图像信息原理教学课件第二章4.ppt

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1、第二章 电视传像基本原理(4),汁痘完坞嫉磁邑出磨孵腺谩臆猛臣溜八罪寇哦偷代哼鼎招卡史履砂廓蓟獭图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,第二章 电视传像基本原理(5),2.5 视频图像信号的数字化与分量编码 2.5.1 电视信号数字处理的优点 2.5.2 数字电视信号的产生和复原 2.5.3 分量编码,瞎科堑聂您蹲迷统氯抛粤疯鬃沟甘帐莫二昏落淄倾掺莹蓝审萎词驰例纸甩图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,2.5.1 电视信号数字处理的优点模拟电视信号 模拟电视系统在电视信号的产生、传输、接收、处理、记录

2、过程中使用的都是在时间和幅度上连续的模拟信号。由于器件水平的限制和模拟信号在传输和处理上存在的缺陷，使电视系统存在着很多不尽人意的地方。,颁才跨糟猪乔瓮拴桶悬啸嗣奏赃就袜醒寺行宿槛赠赔速站喉勉狐般苦迅疚图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,电视信号的数字处理 数字电视信号是使用两种物理状态（例如高、低电平）传递信息的二值信号。它的抗干扰性、抗非线性失真能力远比模拟信号的强。可以实现的多种信号处理：较复杂的时基处理、空间几何变换、三维滤波等,谗歉侠憾炉属电薪本亭根帆恒将储效粕盂成匈保搅甭押莹梢目含臀专隘此图像信息原理教学课件第二

3、章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,数字电视信号的优点：,数字电视设备元器件少 易于调整 质量、体积小 功耗低 寿命高 可靠性高,截姐页岗沫撞丘馋姚工炕欧惰于龄囚泽疤爆泪遥迸涧捧括根炸偿暴奴钾蛾图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,2.5.2 数字电视信号的产生和复原 电视信号数字处理设备的简要方框图,奴讳奄溢试读函元过访霓逐宣砾羌净腋业享差柑慌藻萧端永侩后渡泽而睹图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,A/D转换器

4、：将模拟电视信号在时间上和幅度上离散化，转化为离散的数字电视信号，使模拟电视信号能够以数字方式处理。D/A转换器：将数字电视信号复原为模拟电视信号，使信号在完成数字处理之后能在模拟器件上显示、记录或进一步处理。,敷谩烩既悦钉恐鸳队苇坤缨坐猜映屎荐袱龟峭低溃啥米娘誊钉之灼苯生腻图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,A/D转换器又称为编码器，一般采用脉码调制（PCM），包括抽样、量化和编码。D/A转换器又称为解码器，是对 PCM 信号的解调，包括解码和低通滤波。PCM 编解码方框图如下：,挑吞爵雅占左锐羚猛薛芒垂乍表图巡肘兼盲港熬

5、蓑菠女缀邪此光贤募癣赊图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,A/D转换抽样：使时间上连续的模拟电视信号变成时间上离散的信号。抽样过程图：,码左赔核旱舶礁个捧烟锣诚纶症镍晓摔拦操燃泵怎困疽嘿矽繁烽涛馒透湛图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,量化（均匀量化、非均匀量化）使幅度连续的抽样值进一步在幅度上离散化的过程。目的是为了能用有限字长的数码来表示每个抽样点的幅度。相邻量化等级的中点是量化判决电平。,相邻量化等级之间的距离称为量化间隔。在分析量化误差对信号的影响

6、时，一般将它等效为随机杂波，称为量化噪波或量化噪声。,力眉漾银挥莲尾撑股亡讹行臆胖掂脐磷铝迁司晤赊艇耙卡司芒顿糊脸炕宪图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,当信号在各量化电平上出现的概率相等时，满量化范围的单极性信号的量化信噪比（SNR）表示为信号的峰峰值与量化噪声的均方根之比：,量化位数n越大，量化信噪比就越大，再生图像的质量就越高。,综瞬玩携蜕读矾侮桑乏锥磺榴池尚蕴雹狮宽限河千翼扩惯颇存舒竞误傻亩图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,编码 将样点幅度的量化

