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1、广播电视技术能手竞赛考试复习资料一、电视信号数字化的基本过程及参数选择模拟信号数字化的基本过程包括取样、量化和编码三个部分A、取样是离散抽区信号的过程，用一个固定周期的窄脉冲流对模拟信号幅度进行抽区，把时间上连续的模拟信号变成时间上离散的模拟信号。B、量化：取样是将时间上连续的模拟信号变成时间上离散的模拟信号，而量化是将每个取样点的电平值用离散的有限个电平值表示，即使幅度上的连续变化的模拟值变为幅度上离散变化的模拟值。C、编码：编码是将量化后的每个样值用一个对应的二进制数表示。关于模拟信号数字化还需要说明两点：A、在模拟信号到数字信号转换的实际电路中，只包括取样保持和数/模（A/D）转换两个部

2、分。取样保持电路完成取样并由保持电容将取样值保持到下一个取样脉冲到来之前，为下面的数模转换过程提供足够的时间；数/模转换电路将每个样点的模拟电平值转换为相应的二进制数。虽然中间没有单独的量化过程，但无限多个电平变成有限位数的数字信号本身就已经完成了量化，因此数/模转换电路完成量化和编码两项任务。B、数据率（简称码率）是数字信号的一个重要参数，它是指数字信号在每秒钟内所传输的二进制位数（bit数），单位是kbps(kb/s)或Mbps(Mb/s）。数据率是衡量数字信号最高频率（带宽）的参数。数据率等于量化bit数乘以取样频率（n x fs)。二、我国标清数字电视演播室标准（SDTV）电视信号数字

3、化有彩色全电视信号数字化和分量信号数字化之分，前者称复合数字编码，后者称分量数字编码。复合数字编码和模拟电视一样，仍有NTSC，PAL和SECAM制式之分。规定数字演播室采用分量编码标准，这样就只有525/60和625/50两种制式的区别了。a、编码信号：需编码的信号有三个，分别是：亮度信号、红色差信号、蓝色差信号。和模拟分量接口的幅度标准相同，亮度信号峰-峰幅度为1Vpp，其中视频信号为700mV，同步顶为300mV。色差信号为双向信号，幅度为700mVpp（+-350mV）。亮度信号的带宽为0-6MHz，色差信号的带宽为0-2.75MHz。b、取样标准：取样标准为4：2：2标准，即亮度信号

4、（用Y表示）的取样频率为13.5MHz，两个色差信号（用Cr、Cb表示）的取样频率都为6.75MHz。13.5MHz是525/60和625/50两种制式行频最小公倍数2.25MHz的6倍（为625/50的864倍，525/60的858倍），对于我国的625/50制式，Y信号每行的总样点数为864个，Cr、Cb每行的总样点数分别为432个。每行的有效样点数，Y为720个。Cr、Cb为360个，每行两个亮度样点对应一个色度样点。c、量化bit数：量化bit数为8bit或10bit，即量化电平数为256个或1024个。d、数字信号取样点和模拟行的定时关系：对于625/50制式，Y信号一行有864个样

5、点，用0到863号表示，规定0号为一行数字正程（有效样点）的开始，719号为一行数字正程（有效样点）的结束。数字有效行持续时间为：720 x 1/13.5MHz=53.33微秒（us），在数模变换时用来形成行消隐的后肩，最后的第712-719个样点持续时间为8 x 1/13.5MHz=0.59微秒，用于形成模拟行消隐的前肩。数字有效行内的第10-711个样点持续时间为701 x 1/13.5MHz=52微秒，传送图象内容。e、数字信号的场消隐：对于625/50制式的数字标清电视，每一场的有效行数为288行（模拟为287.5行），奇数场（第一场）为模拟信号的第23行-310行，偶数场（第二场）为

