fs >=12MHz （2）为了保证取样结构是正交的，要求行周期TH必须是取样周期TS的整数倍，即要求取样频率fS应等于行频 fH 的整数倍。（3）为了便于节目的国际间交流，亮度信号取样频率的选择还
   必须兼顾国际上不同的扫描格式。现行的扫描格式主要有625行/50场和525行/59.94场两种，它们的行频分别为15625Hz和15734.265Hz。这两个行频的最小公倍数是2.25MHz，也就是说取样频率应是2.25MHz的整数倍。即：f s=m *2 25 MHz

   注：NTSC制，帧频＝29.97Hz：4.5MHz/(525301000/1001)=286

（4）为了减少传输数据量，取样频率应在满足以上条件，尽量低。
亮度信号取样频率fS为74.25MHz （高清）
1.满足取样定理，取样频率应该大于模拟高清亮度视频带宽30MHz的两倍；
2.保证取样结构是正交,取样频率fs等于行频fH的整数倍(1125/60i);
3.保持高清与标清格式Rec.601的兼容关系，亮度取样频率是2.25MHz的整数倍；
4.为了减少传输数据量，取样频率应在满足以上条件，尽量低。
（满足条件：67.5MHz、74.25MHz、81MHz）

1. 亮度和色差信号的量化公式
   

2. 电视信号数字化后总数码率/有效数码率的计算
   
   

3. 量化误差对图像的影响
   • 颗粒杂波：量化误差会在画面上产生颗粒状的细斑，画面不均匀，称为颗粒杂波。
   • 边缘忙乱:在图像亮度急剧变化部位，如轮廓边沿，量化产生的幅值误差会转换为图像边沿的位置误差，使得在荧光屏上显示的图像变为左右晃动的锯齿状边缘，这种图像失真称为边缘忙乱。量化比特数n需要大于4-5比特，可基本消除。
   • 伪轮廓失真: 在亮度信号缓慢上升或下降区，由于量化结果而变为阶梯式的上升或下降曲线，称为伪轮廓失真。主观测试表明，要使人眼察觉不到轮廓失真，量化比特数n需要大于6-7比特。量化比特数的选择最终由主观评价来决定。主观评价实验表明，n≥8比特对广播电视是合适的。

4. 4:2:2 数字分量信号的时分复用传输

5. 分量视频信号中色差信号的压缩的原因

6. SDI 形成过程

1. 并/串变换：移位寄存器将10位的输入数据又由27MHZ的时钟信号予以并行写入，然后用10倍频的270MHZ时钟进行串行读出，LSB（最低有效位）在先，MSB（最高有效位）在后，码型为NRZ不归零码。
2. 码型变换编码（NRZ-NRZI）：
   NRZ码为逻辑1，NRZI码的电平变化（低变高 或 高变低 ）NRZ码为逻辑0，NRZI码的电平保持不变（高或低）在NRZ码信号为很长的连1时，则其NRZI码就成为方波信号。NRZI码比NRZ码有更多的电平变换次数，即脉冲沿增多，这可改进时钟再生锁相环的工作，稳定时钟信号。显然NRZI码的极性并不重要，只要检测出电平变换，就可以恢复数据。
3. 扰码：
   NRZI码仍有直流分量和明显的低频分量。为进一步改进接收端的时钟再生，采用了扰码方式（scrambling）。扰码器使长串连0和连1序列以及数据重复方式随机化并扰乱，限制了直流分量，提供了足够的信号电平转换次数，保证时钟恢复可靠。

1. 我国高清/标清演播室标准参数
   我国高清晰度电视标准：每秒25帧，一帧有1125行，有效行数为1080：理想垂直分解力为1080线，
   实际垂直分解力为0.75×1080=810线。每一行的理想像素数为1080×16/9=1920，即：理想水平分解力为1920线。
   扫描一行的时间为1/fH =1/（1125×25）= 35.556µs。采样频率为= 74.25 MHz一行像素数＝74.25 ×106/（1125×25）= 2640
   扫描每个像素的时间为：35.556ms /2640= 0.013468 ms=1/(74.25MHz)

