1、JH8000 (DOC 138 頁)JH8000DTV數字電視實驗系統概述第一董頻 A/D D/A 11實驗原理6111視頻A/D變換器61.1.2視頻D/A變換器912實驗電路23121實驗電路總體框圖231.2.2視頻A/D變換電路模塊231.2.3視頻D/A變換電路模塊271.2.4數字處理模塊（可編程器件）2913實驗內容311.3.1實驗一視頻源的參數調整.31132實驗二 亮色延時實驗34驗三 量化比犢數對數字圖像質量的影響36 134實驗四 視頻A/D, D/A參數的觀 測39135實驗五 數字電視的國際標準4143（ITU-601號建議）第二章音頻A/D, D/A實驗21實驗原

2、理43211音頻信號取樣頻率的選擇432丄2聲音信號（雙極性信號）量化信 噪比442.1.3音頻信號的量化比特數的確定4422實驗電路45221實驗電路總體框圖45222音頻AD系統模塊電路簡介.45223音頻AD系統模塊電路簡介.462.2.4數據處理與控制模塊4823實驗內容51對聲音質量的影響2.3.1實驗一抽樣頻率及量化比特數51232實驗二觀測各種時鐘數據及其5457相互關系第三章MPEG視頻編碼31實驗原理-2編解碼系統3.1.1 MPEG423.1.2 MPEG驗82332實驗二包識別碼（PID）實驗843.3.3實驗三視頻編解碼延時實驗.863.3.4實驗四視頻幀結構實驗883

3、.3.5實驗五視頻編碼速率實驗.90337實驗七GOP實驗338實驗八3.3.6實驗六圖像子釆樣模式實驗.9294像格式實驗9698第四章MPEG音頻編碼.41實驗原理98411 MPEG音頻壓縮編碼984丄2 MPEG-2音頻壓縮編碼1074丄3 MPEG、MPEG-2音頻參數的比較1094丄4 MPEG-2中的AAC編碼11042實驗內容112421實驗一 MPEG音頻層實驗1 112422實驗二 MPEG音頻層實驗2 114附錄：波形說明116JH8000DTV數字電視實驗系統概述JH8000DTV數字電視課程實驗箱是完全按照數字電視國際標準設計和 生產的數字電視傳輸系統，可以提供數字電

4、視課程所需的若干實驗，同時可以 作為實際數字電視傳輸課程培訓時的實驗裝置。一.系統描述JH8000DTV系統主要由視音頻A/D, D/A模塊，視音頻信源編碼、解碼模塊,TS 流形成與解復用模塊,DVB SPI收發接口等模塊組成。圖1為JH8000系統原理框圖：圖1 JH8000DT V系統框圖各部分的組成及功能簡述如下:1）視音頻A/D、D/A模塊：采用專用的集成芯片，按照國際標準采樣時 鐘和采樣格式將模擬輸入的視音頻信號變成標準數字視音頻信號。2）視音頻信源編碼、解碼模塊：按國際上MPEG1、2壓縮標準完成對 數字視音頻碼流的壓縮編碼。3）TS流形成與解復用模塊：按國際標準將視音頻信源編碼板

5、輸出的 MPEG視音頻碼流打包成TS流或解復用成MPEG視音頻碼流送入視音頻 信源解碼板。4）DVB SPI收發接口模塊：將MPEG-2的TS流按DVB SPI的國際接口標準 實現編解碼之間的碼流傳輸。其中各個模塊既可以獨立進行分塊實驗，又可以綜合組成數字電視系 統傳輸實驗JH8000DTV （包括視音頻A/D模塊、視音頻信源編解碼模塊，TS 流形復用與解復用模塊和DVB SPI傳輸接口模塊）完成系統總體實驗二.系統實驗1. 系統總體實驗在實驗中我們使用JH8000DTV實驗箱搭建系統總體實驗環境，并緊密 結合系統的實際運行狀態，通過親手對系統參數的設置和測試，讓試驗者 初步建立數字電視系統總

