电视原理习题整理 07 级教育技术 第 1 页 电视原理习题 1 答案 1. 什么是电视? 电视是用无线电子学的方法,适时的远距离的传送并重现静止的或活动的图像的一门技术,它包括电 视信号的产生、处理、记录、发送、接受等内容。 2、 电视的发展经历了那些阶段? 1).机械电视阶段 2).黑白电子电视阶段 3).彩色电子电视阶段 4).数字电视阶段 3. 电视系统主要有哪些系统? 1).电视节目制作系统 2).电视节目播出系统 3).电视节目传输系统 4. 什么是扫描?为什么采用隔行扫描? 扫描就是按顺序传送信息的方法。 与逐行扫描相比,隔行扫描可以在保证图像分解力(清晰度)不甚下降和图像无大面积闪烁的前提下, 将图像信号的带宽减小一半,即降低图像信号的有效带宽。 5. 简述我国电视扫描的规定 每秒传送图象帧数:25F 每帧图象分解行数:625H.其中:正程为 575H、逆程为 50H。 每帧图象分为两场传送 场频为 50HZ 行频为 15625HZ 场周期为 20MS(毫秒),其中:正程为 18.4MS(毫秒)逆程为 25 个行周期 行周期为 64US(微秒),其中:正程为 52US(微秒)逆程为 12US(微秒) 6. 复合消影信号有何作用? 1)线性传送图像。 2)提高电视信号的信噪比。 7. 什么是复合同步信号?它由几部分组成?各有什么作用? 复合同步信号是包含了行同步信号、场同步信号、槽脉冲和均衡脉冲的一组信号。 包括:场同步信号,行同步信号,槽脉冲和均衡脉冲 场同步信号同步垂直扫描通道,行同步信号同步水平扫描通道,槽脉冲防止场同步期间丢失行 同步,均衡脉冲防止并行现象的发生。 8. 什么是清晰度?什么是分解力? 清晰度:主观感觉到图像呈现细节的能力。 分解力:系统传送图像细节的能力。 9. 电视系统的分解力与什么因素有关?我国对清晰度有什么要求? 1)图像分解行数(即电视的扫描行数) 2)像素的相对位置 3)孔阑效应 我国电视对清晰度的要求是垂直分解力为 500 电视线,水平分解力是 600 电视线 10. 黑白全电视信号由几部分组成?各有什么作用? 黑白全电视信号由图像信号、复合同步信号、复合消隐信号组成。 复合同步信号同步接收机的扫描通道 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 2 页 复合消隐信号线性传送图像、提高电视信号的信噪比 图像信号传送景物亮度变化信息 11. 我国电视信号的幅度是怎样规定的?(试用图表示) 我国现行电视标推规定:以负极性全电视的同步信号顶电平作为 100%;则黑色电平和消隐电平的相 对幅度为 75%;白色电平相对幅度为 10%~12.5%;图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。 12. 什么是单色光?什么是复合光? 单色光:只含单一波长的光称为单色光,也叫谱色光。 复合光:包含两种或两种以上单色光混合的光称为复合光,也叫非谱色光。 13. 什么是色温?它有何作用? 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。 色温是度量光源光谱分布的参量。 14. 我国电视荧屏的标准色温是多少? PAL 制:D 光源(又称 D65 光源)6500K NTSC 制:C 光源 6800K 15. 何谓彩色三要素? 对于彩色光通常可由亮度、色调、色饱和度三个物理量来描述,这三个量常被称为彩色三要素。 16. 三基色的选择要考虑哪些因素? 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。 17. 什么是亮度公式?它说明了什么? Y=0.3R+0.59G+0.11B 描述摄像机摄取标准白光源时标准白光源所含的三基色的比例。 18. 兼容制彩色电视要考虑哪些因素? 1、具有相同的扫描规律 2、具有相同的同步信号 3、具有相同的频谱带宽 4、具有相同的载频 5、彩色电视信号中具有独立的亮度信号和独立的色度信号 6、色度信号和亮度信号互不干扰 19. 彩色电视一般要传送那些信号? 亮度信号和两个色差信号 20. 