2017数字电视复习题..

一．名词解释1

1.像素：组成画面的细小单元称为像素。

2.图象帧：电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，或称为

传送了一帧

3.扫描：将组成一帧图象的像素，按顺序转换成电信号的过程称为扫描

https://www.360docs.net/doc/3a3884384.html,Ds ：CCDs是一个电子器件,它在一个芯片里把光转换成电荷. 这个电荷被数字化并

以图像文件的格式存储在电脑上.

5.逐行扫描：是指在图像上从上到下一行紧跟着一行的扫描方式

6.隔行扫描：方式是将一幅（一帧）电视画面分两场扫描

7.奇数场：隔行扫描方式是将一幅（一帧）电视画面分两场扫描，第一场扫描1，3，5，

7……等奇数行，构成奇数行光栅，称为奇数场；

8.偶数场：第二场扫描2，4，6，8……偶数行，称为偶数场。两场光栅重现图像时精确

镶嵌，构成一幅完整画面。

9.单色光：单一波长的光称为单色光

10.复合光：两种或两种以上波长的光称为复合光。

11.谱色光：太阳的白光中包含了所有的可见光，一组按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序

排列的连续光谱。这种单一波长的色光也称谱色光

12.绝对黑体：是指既不反射光、也不透射光，而完全吸收入射光的物体，被加热时的电磁

波辐射波谱仅由温度决定。

13.色温：当绝对黑体在某一特定绝对温度下，所辐射的光谱与某光源的光谱具有相同的

特性时，则绝对黑体的这一特定温度就定义为该光源的色温，单位以K表示

14. C 光源：相当于白天的自然光。色温为6800K。C光源的光偏蓝色。它被选作为NTSC

制彩色电视系统的标准白光源

15.D光源：相当于白天平均照明光。因其色温为6500 K，故又称D65光源。PAL制彩色

电视系统的标准白光源。

16. E 光源：是一种理想的等能量的白光源，其色温为5500 K

17.彩色三要素：亮度、色调、色饱和度

18.亮度：彩色光作用于人眼引起明暗程度的感觉，用Y表示；亮度与色光的能量及波

长有关

19.色调：彩色光的颜色类别。彩色光的色调，彩色物体的色调

20.饱和度：颜色的深浅程度

21.基色光：三种不同颜色的单色光按一定比例混合就可以得到自然界中绝大多数色彩，具

有这种特性的三个单色光叫基色光

22.三基色：三种不同颜色的单色光按一定比例混合就可以得到自然界中绝大多数色彩，具

有这种特性的三个单色光叫基色光，对应的三种颜色称三基色。

23.块匹配法：把图像分成若干子块，设子块图像是由N×N个像素组成的像块,并假设一

个像块内的所有像素作一致的平移运动，块匹配法中，需要选择几个重要参数，如估值块大小、搜索窗口大小、最佳匹配准则和和快速搜索法等。

24.临界闪烁频率：对于一个亮的和一个暗的时相组成的一个周期的断续光，当频率低时，

观察者看到的是一系列的闪光：当频率增加时，变为粗闪、细闪；直到闪光增加到某一频率，人眼看到的不再是闪光，而是一种固定或连续的光。这个频率就叫做闪光融合频率或临界闪烁频率，简称CFF，是人眼对光刺激时间分辨能力的指标。

25.PAL制与NTSC的亮度方程式：PAL制延用了NTSC的亮度方程式。

Y11

B

R

G

0+

.

=

3

+

59

.

.

二．简答题：

1.隔行扫描解决带宽与闪烁感及清晰度的矛盾

答：场频fV为50Hz ，帧频却为25Hz，图像信号的带宽仅为逐行扫描的一半，大约为

5.5MHz左右，所以我国规定视频信号带宽按照6MHz分析计算，若采用逐行扫描的话，

帧频与场频相等。电视图像信号的最高频率约为11～12MMz

2.等离子体及基本工作原理

答：所谓等离子体（plasma），是指正负电荷共存，处于电中性的放电气体的状态。等离子体显示板（plasma display panel）是利用等离子体放电发光进行显示的平面显示板，它可以看成是由数百万个微小荧光灯并排构成的。