第二部分（7-13 章）

第七章 数字视音频压缩编码

1. 视频压缩编码的基础——变换、量化和熵编码。
   数据(图像、残差) 都具有较强的相关性，2维DCT变换使DCT系数矩阵具有很好的去相关性和能量集中。去相关：变换后的系数为正交频率分量的幅度，幅度之间没有相关性，——可以对单个样值进行标量编码。能量集中：变换系数的能量往往被集中在少数低频样值（幅度大）上，大多数高频样值幅度小——可以非均匀量化。
   “变换编码”
   基本思想:将空间域的图像信号变换到另外的域（变换域）进行描述，再根据图像在变换域中系数的特点和人眼的视觉特性进行编码。
   目的： 预测编码消除相关性的能力有限，变换编码是一种更高效的压缩编码。
   “变换” 方法：正交变换，如：DCT——去除相关性最好的是正交变换，可逆，保墒
   “编码”方法：非均匀量化，高低频系数不同量化步长——利用人眼高频分辨低的特性，舍弃一些高频较小的系数；

2. JPEG 压缩编码基本过程。
   JPEG编解码算法主要有以下几个重要步骤:
   （1） DCT变换 去除图像数据的相关性，便于量化过程去除图像数据的空间冗余。
   （2） 量化 利用人眼视觉特性设计而成的矩阵量化DCT系数，减少视觉冗余。
   （3） 熵编码 对量化后的DC系数进行差分编码，AC系数进行之字形扫描和游程编码后，再分别进行VLC编码，减少数据（编码）冗余。量化误差是预测编码产生编码失真的主要原因

3. MPEG-2 压缩编码——预测编码，MPEG 图像压缩编码 与 JPEG 有什么不同?

4、MPEG-2 与 MPEG-1 有什么区别？
MPEG-1关键词：码率1.5Mbps；色度格式4:2:0；只能处理CIF格式；只能处理逐行格式；主要用于VCD；音频编码分3层，第三层为MP3的应用。MPEG-2关键词：兼容MPEG-1；码率、分辨率不固定，包括高清；色度格式扩展，包括4:2:2、4:4:4和4:2:0；逐行、隔行皆可处理；主要用于广播电视，是三大数字电视制式的信源压缩标准；
5、什么是 Levels /Profiles？

1. MPEG-2 标准中三种类型图像各有什么特点？
   I帧 (Intra coded picture)：帧内图，仅利用该帧图像本身信息进行编码，即直接进行DCT变换,量化和熵编码，属于中等压缩，可作为P/B帧的参考帧.压缩比(2~5):1。
   P帧 (Predictive-coded picture )：预测图，根据前面最靠近的I帧或者另一个P帧进行预测，属于前向预测。由于使用运动补偿，P帧比I帧压缩更大，并可作为P/B帧的参考帧，会传播误码，压缩比(5~10):1
   B帧 (Bidirectionally predictive-coded picture):双向预测图,它既用过去的帧作基准,也用未来的帧作基准,即前向和后向预测都有，压缩比(20~30):1。B帧压缩最大，且不传播误码。

2. 为什么 MPEG-2 编码要帧重排？
   由于B帧是双向预测帧(前向预测和后向预测)，在后向预测时，需要用它将来的一个帧作为参考帧。因此需要把原始图像顺序重新排列后再送入编码器，这称为帧重排。

3. H.264 采用了哪些先进的技术措施？
   与MPEG-2相比， H.264能达到更高的编码效率，是因为H.264采用了若干先进技术，更加灵活：

   1. 分层设计
   2. 增加了帧内预测（Intra Prediction）
   3. 帧间预测（高精度运动估计、运动补偿技术和多帧预测）
   4. 整数DCT变换、Hadamard变换编码
   5. 量化处理
   6. 消块滤波器
   7. 熵编码（CAVLC和CABAC）