什么是大面积着色原理? 人眼对黑白图像的细节有较高的分辨力,而对彩色图像的细节分辨力较低,这即所谓的“彩色细节 失明”。大面积着色原理是指在彩色电视的传输中,利用人眼对彩色细节分辨力低于对亮度细节分辨力 的特性,将色差信号采用窄带传送,而亮度信号采用宽带传送。 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 3 页 21. 什么是高频混合原理? 在彩色电视的传输中,由于窄带传送导致彩色清晰度下降。利用人眼对彩色细节分辨力低于对亮度细 节分辨力的特性,在接收端用亮度(黑白)的图象细节来代替彩色图象的图象细节,使彩色图象的清晰度 不致下降。原理如下:(理解公式) R=(R—Y)0~1 十 Y0~6 = R0~1 + Y1~6 G=(G—Y)0~1 + Y0~6 = G0~1 十 Y1~6 B=(B 一 Y)0~1 十 Y0~6 = B0~1 十 Y1~6 22. 平衡调幅波有什么特点? 对应调制信号为零的部分,平衡调幅波也为零,因此通讯保密性能好。 上下包络不再和调制信号的波形相对应。 平衡调幅波在调制信号的正半周与原载波同相,在调制信号的负半周与原载波反相。 调制信号或载波信号的相位反转时调制波的信号也随之反相。 23. 为什么要进行频谱交叉,频谱交叉时又有什么要求? 简单的说,就是为了使黑白电视系统和彩色电视系统公用传输带宽。 频谱交叉的原则:错开主频;亮度和色度互不干扰;采用 1/2 行间置;度副载波的确定 fsc=(284-1/2) fH=4429687.5Hz 24. 为什么要引入色同步信号? 要实现同步解调,需要一个与色差信号调制时的副载波同频、同相的信号(恢复副载波)。由于色度 信号中副载波已被平衡调制器所抑制,所以在彩色电视接收机中需要设置一个副载波产生电路(副载波 恢复电路)。为保证所恢复副载波与发端的副载波同频、同相,需要发端在发送彩色全电视信号的同时发 出一个能反映发端副载波频率与相位信息的“色同步信号”,以使电视接收机中的副载波恢复电路所产 生的恢复副载波与发端的副载波同步。 25. 彩色全电视信号由几部分组成?各有什么作用? 彩色全电视信号由亮度信号、色差信号、色同步信号、复合同步信号、复合消隐信号组成。其中亮 度信号代表景物的明暗信息,色度信号传送景物的色度信息,色同步信号传送色度副载波的一些基本信 息(例如相位信息)。 26. 彩色电视信号有什么特点? 单极性且幅度比例固定;信号最高频率高;信号频谱宽;色信号集中且为窄带;色同步信号相位要求 严。 27.试画出彩色电视信号的频谱示意图。 28. NTSC 制传送的色信号是什么? NTSC 制传送的色信号是 I、Q 色差信号。 Q ? U cos33? ? V sin 33? I ? U (?sin 33? ) ? V cos33? (PAL 制) I 信号用来传送黄绿色信号故带宽一般取 1.5MHz 左右 Q 信号用来传送红蓝色信号故带宽一般取 0.5MHz 左右 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 4 页 29. 为开路传送图像信号现行电视是怎样处理图像和伴音信号的? (1) 把声音信号和图像信号调制到一个高频上,采用有限电方法传送; (2) 为了防止图像信号和伴音信号相互干扰,图像信号采用了条幅处理,伴音信号采用了调频 处理传送; (3) 为减少一个频道所占带宽,对图像信号采用了残留边带传送的方式。 30. NTSC 制有什么缺点? NTSC 制中,色度信号的相位失真会带来明显的色调失真。即相位敏感性高。 31. PAL 制对 V 信号逐行倒相的目的是什么? 克服由于色度信号在传送过程中香味失真所引起的重现图像色调和色饱和度失真。 32. PAL 副载波的频率是多少? PAL 制的色度副载波为: f SC ? ?? ? n ? 1 4 ?? ? f H ? (284 - 1) ?15625 4 ? 4.43359375 (MH Z ) 考虑到爬行问题一般取: f SC ? ?? n ? ? 1 4 ?? ? f H ? 25Hz ? ?? 284 ? ? 