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关于广播电视类论文范文,与迈向数字化的广播电视技术相关论文格式模板
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[关 键 词]数字化；信号；技术
随着广播电视新科技的发展,迎来了现代广播电视技术和设备全面更新换代的新时代,实现广播电视技术的数字化,以成为当前广播电视技术发展的主流.作为广播电视行业的技术人员,为了适应这个行业的潮流,对于这方面知识的学习是十分必要的.
一、电视视频信号的数字化
数字信号的特点是代表信息的物理量以一系列数据组来表示,它的主要特征表现为离散性.数字信号具有许多优点,首先是信号抗干扰能力强,数字信号经过处理、传输,干扰杂波不会积累.它的另一个优点是便于存储、延迟和变换.通过改变存储器的读出顺序,又可以在空间坐标轴上对数字信号实现各种空间变换.
模拟电视信号数字化的步骤主要包括取样、量化和编码三部分.根据奈奎斯特定理,取样频率必须大于信号带宽的二倍,才能从取样信号中完全恢复原信号.对于PAL制电视信号进行数字化时的取样频率通常采用彩色副载波的四倍.取样频率必须与副载波连锁,这是为了避免因差拍而产生干扰,从而增加复原图像的噪声.通过取样,把模拟电视信号变为时间轴上离散的脉冲信号.这些脉冲信号的幅度仍是模拟的,因此还必须对模拟幅度进行离散化处理,才能用数码表示其幅度值.这种对幅度值进行分级,并按每级进行舍零取整的过程叫做量化.把量化后的信号,转化成数字编码脉冲,这一过程被称为编码.然后用n个比特的二进制来表示已经量化了的取样值.每一个二进制数字字节对应一个量化值,再经过排列后得到由二值脉冲组成的数字信息流.这一串数字信息流在D/A转换中,通过相反的过程,重新组成原来的取样值,再通过低通滤波器恢复原信号.
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通过A/D转换而获得脉冲串的频率等于取样频率与量化比特数的乘积,被称为传输数字信号的数码率.如PAL制的电视信号设取样频率为4倍彩色副载波即17.72MHz,量化比特数为8,则编码后的数码率为17.72×8等于141.76Mbps,显然取样频率越高,量化比特数越大.数码率越高,所需要传输设施的带宽则越宽,数字信号在通道传输或处理中会产生数据丢失或错误,因此必须压缩数码率,才能实现数字信号的处理与传输.
二、电视音频信号的数字化
在电视系统中,声音与图像是同时传送的,所以实现数字化是还应当考虑对声音信号的数字化.声音信号A/D转化相似,也包括取样、量化和编码三部分.但由于声音信号的带宽,动态范围及信杂比的要求等与图像信号相比有很大的区别,所以声音信号的取样频率标准及量化电平数均与图像信号不同.另外,对于电视伴音,由于在与视频单通道传输时采用了时分复用方式,故在选择声音的取样频率参数时,还应考虑与图像信号的扫描行频、场频的取样频率的关系.
在一定的取样频率的情况下,基带宽度过大,将会造成频谱重叠,也就是基带中的部分频率与取样频率的边带波有交错的现象.交错现象将使还原后的模拟音频信号听起来十分不悦耳.因此音频信号取样频率&#
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三、数字信号的数码率压缩
电视信号经数字化后数码率太高,如不加压缩,一个通道将占100多兆赫的带宽.因此必须压缩电视信号的数码率.电视信号源的信息量之所以能够被压缩,主要是由于它存在冗余度.如行、场的逆程,多余的垂直分辨力,相邻像素和相邻行之间的相关性等.也就是说取出一个样值后,也包含了下一个样值,以及以后一些样值的相关信息,减少随后各样值的不确定性.
压缩编码的主要途径是利用相关特性,去除冗余信息以提高熵值,达到数码率压缩的目的.压缩的主要方式是去除冗余,即除去数据中那些与信息无关的或对图像质量影响不大的多余部分.图像信号中的冗余主要有以下几个方面.
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﹙一﹚空间相关冗余
一幅图像是由数十万个像素组成,相邻两个甚及几个像素之间一般存在相关性.由于这种空间的相关性,在传送这些信息时会出现连续传送许多数据的情况,这显然是不必要的冗余,称为空间相关冗余.
﹙二﹚时间相关冗余
电视是利用人眼的视觉惰性,而借助于快速传送相关画面的方式来再现活动图像的.以PAL制为例,每秒传送25帧图像,相邻两幅图像的间隔时间为40ns.对于一幅活动的画面,除了图像中存在局部活动的内容外,其背景是不变的.这种相邻画面之间的相关性,称为时间相关冗余.
﹙三﹚结构相关冗余
在同一幅图像中,除了相邻像素之间存在相关性外,画面中的许多结构存在着一定的规律.例如：人的面部和身体存在对称性,太阳是圆的,海平面是平的.楼房多为长方形等等,这些结构上的规律性也会使信息量减少,通常程为结构相关冗余.
﹙四﹚人眼视觉冗余
人眼的视觉效果是图像质量的最直接的检验标准.无论是模拟图像信号还是数字图像信号,在进行处理或变换时都把视觉效果作为依据.对于人眼难以识别的信息均可省去,这些多余部分称为视觉冗余.
四、基带数字信号的调制
已经编码的基带数字信号可以直接进行传送,但由于数字基带信号中常带有丰富的低频分量,不宜于通过常有的传输信道.因此大都采用数字调制系统以适应传输信道,要求有更高的频谱范围.数字调制是调制信号为离散数字型的正弦波调制.常用调制方式有移相键控PSK,由于移相键控的抗噪声能力强和所占频带较窄,因此数字设备普遍采用此调制方法.另一种方式是正交幅度调制QAM,它是对载波的振幅和相位同时进行数字调制的一种复合调制方式.QAM频带利用率高,用调制度较高的QAM可在高质量接收条件下,大幅度地压缩传输带宽.
（编辑/李舶）
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