6、體概念。2. 分模塊實驗通過系統總體實驗之后，我們可在建立總體概念的基礎上，將總體 系統拆分成若干功能的子模塊。每一功能子模塊作為一個相對獨立的分模 塊實驗板,這樣便于實驗者從模塊實驗中掌握數字電視傳輸系統中各部分 原理、功能、技術參數、性能指標及在整個數字電視傳輸系統中的影響， 同時讓學生了解各個模塊的設計參數和設計方法，為學生今后在數字電視 系統設備的研究方面打下扎實的研究基礎。整個實驗系統可以分成：直接 視頻、音頻的AD-DA閉環實驗裝置和接入后續編解碼模塊以及傳輸模塊的 開環實驗裝置，可以進行的實驗模塊有：（1）視頻源參數設置模塊（開環）亮度設置色度設置對比度設置輸入信號源選擇設置信號

7、源制式設置場信號標識行設置行有效像素數設置(2) 視頻編碼參數設置模塊(開環) 系統模式設置，可以設置MPEG-1或MPEG-2 編碼方 式系統編碼碼流模式設置，可以設置編碼碼流輸出格 式：節目碼流(PS)或傳輸碼流(TS)。 可編程設置GOP結構：I、B、P幀的組合，包括I、IP、 IBP、IBBP等。 可編程設置編碼速率：512K15M (NX256K, N=2-57)可編程設置數字視頻標識碼：VPIDo可編程設置數字音頻標識碼：APIDo可編程設置數字參考時鐘標識碼：PCRPIDo可編程設置僅視頻編碼，音頻不編碼工作方式。(3) 音頻編碼參數設置模塊(開環) 設置MPEG音頻編碼層：La

8、yer 1 or Layer2設置音頻采樣速率設置音頻編碼輸出速率設置音頻預加重模式設置音頻聲道處理模式設置音頻PES標志(4) MPEG編碼參數設置模塊(開環)可編程設置編碼模式 可編程設置編碼速率：512K-15M (NX256K, N=257)設置圖像采樣模式可編程設置GOP模式可編程設置GOP長度 可編程設置圖像編碼：D1、4/3 Dl 2/3D1、1/2D1、SIF、 QSIF、 SliceScreen可編程設置圖像預處理濾波模式(5) 視頻AD/DA實驗模塊(閉環)亮度設置色度設置對比度設置色飽和度設置色調設置 亮色延遲設置彩色關閉設置(6) 音頻AD/DA實驗模塊音頻采樣頻率設置

9、音頻量化比特數設置靜音模式設置第一章視頻A/D、D/A實驗視頻A/D、D/A變換器是數字電視系統（圖1-1）的重要組成部分。視頻A/D、 D/A變換器性能的好壞對整個數字電視系統重現圖像質量有著非常重要的影響。 因此，通過視頻A/D、D/A實驗，更好的掌握視頻A/D、D/A的原理，技術參數, 國際標準等就顯的十分必要。下面分別介紹視頻A/D、D/A變換器的工作原理，參數選擇，國際標準，以 及各實驗的內容，要求，方法等。模擬信模擬信號圖1-1數字設備基本系統組成1.1實驗原理1.1.1視頻A/D變換器A/D轉換器的作用是把連續變化的模擬信號轉換為離散的數字信號，示意 圖如圖1.1.1所示。它主要

10、包括取樣、量化和編碼三大部分。取樣，是實現時 間軸上的離散化；量化，是實現幅度軸上的離散化；編碼，是實現把離散化了 的數據用二進制碼型表示，進而變為一系列的電脈沖。1. 分量編碼中取樣頻率的選擇分量編碼是指對亮度信號(Y)和兩個色差信號(R-Y)、(B-Y)分別進行取 樣、量化和編碼。在分量編碼中，由于不受色副載波的影響，而且與彩色電視 制式關系不大，為了便于國際間節目的交換，建議取樣頻率應能兼容625行/50 場和525行/60場兩種掃描體制。根據取樣定理，要求取樣頻率工2,為了防止頻譜混疊失真，應選擇 (2.22.7) fat又為了實現正交取樣結構，應滿足盜為行頻fH的整數倍。綜 合上述諸

