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1、第第3章取样量化与编章取样量化与编码码第1页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化取样、量化、编码第2页，共11页，编辑于2022年，星期一主要内容电视信号数字化电视信号数字化电视信号数字化电视信号数字化1全信号和分量信号编码全信号和分量信号编码全信号和分量信号编码全信号和分量信号编码2音频信号数字化音频信号数字化音频信号数字化音频信号数字化3第3页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化电视信号数字化取样取样信号的数字化一般需要完成信号的数字化一般需要完成取样、量化和编码取样、量化和编码三个步三个步骤。骤。取样：取样：在时间上将模拟信号在时间上将模拟信号离散离散，也就是
2、在模拟信号出现的，也就是在模拟信号出现的时域内，用间隔为时域内，用间隔为T的的,2T,3T,等时刻所对应的信号幅值，近似等时刻所对应的信号幅值，近似地代替原模拟信号在此时域内的无数个幅值。地代替原模拟信号在此时域内的无数个幅值。代表原信号的有限个幅值称为代表原信号的有限个幅值称为取样值取样值，简称样值。，简称样值。第4页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化电视信号数字化取样取样抽样频率记为抽样频率记为f fs s信号的最高频率为信号的最高频率为f fm m奈奎斯特抽样定理：从取样信号中完全回复原信号，则需满足奈奎斯特抽样定理：从取样信号中完全回复原信号，则需满足f fs s 2f
3、2fm m第5页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化电视信号数字化量化量化量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的离散化。模拟信号的离散化。量化步长量化步长：相邻两个量化等级电平的差值相邻两个量化等级电平的差值A。量化步长：量化步长：量化等级电平值的个数量化等级电平值的个数M M。第6页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化电视信号数字化量化量化第7页，共11页，编辑于2022年，星期一电视信号数字化电视信号数字化编码编码编码是按照一定的规律，把量化后的值用数字表示，编码是按照一定的规律，把量化后的值用
4、数字表示，然后用然后用n n个比特个比特(bit)(bit)的二进制代码来表示已经量化了的二进制代码来表示已经量化了的取样值。的取样值。n n称为量化位数或者量化比特数。称为量化位数或者量化比特数。量化级数量化级数M=2M=2n n通过取样、量化、编码三个步骤，将模拟形式的信息信号（声音、图像信通过取样、量化、编码三个步骤，将模拟形式的信息信号（声音、图像信号等）用若干代码表示，再用脉冲信号表示这些代码进行传输号等）用若干代码表示，再用脉冲信号表示这些代码进行传输/存储的方式称存储的方式称为脉冲编码调制（为脉冲编码调制（PCMPCM）数字信号的数字信号的数码率数码率=取样频率取样频率*量化比特
5、数量化比特数第8页，共11页，编辑于2022年，星期一全信号和分量信号编码全信号和分量信号编码彩色彩色图像图像信号信号彩色全电视信号：彩色全电视信号：亮度信号亮度信号Y Y，三个色差信号三个色差信号R,G,BR,G,B分量信号：分量信号：亮度信号亮度信号Y Y，两个色差信号两个色差信号R-Y,B-YR-Y,B-YPCM（脉冲编码调制）PCM（脉冲编码调制）全电视信号编码全电视信号编码分量信号编码分量信号编码第9页，共11页，编辑于2022年，星期一音频信号数字化音频信号数字化量化比特数量化比特数经常采用的量化比特数有经常采用的量化比特数有8bit8bit、12bit12bit和和16bit16
6、bit。量化比特数越多，音。量化比特数越多，音质越好，数据量也越大。质越好，数据量也越大。人耳的听觉能感觉极微小的声音失真而人耳的听觉能感觉极微小的声音失真而且又能接受极大的动态范围。由于这个特且又能接受极大的动态范围。由于这个特点，所以对点，所以对音频信号音频信号进行数字化所用进行数字化所用的量化比特数比起视频信号来要多。的量化比特数比起视频信号来要多。频率在频率在20Hz20Hz20kHz20kHz之间的声波是人耳可以听到的之间的声波是人耳可以听到的声音，称之为声音，称之为音频音频(audio)(audio)信号信号采样频率采样频率经常使用的采样频率有经常使用的采样频率有11.025kHz11.025kHz、22.05kHz22.05kHz、32kHz32kHz、44.lkHz44.lkHz和和48kHz48kHz等。采样频率越高，声音失真越小、音等。采样频率越高，声音失真越小、音频数据量越大。频数据量越大。人耳听觉的频率上限在人耳听觉的频率上限在20kHz20kHz左右，左右，为了保证声音不失真，采样频率应为了保证声音不失真，采样频率应大于大于40kHz40kHz。第10页，共11页，编辑于2022年，星期一本节完!第11页，共11页，编辑于2022年，星期一