《信号处理技术》PPT课件.ppt

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1、信号处理技术,认识演示系统,音频与视频的基本知识,目 的,提供视频系统的结构需要叙述信号功能与它不同的原理叙述不同的部件与它的功能解释线缆对信号传输的引响提议数种补偿或克服类似的问题,视频信号与格式,视频信号的分层频率与分辨率 模拟与数码SDI信号DVI信号HDTV信号连接器与连接种类,视频系统部件,接口与其操作功能分配放大器与其操作功能切换器与其操作功能矩阵切换器与其操作功能信号处理器,信号的传输,信号衰退电频/峰值带宽双绞线产品光导纤维术,视频信号与格式,视频信号与格式,视频信号的分层频率与分辨率 模拟与数码SDI信号DVI信号HDTV信号连接器与连接种类,视频信号的分层,视频信号的标准,

2、National Television Standards Committee(NTSC)日本与北美洲(4.43&3.58)Phase Alternating Line(PAL)亚洲，英国，欧洲 SEquential Couleur Avec Memoire(SECAM)法国与苏联ATSC(Advanced Television Standards Committee)未来电视广播-HDTV17种不同标准,PAL制式信号,开始于1967扫描625 线，50 赫兹，隔行扫描色调较均匀和稳定彩色副调频:4.43 兆赫兹24种不同PAL标准,回顾视频格式,RGBHV=五芯线RGBs=四芯线RGsB/

3、RsGsBs=三芯线分量视频=三芯线S-视频(Y/C)=双芯线复合视频=单芯线射频(RF),译码,编码,为什么会有不同视频格式的存在？,不同视频系统的需求在小空间传输相似信号图像必须有锐度更好的彩色更多分辨率（解析度）“带宽”限制,处理法 高至低,RGB 和同步信号复合成一个信号 编码（ENCODE）,处理法 低至高,一个信号分离成RGB 与同步信号 译码（DECODE）,RGBHV 是.,全部视频信号的基本元素RGB 代表彩色信息HV 代表同步信号水平垂直,REDGREENBLUE,什么是同步？,是定时脉冲，确保每一个讯息准确地放映在正确的位置 水平频率代表每一秒形成的线条种数千赫兹/秒，4

4、8.1千赫兹垂直频率代表每一秒形成的画面次数赫兹/秒，60赫兹,视频信号的五个元素,象素讯息红绿 蓝位置 水平同步垂直同步,使用F型插座式连接器,最低质量视频格式 射频信号,电视频道有线电视，无线电视频道带宽会限制图像质量包括视频信号音频信号环绕立体音响字幕大约有70播道在一个模拟广播视频系统,稍微好些 复合视频信号,比射频信号稍微好些独一视频图像所有视频讯息将通过单芯线传输RGBHV 信号全部复合在一起最普遍的视频格式问题 彩色失误细节低,S-视频信号(或称 Y/C),质量胜过于复合视频信号用于S-视频信号的4-针微型DIN插座或 BNC 端口(共二端)一芯带亮度(Y)一芯带色度(C)彩色较

5、纯净，无色度蠕动现象 色度与亮度分离,分量视频信号,三芯线:Y,R-Y,B-Y 元件YUVY Pr PbYRBY Cr Cb减色系统无色彩调节遍用在HDTV设备,RGBHV 信号是.,全基本视频元素已被分隔不需编码或译码,5-芯线最好!,RGB 同步种类,有多种方式传输同步信号RGBHV-分离水平与垂直同步VGA 计算计标准输出RGBS-复合同步旧产品RGsB-绿带同步SUN,SGI,工作站系统RsGsBs-红绿蓝带同步SGI 工作站,回顾信号的处理,译码矩阵,Y/C复合器,用那一类信号？,DVD Player,Composite,YC,YUV,LCD Projector,Composite,

6、YC,RGB,回顾信号的处理,RGBHV 信号=五芯线RGBS信号=四芯线RGsB和RsGsBs信号=三芯线分量视频=三芯线S-视频信号=双芯线复合视频信号=单芯线射频(RF),译码,编码,任何一方,频率与分辨率,数字为代表,数字代表了什么？（实例）,分辨率（解析度）1024 x 768映幕中的象素数量垂直频率60 赫兹每一秒形成的画面次数水平频率48.1 千赫兹每一秒形成的线条种数视频信号频率70.8 兆赫兹每一秒形成的象素数量,分辨率（解析度）1024 x 768,象素,1024 x 768,计算机分辨率（解析度）,在摄影界，线条就是代表垂直线内的象素数,在电脑界，线条总是代表水平线,注意

