數(shù)字視頻技術(shù)總復(fù)習(xí)題

1、數(shù)字視頻技術(shù)總復(fù)習(xí)題一基本概念填空題1攝像機(jī)在拍攝時(shí)，通過光敏器件，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這種電信號(hào)就是（RGB）信號(hào)。2模擬彩色電視機(jī)的制式主要有（NTSC制、PAL制和SECAM制）；中國(guó)、朝鮮等國(guó)家采用（PAL）制式彩色電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。3電視機(jī)的掃描方式有（隔行掃描和非隔行掃描（逐行掃描）之分。4行頻fH是指（每秒鐘掃描多少行）；場(chǎng)頻ff是指（每秒鐘掃描多少場(chǎng)）；每秒掃描多少幀稱為（幀頻）fF。5PAL制式電視的場(chǎng)掃描頻率是（50Hz）,周期為（20ms）;幀頻是25Hz,是場(chǎng)頻的（一半），周期為（40ms）。6彩色電視中，用Y、C1,C2彩色表示法分別表示亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，C1,C2

2、的含義與具體的應(yīng)用有關(guān)。在NTSC彩色電視制中，C1,C2分別表示（I、Q）兩個(gè)色差信號(hào)；在PAL彩色電視制中，C1,C2分別表示（U、V）兩個(gè)色差信號(hào)；在CCIR601數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，C1,C2分別表示（Cr,Cb）兩個(gè)色差信號(hào)。7電視圖像數(shù)字化常用的方法有兩種，一種是（從復(fù)合彩色電視圖像中分離出彩色分量，然后數(shù)字化）；另一種是（用一個(gè)高速A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)彩色全電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后在數(shù)字域中進(jìn)行分離，以獲得所希望的YCbCr,YUV,YIQ或RGB分量數(shù)據(jù)）。8NTSC制、PAL制和SECAM制共同的電視圖像采樣頻率是fs=（13.5MHZ）。9目前數(shù)字電視圖像使用（MPEG-2）vide

3、o標(biāo)準(zhǔn)。10目前傳輸數(shù)字電視的主要方式是（衛(wèi)星，地面廣播和電纜）；用它們傳輸?shù)碾娨暦謩e稱為（衛(wèi)星數(shù)字電視、地面數(shù)字電視和有線數(shù)字電視）。11數(shù)字彩色電視機(jī)白制式主要有（ATSCDTV、DVB和ISDB）。中國(guó)等國(guó)家采用（歐洲D(zhuǎn)VB）制式數(shù)字彩色電視機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。12數(shù)字電視的視頻接口主要有（DVI、HDMI、UDI和DisplayPort）四種接口。13模擬電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電視信號(hào)的過程是（模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換編碼過程），稱可為（PCM調(diào)制脈沖編碼調(diào)制），由（A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)）。數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)則稱（PCM解調(diào)過程），由（D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)）。14全數(shù)字電視系統(tǒng)的信源編碼采用（MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)

4、數(shù)字化視頻信號(hào)進(jìn)行）壓縮編碼，其目的是（降低數(shù)字信號(hào)的傳輸碼率）。15全數(shù)字電視系統(tǒng)壓縮編碼后的數(shù)字視頻信號(hào)在調(diào)制前，為了保證在傳輸工程中盡可能減少差錯(cuò)，通常還要加入（用于糾錯(cuò)的RS碼和卷積碼）。其目的是（提高數(shù)字信號(hào)的傳輸?shù)目煽啃裕?6為了在編碼中實(shí)現(xiàn)最大的壓縮比，MPEG使用三種類型的圖像，分別是（I幀、P幀和B幀）。17VCD視頻壓縮采用（MPEG-1）標(biāo)準(zhǔn)，圖像分辨率為（352X240）;DVD視頻壓縮采用（MPEG-2）標(biāo)準(zhǔn)，圖像分辨率為（720X480）.18信息嫡表示的是（信源產(chǎn)生信息量的大?。Ｐ畔⒌赵酱?，不確定度越大，所含信息越多。1/71二基本原理和簡(jiǎn)答題1畫出數(shù)字電視機(jī)