11、條要求，已知亮度信號的上限頻率為5.5MH/6 MH，取樣頻率可選為 ft=2. 2=1213. 2 MHxo對于625行制式行頻為爐15. 625對于525行制式行頻為=15. 734264KH,為了滿足兼容兩種制式的要求，就在13. 2MHZ附近選定。 兩種制式行頻最佳公倍數為13. 5MHZ.對625行制式，每行取樣點數為：3.5MHz Q/V1 15.625K* 對于525行制式，每行取樣點數為：135MHz 85815.73426KHz對于兩個色差信號(R-Y)和(B-Y),因為其上限頻率均在2.8MHz以下，近似為亮度信號上限頻率的一半，為了方便起見，色差信號的取樣頻率選為： (R

12、-Y) = (B-Y) = | 鳥6 75MHz對于625行制式，色差信號每行取樣點數為864X 1 =432,對于525行制式，則每行取樣點數為858 X | =429o亮度信號和兩個色差信號三者的取樣頻率比例關系為：(Y):盜(M):盜(B -Y) =4:2:2故把這種選擇取樣頻率方式稱為4： 2： 2標準，這就是分量編碼中取樣頻率 的選擇。2. 量化量化是使幅度連續的抽樣值進一步在幅度上離散化的過程。以便能用有限 長度的碼字來表示抽樣點的幅度。量化可分為舍入量化和截尾量化。舍入量化即用四舍五入來處理被量化信 號與預置量化級數電平之間的差值。截尾量化即把高于預置量化級數電平的尾 數部分全部

13、舍去。截尾量化誤差比舍入量化誤差大一倍，因此，一般只采用舍 入號化而不采用截尾量化。由量化誤差所產生的噪聲稱量化噪聲。設圖像信號的最大幅度為A,將它均勻量化成N級，量化級差為AA,有：A=N - AA, N=2B(以二進制表示)電視信號(單極性信號)的量化信噪比定義：量化信噪比二= 昔 Z (n為量化比特數)用分貝表示：卅詢201og 兩2)=10.8 + 6”=可以得出結論：量化比特數n每增加lbit,則信噪比上升6dB；反之，每 下降lb辻；信噪比降低6dB。信噪比與量化比特數n關系如表1.1.1所示。表 1.1.1量化比特5678910Spp41dB47dB53dB59dB65dB71d

14、B3. 編碼A/D轉換器中的編碼，是把代表特定量化電平等級的比較器的輸出 狀態數據組合，變換成以n比特表示的二進制數碼，即每一組二進制數 碼代表一個取樣值的量化電平等級。如表1.1.2。在接受端解碼時，從 這個數碼（或禮.一，重新恢復出原模擬信號電平。表3.L2 真值袤十進制數二進制數嚴71J2000010012010c3011410051016110/111表 1.1.24. 視頻A/D D/A的特點抽樣頻率高，fs=27MHz （對全信號編碼）fs=13. 5MHz （對分量信號編碼）量化比特數高，n=810比特1.1.2視頻D/A變換器模擬信號被數字化之后，送入數字設備進行處理、記錄或傳

15、送。最 后，當與其他模擬信號設備聯結時，需要重新還原為模擬信號。用于把數字信號還原為模擬信號的設備、稱為數/模轉換器或D/A變換器圖1.1.2數/模轉換器方框圖圖1. 1.2中表示出數/模轉換器的簡單方框圖，主要有數字解碼、內 插低通濾和零階保持補償等三部分電路組成。數字解碼是主要部分，其作用是把代表取樣值的二進制數碼還原為 相應的量化電平脈沖。內插低通濾波器，用于把離散的脈沖轉換為在時 間軸上連續的模擬信號。由于內插濾紙不可能具有理想的門函數頻率特 性，又因編碼時的取樣脈沖也不可能是理想的沖擊函數序列而是具有 一定寬度的脈沖，這都會使恢復的模擬信號髙頻成分受到損失。因此， 內插低通濾波器之后

16、，又加入零階保持補償電路，用于提升模擬信號的 高頻成分，使輸出信號更接近原來的模擬信號。視頻D/A的特點運算精度高。運算速度快。1.電視信號數字化的國際標準分量電視信號的數字編碼有利于國際間的電視節目交換。在1982年 的CCIR第15次全會上通過了 CCIR601號建議書，確定了能實現625行 /50場和525行/60場兼容的分量編碼4： 2： 2標準，以后又作了若干補 充修正。數字分量視頻標準，則是分別對三個信號（一個亮度信號和二個 色差信號）進行取樣和量化編碼，如前所述,由于消除了色副載波影響， 信號質量較高，也有利于制式間的兼容，但是設備復雜，造價高，而且 碼率也高。在數字分量信號中，