6、模拟信号的第336行-623行。奇数场的场消隐为奇数场有效行前的24行，偶数场的场消隐为偶数场有效行前的25行，数字的奇数场从模拟的第一行开始（和模拟奇数场相同），共312行；数字的偶数场从模拟的第313行开始（比模拟偶数场提前半行），共313行。三、标清数字分量电视信号接口（SDI）数据串行传输是指将视频数据字通过时分复用由单芯光缆逐比特传输。亮度和色差数据字传送的顺序为Cb1、Y1、Cr1、Y2、Cb2、Y3、Cr2。，即每一行奇数样点按Cb、Y、Cr字的次序传输，偶数样点只有Y一个字。每个字（10bit）按从低位到高位的顺序传输。在625/50制式中，经时分复用后一行有1728个字（Y为

7、864个字，Cb、Cr各432个字），编号为0号至1727号。样点编号和模拟信号的时间关系为，每行有效样点为1440个，编号为0号至1439号。为了表示视频行、场有效数据的起始（SAV）和有效视频结束（EAV）两个。还规定不对模拟同步脉冲、消隐脉冲进行取样。EAV在模拟信号行消隐的前肩，共4个字，编号为1440号-1443号，正好位于有效视频字的后面；SAV的位置在模拟信号行消隐的后肩，共4个字，编号为1724号-1727号，正好位于有效视频字的前面。EAV和SAV信号保持和场正程同样的格式。SDI的传输码率为270Mbps。在行、场消隐期间可传输辅助数据（ANC）。辅助数据有数字声音（可传送

8、多达16路数字声音信号）、场消隐时间码（VITC）、监测与诊断信息等。为了区别于视频数据，每个辅助数据包前面都有一个包头（6字节的识别码），其中3个字节为000、3FF、3FF，作为辅助数据标志（ADF），表示辅助数据包的开始。第4个字为数据标识（DID），它表示该数据包的数据内容类型（是音频数据还是其他）。第5个字为数据块记数字（DBN），它表示该包在同类辅助数据中属第几个包。第6个字（DC），用于表示该数据包内用户数据的字数。另外每个辅助数据块的最后还有一个校验字，用于确定数据包的有效性。四、演播室数字音频参数和接口五、我国数字高清电视演播室标准和接口（HD-SDI）演播室有两个标准：一个

9、是用于电视广播的标准，1080/50i；一个是用于电视节目制作的标准，1080/24P。a、1080/50i：1080表示一帧的有效扫描行数为1080行，50表示场频为50Hz，i表示2：1隔行扫描。该标准一帧总扫描行数为1125行，帧频为25Hz，行频为28125Hz。数字化的取样频率：Y为74.25MHz（2.25MHz的33倍），Cr、Cb都为37.125MHz。每行的总样点数：Y为2640，Cr、Cb各为1320。每行的有效样点数为1920（象素宽高比为1：1），Cr、Cb各为960。量化bit数为8bit或10bit，线性量化。量化电平和模拟信号的关系与标清数字信号相同，视频数据的量

10、化电平对于8bit量化可达1-254，10bit量化可达4-1019。总码率（采用10bit量化）为：10（Bit）x74.25（MHz）x2=1485Mbps 有效码率为：1920x1080x25x8x2=829.44Mbps 规定的标称模拟信号带宽为30MHz。b、1080/24P：1080表示一帧的有效扫描行数为1080行，24表示帧频为24Hz，P表示逐行扫描。该标准一帧的有效扫描行数为1125行，行频为27000Hz。数字化的取样频率：Y为74.25MHz，Cr、Cb都为37.125MHz。每行的总样点数：Y为2750，Cr、Cb各为1375。但每行的有效样点数和1080/50i相同

11、，Y为1920，Cr、Cb各为960。量化bit数为8bit或10bit。量化电平和模拟信号的关系与1080/50i相同。数字高清电视演播室信号的接口（1080/50i）a、通用的信号格式：包括视频数据、定时基准信号和辅助数据。一帧的画面亮度象素为1920x1080，两个色差信号的象素各为960x1080，当数字设备向外传输视频数据时，Y和时分复用的色差信号Cb/Cr被处理成20bit的数据字。每个20bit数据字对应一个色差信号样点和一个亮度点：（Cb1、Y1）、（Cr1、Y2）、（Cb3、Y3）、（Cr3、Y4）。b、串行接口（HDTV-SDI）：和数字标清串行接口相同，传输的数据包括视频