5、的基本組成，并說明數(shù)字電視機(jī)的工作原理。答：在數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送端，視像信號(hào)經(jīng)過視像編碼器壓縮和編碼，聲音信號(hào)經(jīng)過聲音編碼器壓縮和編碼，它們的輸出與其他數(shù)據(jù)，或其他電視節(jié)目數(shù)據(jù)，經(jīng)過多路復(fù)合器和傳輸格式生成器形成MPEG-2傳輸數(shù)據(jù)流，再通過FEC編碼器，調(diào)制器和上行轉(zhuǎn)換器發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸信道上。在數(shù)字電視信號(hào)接收端，來自數(shù)據(jù)傳輸媒體的電視信號(hào)通過下行變換器、解調(diào)器、FEC解碼器、傳輸格式消除器、多路分解器和視像解碼器與聲音解碼器等功能塊，將來自數(shù)據(jù)傳輸信道的信號(hào)還原成視像信號(hào)、聲音信號(hào)和其他數(shù)據(jù)，或其他電視節(jié)目數(shù)據(jù)。圖6-1數(shù)字電視系統(tǒng)2說明圖像視頻DCT壓縮編碼的工作原理和實(shí)現(xiàn)過程解答：(1)

6、工作原理如下：輸入A構(gòu)造NXN塊DCDCT-量化.編碼A輸出合并NXN塊-IDCTV反量化解碼TDCT編碼壓縮系統(tǒng)框圖(2)實(shí)現(xiàn)過程第一步：DCT變換DCT2v-iv-i尸("")二hchcQ/)u匯'Vx-0QIDCT+(2y+l)v2A/cos2NZXeQD匚V)cosli-0#=。(2x+(2v+1)v:cos:其中:v=0,l,2,，N1Mf、rit,r=0c(w),c(v)=、:2凡kH02/72第二步：量化處理降低每個(gè)DCT系數(shù)的比特?cái)?shù)第三步：Z掃描并/用轉(zhuǎn)換。第四步：游程編碼傳輸。3MPEG-2視頻數(shù)據(jù)流由幾個(gè)層次組成？各是什么？用圖說明MPEG-2視

7、頻數(shù)據(jù)流的分層結(jié)構(gòu)，并說明每個(gè)層次的功能和作用。答：為了便于對(duì)圖像序列的隨機(jī)訪問和編輯，MPEG對(duì)視頻數(shù)據(jù)流規(guī)定了分層的結(jié)構(gòu)（六個(gè)層次）：I圖像序列層（VideoSequencelayern圖像組層（GroupofPicture）m圖像層（Picture）IV宏塊條/片層（Slice）V 宏塊層（Macroblock）VI 塊層（Blocklayer）圖像序列甲口1a口什圖像組f1圖像組川MPEG視頻數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)圖像序列：圖像序列就是一個(gè)被處理的連續(xù)圖像，是由圖像組構(gòu)成的，它包含序列頭、若干個(gè)圖像組層的數(shù)據(jù)以及序列終止符。圖像組（GOP）:圖像組是為方便隨機(jī)存取而加的，具結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度均為可變的，M

8、PEG2對(duì)此沒有硬性規(guī)定。圖像組是隨機(jī)存取視頻單位，它由定義的一組或多組幀內(nèi)編碼幀（I幀）或非幀內(nèi)編碼幀（P幀或B幀）圖像構(gòu)成。每組包括組頭，圖像層數(shù)據(jù)，還有時(shí)間信息。GOP有兩個(gè)參數(shù)，即長(zhǎng)度（N）和幀重復(fù)頻率（M）。圖像：圖像是獨(dú)立的顯示單位，也是基本編碼單位，由圖像頭和宏塊條層數(shù)據(jù)組成。在MPEG-2中，圖像可以是逐行的，也可以是隔行的，MPEG-1總是逐行的。宏塊條：宏塊條包含若干個(gè)連續(xù)的宏塊，是重新同步單位。宏塊條的設(shè)置目的是防止誤碼的擴(kuò)散，當(dāng)一個(gè)宏塊條出現(xiàn)誤碼時(shí)，不影響后續(xù)的宏塊條解碼。宏塊：宏塊層由宏塊頭加塊層數(shù)據(jù)組成，圖像以亮度數(shù)據(jù)矩陣為基準(zhǔn)分為16X16像素的宏塊，宏塊是進(jìn)行運(yùn)