①气体放电过程。

利用惰性气体在外加电信号的作用下产生放电，使原子受激而跃迁，发出真空紫外线。

②荧光粉发光过程。

利用气体放电琐事、产生的紫外线，激发光致荧光粉发射可见光。

3.三基色原理

答：A. 三基色必须是相互独立的产生。即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而得到。

B. 自然界中的大多数颜色，都可以用三基色按一定比例混合得到；或者说中的大多数

颜色都可以分解为三基色。

C. 三个基色的混合比例，决定了混合色的色调和饱和度。

D. 混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的亮度之和

4.PAL制逐行倒相克服相位失真的原理

答： PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理，可用彩色予以说明。矢量图2-23

图中Fn表示第n行的色度矢量，Fn+1表示n+1行的色度矢量。由于行相关，可以认为它们的颜色相同。则矢量Fn和Fn+1的U分量相等，V分量绝对值相等、相位相反，即以U 轴对称。

如果传输过程中无相位失真，在接收端解调时，第n+1行用-coswSCt加入V同步解调器，等效于使Fn+1行的相位由-a变为a，回到Fn位置，可正确地恢复出色差信号，即不产生色调失真如图2-23（a）

所示。

如若Fn发生相位失真，使Fn向逆时针方向转动一个Dj相位，移到F￠n处，由于相两行相位失真可认为基本一样，所以Fn+1也逆时针方向转动一个Dj相位，移到F￠n+1处，见图2-23（b）。

接收机本应收到Fn和Fn+1，因失真实际收到的是F￠n和F￠n+1，接收机解调电路将倒相行的F￠n+1返回到第一象限，相当于F￠￠n+1的位置，而F￠n在解调中其矢量位置不变。由图2-23（b）。

可见，F￠n与F￠￠n+1合成的色度信号矢量F￠的相位与不失真的F矢量相位一致，只是矢量长度较原来有所变化（变短）。这说明由于相位失真仅引起饱和度下降，但色调不变。

5.标准清晰度数字电视演播室标准的主要指标有那些？

答：(1) 提高图像的空间分解力。

(2)

(3) 提高图像的宽高比，画面宽高比为16∶9更符合人眼的视觉特性，视野宽，临场

感强。

(4) 展宽色域，提高电视色彩的感染力。

(5)HDTV应有高质量的环绕立体声，至少有4路数字伴音通道，伴音带宽应达20kHz

6.运动补偿原理

答：运动补偿方法首先将图像向划分成若干个块，分别对每个块进行运动补偿。其过程为：首先在参照帧中搜索当前块的匹配块。将当前块于参考帧特定搜索区域中（一般是以当前块的位置为中心的一片区域）所有块进行比较，找到相减后残差能量最小的块作为最佳匹配块。这个过程称为运动估计。之后，将最佳匹配块作为当前块的参照块，当前块减去参照块得到相应的残差块。此过程被称作运动补偿。对残差块进行编码和传输，同时运动向量（当前块和参照块之间的相对位置）也被编码和传输。

7.DCT压缩原理

答：DCT是变换编码中的典型代表，其基本思想是将图像信号从空间域变换到DCT域，在变换过程中保持原始信号熵和能量不变，而使DCT域系数相关性减弱，之后再对DCT 域系数进行量化和编码，从而实现压缩。

8.我国数字高清晰度电视演播室标准的主要参数是什么?

答：1) 1080/50i：一帧的有效扫描行数为1080，总行数为1125，

场频为50Hz，隔行扫描，行频为28125Hz，

取样频率：Y为74.25MHz(2.25Mz的33倍)，CR、CB为37.125MHz。

每行的总样点数：Y为2640，CR、CB为1320。

每行的有效样点数为1920，CR、CB为960。

编码格式：线性，8bit或10bit/分量。

2)1080/24P ：一帧的有效扫描行数为1080，总行数为1125，

帧频为24 Hz，逐行扫描，行频为27000Hz，

取样频率：Y为74.25MHz，CR、CB为37.125MHz。

每行的总样点数：Y为2750，CR、CB为1375，

每行有效样点数：Y为1920 ，CR、CB为960。

编码格式：线性，8bit或10bit/分量。

9.在无压缩的数字电视信号中存在哪几种类型的冗余，具体各是什么意义?

答：空间冗余：空间冗余编码也常常被称为帧内压缩或空间压缩，仅仅考虑本帧内的数

时间冗余：图像序列中两幅相邻的图像之间有着较大的相关，这就表现为画面之间的时间相关性，这种相关性也可称为时间冗余度

结构冗余：图像中物体表面纹理等结构存在冗余

知识冗余：图像的理解与某些基础知识有关。例:人脸的图像有同样的结构：嘴的上方

视觉冗余：人类的视觉系统对图像场的敏感性是非均匀和非线性的。对亮度变化敏感，而对色度的变化相对不敏感；在高亮度区，人眼对亮度变化敏感度下降；对物体边缘敏感，内部区域相对不敏感；对整体结构敏感，而对内部细节相对不敏感。可以根据这些视觉特性对图像信息进行取舍，

10.图像压缩编码的方法有哪几种类型?