1 4 ?? ? f H ? 25Hz ? 4.43361875(MHz) 33. PAL 有何缺点? (1) 可能出现爬行效应; (2) PAL 制的编码器和解码器比较复杂,信号处理也较麻烦,接收机的造价也高。 34. 试画出 PAL 制编码器组成框图,并标出有关频谱变化。 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 5 页 35.试画出 PAL 制解码器组成框图,并标出有关频谱变化。 36.试画出一个频道的示意图,并标出有关数据。 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 6 页 电视原理习题 2 答案 1. 模拟电视系统存在那些缺陷? ⑴、视觉范围小 ⑵、分解力不高 a、亮度分解力不高 垂直分解力(约 500 电视线) 水平分解力(约 600 电视线) b、色度分解力低下 水平分解力(小于 120 电视线) 且会出现 Y/C 互调 ⑶、隔行扫描引起的问题:出现行间闪烁现象、爬行现象、并行现象,重现运动物体时产生垂直方向轮廓失真 ⑷、可能出现静态光栅 ⑸、可能出现因亮度的高频信号进入色度通道引起的假彩色现象 ⑹、三大制式互不兼容 2. 什么是数字电视?它有何特点? 定义:将模拟电视信号转化为数字信号后,进行传输、接收、存储并重现的电视系统。 特点:在传送过程中抗干扰能力强 可以实现随机帧存储(对信号的处理变得非常的方便) 可以方便地使用多种网络传输图像信号 可以方便实现电视的实时点播、加密等。 有量化杂波 信号带宽很宽 3. 什么是取样? 将一个在时间上连续的信号转换为在时间上离散的信号叫做取样。(取样也叫采样,是把连续的模拟量用一个 个离散的点来表示) 4. 什么是赖奎斯特取样定理? 对于上限频率为 fm 的限带宽信号 fm(t),若取样信号为 fs>=2fm 则用截止频率为fm理想低通滤波器 就可以完全恢复原信号。 5. 什么是量化? 量化就是把幅度连续变化的信号变换为幅度离散的信号,这是模拟信号到数字信号的映射变换。(显然,一个 量化器只能取有限多个量化级,因此量化过程将不可避免地带来量化误差。) 6. 什么是量化杂波?它与什么有关? 由于量化误差引起的噪声或者杂波叫做量化噪声,也叫量化杂波: 量化噪声与量化级数(量化位数)有关如图示: ,量化位数越高,量化噪声越小。 信噪比一般用式 S ? 20 lg 2n ?A ? (6.02n ?10.8)dB N A 表示。 12 为了提高信杂比,一般要求量化级数要高,但太高的话会使量化后的数据量急剧增加。通常电视系统采用 8~12 位量化。 7. 量化有几种类型? 1.线性量化: 在输入信号的动态范围 A 内进行均匀量化,每一量化间隔Δ A 是相等的,共分为 M 级. 2.非均匀量化:—> 非线性放大—> 线性量化 —> (优点:可提高小信号的信噪比)。 3.自适应量化:进行幅度检测以决定用线性量化还是非线性量化。 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 7 页 8. 什么是编码? 模拟电视信号转化为数字电视信号的过程。 作用:按照一定的规律,将时间和幅度上离散的信号用对应的二进制或多进制代码唯一的表示出来。 原理:编码器 形式:十进制数值—〉自然二进码—〉格雷码—〉折叠二进码 类型:线性编码——字长与字权固定 非线性编码——字长可变 9. 复合数字电视为什么采用 4fsc 采样? 为了准确的恢复色度色彩波的信号,必须保证一个周期内有四个采样点 4fs=13.5MHz 10. 分量数字电视的采样频率是多少?采用 8 位量化时传送码率是多少? 一般规定 3.375MHz 为基准频率,所有的采样频率都是它的整数倍。 码率=采样频率×量化位数 当采用 8 比特量化时有: A=17.734475 ×8=141.8758(Mbit/s) 11. 分量数字电视的图象的有效带宽是多少? 亮度信号有效带宽为 5.75MHz;色度信号有效带宽 2.75MH。 12. 数字电视的数字帧有什么特点? 数字帧相比较模拟帧来说,每一场都是整数场,而且奇数场比偶数场少一场。 