4. H.264 帧内预测/帧间预测。
   帧内预测:H.264根据邻近块的值来预测当前宏块的值，然后再对预测值和原始值的差
   值进行变换、量化和编码。由于对预测误差进行编码，因此编码效率更高。

5. 整数 DCT 变换特点以及运算过程？
   2维DCT变换使DCT系数矩阵具有很好的去相关性和能量集中。
   去相关：变换后的系数为正交频率分量的幅度，幅度之间没有相关性，——可以对单个样值进行标量编码。
   能量集中：变换系数的能量往往被集中在少数低频样值（幅度大）上，大多数高频样值幅度小——可以非均匀量化。
   
   

6. 什么是 SP、SI 帧？有什么作用？
   ＳＰ帧编码的基本原理同Ｐ帧类似，仍然是基于帧间预测的运动补偿编码　两者之间的差异在与SP帧能够按照不同参考帧重构出相同的图像帧，利用这一特性。SP帧可以取代I帧， 广泛应用于流间切换，拼接，随机接入，快进快退，以及错误恢复 同时大大降低了码率的开销，
   SI帧基于帧内预测编码的技术，其重构图像和对SP的重构图像完全相同
   SP帧的编码效率尽管低于P帧，但是远远高于I帧 具有很强的抗误码性能，适应在噪声干扰大，丢包率高的无线信道传输

第8章 MPEG2系统复用

1. 数字电视有哪几种层次的码流?如何形成？各自特点？

• ES (Elementary Stream) ——数字电视各组成部分编码后所形成的直接表示基本元素内容的流；
• PES (Packet Elementary Stream) ——按照一定的要求和格式打包的ES流；
• PS (Program Stream)——是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述后的码流，主要用于节目存储、DVD;
• TS (Transport Stream)——是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述和节目组成信息，并进一步封装成传输包后的码流，主要用于节目传输：ATSC、DVB；

1. 数字电视传输流有哪些优点? 传输包的构成？
   由于TS流具备较强的抵抗传输误码的能力，因此目前在传输媒体中进行传输的MPEG-2码流基本上都采用了TS流的包格式。

1. 动态带宽分配 (PID)
2. 可分级性（二次复用）
3. 可扩展性（赋予新的PID）
4. 抗干扰性（固定长度小包）
5. 接收机成本低廉（固定长度）

1. 码流中时间信息的作用？什么是 DTS 和 PTS? 原理与作用？
   指示出视频帧和音频帧数据的解码/显示时刻
   • PTS作用/必要性：

1. 压缩使得I/B/P帧数据量各不相同，从一定码率的压缩视频数据
   中无法定位到各帧，信号失去同步； ——需要恢复视频信号的帧同步；
2. 音频与视频时分复用； ——视频与音频需要保持同步；
   • DTS作用/必要性：
   MPEG-2视频压缩存在双向预测/后向预测时，进行帧重排； ——需要恢复视频帧顺序；

1. 什么是 PCR?原理与作用？
   – 编码器的系统时钟取样指示解复用器接收到每个时钟基准时，解码器的系统时间是否正确。 – 如果复用器产生的PCR值不准确或者因为网络延时引起PCR延时，会出现同步错误。
   节目时钟基准 PCR——保证编解码端时钟的同步
2. PSI 节目专有信息包含哪些内容？作用？

• 节目关联表Program Association Table (PAT) ：描述多路节目的复用信息
• 节目映射表Program Map Table (PMT) ：描述单路节目的复用信息
• 条件接收表Conditional Access Table (CAT) ：描述条件接收系统的有关信息
• 网络信息表Network Information Table（NIT） ：描述多组传输流和传输网络的相关信息 –传输流描述表Transport Stream Descriptor Table（TSDT）：提供传输流的一些主要参数

