数字电视技术期末复习资料3

第一章

1．数字电视定义：

从技术上定义的话，数字电视是指从信源开始，将图象画面的每一个像素，伴音的每一个音节等用二进制数编码成多位数码，再经过高效的信源压缩编码和前向纠错、交织与调制等信道编码后，以极高比特率进行数码流发射、传输和接受的系统工程。 与模拟电视相比，数字电视有如下优点：

1、采用数字传输技术，可提高信号的传输质量，不会产生噪声积累，信号抗干扰能力大大增

强，收视质量高。

2、彩色逼真、无串色，不会产生信号的非线性和相位失真的积累。

3、可实现不同分辨率等级的接收，适合大屏幕及各种显示器。HDTV图象、伴音达电影标准。 4、可移动接收，无重影。

5、可实现5.1路数字环绕立体声，同时还有多种语种功能，收看一个节目可以选择不同语种。 6、提高信道利用率。一路模拟彩色电视信道可传送4套SDTV（甚至8套）。减少传输成本。 7、易于实现加/解密和加/解扰处理。

8、理论上电视节目可进行无数次复制和长期保存。实现节目资源共享。

9、利用数字处理技术产生特技形式，增强节目的艺术效果和视觉冲击，使节目的娱乐性和观赏性大大增强 。

10、可以实现交互式收看、条件接收。

11、可以提供其他形式的多种信息服务，如数据广播、电子节目指南等。 发展数字电视的意义：

数字电视的真正意义在于，数字电视广播系统将成为一个数字信号传输的平台，不仅使整个广播电视节目制作和传输质量得到显著改善，信道资源利用率大大提高，还可以提供其他增值业务，如：数据广播、电视购物、电子商务等。使传统广播电视媒体从形态、内容到服务方式发生革命性的改变。为“三网融合”提供了技术上的可能性。数字电视技术的发展将诱发整个广播电视产业链的深刻改革，它已经被各国视为信息时代的一项“战略技术”。 2．简述数字电视系统的组成及其关键技术 数字电视的关键技术主要有以下一些： 1）数字电视的信源编解码

信源编解码技术包括视频压缩及音频压缩编解码技术。（720*576*25*2*8=165.9Mbit/s; HDTV信号的数码率接近1G/s）（MPEG-2标准，降比特） 2）数字电视的传送复用

在数字电视的传送复用标准方面，国际上也统一采用MPEG-2标准。 3）信道编解码及调制解调

信道编码的要求是：可靠的传送数据流。

由于被传送的信息是经过高倍压缩的，所以对传输的可靠性的要求很高。DVB-S要求传输误码率在10(-10)^10(-11)。

主要采用各种纠错编码技术（加扰；RS编码；卷积交织等）（加比特）。

信道主要分为3种：卫星；有线电视和地面广播。针对不同信道的噪声来源，选择不同的调制方式。(S—QPSK; C—QAM; T—COFDM )。 3．HDTV、SDTV和LDTV的异同点：

第二章

3．1）垂直分解力：M=Ke(1-)Z Ke=0.76 2）水平分解力：N=K*M K=16：9（图象幅型比） 3）视频信号带宽：Δf=fmax-fmin=fmax=K*Ke*(1-β)fv*Z2/4(1-α) fv=60Hz Z=1125

7．如何在彩色电视技术中应用大面积着色和高频混合原理？收端恢复的三基色信号与发端编码前的三基色信号有何不同？

第三章

1．电视信号数字化的三个步骤：

1）采样：用每隔一定时间的信号样值序列来代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上

将模拟信号离散，其理论基础是奈奎斯特抽样定理。

2）量化：用有限个幅度近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的幅度离散化。

3）编码：按照一定的规律，将时间和幅度上离散的信号用对应的二进制或多进制代码表示。 2．如何理解“量化是信号数字化过程中重要的一步，而这一过程又是引入噪声的主要根源”：没有量化就没有数字化，量化误差是引入噪声的根源。

减小量化误差的途径：1）增加量化比特数n。2）采用非均匀量化（在图象处理中）。 3．对单极

4．复合编码：将彩色全电视信号直接编码成PCM形式。优点：传输数码率较低，设备较简单，适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。缺点：由于数字电视的采样频率必须与彩色副载频保持一定的关系，而不同电视制式的副载频各不相同，难以统一。 分量编码定义：将亮度信号及两个色差信号分别编码成PCM形式。优点： 6．请画图示意说明4:4:4，4:2:2，4:1:1采样格式。 7．计算4:2:2格式的SDTV信号的数码率。

