2010数字电视复习题

1．组成画面的细小单元称为（像素），每个像素亮度既是（空间）二维函数，同时又是（时间）函数。

2．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．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）。

4．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．液晶显示器件本身不发光，需设外光源。外光源可以是阳光，也可以装在背面的荧光灯。目前，液晶电视机多采用透射式显示方式。通过施加信号电压，改变液晶分子的排列，从而改变液晶的光学特性。

6．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。

7．可见光的波长范围有限；波长不同光颜色不同，波长由长到短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫；单一波长的光称为单色光，也称谱色光；两种或两种以上波长的光称为复合光；太阳的白光中包含了所有的可见光。

8．物体的颜色一种是发光体所呈现的颜色，另一种是物体反射或透射的彩色光 

9．所谓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。

10．但在相当大的亮度范围内，可察觉的最小亮度变化与相应亮度之比(DBmin/B)却等于一个常数。 

11．人眼视网膜里光敏细胞分杆状(夜晚)和锥状(白天)，杆状光敏细胞灵敏度极高但对彩色是不敏感的。.锥状细胞既可辨别明暗，又可辨别彩色。

12．彩色三要素为亮度、色调、色饱和度

13．数字分量编码方式是对三基色信号或对亮度信号和色差信号分别进行数字化处理。

14．电视信号的数字化处理有数字分量编码和数字复合编码两种方式

15．为了保证取样结构是正交的，要求行周期TH必须是取样周期Ts的整数倍，

16．图像压缩方法在广义上可以分成两类，一类是无损压缩，又称为可逆编码，另一类是有损压缩，又称不可逆压缩。

17．DTMB采用了分级帧结构以实现快速稳定的同步。它具有周期性，并且可以和绝对时间同步。DTMB传输系统的一个分帧包含（480）个超帧，并且每个超帧有其超帧号唯一标识。每个分帧持续时间为60s。DTMB的日帧由（1440）（60*24）个分帧组成，以1个自然日的零点为1个新的周期进行周期性重复。    PN序列作为帧头一方面作为OFDM块的保护间隔，另一方面在接收端还被用作信号帧的帧同步、载波恢复和AFC、时钟恢复、信道估计等用途。

18．我国HDTV标准采用分辨率为1920×1080，帧频为25Hz的隔行扫描方式  图像的宽高比是1.777，标准清晰度数字电视的分辨率为720×576。

19．在分组编码中，每个码组内码元“1” 的数目称为码组的（码重），每两个码组间相应位置上码元值不相同的个数称为（码距），又称为汉明（距离），通常用d表示。对于(n，A)分码组，许用码组为2A个。

20．纠错码按照误码产生原因的不同，可分为纠随机误码的纠错码和纠突发误码的纠错码两种。前者应用于主要产生性随机误码的信道，后者应用于易产生突发性局部误码的信道。

21．—个消息出现的可能性越小，其包含的信息量就越多；而消息的可靠性越大，则其信息量越少。

22．校正子与误码不超过t个的所有图样一一对应，监督码元得到最充分的利用，这种线性分组码即完备码。

23．ATSC一种数字地面电视广播制式，在地面频道规划6MHz的射频带宽内能传输的符号率为10.762MS/s，净荷码率为19.28Mb/s，能携载一套高清或多套标清的电视节目，也可用于数据传输。

二、判断题

（×）1．可以用物体的颜色来判断光谱的分布；

（×）2．色温是光源本身的实际温度；

（√）3．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。

（√）4．单色光的颜色可以由几种颜色的混合光来等效

（×）5．三个基色的混合比例，决定了混合色的色调但不能决定混合色的饱和度。

（）6．PAL虽然是一个使用范围很广的标准，但是没有自己的亮度议程。

（√）7．XYZ计色制的三基色单位量为（X）（Y）（Z），不代表实际彩色。 

（）8．MPEG-2中的图像格式与国标电视系统中的图像格式是相同的。

（）9．国标电视系统采用插入导频的方式来实现同步的。

（√）10．中国数字电视地面传输标准规范了数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、信道编码和调制方式。