1. DVB-ASI 接口的概念及作用。DVB-ASI 最大码率计算。
   异步串行接口，ASI接口的主要功能是将MPEG-二的传送流数据用DVB-ASI以恒定码率传送出去。

第9章 数字电视信道编码技术

1. 信道编码的作用与要求。
   为提高传输系统的抗干扰能力，需要在数字调制之前对数字基带信号进行某种前向纠错编码。

• 作用：信息的可靠传输
• 要求:
  – 编码效率高，抗干扰能力强;
  – 对数字信号具有良好的透明性;
  – 频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性;
  – 编码信号包含有数据同步信息和帧同步信息;
  – 编码数字信号具有适当的电平范围;
  – 误码的扩散蔓延小。

1. 信道模型的概念。差错控制编码的概念分类。

• 根据产生传输误码的特性，可分为：
  （1）随机信道——受到随机噪声干扰；
  （2）突发信道——受到脉冲干扰；
  （3）混合信道——实际信道中是随机和脉冲干扰并存；
  加性干扰——干扰叠加在信号电平上
  乘性干扰——形成码间干扰

• 差错控制编码方式
  (1) 反馈重发方式ARQ
  接收端发现误码后通过反馈信道请求发端重发数据；
  (2) 前向纠错方式FEC
  发送端数据内包含信息码元和检错纠错监督码元；
  (3) 混合纠错方式HEC
  自动纠错+反馈重传；

1. 线性分组码的概念及分类。
   在线性分组码中，信息码元与监督码元通过线性方程联系起来。
   分类

   1. 循环码 :RS ，BCH
   2. 非循环码:奇偶校验， 汉明码

2. 循环码的原理与编码过程。
   线性分组码中的另一重要的子类码；
   • 循环码有严密的代数学理论基础，纠检错性能较好（突发和随机）,
   而且编码和解码设备都不太复杂。
   • n个码元的码组中k个信息码元在前，r个监督码元在后。
   • 封闭性-码组中任意两个码字对应位模2和是许用码组
   • 循环性-循环移位后也是许用码组

3. BCH 码的特点与应用。
   特点：生成多项式与最小码距有明确的关系，容易构造纠正t个错误的BCH码。
   码长n=2m-1——本原BCH码；
   码长是2m-1的因子——非本原BCH码；

4. 伽罗华域的概念与计算，RS 码的概念，RS 编码及纠错原理。
   有限域又称为伽罗华域（Galois Field ）， 由q个有限元素及相应的加法和乘法运算(模q)所组成的封闭的集合，记作GF(q)
   RS 码的概念：非二进制的BCH纠错码；在(n, k)码组中,输入数据流划分成 k×m比特一组，每组内包括k个符号，每个符号由m比特组成

5. RS 码在数字电视系统中的应用。

6. 交织的概念及应用，交织深度

7. 卷积码的概念，编码流程，码树图/状态图/网格图。。

8. 卷积码的截短的概念，实际系统的应用及卷积码编码效率。
   0位置数据舍弃不传
   作用：纠错能力和有效传输码率之间的折衷
   数字电视常用(2,1,6 )卷积码，约束长度为7，码长为2，码组中信息码元的个数为1， 编码率为R =1/2。

9. LDPC 码的概念与应用。
   • 低密度奇偶校验码；
   • 是一种线性分组码；
   • 应用：中国数字地面电视广播、DVB-S2、CMMB中国移动多媒体广播；

10. 数字调制的概念与分类，MASK、MPSK，DPSK，MQAM，MVSB 各自特点。

11. COFDM 概念与应用。
    采用编码正交频分复用技术
    抗宽带多径衰落和多普勒衰落较强;
    具备支持移动接收和单频组网能力;
    白噪声接收灵敏度和频谱利用率低;
    存在对发射机线性要求高，对相位噪声敏感等问题