9、動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕締挝弧Ｒ粋€(gè)宏塊包含4個(gè)8X8的亮度塊，依據(jù)類的不同，一個(gè)宏塊還包含兩個(gè)8X8色度塊（R-Y和B-Y各一個(gè)，4:2:0取樣時(shí)）、四個(gè)8X8色度塊（R-Y和B-Y各兩個(gè)，4:2:2取樣）或八個(gè)8X8色度塊（R-Y和B-Y各四個(gè)，4:4:4取樣時(shí)）。3/73塊：塊是MPEG碼流的最底層，每個(gè)塊是一個(gè)8X8像素的數(shù)據(jù)矩陣。每個(gè)塊中只含有一種信號(hào)元素，即它或是亮度數(shù)據(jù)矩陣，或是某中色度數(shù)據(jù)矩陣。塊是進(jìn)行DCT運(yùn)算的單位，宏塊在進(jìn)行DCT運(yùn)算之前要被分成若干個(gè)塊。4數(shù)字電視系統(tǒng)常用的幾種調(diào)制方式各是什么？說明其調(diào)制意義。答：數(shù)字電視系統(tǒng)常用基本調(diào)制方式有QAM、VSB、QPSK和COFDM等四

10、種。在具體應(yīng)用中，根據(jù)不同的傳輸介質(zhì)，采用了不同的調(diào)制參數(shù)。QAM（QuadratureAmplitudeModulation:正交調(diào)幅；16-QAM：16狀態(tài)/電平正交調(diào)幅）VSB（VestigialSide-Band:殘留邊帶；8-VSB：Trellis-Coded8-LevelVestigialSide-Band:8電平殘留邊帶）QPSK（QuadraturePhase-ShiftKeying:四相/正交移相鍵控，與四狀態(tài)QAM相同）COFDM（CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing:編碼正交頻分復(fù)用）5畫圖說明數(shù)字視頻信號(hào)的發(fā)送和接收實(shí)

11、現(xiàn)過程，并用圖解釋其信源編解碼的實(shí)現(xiàn)過程。圖孔5DVB傳輸系統(tǒng)4/74怡源編碼信源解碼6數(shù)字電視接收機(jī)框圖如下圖所示，說明其工作原理答：電視接收天線接收下來的信號(hào)經(jīng)高頻通道、中頻放大，然后，送至視頻檢波得到模擬信號(hào)。再經(jīng)A/D變換，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送入數(shù)字處理器中，進(jìn)行數(shù)字降噪、數(shù)字輪廓校正、數(shù)字去重影、行頻加倍、去閃爍處理、畫中畫處理等，最后送入D/A變換器中，變成模擬信號(hào)供顯象管顯示。7下圖為萬利達(dá)DVDN980型影碟機(jī)電路原理圖，按照電路中各器件的編號(hào)說明各個(gè)視頻模塊電路的作用，并說明整機(jī)的工作原理和過程。5/75IC20,ilIC7U01IC521)2甄字信號(hào)。故字句服處理'r)

12、T外理口數(shù)信處MPKi2解町林U2I.U24,U25VIDEO©S-VIDEO©單鏡單現(xiàn)電黑般激兆頭糖進(jìn)線圈進(jìn)給電機(jī)I制電機(jī)掾作口小由蹄放大1(2511IC25OIUI6SDRAMUH1匚*機(jī)芯微處理器MJRAM系統(tǒng)控制盤處理器4MBDRAMKtAt與音毅DACAV輸M電路q，l立體聲洲俾強(qiáng)懶出光纖輸出U26IC1IJCI2MICMIC2答：該機(jī)視頻信號(hào)處理電路，由MPEG2解碼器U15(ZiVA-3)、視頻編碼器U31(Bt864)和DRAM存儲(chǔ)器U16、U18等組成。MPEG-2解碼過程如圖所示，由DVD數(shù)字信號(hào)處理電路IC7001輸出的MPEG數(shù)據(jù)流從送入ZiVA-3