（×）11．中国数字电视地面传输标准中规定的数字电视频道带宽为6.5MHz。

（）12．DVB主要规范了数字电视地面传输系统信号的帧结构、信道编码和调制方式。

（）13．ISDB-T是综合数字业务网的标准。

（√）14．通常，将每个码组内信息码元数k值与总码元数n 值之比η＝k/n称为信道编码的编码效率。

（√）15．DVB-T中高频载波，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。

三、名字解释

像素；组成画面的细小单元称为像素

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

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

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

隔行扫描隔行扫描方式是将一幅（一帧）电视画面分两场扫描

奇数场；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；

偶数场。第二场扫描2，4，6，8……偶数行，称为偶数场。

单色光单一波长的光称为单色光

 复合光。两种或两种以上波长的光称为复合光。

谱色光一组按红、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

绝对黑体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

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 

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。 

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。

彩色三要素亮度、色调、色饱和度

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

色调：  彩色光的颜色类别。彩色光的色调彩色物体的色调

饱和度；颜色的深浅程度

三基色。彩色电视中所采用的三基色分别是红色、绿色和蓝色。

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：闪光增加到某一频率，人眼看到的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

四、简答题

1．MPEG-1标准采用了那些技术以获得高压缩比

1)对色差信号进行亚采样，减少数据量

2)采用运动补偿技术减少帧间冗余度

3)做二维DCT变换去除空间相关性

4)对DCT系数进行量化，舍去不重要的信息，将量化后的DCT系数按照频率重新排序

5)将DCT系数进行变字长熵保持编码

6)对每数据块的直流分量(DC)进行预测差分编码

2．MPEG-2中主要采用的码率压缩技术 

（1）利用运动补偿预测编码方法去掉电视图像信号的时间冗余信息 

•MPEG-2采用3种类型的图像 

•帧内编码图像（Intra coded pictures），简称I-pictures 

•预测编码图像（Predictive coded pictures），简称P-pictures 

•双向预测编码图像（Bidirectionally-predictive coded pictures），简称B-pictures 

（2）利用离散余弦变换（DCT），去掉经过运动补偿预测的图像差信号中的空间冗余信息 

（3）利用可变长度编码技术，对运动向量和DCT变换系数进行编码，以达到充分利用通道带宽的目的 

3．MPEG-4标准概述

⏹MPEG-4标准支持 7个新的功能。可粗略划分为 3类：基于内容的交互性、高压缩率和灵活多样的存取模式

1）基于内容的交互性(Content-based  Interactivity)

1基于内容的操作与比特流编辑:  支持无须编码就可进行基于内容的操作与比特流编辑

2自然与合成数据混合编码:  提供将自然视频图像同合成数据(如文本、图形等)有效结合的方式，同时支持交互性操作

3增强的时间域随机存取:  MPEG-4将提供有效的随机存取方式：在有限的时间间隔内,可按帧或任意形状的对象,对一音、视频序列进行随机存取

2） 高压缩率(Compression)

1提高编码效率:  与现有的或正在制定的标准相比，在可比拟速率上, MPEG-4标准将提供更好的主观视觉质量的图像。一般地说，MPEG-4的压缩倍数高达100倍。这一功能可望在迅速发展的移动通信网中获得应用，但值得注意的是：提高编码效率不是MPEG-4 的唯一的主要目际

②  对多个并发数据流的编码:  MPEG-4将提供对一景物的有效多视角编码, 加上多伴音    声道编码及有效的视听同步

3）灵活多样的存取  ( Universal  Access )

1错误易发环境中的抗错性( Robustness):  “灵活多样”是指允许采用各种有线、无线网和各种存储媒体，MPEG-4将提高抗错误能力( Error Robustness Capability )，尤其是在易发生严重错误的环境下的低比特应用中(移动通信链路)

2基于内容的尺度可变性(Content-based Scalability):  内容尺度可变性意味着给图像中的各个对象分配优先级。其中，比较重要的对象用较高的空间和/或时间分辨率表示。基于内容的尺度可变性是 MPEG-4的核心 