12. DVB-S/C/T 系统框图，处理流程的共同及不同之处？
    

1. 随机化处理概念与作用。
   随机化”处理通常称为“扰码”，用较长的伪随机序列与数字基带信号序列逐比特地模2加（即异或），以改变原信号的统计特性，使其具有伪随机性质；
   • 改善位定时恢复质量
   – 数字传输系统一般从接收到的基带信号流中提取位定时信息。
   – 当信源输入数据中出现长串的连“0”码或连“1”码时，NRZ基带信号出现长
   时间的0电位或1电位，给接收端恢复位定时信息造成一定困难。
   – 与SDI中扰码的作用相同，用伪随机序列扰乱后，限制了连“0”码和连“1”
   码的长度，从而改善位定时恢复的质量。
   • 能量扩散
   ✓未经随机化处理的数据会对共用频段的其他业务的有较大干扰
   1）输入比特流不存在或与MPEG-2TS流格式不兼容，导致调制器发射纯载波；
   2）当数字基带信号是周期不长的周期信号时，已调波的频谱将集中在局部并
   含有相当多的高电平离散谱。
   ✓数字基带信号经随机化处理后具有伪随机性质，其已调波的频谱将分散开来，
   从而使上述干扰的程度大大减轻。

2. DVB-C 比特率与符号率的关系，有效码率计算。
   Ru=Ru’(188/204)= (log2M)Rs(188/204)
   8MHz、2/3卷积码、1/8保护间隔、64QAM映射时，有效数据率22.12Mbps。

3. DVB-T 的信道编码与调制实现方法。

4. COFDM 在 DVB-T 中的应用。COFDM 适合多径接收和移动接收的计算。（移动接收/同
   频网的计算）

5. DVB-T 保护间隔的插入与作用。
   插入保护间隔(GI)可抗多径衰落

6. DVB-T OFDM 的帧结构。

7. DVB-T TS 包数目与有效码率计算。

8. 数字电视系统前端设备系统框图。
   

作业题：

1. 简述变换编码中量化器的作用？
   在预测编码的量化器设计中，利用预测误差值的概率分布特性和人眼的视觉特性，进行以上处理，以尽量减少编码比特数，将量化误差控制到主观视觉可以忍受的范围之内。
2. 说明 MPEG-2 视频压缩编码的几个重要环节？
   在MPEG压缩编码中，主要是通过采用DCT变换和运动预测技术来分别去除空间冗余和时间冗余：
3. 视频编码器参数 MP@ML、4:2:2P@ML 分别表示什么意思?
   主型主级 高类主级
4. MPEG-2 中的型（Profile）和级是（Level）如何定义的？
   为了解决通用性和特殊性的矛盾：
   • 规定了四种输入图像格式（分辨率），称为级(Levels):
   分为低级、主级、高1440级和高级。
   • 不同的压缩处理方法，称为类或型（Profiles）:
   分为简单类、主类、信杂比可分级类、空间可分级类和高类。
5. 在压缩和解压缩过程中引起图像失真的主要原因是什么？
   预测编码的量化误差
6. 什么是 H.264 的 Slices？ Slices 有什么作用？ H.264 的 Slices 有哪几种类型？
   H.264编码的结构——一个视频图像可以划分成一个或多个片进行编码,每片包含整数个宏块;
   5种类型:I-Slices\P-Slices\B-Slices\SI-Slices\SP-Slices;
   • 目的：限制误码的扩散和传播，使编码片与片之间保持独立;
7. 为什么要定义节目流和传送流两种复用信息流，他们是分别针对哪种应用场合而设计的？
   PS (Program Stream)——是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述后的码流，主要用于节目存储、DVD；
   • TS (Transport Stream)——是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述和节目组成信息，并进一步封装成传输包后的码流，主要用于节目传输：ATSC、DVB；
8. 什么是 PTS/DTS，IPB 帧中 PTS 与 DTS 之间有什么的关系？
   PTS作用/必要性：

1. 压缩使得I/B/P帧数据量各不相同，从一定码率的压缩视频数据
   中无法定位到各帧，信号失去同步； ——需要恢复视频信号的帧同步；
2. 音频与视频时分复用； ——视频与音频需要保持同步； • DTS作用/必要性：
   MPEG-2视频压缩存在双向预测/后向预测时，进行帧重排； ——需要恢复视频帧顺序；

1. 数字电视码流中为什么要传送时间信息？
   需要指示出视频帧和音频帧数据的解码/显示时刻
   帧同步：帧级别，ms级精度
   • 需要保证编解码端时钟同步