13、內(nèi)部的節(jié)目流解碼器，經(jīng)節(jié)目流解碼器后分離出視頻數(shù)據(jù)包和音頻數(shù)據(jù)包。視頻數(shù)據(jù)包送入視頻解碼電路，根據(jù)盤片的不同類型進(jìn)行相應(yīng)的MPEG1/MPEG2解碼，以恢復(fù)成壓縮前的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，并處理成8位YCbCr像素格式，從視頻接口輸出數(shù)字圖像信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)。視頻編碼器該機(jī)視頻編碼器由U31(Bt864)及外圍元件組成(如圖所示)。由ZiVA-3解碼器輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分別被送入Bt864,經(jīng)內(nèi)部PAL/NTSC制式編碼、DAC轉(zhuǎn)換得到復(fù)合視頻信號(hào)或S-視頻信號(hào)，分別輸出到視頻顯示器上。整機(jī)的工作原理和過程：當(dāng)光盤裝載到位后，激光頭識(shí)讀的盤片類型信號(hào)，經(jīng)微處理器IC6201識(shí)別確認(rèn)后，輸出控制信號(hào)

14、至伺服處理IC2001,使其進(jìn)入相應(yīng)的VCD或DVD伺服方式，分別對(duì)主軸和聚焦伺服進(jìn)行控制，激光頭從光盤上讀取的信息，經(jīng)IC5202進(jìn)行RF放大和伺服預(yù)放處理。伺服預(yù)放處理的聚焦、循跡、進(jìn)給與主軸誤差信號(hào)送入IC2001進(jìn)行數(shù)字伺服處理，對(duì)各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行伺服控制，以保證激光頭準(zhǔn)確地讀取光盤的信息。該信息經(jīng)IC5202RF放大后，送入IC7001進(jìn)行解調(diào)處理。對(duì)于播放CD,VCD光盤的數(shù)據(jù)流進(jìn)行EFM解調(diào)與CIRC糾錯(cuò)，處理成CD-ROM格式的數(shù)據(jù)流。對(duì)播放DVD光盤的數(shù)據(jù)流進(jìn)行EFM+解調(diào)與糾錯(cuò)及地區(qū)碼解密，恢復(fù)其DVD光盤格式的本來順序。DVD-ROM格式變換和接口電路將光盤上讀出的數(shù)字信號(hào)按

15、DVD-ROM的格6/76式形成數(shù)據(jù)流，再經(jīng)ECC誤差校正處理電路，由IC7001內(nèi)的ATAPI接口處理成8位數(shù)字信號(hào)，從180、182、184189腳送入MPEG2解碼芯片U15(ZiVA-3),與外掛的兩只16MBSDRAM構(gòu)成解碼電路，在播放DVD光盤時(shí)，可解壓還原成500線以上的視頻數(shù)據(jù)，可解杜比AC3,混成兩聲道輸出，支持DTS數(shù)字輸出，以及杜比前邏輯(Prologic)的數(shù)字多聲道環(huán)繞聲信號(hào)。經(jīng)U15解壓后得到的8位視頻數(shù)據(jù)送入視頻編碼器U31(BT864),經(jīng)U31內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換，PAL/NTSC編碼，從其輸出視頻信號(hào)。8說明數(shù)字電視機(jī)頂盒的組成和工作原理。答：數(shù)字電視機(jī)頂盒的主要工作原理是通過天線或其他介質(zhì)接收各種數(shù)據(jù)信息，然后通過解調(diào)、解復(fù)用、解碼和音視頻編碼，在模擬電視機(jī)上觀看數(shù)字電視節(jié)目和各種數(shù)據(jù)信息。機(jī)頂盒由調(diào)諧器、QAM解調(diào)器、解復(fù)用器、MPEG-2解碼器、PAL視頻編碼器等組成。調(diào)諧器接收來自有線電視網(wǎng)的射頻信號(hào)并變頻為中頻信號(hào)，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)QAM解調(diào)器解調(diào)，輸出包含音、視頻和其他數(shù)據(jù)信息的傳送流,傳送流中一般包含多個(gè)音、視頻流及一些數(shù)據(jù)信息。解復(fù)用模塊接收MPEG傳輸流，從中分離出一個(gè)節(jié)目的PES數(shù)據(jù)，包括視頻PES音頻PES以及數(shù)據(jù)PES。解復(fù)用模塊中包