7、,直线,垂直频率 60 赫兹,代表每秒形成的画面次数或称更新速率更高速度等于更少摇曳动画面显得更平滑减少眼睛废神,水平频率 48.1 千赫兹,代表每秒形成的线条种数每画条横线需要多长时间呢?更高速率表示图象更清晰计算法(实际线条解析度)乘(更新速率)(801线条)乘(60赫兹)等于 48.1千赫兹,视频频率 70.8 兆赫兹,每一秒形成的象素数量或称；信号频率视频带宽频率越高，更多细节正确测量图像品质的“可能性”象素x画线x更新速率难度是把原来的图像准确地复制出来设备必须能够准确地复制每一个象素数一到十，加速，再加速有什么问题发生？,视频系统的概要,复制图像尽量地复制原有的准确图像越准确，分辨

8、率（解析度）就越多尽量传输越多细节多细节表示频率更高，准确地复制图像难度更高必须在其中找出解决方案,逐行扫描,所有的线是顺序而发,1-2-3-4-5-6-,隔行扫描,传输多象素:先传输图像的第一半，再传输另一半把图像分隔一半单数线，双数线叫着隔行分离如扫描得快，肉眼分辨不出不同当图像越大，那肉眼就能够分辨出不同闪动与线之间的空间就显出来隔行分离出现图像失真斜线或曲图出现梯形,隔行扫描,把电视图像（帧）分别两个场单场双场有更多线的感觉,分辨率(解析度)对更新帧率,分配视频信号,模拟或数码,什么是模拟?,可变波形强度与频率会有波形变化,模拟的问题,信号的变化若电平有变动,信号就没有参考价值不受噪音

9、干扰系统不能够分辩出信号与杂音复制复制不能够相等,什么是数码?,每一脉搏是个别的,完全有用的信号不同在:频率比特长度文字长度,数码的问题,有悬壁效果信号能够操作或不能操作有信号 有信号 有信号 信号停止操作!不能够预知离悬壁多近,除非有复杂的测试仪器重新编理信号会是:昂贵复杂加重处理仪与记忆库负担,数码的优点,信号复制所有的复制都会一致没有”世代化”的遗失轻易地隔绝噪音内设错误修改系统已知”比特”将能够重新编理与更正所有信号,为什么不能完全数码?,我们还在模拟世界但现在正转变中问题发生在模拟与数码之间的处理 模拟至数码与数码的转换数码系统只能代表单位 1,2,3,4怎样显示2?举例,以英语菜单

10、.翻译成日语然后再译回英语是否与先前的一样?,数码信号的种类,USB(Universal Serial Bus),替代串型连接连接方式的新设计:鼠标,键盘,扫描机,打印机,数码照像机,MP3 机,等通常是低速写高达12 MB/s新型USB 2.0 高达460 MB/s计算机(主)至部件通讯必须与计算机并用中距离 最长达十米(30尺),Firewire,IEEE 1394Firewire是Apple corporation注册的名称.Sony称“I-link”是“消费者”标准的“高速写”数码调动最快速写如今大概在400 MB/s最快速写标准在800 MB/s1394B型号会最终在较高速写部件与部

11、件通讯不需要计算机中距离 最长达十米（30尺）低分辨率,DV 信号被压缩成5 至 1 给于Firewire用,SDI(Serial Digital Interface),传输方式之一“广播品质”视频分量,复合长距离传输与EXTRON SHR线配合,传输距离长达1000尺高档应用装配广播,制作,后制作,HD-SDI,传输方式之一“广播品质”HDTV 数码化分量,720P,1080i,1080P稍后分解长距离传输与EXTRON SHR线配合,传输长达300尺广播与电子映院而已,DVI(Digital Visual Interface),传输方式之一,最完美的计算机视频画面XGA,SXGA,等超短传

12、输距离在无复合式产品/电线下,传输达五米（15尺）内距离台面应用设计设计并非围绕于安装超市手提式示范市场的理想格式微型手提式投影仪与笔记本相连接,为什么?,怎样操作?,好!我就输出您要的分辨率!,喂!请告诉我您的分辨率?,监视器没有附带处理器,无调整图像功能,1024 x 768,TMDS,Transition-Minimized Differential-Signaling视频信号传输方式之一Silicon Image Inc发行注册称为Panel Link只能够传输5米或15尺,DVI 连接器,更多好处!附带模拟信号传输旧式CRT监视器还能够连接使用连接器种类29 针数码与模拟24 针唯有