17、亮度信號(Y)峰-峰幅值為700VPP,黑電平與消 隱電平一致，同步電平為-300MV,同步信號僅加入亮度信號中；兩個色 差信號分別稱為CR和CB,以0電平雙向對稱，其滿幅度均為700MVPP。CR=O. 713 (ER-EY)CB=O. 564 (EB-EY)2-數字分量各信號的取樣頻率比例根據在前邊已介紹過取樣頻率的選擇原則，各信號取樣頻率之間應 滿足一個固定的比例。通常把3. 375MHZ作為最低的基準頻率，抽樣比例 有以下幾種。 X X X X X X X X X X X X (X) X X X X X X (8) X X X X X X (x)(x)(x)(x)(x)g)(x)(x)

18、(x)(x)(x)(x)(g)(x)(x)(x)(x)(x)(g)(x)(x)(x)(g)(x)(x)(x)(x)(x)(x)(x)(x)(x)圖1.1.3亮度與色筮信號取樣點的分布圖(1) 4： 2： 2 方式這是較常用的標準方式，其中亮度信號取樣頻率為3. 375X4=13. 5MHZo（2）4： 4： 4 方式這是一些高檔級的演播室選用的高質量的取樣標準，亮度信號和兩 個色差信號均釆用3. 375X4=13. 5MHz,（3）4： 1： 1 方式兩個色差信號取樣頻率均為3. 375X1=3. 375MHz,這時的色差信號 帶寬在1. 5MHz以下。在圖1.1.3中表示了取樣點的分布情況，

19、圖中X代表亮度取樣點， 而O代表色差G和G的取樣點。3. 數字分量4： 2： 2標準舉例現以數字分量4： 2： 2為例說明如下，表1.1.3中給出了其標準參 數。表1. 1.3 4： 2： 2標準參數參數名稱625行/50場525行/60場1、編碼信號2、1行取樣點數亮度信號（Y）色差信號（RY）、（B-Y）Yx R-Y、 B-Y8644328584293、取樣結構正交，行、場、幀重復，（R-Y）.（B-Y）樣點同位，并與 每行的亮度信號第奇數個（1、3、5-）樣點同位.4、取樣頻率 亮度信號 每個色差信號13. 5MHz6 75MHz5、量化方式亮度信號與色差信號均采用每樣值8比特均勻雖化6

20、、一個有效行取樣點數 亮度信號每個色差信號7203607、模擬信號電平與址化等級 之間關系亮度信號每個色差信號共220量化級，黑電平在每16級，白峰在2S5級共224量化級，零電平處在0、225的量化級中心，即128級8、數字有效行定義（Y）6到有效行開始有效行期間有效行結束到同步曲沿132個樣點/9718 u s720個樣點/53333 p s12個樣點/0889 U s122個樣點/9037 M s720個樣點/53333 P s16個樣點/1185 U 3每一行范風864個樣點/64 U s858 個樣點/6S. 555 P s4. 量化范圍的規定及碼電平分配現以100/0/100/0彩

21、條信號為例，說明數字分量信號對量化范圍 的規定。（1）亮度分量亮度分量的模擬信號電平與其相對應的數字信號樣值（即量化電平） 之間的關系如圖1.1. 4所示。圖中示出了 8比特量化和10比特量化兩種 情況下的對應樣值，每個樣值都分別以10進制數表示其量化級數（亦稱 量化電平或數字電平）。鶴數字電平電平 8 BIT 10 BITmV DECHEX DEC HEX圖1. 1.4 100%彩條中亮度信號之模擬電平與量化電平之間的關系在10比特量化系統中共有1024個數字電平（210個），用10進制數 表示時，其數值范圍從0到1023；用16進制數表示時，其數值范圍從 000到3FF。數字電平00000