答：一类是无损压缩，又称为可逆编码(Reversible Coding)。

另一类是有损压缩，又称不可逆压缩(Non-Reversible Coding)。

11.在预测编码中引起图像失真的主要原因是什么?

答：预测量化器带来的量化误差

12.二维8X8DCT变换系数的空间频率分布和能量分布如何?

答：最左上角对应于图像块的平均亮度，称为DC系数，其余的63个系数称为交流AC 系数，从左向右表示水平空间频率增加的方向，从上向下表示垂直空间频率增加的方向。

变换系数块中的能量分布非常不均匀，主要集中在左上角低频区，其中直流系数具有最大值，而在高频区域大部分的系数大部分都很小。

13.简述MPEG—l和MPEG-2的区别

答：MPEG-2的基本结构与MPEG-1完全相同，但MPEG-2建议在MPEG-1基础上作了重要扩展和改进

14.简述I，B和P图像的编码原理

答：I帧是只使用本帧内的数据进行编码的图像，即只对本帧内的图像块进行DCT变换、量化和熵编码等压缩处理。P帧是根据前面最靠近的I帧或P帧作为参考帧进行前向预测编码的图像。B帧是根据一个过去的参考帧和一个将来的参考帧进行双向预测的编码图像。其参考帧可以是I帧或P帧

15.信道编码的作用和一殷要求是什么?有哪几种信道模型?

答：信道编码的主要目的是提高数字电视系统的抗干扰能力，以使得在传输通道中存在各种干扰因素场合下接收端仍有良好的正确接收能力，获得应有的高质量图像和声音。

信道编码一般有下列要求：

(1)增加尽可能少的数据率而可获得较强的检错和纠错能力，即编码效率高，抗干扰能

力强；

(2)对数字信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输的数字信号内容没有任何限制；

(3)传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性；

(4)编码信号内包含有正确的数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确地解码；

(5)编码的数字信号具有适当的电平范围；

(6)发生误码时，误码的扩散蔓延小

最主要的可概括为两点。

其一，附加一些数据信息以实现最大的检错纠错能力，这就涉及到差错控制编码原理和特性。

其二，数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特性，以求信号能量经由通道传输时损失最小，因此有利于载波噪声比(载噪比，C/N)高，发生误码的可能性小。

信道模型

(1) 随机信道

(2) 突发信道

(3) 混合信道

16.差错控制编码的作用是什么?有哪几种检错纠错方式?前向纠锗码有怎样的分类

答：作用：消除误码造成接收端获得的信息发生差错的影响

1.反馈重发(ARQ，自动重发请求)方式

2.前向纠错(FEC)方式：内码交织、内码Viterbi编码、外码交织、外码RS编码

3.混合纠错(HEC)方式

17.试解释名词：信息码元和监督码元；许用码组和禁用码组；最小码距。

答：信息码元又称信息序列或信息位，是发送端由信源编码给出的信息数据比特。以k 个码元为一个码组时，在二元码情况下，总共可有2k个不同的信息码组。信道编码后总码长为n的不同码组值可有2n个。其中，发送的信息码组有2k个，通常称之为许用码组，其余的(2n一2k)个码组不予传送，称之为禁用码组。最小码距：在码字集合中全体码字之间距离的最小数值。纠错码的抗干扰能力完全取决于许用码字之间的距离，最小码距d0的大小与信道编解码检错纠错能力密切相关

18.何谓汉明码、扩展汉明码和缩短汉明码?

答：汉明码是用于纠一位错误的线性分组码。

扩展汉明码汉明码如果再加上一位对所有码元都进行校验的监督位，则监督码元由m增至m + 1，信息位不变，码长由2m– 1增至2m，通常把这种（2m，2m – 1 – m）码称为扩展汉明码。又称增余汉明码。

19.何谓循环码的循环性和封闭性?

答：何谓循环码的循环性和封闭性?

答：所谓封闭性，是指一种线性码中的任意两个码组之和仍为这种码中的一个码组：所谓循环性是指任一码组循环一位（即将最右端的一个码元移至左端，或反之）以后，仍为该码中的一个码组

20.何谓卷积码?解释(n，A，m)交织码的含义。画图示例说明(2，1，2)和(3，1，2)编码

器的工作情况。

答：

21.DVB—T采用怎样的调制方式?为何采用这样的调制方式?它有什么特点和优点?