13、数码,DVI-I,DVI-D,M-1 插座式连接器,有些投影仪厂家使用另一种连接器 名称为 M-1.同样的根据 Molex MicroCross 所用的DVI.多出6 针连接 怎样使用?USB?Infocus品牌,DVI M-1,长距离传输的克服,线缆25,50 and 75 线缆特别金属设计发射器/接收器（一对）允许五十米（150）至一百米（330）同轴线缆传输数码信号,9700系列线缆,DDTX/RX,分配传输的克服,D2 DA4一输入,四输出分配放大器在所定的特殊情形下操作只能够与一台显示器联系应用分辨率与更新率必须一样!不同的型号也许不能够一起应用显示器(不同型号与产家)分辩率,科技发

14、展“接口”,DVI-RGB 100转换数码DVI 至模拟 RGBHV与图像卡互相联系,获取正确的分辨率当信号是模拟,没有回头路,HDTV,概观,什么是HDTV?,高分辨率更多细节阔映幕16:9模拟或数码多数是数码分配,纵横对比率,1.33:1NTSC,PAL1.78:1HDTV,2.35:1宽银幕电影1.85:1大部份现代电影,1.33:1,纵横对比率,1.78:1,1.85:1,2.35:1,在那里看得到?,环绕着空间国内传播,无线电台传播与接收欧,美,澳与日多种播放部件计算机硬盘录像机广播录像机“有趣”计算机设备“有趣”录像机设备tape setups,有那几种标准?,三种为主标准720

15、PABC,FOX1080iCBS,NBC1080P记录库与剪辑室ATSC 规定的标准17 种标准,720P,1280 象素x 720线逐行扫描,60 赫兹更新率.水平频率大概在45 千赫兹总信号频率(带宽)大概在40 兆赫兹最受偏爱的格式因为是逐行扫描没有分行隔离线的图像偏差较少处理信号,720P,1280,720,1080i,1920 象素x 1080线分行隔离扫描,30 Hz更新率.水平频率大概在33.75 千赫兹总信号频率(带宽)大概在40 兆赫兹最受偏爱的格式因为有较高分辨率更多图像细节比起胶片影像,获得更高准确率较易处理转变成高分辨率,1080i,1920,1080,1080P,19

16、20 象素 x 1080 象素逐行扫描,30 Hz更新率或24帧给胶片影像转换称 1080P 24水平频率大概在 90 千赫兹总信号频率(带宽)大概在 80 兆赫兹最受偏爱的格式因为有高分辨率更多图像细节多数用在剪辑室与录像储藏室,480P 和 576P,不是HDTV!只是NTSC/PAL的逐行扫描型720 x 480 x 59.94 赫兹720 x 576 x 50 赫兹4:3 纵横对比只在高档的DVD 机才有逐行DVD 机,连接器与连接法,插座式连接器,视频F-型 RCABNCS-视频计算机15 针D-SUBMac15 针HDVGA13W3多BNCsDVI,低分辨率视频连接,RCA压轴连接

17、音频与视频连接应用非平衡音频家庭式视频Mini-DinS-视频(四 针)亮度色度,SCART 连接,二十一针连接器连接 VCRs,DVDs,电视机,Satellite接收器 SCART连接器提供给双方向连接音频与复合视频信号 多方向RGB 视频信号调控功能，允许电视机控制VCR机或VCR机控制电视机 一条SCART线缆把两件A/V 产品连接一起使用信号可以RGB(无同步)与复合视频解码给同步S-视频阅读说明书寻查正确的格式,普遍计算机连接器,15 针HDVGA 器与DB 9 连接器的壳并用 普遍用于计算机市场连接包含RGBHV 讯息与其它应用五个信号线(RGBHV)三个地线(回路)五个ID比特

18、/DDC线(Display Data Channel),普遍计算机连接器,十五 针D-SUB15 针连接器用于连接普遍在旧Apple 计算机阶层,工作站,13W313 针连接器内有3 sub-mini 同轴连接Sun 工作站SGI 工作站绘图工作站,为什么BNC 连接器?,BNC 连接器 Bayonet N type CompactBritish Naval ConnectorBayonet-Neill-ConcelmanBig Nose Charlie?Cylindrical bayonet(漩转-锁定)连接器 给予稳固锁紧连接器 不易无故松脱 优电导,问题,回顾,分辨率与频率有什么不同?那