22、3和3FC3FF為儲備電平（reserve）或稱保 護電平，這兩部分電平是不允許出現在數據流中的.其中000和3FF用于 傳送同步信息.模擬信號進行A/D變換時，其電平不允許超出A/D的基準電平范圍, 否則會發生限幅產生非線性失真，所產生的諧波在抽樣后會引起頻譜混 疊.因此標準中規定了儲備電平，即使模擬信號電平達到儲備電平范圍 仍不會發生限幅，防止了混疊失真.但儲備電平的數字不進入數據流.D/A 后恢復的模擬信號也不會出現儲備電平范圍的信號.從0043FB（10進制數41019）代表亮度信號的數字電平;040（10進 制數64）為消隱的數字電平;3AC（10進制數為940）為白峰值的數字電平.

23、標準規定的數字電平留有很小的余量:底部電平余量為004040（10 進制數為464）,頂部電平余量為3AC3FB（10進制數為9401019）.值得 注意的是，數字分量方式對亮度信號中的同步部分不抽樣.由于調整的偏 差和漂移，通過濾波器和校正電路產生的過沖都會擴大模擬視頻信號的 動態范圍，所以在消隱電平以下和峰值白電平以上都留有余量，以使余量 范圍內的信號不失真地進行數字傳輸.上下余量稱為Headroom。用8比特量化時，其儲備電平為0和255（16進制數為00和FF）。 數字電平的余量范圍為廣16和235254（16進制數為01EBFE）;廣254 代表亮度信號數字電平.消隱數字電平定為16

24、（16進制數為10）,白峰值 數字電平定為235（16進制數為FB）.值得注意的是：8比特字的數字信號可以通過10比特字的數字設備 和數字通路,只要在8比特的最低位后加兩位0即可，在輸出端再將兩位 0去掉，恢復8比特字數字信號.（2）色度分量應該注意到,色度信號是雙級性的，而A/D變換器需要單級性信號, 因此，將100%彩條的色度信號電平上移350mv,以適合A/D變換器的要求.電平 mV數字電平8DECBITHEX10 BIT DEC HEX+399.2+396.9255FF1023 3FF1020 3FC-*+396254FE1019 3FB +350.0240FO960 3CA保護范崖0

25、.012880512200 -350.0161064040-396.91014004-397.730031-400.00000000丁保護范圍HEADROOM消隱電平HEADROOM最高星化電平 嚴大正電平晨大負電平 謚低址化電平圖1. 1.5 （a） Cb分量的模擬電平與量化電平之間的關系數字電平8 BIT 10 BIT DEC HEX DEC HEX+399.2255FF+396.9+396254FE十350.0240FO1023 102010199603Fcl保護范圍3FB3CAHEADROOM最高毘化電平 最大正電平0.0128 80 512 200 -350.0-396.9-397.

26、7-400.016 101 010 0064040 004 保護范圍3 0HEADROOM最大負電平 最低雖化電平圖1.1.5 （b） G分量的模擬電平與量化電平之間的關系圖1.1.5（a）示出G分量的模擬電平與8比特和10比特的量化電平 之間的關系。圖1.1. 5（b）示出G分量的模擬電平與8比特和10比特量化電平之間 的關系。用10比特量化時，量化電平為：16進制數0043FB （10進制 數為41019）,共1016級表示CB和CR信號。消隱（即零電平）的量化 電平定為200 （16進制數），模擬信號的最高正電平對應的數字定為3CA（10進制數為960）,最低的負電平對應040 （10進

27、制數為64）。所規定 的頂部電平余量為3CA飛FB （10進制數9601019）,底部電平余量為 004040 （10進制數為464）,其作用同亮度信號的電平余量。儲備電平 范圍也同亮度信號。5. 數字信號的傳輸接口數字信號的傳送方式有兩種，即并行傳輸和串行傳輸，各具有不同 的特點，并適用于不同的場合。（1）數字信號的比特并行傳輸這種傳輸方式是每一個量化比特位固定用一條通路來傳送，其碼率 低，誤碼率也低，設備簡單，但是需要通路數量太多，只適用于距離點 到點的數字信號的傳送。在數字分量并行傳輸中，可以用亮度數據與色差數據分別傳送，也 可以把亮度與色差及其他輔助數據先進行時分復用，然后再進行并行傳