12、数据、定时基准信号和辅助数据。视频数据的传输顺序和标清相同，按Cb、Y、Cr、Y字节的顺序从低位到高位传输。数字高清串行接口的码率为1485Mbps，通道编码方式和数字标清串行接口相同。六、数字电视格式制式转换及上下变换原理及应用七、视频压缩编码基本原理八、彩色电视摄象机的基本组成变焦距镜头、滤色片、分光棱镜、CCD器件及驱动脉冲形成电路、寻像器、电源部分、声音和信号系统、自动控制系统、彩条信号发生器、同步信号发生器、视频信号处理放大器、编码器、摄象机适配器九、彩色电视摄象机的技术指标摄象器件数量、尺寸、种类、象素数；灵敏度；最低照度；信杂比；水平分解力；几何失真；重合误差；垂直亮带；十、摄象

13、机镜头的基本知识变焦距镜头的作用是将拍摄的景物成像在CCD器件的感光面上，并调节入射光量（调节光圈）和焦距（变焦）。十一、CCD摄象器件的工作原理和主要类型原理是：CCD摄像器件是以具有光敏特性的P型（或N型）半导体硅为衬底，在其上面生长一层约100nm的SiO2绝缘层，再在绝缘层上按一定排列方式沉积一组（几十万个）金属铝电极。每个金属电极部分为一个CCD单元。CCD感光面上有几十完个电极，即几十万个象素。当景物成像到感光面时，每个象素对应的衬底在光激发下，出现和光强度成正比的电子-空穴对，多数载流子空穴被排挤走，少数载流子电子注入势阱，形成电荷包，实现光电转换，得到有几十完个电荷包组成的电图

14、象。主要类型有：行间转移式（IT）CCD、帧转移式（FT）CCD和帧行间转移式（FIT）CCD十二、CCD摄像器件电荷的两种存储方式场存储和帧存储十三、电子快门工作原理和作用原理：当电子快门开关接通时，快门脉冲便进入CCD器件，将感光单元积累的电荷释放到溢出漏，一行释放一次，直到快门脉冲停止为止。快门脉冲停止后，感光单元再重新开始积累电荷，在到达场消隐时读出积累的电荷，形成图象信号。作用：在每一场内只将某段时间积累的电荷作为图象信号输出，而将其余时间产生的电荷排放掉，这就相当于缩短了入射光在CCD片上作用的时间，这就是摄象机的电子快门。十四、摄象机动态拐点及对比度范围十五、摄象机数字信号处理的

15、要求和特点十六、数字摄象机像面宽高比的变换的方法第一种方法：16：9/4：3格式变换，在16：9的CCD上只读出每一行中间3/4宽的图象，两边各丢失1/8像宽的图象。第二种方法：在处理放大器中进行16：9/4：3格式变换，当CCD输出16：9的图象时，也可在数字信号处理电路中用2个行存储器完成16：9/4：3格式的变换。存储器输入信号格式为16：9，写入时钟频率与输入信号的时钟频率相同，但写入时要在每行两端各丢掉1/8的图象，读出时钟频率为写入时钟频率的3/4。只要在读写脉冲控制下，交替地对两个行存储器进行读写，便可输出4：3格式图象。十七、三同轴信号传输技术结构：由内芯，它传输信号和给机头供

16、电；内皮，它和内芯构成回路；外皮，屏蔽作用规格：8、11、14mm，粗的传输距离较远。根据视频信号传输方式不同可分为模拟三同轴和数字三同轴。模拟三同轴：采用调频和调幅技术，利用频分复用实现多种信号双向传输。视频信号由于带宽较宽均采用调幅方式，而通话和控制信号等则采用调频方式传输，摄象机输出视频信号的传输方式有R/G/B和Y/U/V两种，两者相比，R/G/B传输方式占用带宽要宽，但由于不对色度带宽进行限制，更有利于后期“扣像”等特级处理，而Y/U/V传输方式带宽窄，所以更利于长距离传输。数字三同轴：将摄象机头输出的视频信号直接以10比特4：2：2取样标准的数字信号（演播室SDI）进行传输，同时又