2. 什么是 PCR？嵌入在码流的什么位置传输？有什么作用？
   节目时钟基准
   首先利用TS包头中PCR重建和编码器同步的27 MHz系统时钟，恢复27 MHz系统时钟。 系统时钟恢复电路在接收到每一个新的PCR时，进
   行本地系统时间时钟恢复和锁相。
   – 使MPEG解码器与编码器同步

3. 数字电视码流复用和再复用时，需要对哪些信息进行重组和调整？
   

4. 有哪几种信道模型？各有什么特点？
   随机 突发 混合

5. （7，4）循环码，信息码元 1100，给出码生成过程，并画出编码电路图。
   
   

6. BCH 码是具有什么特点的循环码，写出（23，12）BCH 码的生成多项式 g(x)的表达式，其纠错能力多大？

7. 在伽罗华域 G（ 23）中，有 a^3 a^1+ a^0 ，求 a^9+ a^3= ？ a4+ a6= ？ a7+ a5= ？

8. 在伽罗华域 G（ 28）中，有 a8= a4+ a3+ a2+ a0 ，求 a13 + a9= ？ a12 + a8 + a2= ？ a14 + a10 + a4= ？

9. （7，5）RS 码，信息码是 B4、 B3、 B2、 B1、 B0，生成多项式是：g(x)=(x+1)(x+a)
   1)求生成监督码 Q1 和 Q0 的公式；
   2)画出编码电路框图；

1. 若信息码是 101、100、010、100、111，求出监督码字 Q1、Q0。

1. 交织码为何能提高信道解码时纠正突发误码导致解码差错的能力，其编码技术的优缺点各是什么？

2. 何谓交织深度 I，交织深度 I 的大小与纠正突发误码能力之间有怎样的关系?

3. （3, 1, 2）卷积码编码器，输入信息位为 1101 时,

1. 画出状态图和网格图；
2. 通过网格图输出编码序列 c1c2c3。

1. DVB-C 的传输层数据帧结构是怎样的？一个数据帧包含多少个 188 字节的数据包，如何区分每个数据帧的划界？
2. 一个占用带宽 7.96MHz、滚降系数为 0.15，采用 128QAM 调制的 DVB-C 信道，其符号率是多少？RS 编码后和编码前的比特率分别是多少？
3. 6MHz 卫星转发器带宽，采用编码效率为 2/3 的内编码，试计算说明该转发器发送的码流能否被调制参数为 64QAM、占用带宽为 7MHz 的有线电视系统转发。
4. COFDM 信号中插入保护间隔的作用是什么？怎样插入？保护间隔占 OFDM 符号总持续期时间的比例为多少?
   避免一定的符号间干扰，只受频率衰落的影响；在每个OFDM信号前插入保护间隔（循环前缀填充）；

现代电视原理期末复习相关推荐

1. 数据库系统原理期末复习

   数据库系统原理期末复习 这是本人整理的数据库系统原理的复习资料,按照四个课程目标所划的知识点进行复习,时间充裕的同学可对照文末各章复习知识点查漏补缺. 一.课程目标1:数据库基础知识应用 20分 数据 ...

2. 计算机组成与原理期末,计算机组成与原理期末复习补充

   计算机组成与原理期末复习补充 (10页) 本资源提供全文预览,点击全文预览即可全文预览,如果喜欢文档就下载吧,查找使用更方便哦! 19.90 积分 2.1.3 虚拟存储器(virtual memory ...

3. 编译原理期末复习重点

   文章目录 编译原理期末复习纲要 一.选判填 二.简答题 二.大题 编译原理期末复习纲要 仅供自己观看 一.选判填 单选:5*1=5' 判断:5*1'=5' 填空:5*2'=10' 合计:20' 二.简 ...

4. SCNU网工通信原理期末复习

   通信原理期末复习 ID3902009 纯手敲好累啊-,敲完感觉自己期末考试又行了hihi 其实我的MD转PDF版本会更加好看一点 我的PDF版本在这,点击跳转 离散信息的平均信息量 H = ∑ i = ...