第四章

1． 为什么要对图像数据进行压缩？其压缩原理是什么？图像压缩编码的目的是什么？目前

有哪些编码方法？

原因：数字化后的视频数据量十分巨大，不利于传输于存储。若不经压缩，数字视频传输所需的高传输速率和数字视频存储所需的巨大容量将成为推广应用数字视频通信的最大障碍。 原理：视频数据中存在着极强的相关性，很大的冗余度，冗余数据造成比特数浪费，消除这些冗余可以节约码字。

目的：通过数据压缩手段把信息的数据量压下来，以压缩编码的形式存储和传输，既紧缩节约了存储空间，又提高了通信信道的传输效率。 方法：熵编码（霍夫曼编码、算术编码、游程编码）、预测编码、运动估值和运动补偿预测编码、变换编码

2． 一个信号源包含6个消息，它们的出现概率分别为0.3、0.2、0.15、0.15、0.1、0.1试用二

进制码元的霍夫曼编码方法对该信源的6个符号做信源编码，并求出码字的平均长度和编码效率。

6．请说明预测编码的原理，并画出DPCM编码器的原理框图。

原理：根据某一模型利用过去的样值对当前样值进行预测，然后将当前样值的实际值与预测值相减得到一个误差值，只对这一预测误差值进行编码.

7．预测编码是无失真编码还是限失真编码？为什么？

8．DCT变化本身能不能压缩数据，为什么？请说明DCT变换编码的原理。

9．目前最常用的运动估值技术是什么？其假设的前提条件是什么？块大小的选择与运动矢量场的一致性是如何考虑的？

块匹配法；假设：位于同一图像子块内的所有像素都做相同的运动，且只做平移运动。

考虑：块大时，一个方块可能包含多个作为不同运动的物体，块内各像素作相同平移运动的假设难以成立，影响估计精度；但若块太小，则估计精度容易受噪声干扰的影响，不够可靠，而且传送运动矢量所需的附加比特数过多，不利于数据压缩。必须恰到好处的选择方块的大小，做到两者兼顾。

10.简述运动自适应帧内插的原理及其特点。

第五章

1.音频编码通常分为哪几类？它们各有什么优缺点？

（1）波形编码，包括自适应变换编码和子带编码：适应性强，算法复杂度低，编解码延时短，重建音频信号质量一般较高，但压缩比不高。

（2）参数编码：优点压缩比高，但计算量大，重建音频信号的质量差，自然度低，不适合高保真度要求的场合。

（3）混合编码：在较低的数码率上得到较高的音质。

2.子带编码的基本思想是什么？进行子带编码的好处？

基本思想：在编码过程中保留有用的信息而丢掉被掩蔽的信号，其结果是经编解码之后重构的音频信号与编码之前的原始音频信号不相同，但人的听觉系统很难感觉到它们之间的差别。 好处：（1）由于分割为子带后，减少了各子带内信号能量分布不均匀的程度，减少了动态范围，从而可以按照每个子带内信号能量来分配量化比特数，对每个子带信号分别进行自适应控制。（2）可根据每个子带信号在感知上的重要性，利用人对声音信号的感知模型，对每个子带内的样本值分配不同的比特数。

3.听阀：当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，我们称此时的声音强度为听觉阀值。 痛阀：如果频率为1KHz的纯音的声强级在120dB左右时，人的耳朵就会感到疼痛。 频域掩蔽：一个强纯音会掩蔽与之同时发生的频率相近的弱纯音

时域掩蔽：除了同时发出的声音之间有掩蔽效应之外，在时间上相邻的声音之间也有掩蔽

效应。即在一个强音信号

之前或之后的弱音信号，也会被掩蔽。

4.声音压缩的依据是什么？MPEG－1音频编码利用了听觉系统的什么特性？

6.MPEG－1音频比特流数据帧中的比例因子起什么作用？ 充分利用量化器的量化范围，通过比特分配和比例因子相配合，可以表示动态范围超过120dB的样本值。

第六章

4.MPGE-1/MPGE-2视频编码标准中定义了哪几种编码图像类型？ (1)I帧——帧内编码图像（压缩比最低） (2)P帧——前向预测编码图像

(3)B帧——双向预测编码图像（压缩比最高）