模擬電視訊號的數位化

2021-07-28 09:26:55 字數 1435 閱讀 6828

模擬訊號的數位化過程包括3個步驟:取樣、量化、編碼。示意圖如下:

1. 其中前置濾波器一般為低通濾波器,其作用是濾除掉訊號中的高頻成分,以便於後續的取樣過程。

2. 原始的模擬訊號在時間和幅度上都是連續的,對原始模擬訊號在時間軸上等間隔取樣後的訊號稱為離散時間訊號,取樣頻率記為fs,應注意為了防止頻譜混疊,取樣頻率應滿足

3. 模擬訊號經過取樣後轉換成離散時間訊號,離散時間訊號在幅度取值上仍然是連續的,即乙個樣值有無限多個可能的電平取值。如果要精確地表示每乙個樣值的大小需要無限多位的二進位制數,這顯然是不可能也沒有必要的。因此,要對取樣後的離散時間訊號進行幅度離散化,即量化,量化就是把幅度連續變化的訊號變換為幅度離散的訊號。

4. 量化器輸出的訊號是用十進位制表示的離散電壓訊號,為了電路實現容易還應轉化為用二進位制表示的**,這個過程就稱為編碼。編碼的原則是:1.**必須是單義可譯的,以保證接收解碼時能準確地恢復原樣值訊號;2.電路實現簡單;3.編譯碼變換中發生誤碼的可能性小。

經過以上步驟之後,原始的模擬訊號就完成了數位化的過程,變成了數碼訊號。

數碼電視較之以前的模擬電視有著很多優點,主要包括以下幾點:1.改善了視音訊質量;2.提高了節目製作和播出的質量和效率;3.提高了傳輸效率;4.拓寬了業務的應用範圍。而數碼電視系統首要完成的任務就是模擬電視訊號的數位化。在電視訊號的數位化處理中,主要採用了分量編碼方式,分量編碼是將亮度y和色差訊號r-y、b-y分別進行pcm編碼,即取樣、量化、編碼。數字分量訊號編碼框圖如下所示。

此外,在對電視訊號數字分量編碼處理之前,需要對訊號進行轉換以限制訊號數值的動態範圍。

對影象在水平方向上進行取樣,取樣點在空間與時間上的相對位置,稱為取樣結構。在數碼電視中一般採取正交的結構。而我們常說的yuv444,yuv420等是色度取樣格式,如上圖所示,在數碼電視中兩個色差訊號一般用cr和cb來表示。根據人眼對彩色的分解力低的視覺特性,一般我們將亮度訊號用全頻寬傳送,而色差訊號則用半頻寬或1/4頻寬傳送,因此在分量編碼時,兩個色差訊號的取樣頻率一般比亮度訊號的取樣頻率低。在數碼電視中,亮度訊號和色差訊號的樣點在空間座標中的相對位置,通常有以下幾種形式。

1.4:4:4格式:在4:4:4格式中亮度訊號和兩個色差訊號的取樣頻率之比是4:4:4,即三個分量訊號具有相同的水平和垂直分解力。

2.4:2:2格式:在4:2:2格式中亮度訊號和兩個色差訊號的取樣頻率之比是4:2:2,即色差訊號是半頻寬傳送,其水平分解力是亮度訊號的1/2,而垂直分解力與亮度訊號相同。

3.4:2:0格式:在4:2:0格式中兩個色差訊號在水平方向和垂直方向上的取樣點數均為亮度訊號y的一半。即色差訊號的水平分解力和垂直分解力均為亮度訊號的1/2.

此外還有4:1:1格式等。

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