5. 计算机网络原理期末复习提纲,《计算机网络原理》考试复习提纲.doc

   <计算机网络原理>考试复习提纲 <计算机网络原理>考试大纲 第一章计算机网络体系结构 1.计算机网络的构成:资源子网和通信子网. 2.通信子网基本结构:点到点通道和广播通道,它 ...

6. 西电计科微机原理期末复习笔记

   本人西电19计科,微原期末90+,这是复习期间整理的笔记,基本涵盖了课程全部重点,有需要的学弟学妹可以在复习的时候参考一下.

7. 编译原理期末复习笔记

   编译原理这门课通过证明是可以速成的. 我说的"速成"是平时还要支棱一只耳朵听课哦. 其实后面几次课听了之后仿佛掌握到了其中精髓. 还有就是这门课复习起来很爽,因为复习过程可以感悟到 ...

8. 中南大学 oracle试卷,数据库原理期末复习（中南大学）数据库原理、技术及应用2.ppt...

   2014 春季 信息11,12 DB P,T&A-张祖平 数据库原理.技术及应用 张祖平/Zhang Zuping 电子信息工程系 School of Information Science ...

9. 计算机网络又称为分时多用户,7计算机网络原理期末复习试卷A卷.doc

   计算机网络原理 一.填空题(每空1分,共25分) 1．计算机网络系统由通信子网和 子网构成的. 2．存储转发方式又可分为 , . 3．HDLC帧格式是由标志.地址.控制.信息. .标志等部分组成. 4 ...

10. 编译原理期末复习—第一章概论

    后续会更新编译原理其他章节(有问题请指正) 文章目录 前言 一.程序设计语言的发展 1.机器语言 2.汇编语言 3.程序设计语言 二.基本术语解释 前言 参考了<编译原理>王生原,张素琴等 ...

最新文章

1. 阿里程序员35岁P7！4年了晋升无望！明年股票拿完，年包腰斩！世界那么大，要不要去看看？...
2. /* * 编程第一题(20分): 1+（1+2）+（1+2+3）+……+（1+2+3+……+98+99+100） */
3. wordpress 后台页面无法显示绑定的台湾语言
4. Android 布局学习之——Layout(布局)详解一
5. android通话流程浅析RIL层
6. android-- dp px sp长度单位的区别
7. 四、java多线程核心技术——synchronized同步方法与synchronized同步快
8. Android Camera数据流分析全程记录（overlay方式二）
9. C#之向ListView视图插入数据...
10. 友声条码秤对接软件_友声条码秤调试教程
11. c51单片机万年历模拟，12864LCD屏显示实时温度与时间
12. 内置函数2 递归函数
13. Linux系统的护花使者-----守护进程
14. UiPath中文教程
15. 解构微信（三）：揭秘微信的敏捷开发与流程管理
16. 微信小程序-地图map使用，周边公交地铁查询
17. bootstrap php三级联动,基于Bootstrap实现城市三级联动
18. Oracle gsd服务是什么,如何处理11gR2 RAC下oc4j和gsd服务为OFFLINE状态 | 旺旺知识库
19. Vivado2017.4运行时出现找不到VCOMP140.DLL，无法继续的报错
20. Excel 整行整列互换位置

热门文章

1. [管理员手册]（五）Ubuntu desktop 20.04系统安装显卡驱动NVIDIA cuda pytorch向日葵sunlogin安装
2. 基于mfc实现画图软件
3. 实时全局光照Screen Space Reflection (SSR)
4. win10多合一原版系统_【教程】制作Windows 10 多合一原版系统
5. Java 映射(Map)和集合(Set) 用法总结
6. 路径规划：RRT算法在ROS中的实现
7. Windows使用ffmpeg教程
8. 原创利用flashpaper实现百度文库、豆丁网文档预览功能
9. 计算机基础雨课堂答案,雨课堂试卷批量导入Word模板
10. Sakai 2.6 配置