19、一个视频连接器是最普遍应用?那一种高分辩率视频格式不是HDTV?DVI最主要的好处是什么?所有的讯息结合在一起的视频信号称为什么?,EXTRON视频系统部件,所有配件与功能,视频系统部件,接口分配放大器切换器矩阵切换器信号处理器双绞线收发机电缆,信号处理器,转换信号格式,频率和其它.,信号处理器,格式编码器朝上转换器朝下转换器格式转换器多视窗处理器,格式编码器,对输入信号进行格式编码转换复合视频至S-视频,或至分量视频S-视频至复合视频制式转换器模拟至数码,或数码至模拟DVI至RGBHVSDI至分量视频HDSDI至RGBHV,格式编码器,每款型号均不同不一样的编码器采样高低对于如何设计一个良好

20、的系统是相当重要的,朝上转换器或图象解析度转换器,把隔行扫描信号输入转换成逐行扫描RGBHV信号不同的是在质量处理外套处理对内置处理许多产商许多特点类似；视频至VGA 转换器，倍线器，三倍线器，四倍线器,朝下转换器或扫描转换器,接受高解析度的计算机信号输出低分辨率的视频信号NTSC 制式PAL 制式视频系统中不可缺少的一台装备应许计算机信号容入现有的“视频”系统里视频会议录影传播处理过的画面将逊色于原来的画面,贯通转换器,从一个解析度转换成另一个解析度限制于产品技术规格内输入VGA 输出XGA输入XGA 输出VGA采用扫描转换器与图象解析度转换器技术,贯通格式转换器,逐渐被受到重视的视频工具使

21、信号兼容性问题减到最低原本将被淘汰的投影仪再度使用,多视窗处理器,一台拥有多种先进技术的盒子多视窗功能 如画中画画面控制 方位，大小，色度，采色度，亮度，对比度等等 适用于视频会议，可同时观览多屏画面文档摄像机,扫描转换过的计算机信号和演讲者的镜头功能极强的长矩离通讯工具,多视窗处理器,MVP 104GX,双绞线产品,发射机和接收机,双绞线产品,以双绞线取代传统的同轴线缆发射机设置在双绞线的前端接收机则设置在尾端可重用原在建筑内的双绞线在有限的电缆管道也能传输信号适用于现有双绞线的敷设的环境应许长距离信号传输减少信号衰退无法与网络系统共用!,双绞线的安装,Cat 5e/6 线缆可能以备有,电缆

22、,电缆,Bulk 电缆,RG59视频电缆，“视频”应用RG6视频电缆，用于高性能需求SDIHD-SDISatellite,Bulk 电缆,音频/控制 电缆适用于发送控制信号或作为音频连接使用填充 和 非填充版本STP 20-用于更长距离(20 gauge)单根有一对线和一根地/导线两根有两对线和一根地/导线STP 22-用于常规传输(22 gauge)单根有一对线和一根地/导线两根有两对线和一根地/导线,Bulk 电缆,音响电缆所有都有填充版本.非填充版本可有16 和 18 gaugeSPK 14 填充型 1000非常高的能力(subs)或长距离传输SPK 16 1000SPK 18 1000

23、,电缆附件,CSR 6,螺丝锁定器到RCA适配器5-针螺丝锁定器 插座输入 或 输出2 个RCA插座输入 或 输出6 英寸长电缆部件号26-575-01,13W3 适配器 和 配件,13W3 适配器13W3F-VGAM 13W3M-VGAF13W3 配件13W3M-VGAM包括6英尺输入适配电缆和6英尺监视器适配电缆,VGA 电缆新功能,增加 第9针通过+5VDC,兼容VESA DDC标准的图形卡,版本 3用于P/2 DA2xi 和 P/2 DA2xi MT，它们可以通过第9针供电(无需外部电源),钢制压缩工具,替代现有的铝制压缩工具适配器不分开卖相同部件号100-181-01,金适配器,银 适配器,RCA 和 F 型 压缩型连接器,2种不同尺寸RG59/HR 红RG6/SHR 绿镀 镍/金压缩时需要银/金适配器,