13. 电视信号的压缩依据有那些? 1、利用人的视觉特性,在不被主观视觉察觉的容限内,通过减少表示信号的精度,以一定的客观失真换取数 据压缩。 ? 利用相临象素的相关性压缩数据 ? 利用相临行的相关性压缩数据 ? 利用相临帧的相关性压缩数据 ? 利用人眼对运动物体分辨率低 ? 人眼对亮度细微的变化分辨率低 ? 人眼对图像的细节分辨率、 ? 对比度分辨率有一定的限度 2、利用图像信号中存在的大量冗余度压缩,并且这种冗余度在解码后还可无失真地恢复。 14. 图像压缩编码要经过那些过程? 1.映射:即变换一下描写信号的方式。目的:去除相关性,降低图像的结构冗余度。 2.量化:在满足对图像质量一定要求的前提下,减小表示信号的精度。目的:利用人眼主观视觉特性压缩图像 3.统计编码 。目的:消除图像的统计冗余度。 15. 图像压缩编码有那些方法? 无损压缩方法:仅仅删除图像数据中的冗余信息,回放压缩文件时,能够准确无误地恢复 原始数据。 它可分为两大类:基于统计概率的方法和基于字典方法。 有损压缩算法:靠丢掉大量冗余信息来降低数字图像所占的空间,回放时也不能完整地恢复原始图像,而 将有选择地损失一些细节,损失多少信息由需要多高的压缩率决定。 混合编码 16. 为什么要进行压缩编码?它有几种形式? ①、压缩传送数据量 ②、压缩传送数据信号的带宽 1、预测编码 2、统计编码 3、子带编码 4、变换编码 17. 什么是预测编码?有何特点? 预测编码:以减少空间和时间的容冗余信息为目的的编码方法。 特点:在预测编码时,不直接传送图像样值本身,而是对实际样值与它的一个预测值间 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 8 页 18. 什么是变换编码?有何特点? 变换编码:将信号经坐标变换后再进行编码 特点:能量守恒性 能量集中性 去相关性 熵保持性 19. 现行数字电视有那些国际标准? 一、CCIR601 号建议 二、H261 标准 三、JPEG 标准 四、H263 建议 五、HDSL 技术 六、ADSL 技术 七、MPEG 标准 20. MPEG-1 标准目标有那些? 1)在图像和声音的质量上必须高于可视电话和会议电视的声像质量,至少应达到 VHS 家用录像机的声像质量。 2)压缩后的数码率应能存储在光盘、数字录音带 DAT 或可写磁光盘等媒体中。 3)压缩后的码率应与目前的计算机网络传输码率相适配,为 1.2~1.5Mbit/s。 4)在通信网络上能适应多种通信网络的传输。 21. MPEG-1 标准的图象有那些? I 帧图像: 帧内帧图像,采用帧内编码,不参照其他图像 P 帧图像:预测帧图像,参照前一幅 I 帧或 P 帧图像做运动补偿编码 B 帧图像:双向预测帧图像,参照前一幅和后一幅 I 帧或 P 帧图像做双向运动补偿编码 D 类图像:直流(DC)图像,这类图像中只含直流分量,是为快放功能而设计的 22. 试画出 MPEG-2 标准的系统的组成框图。 23. MPEG-2 标准的图象部分有什么规定? 1)图象的级 低级 主级 高级 高 H-1440 级 2)图象的档次 简单型和主型 信杂比可分级型 SNR 3)级与档次的组合 4)传送码率的要求 5)M/M 级图象的参数 空间可分级型和高型 电视原理习题整理 07 级教育技术 第 9 页 24. 试画出 MPEG-2 标准编码器的原理框图。 25. 试画出 MPEG-2 标准解码器的原理框图。 26. MPEG-4 的目标是什么? MPEG-4 的目标是要在网络环境下能够高度可靠地完成视音频压缩数据通信,在超低带宽(10Kbit/s 到 1Mbit/s)的条件下提供尽可能好的图像质量并且具有很强的交互功能。 从 1994 年开始工作,1999 年 12 月 ISO/IEC 制订了 MPEG-4 标准 ,在互联网及移动通信中有较好的应用。 27. MPEG-4 的主要应用在那些领域? 多媒体通信(如:可视电话、电子新闻) 互联网上的视频流与可视游戏 数字电视 28. 试画出 MPEG-4 的编码器的原理框图。 29. 基于内容存储检索和恢复的多媒体系统