28、 輸，通常釆用后者。4： 2： 2數字分量標準取樣點的行場分配：現以4： 2： 2數字分量標準為例來說明行、場定時關系。在PAL制 數字分量中，其亮度（Y）與兩個色差（G、G）信號的樣值分布如圖1-4 所示。可以看出，在水平垂直方向上都是對齊的，即為正交結構。第一 行的第一個樣點位置上存在有亮度（Y）和色差G及G共三個樣值，而 第二個樣點位置上則只有亮度（Y）,以后按此規律排列，即在Y的奇數 位置有三個樣值，而偶數位置只有Y一個值。第二行之后也均與第一行 相同。9 9OZEP OC 00亮度樣點標志860一 Z0卜卜O ZfTT 卜卜z卜卜ILIII11色度樣點位置e O I zb色度樣點標志

29、 圖1.1.6 PAL制4： 2： 2樣點位豊與行同步之間關系每行亮度Y信號的樣點數為：務=刪 =864個，編號從第0號到 第863號。其中有效行樣點數為720個，編號從第0號到第719號。數 字消隱樣點數為144個，編號從第720號到863號。其樣值位置安排與 同步的關系如圖1.1.6所示。而在圖1. 1.7中，則表示出PAL制數字場與模擬場的關系。在模擬 場中，每場均包括有半行，如PAL制625行/50場，奇數場與偶數場均 為=312. 5行。但在數字場中，為了避免處理半個數字行，故將奇偶兩場 的有效行數均取整數，定為288行。其差別設在場消隱區，如圖中所示,數字場正程數字場消隱（24行）

30、數卞場iE程F=0數字第I場開始第一場（奇數場）的場消隱期為有效行的24行，而第二場（偶數場）的 場消隱期為有效行前的25行。1/ VHnn*欖擬第I場開始 ruuxonmmn數字場正程 622 623 I 624 4 625 I 2 I 3 I 4| 5 | 22 4 23 IF=1數字第2場開始：根擬第2場開始 309 310 4 3| | 312 I 313 I 314 4 315 316 317 4 引8 * 335 336 9K*rnTWULimnmnm圖1.1.7 PAL制數字場與模擬場的關系（2）數字亮度信號與色差信號的時分復用在數字分量情況下，有一路亮度信號和兩路色差信號，如果

31、各自單 獨并行傳送則需要三條多芯電纜。為了簡化設備通常先利用時分復用方 法把三路信號歸并為一路時序信號，然后用一條多芯電纜并行傳送。對 于4： 2： 2方式，525行/60場掃描標準和625行/50場掃描標準，其有 效行的樣點數都是一樣的，即亮度信號為720個，色差信號為360個， 每行共計1440,編號為01439,而消隱期間的樣點數目，兩種標準則不 同，625行/50場標準為288個，編號為14401727, 525行/60場，標 準為276個，編號為144017150以625行/50場標準（PAL制）的4： 2： 2數字分量信號為例，三路復用之后每行的樣點在一行內的分 配如圖1-9所示。

32、根據前圖1-4的取樣分布情況，每個有效行的第一個 取樣位置上有三個樣值，安排順序是G-Y-G,第二個取樣位置上只有 Y個樣值，第三個取樣位置上安排順序也是G-Y-Cx,以此類推，其 余各行方式相同。由圖1.1.8中可以看出，復用后的樣值速率（字/秒）也明顯提高7o復用前亮度信號的樣值速率為:13.5兆字/秒。兩個色差信號的樣 值速率均為：6. 75兆字/秒，復用后的總樣值速率為：13. 5兆字/秒+6. 75兆字/秒+6. 75兆字/秒=27兆字/秒圖1. 1.8復用中的樣值安排順序圖1.1.9 4： 2： 2格式時分復用并行輸出方庭圖如果按10比特量化，則碼率達到270Mb/so在圖1. 1