17、可通过在其中加入辅助数据的方法进行数字音频、通话和摄象机控制信号的传输。数字信号的带宽较宽以及传输中的崩溃效应使其传输距离受到限制，传输距离最多只有几百米，而模拟三同轴的传输距离可达几公里。十八、磁带录象机的基本原理以及基本构成原理：磁性录放是靠磁头与磁带间相对运动实现的，磁头包括软磁性材料制成的环形磁芯、绕在磁芯上的线圈与磁头工作缝隙三个基本部分，磁带主要由带基与磁性层两个基本部分组成。记录时，信号电流通过磁头线圈，产生的磁通沿环形磁芯形成闭合通路，由于工作缝隙磁阻大，磁力线从缝隙中溢出。当磁带磁性层紧贴磁头工作缝隙时，溢出的磁力线便被低磁阻的磁性层旁路，从而使磁性层上与磁头工作缝隙接触处的

18、磁性体磁化。如果磁带和磁头之间以一定的速度相对运动，在磁带上被磁化的磁性体离开磁头工作缝隙之后，便会留下与磁芯内部磁通方向和大小（即线圈电流的方向与大小）相对应的剩磁。磁带上留下的剩磁轨迹简称为磁迹。基本构成：视频录放系统、声音录放系统、机械系统、系统控制、伺服系统和电源等六个部分组成十九、标清数字录像机主要格式的技术特点D-Betacam：SONY公司推出，视频信号采用4：2：2取样标准，数字信号输入时量化比特数为10bit，模拟分量输入时量化比特数为8bit。视频数据采用场内约2.47：1压缩。可记录四路数字音频（48kHz/20bit）信号。视频、音频录放质量都达到广播级演播室水平。DV

19、格式：国际集团联合开发，主要特点是带盒小、磁鼓小、机芯小、记录密度大、电路集成度高。对于625/50制式，视频信号采用4：2：0取样标准，量化比特数为8bit，一帧记录576行，每行的样点数，Y为720，Cr、Cb隔行传输。视频采用帧内4.987：1（约5：1）数据压缩，视频数据率约为25MbpsY信号水平清晰度达500线，S/N为54dB。DV格式可记录两路（每路48kHz取样，16bit量化）或四路（32kHz取样，12bit量化）无数据压缩的数字声音信号。DV格式走带速度在625/50制式为18.831mm/s。Digital-S格式：JVC公司推出专业数字录象机格式，后来定为D-9格式

20、。视频信号采用4：2：2取样标准，量化比特数为8bit，一帧记录576行，每行的有效样点，Y为720，Cr、Cb各为360，采用帧内约3.3：1数据压缩，视频数据率约为50Mbps。可记录四路数字音频信号（48kHz，16bit）。DVCPRO：松下公司推出，在625/50制式中，视频信号采用4：1：1取样，8bit量化，一帧记录576行，每行有效样点，Y为720，Cr、Cb各为180，采用帧内约5：1数据压缩，视频数据率约为25Mbps。在DVCPRO50模式中，视频信号采用4：2：2取样，8bit量化，一帧记录576行，每行的有效样点，Y为720，Cr、Cb各为360，采用帧内约3.3：1

21、数据压缩，视频数据率约为50Mbps。DVCPRO模式下可记录两路数字音频信号，在DVPPRO50模式下可记录四路数字音频信号。每路取样频率为48kHz，量化比特数都为16bit。Betacam-SX：SONY公司推出专业级数字录象机格式。视频信号采用4：2：2取样，8bit量化，对于625/50制式一帧记录608行，每行的有效样点，Y为720，Cr、Cb各为360，视频数据采用MPEG-2的4：2：2压缩方式，由一个I帧与B帧构成一个图像组。压缩比为10：1，视频数据率约为18Mbps。可记录四路数字音频信号，每路音频均为（48kHz，16bit）。特点为：视频数据率低，有利于传输与存储；有