答：DVB-T采用前向纠错(FEC)和能有效消除多径干扰的正交频分复用技术(COFDM)和格雷码映射4/16/64QAM调制等进行信道处理。在基于大量小功率、工作在同一频道的众多发射机,每一个均覆盖一个较小的区域的这样一种单频网络来说,DVB是一种最佳选择。这种概念类似于GSM蜂窝覆盖图。每个发射机通过卫星传送参考信号进行同步。在COFDM调制系统中,有2000至8000个带有保护间隔的

载波信号以及误码校正处理,用以提供多径选择性来选择可接收到的几个信号中最强的信号。采用COFDM 也提供了良好的移动接收性能。DVB-T 中高频载波采用COFDM(编码正交频分复用)调制方式，在8MHz 射频带宽内设置1705(2k 模式)或6817(8k 模式)个载波，将高码率的数据流相应地分解成2k 或8k 路低码率的数据流，分别对每个载波进行QPSK ，16QAM 或64QAM 调制。

22．国标数字电视系统有什么特点？

答：（1）使用能实现信道估计与均衡的PN 序列作为帧头。DTMB 的核心是采用TDS-OFDM 调制技术，核心思想是把数据里面同步都取消掉，用一个PN 序列放在保护结构里面。TDS-OFDM 是靠PN 序列进行同步的，仅在时域进行，同步时间约为1毫秒，相当于相邻PN 序列的时间间隔。

（2）使用先进的信道编码

（3）抗衰落的系统信息保护

三．分析计算

1．高清电视不同取样格式不进行压缩时的数码率？

答：设设量化比特数为 10

4：4：4 为 13.5×10＋13.5×10×2＝405Mbps

4：2：2 为 13.5×10＋6.75×10×2＝270Mbps

4：2：0 为 13.5×10＋13.5/4×10×2＝202.5 Mbps

2．对一个8X8亮度子图像块按照JPEG 算法进行压缩编码，经过DCT 变换和量化后的系数块如题图所示。

(1)请按照Zigzag 扫描读出系数，并按照JPEG 算法

中给出的Huffman 码表进行编码。(设前一个子图

像块的直流系数为45)

(2)如果压缩编码前按每个样值8比特进行编码，请

计算一下压缩比。

解：

3．循环码（7，3）码，选定

1)(234+++=x x x x g m=110，试编码。

解：

编出码组为： 1100101

4．n=15的汉明码，其监督位为多少？编码效率为多少？

解： 于是其信息位有 15-4=11 位

2m()x x x

=+n k 4x x -=1

1)1(1

)()(2422245

6+++++++=++++=-x x x x x x x x x x x x g x x m k n 10111101

111101111100000+=4

，1612，可知：12由==+=-=r n n r r

其监督位有 15-11=4 位

此汉明码为（15，11）码

编码效率：

5．设已知???

?

?

?????

=011010101001110100G

(1）试确定(n,k)，并求H ；

(2) 写出监督元与信息元的关系式及该（n,k ）码的全部码字；

(3) 确定最小码距及检错能力。

解：（1）确定（n,k ）,求H 行数---- 信息元的个数k=3

G 矩阵

（6，3）码

列数---- 码组长度 n=6

求H ，需确定P ， 应将已知的那个G 转换成典型形式，求出

Q ，

再利用 求出G 。

H=[P Ir]=

(2) 监督元与信息元的关系式

设C=

R /11/1573%

k n ==≈T

Q P =?????=011010101001110100G 011010110100101001????

??????110100

011010

101001

??

?

?

?

?????=

100101010110001011][r T I Q 0

=T HC 0

000101010110001011012

345

=??

?

?

??

?

?

?

?

??????????????????

??c c c c

c c ][012345c c c c c c ??

????????=?=1101000110

101010

01][345c c c G M C

于是有

用三位二进制数的所有8种状态带入，可得

到所有码字如下表。

序号码字

0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 1 0 1 1

2 0 1 0 1 1 0

3 0 1 1 1 0 1

4 1 0 0 1 0 1

5 1 0 1 1 1 0

6 1 1 0 0 1 1

7 1 1 1 0 0 0

(3) 确定最小码距及检错能力

利用性质知：最小码距d0等于非零码字的最小重量即d0=w min 所以有：d0=3

可用于检两位错或纠一位错。