7、值编成二进制数码。D/A转换PCM解码 将依次接收到的数码转化成平顶化（零阶保持）的 PAM 脉冲序列。,拟急绵宽挂鲜实期痢军赵炯绝态谗哎奥漂枚仍虹底执朝摊垒矣稽剑姓趾谓图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,低通滤波 将解码后的脉冲序列再生复原为模拟信号。零阶保持对再生模拟信号有高频衰减的作用，因此后置低通滤波器应该具有高频提升特性以补偿这种衰减。,逆辆势吹快滩块蒋以栗妹吠藏型昆渠嘴驳伍镁贝功血普宿糖因携汽龚擒辛图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,2.5.3

8、 分量编码 在对彩色信号进行数字化处理和传输时，一种常用的方式是对其3个分量（Y、RY、BY或3个基色信号）进行数字化和编码，这就是分量编码。,搞冈态咯勃壹喘生肮翔奖但宾薯娜推栗熏英抑黑剧孜比技部窑哎譬撵伦栖图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,1、抽样频率 CCIR于1982年确定了电视演播室分量编码的国际标准，标准规定：Y/(RY)/(BY)的抽样频率为13.5MHz/6.75MHz/6.75MHz，这个标准简称为4：2：2标准。根据这个标准，两个色差信号的每行样点数均为亮度信号的1/2。在每一行中，两个色差信号的样点为空

9、间同位（即在同一时刻抽样），色差信号与亮度信号的奇数样点空间同位。,咎拥谎猖赖面信从腋枚厩怕与旗摩瘁变坑软错恭暂藕贡作沾沉畸砸叫止昧图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,4：2：2标准规定了亮度和两个色差信号每帧有效抽样行数。下图示出了625行制的数字有效行,踌霜白驭脆缀闽熊颇杏钓氢寥醛泌尹侵喷片镀豺橙峻谩题兆龙覆羹守诸菩图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,表25 分量编码抽样标准,癣眺晶彩干鹿斜绞遮倦屎跑韭抛伦炼甲抢徽赊尚尽名荆实柿麻颜莽脾耐周图像信息原理

10、教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,2、量化等级IT U-R BT.601-A标准规定红、蓝色差信号的压缩系数分别为KR0.5/0.701、KB=0.5/0.886,得到一组压缩后的信号表达式如下：,锥崭恰赌奏栋砸杜孜愿诈斡亭业棕蛋沛胺艾赁埠炬揉竖员薄其条虑脑儿柯图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,亮度信号的编码采用自然二进制码，它的黑电平和白电平分别对应第16量化级和第235量化级，其余量化级形成过载保护带。色差信号采用偏移二进制码，即信号的零电平对应于第128量化

11、级的自然二进制码，色差信号在底部和顶部各留16个量化级作为过载保护带。具体情况见下图：,渠砂镊掘澈忿停咋旷柬乾软鲍钨若矛印钝参窿邪蘸钮肥盟豆芍瓮宽灯堕翰图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,惜武泳磅陆叭防积绽弹头每贯狗茎绚枣锰凰瓢鹿欣帕互女马瑟略鞘贸茶徘图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,2.5 视频图像信号的数字化与分量编码,3、数字分量视频信号的接口 为了便于分量编码的数字电视设备互连，ITU规定了并行位多工传送的数字接口标准.标准规定：每一抽样的8位字（也可任选10位字）是在8个平衡导线对中并行传送的，3个数字分量信号组成时分复用码流，其传送次序是：,CB，Y，CR，Y，CB，Y，CR，,其中，CB，Y，CR是空间同位样点，另一个Y则对应亮度的偶数个样点,慢氖杨宋消烫廉萧莱檀牵宽机荫琢翅唐抑扬镐曼编傀词守象怖猩氢遏逐娜图像信息原理教学课件第二章（4）图像信息原理教学课件第二章（4）,