22、的录象机兼容重放模拟SP节目带；纠错能力很强，可靠性高；采用多词头跟踪重放技术。DVCAM：SONY公司推出专业级数字录象机格式。视频信号在625/50制式下，视频采用4：2：0取样，8bit量化，一帧记录576行。视频采用约5：1帧内数据压缩，视频数据率约为25Mbps。可记录两路（48kHz，16bit）数字音频或四路（32kHz，12bit）数字声音信号。特点：带盒小，机芯小，便于生产体积小一体化摄录机；能兼容家用DV格式节目带；采用双重走带机构，不需加带盒适配器。MPEG IMX：SONY公司推出数字录象机格式，视频采用MPEG2 4：2：2的压缩方式，仅取帧内压缩（I帧），视频数码率

23、为50Mbps。可记录八通道数字声音，取样为48kHz，量化比特为16bit，或记录四通道，取样为48kHz，量化比特为24bit数字声音。特点有：有输入和输出MPEG基本流的接口，能和其他MPEG设备直接传输数据；有525/60、625/50切换功能，可记录、重放两中制式的MPEG IMX；能兼容Betacam-SP、Betacam-SX、D-Betacam格式节目磁带；有预读功能。二十、高清数字录像机主要格式的技术特点HDCAM、DVCPRO HD和HDD5等二十一、数字录象机的关键技术提高记录密度的技术：采用数据压缩技术、通过改善磁头与磁带性能，减少最短记录波长；减小磁迹宽度，取消保护带

24、；误码纠正与修正技术数据交织技术通道编码技术录放通道的传输特性ATF跟踪技术二十二、硬盘记录原理和硬盘阵列原理：硬盘驱动器由磁头、磁头驱动装置、磁盘和磁盘驱动装置、信号处理电路、数据接口等几个部分组成，硬盘由多个两面都可以记录数据的盘片组成，每一面都有对应的磁头。工作时，所有盘片在主轴电机带动下同时以恒角速度旋转，磁头沿半径方向同时步进，每个记录磁头在盘片上记录下一个个同心圆轨迹，称为磁道。每个磁道又均匀地分成相同个数的可独立寻址的单元，称为扇区。每个扇区除了记录的数据外还有它的地址。在硬盘驱动器中，同一半径的所有磁道的集合称为柱面。硬盘在最初使用时须格式化，格式化是把盘片划分成磁道和扇区的结

25、构，并确定扇区地址。扇区的地址参数有：磁盘序号、磁道（柱面）序号、扇区号。当操作系统发出一个写入或读取文件的指令后，磁盘控制器参照格式化信息在盘片上指定的扇区进行数据存储或读取。磁盘阵列：是把若干个硬盘驱动器连接在一起，以达到扩充存储容量、提高数据传输率的磁盘组合形式。通常采用RAID技术。RAID磁盘阵列系统由以下几个部分组成：多个独立的磁盘驱动器；提供电源和包装的硬件；将多个独立的硬盘驱动器连接到主计算机系统并控制它们运转的控制器；相应的软件支持。二十三、可重写光盘的工作原理二十四、MPEG协议分析分为MPEG1、2、4、7，MPEG1可处理各种类型的活动图象，支持的输入图象格式有两种：352x240x30和352x288x25。为工业标准设计。广泛用语VCD等家庭产品，MPEG-2：适用于广播级数字电视编码和传送，用于SDTV、HDTV视频压缩编码，又分为四级：低级视频格式、主级视频格式、高级窄屏视频格式、高级宽屏视频格式。二十五、数字电视图象的主观评价方法用肉眼对图象质量作出主观评价，将现成的接受图象或者人为地加入不同损伤的图象呈现给观看员，由观看员依据各自判断对图象质量进行评分，而后按数理统计理论对大量平分数据做出处理，最后获得图象质量的平均评分及其标准差，以及客观损伤量与主观评分值之间的函数关系。