4．常见的数字电视的信道模型有那些？

(1) 随机信道

    随机信道是指数据流在其中传输时会受到随机噪声的干扰，使高低电平的码元在信道输出端产生电平失真，导致接收端解码时发生码元值的误判决，形成误码。

(2) 突发信道

    传输通道中常有一些瞬间出现的短脉冲干扰，它们引起的不是单个码元误码，而往往是一串码元内存在大量误码，前后码元的误码之间表现为有一定的相关性。 

(3) 混合信道

    实际的传输通道通常不是单纯的随机信道或突发信道，而是二者兼有，或者以某个信道属性为主。 

5．分组码最小码距与检纠错能力的关系是什么？

可得出以下三条关于最小码距与检错纠错能力间关系的结论。

(1)在一个码组内为了检知e个误码，要求最小码距应满足d0≥e+1;

(2)在一个码组内为了纠正t个误码，要求最小码距应满足d0≥2t+1;

(3)在一个码组内为了纠正t个误码并同时检知e个误码(e＞t)，最小码距应满足d0≥e+t+1。

6． 隔行扫描解决带宽与闪烁感及清晰度的矛盾

    人眼有一定的视觉惰性和分辨能力，假若在不产生亮度闪烁感觉并保证有足够清晰度的情况下，场扫描频率必须在48Hz以上，扫描行数须在500以上。根据这些指标计算出的电视图像信号的频带是很宽的，回事设备复杂化。若为减小图像信号频带而将场扫描频率降低，则将引起闪烁现象，易使观众不适并感到疲劳；若减少行数，则会引起图像清晰度下降。与是提出了隔行扫描的方式。

7． 等离子体显示器基本工作原理

    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。

基本工作原理：PDP的工作主要由两个基本过程组成：  

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。

8． 三基色原理

A. 三基色必须是相互的产生。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。 

9． PAL制逐行倒相克服相位失真的原理

PAL制色度信号Fv分量逐行倒相，其规律是：

如果第n行的色度信号为： 

第n+1行色度信号为： 

所以PAL制色度信号的表达式为： 

式中： 

10． 运动补偿原理P98

     对运动物体的位移作出估计，即估计出运动物体从上一帧到当前帧位移的方向和像素数，也就是要求出运动矢量。按照运动矢量，将上一帧做位移，求出对当前帧的估计，即为运动补偿。

11． 我国数字高清晰度电视演播室标准的主要参数是什么?P52

     (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20，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。

12． 图像压缩编码的方法有哪几种类型?

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)。

预测编码、变换编码、熵编码、子带编码、小波变换、分形图形编码、模型基图像编码

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

要消除误码造成接收端获得的信息发生差错的影响，需要在信道编码中实施差错控制以使得出现误码时接收端能够检知并予以纠正，这就是差错控制编码。

前向纠错(FEC)方式、混合纠错(HEC)方式

分类：A 纠错码按照检错纠错功能的不同，可分为检错码、纠错码和纠删码三种。 

  B 纠错码按照误码产生原因的不同，可分为纠随机误码的纠错码和纠突发误码的纠错码两种。

  C 纠错码按照信息码元与监督码元之间的检验关系，可分为线性码和非线性码。

14． 何谓汉明码、扩展汉明码和缩短汉明码?

汉明码是用于纠一位错误的线性分组码。

如果给每个码字添加一位奇偶校验位，构成（n＋1，k）线性码，称为扩展码。【扩展汉明码实质上是在原汉明码的每个码组后面增加1位偶监督码元，原汉明码中码重W=3的码字，扩展后变成码重W=4的码字，故最小码距也将由d0=3变为d′0=4。】

把第一位为1的所有码字舍去，剩下另一半第一位为0的码字舍去它们的第一位后组成一个新的( n－1，k－1)码，称为缩短码。【汉明码的基本码长n=2m -1，m为≥2的正整数。构造成检2错、纠1错的汉明码这种线性分组码时，信息码元数为k=2m-m-1，监督码元数为r=n-k=m，这时d0=3，e=2，t=1。据此，可以构造出具体的(n，k)汉明码。】

15．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?

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QAM调制。

五、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？

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。

3．循环码（7，3）码，选定，m=110，试编码。

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？

于是其信息位有    15-4=11  位

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                 

求：（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）G矩阵

        求H，需确定P， 

（2）监督元与信息元的关系式

     设

     于是： 

     用三位二进制数的所有8种状态带入，可得到所有码字：

（3）利用性质知：最小码距d0等于非零码字的最小重量即

     所以有：可用于检两位错或纠一位错。