33、. 9中表示了時 分復用編碼比特并行輸出的電路方塊圖。輸入的三路模擬分量信號E，Y、 E，r.E, ”經過前置濾波器之后，分別送入A/D變換器，變為數字信號。 然后分別以并行方式送入數字合成器，以27兆字/秒的速度和上述的順 序實現并行傳輸。圖中的時鐘信號，由亮度信號中產生，分別輸入亮度與色差三個A/D 轉換器，以保證分量信號在時間上的一致性。（3）數字分量標準定時基準信號的形成在模擬視頻信號中的行、場同步信號是十分重要的，用它來保證收 發兩端掃描的一致性。然而，它只代表起始的時刻，并無其他信息內容。 如果能相應地設置每行的起止時刻標志，則除了數字有效行之外，每行 消隱（包括行同步）的樣點數據

34、均可不傳送。這段在625行/50場標準4： 2： 2格式復用之后有288個樣點位置，可以用來 傳送其他輔助信息數據。數字分量標準規定，不傳送行消隱期間的樣值, 而是在每個有效行數據開始之前，即每行的第一個樣值（編號為0）之 前安排4個樣值數據，用于表示每個有效行的開始，稱為SAV信號；并 在每個有效行數據結束之后，即每個有效行的最后一個樣值（編號為 1439）之數字有效行 最后一個傳、 送的樣點 、赧后一個只傳送Y的樣點數字有效行 第一個傳送 的樣點Y 數據 718 719 720 7215數據仃EAV和 SAV的妊 用數據一EAV863SAV 念時収準信號丁 RS表1.1.4 4： 2： 2

35、定時基準信號圖1.1.10 625/50標準分就時分復用及定時基準位置后也安排4個樣值數據，用于表示每個有效行的結束，稱為SAV信 號。對于625行/50場掃描標準，SAV的樣點位置是第1724號到1727 號，EAV樣點的位置是第1440號到1443號。在場消隱期間，SAV和EAV 信號仍以同樣格式傳送。圖1.1.10所示為625/50標準的數字分量時分 復用及定時基準信號的插入位置。分別由4個10比特字節組成的SAV和 EAV信號，用16進制組成一個特定的數據系列，用以下符號表示:3FF 000 000 XYZ,前三個字節是一個固定的前綴。可以看出，每一個字節是10 個比特1 （即3FF）

36、,后面2個字節是20個比特0 （即2個為0的10比 特字）。這個特殊的比特組合符號，用來表示有效視頻行的開始（SAV） 或結束（EAV）。第4個字節XYZ同為一個可變內容的字節，它包含有場 標志符號，垂直消隱狀態，行消隱狀態等信息。在表1.1. 4中具體表示了這4個10比特字節的詳細內容。可見，第 1個字節為全1,第2、第3個字節為全0,但第4個字節XYZ的比特0 位和1位規定為0,以便與8比特量化接口相兼容，第9位規定為1,第 6、7、8位為可變二進制數，分別用H、V、F表示相應的信息，而其余 的第2、3、4、5各經特位用于進行誤碼糾正。其中H、V、F的不同取值，代表信息如下：H為行消隱標志

37、符，H=0表示為有效行開始（SAV） ,H=1表示為有效 行結束（EAV）V為垂直消隱標志符，V=0表示為有效場期間,V=1表示為場消隱期 間F為場標志符，F=0表示為第一場（奇數場），F=1表示為第二場（偶 數場）表1-4中的P0、Pl、P2、P3的值是可變的，它門的值取之于F、V 和H的值，可對F、V和H的值進行兩比特誤差檢測以及比特誤碼較正。 P0、Pl、P2、P3的值和F、V及H的值的關系如 表1.1.5所示。42bit3FF000000XYZ910018100F7100V6100H5100P34100P23100Pl2100PO1100001000表1.1.5 POx PR P2.

38、P3的值和F、V及H的值的關系PO、Pl、P2、P3 與 F、V、H 的關系行范圍抽樣點位置10比待XYZ的二進制數值625/50525/60IFVHP3P2P1P00023 31020-263第一場有效場 的SAV100000000023 31020-213第一場有效場 的EAV10011101001-22 311 3124 19264-265第一場場消隱 的SAV10101011001-22311-3124 19 264-265第一場場消隱 的EAV1011011000336 23283 525第二場有效場 的SAV1100011100336 623283 525第二場冇效場 的EAV11

39、01101000624-625313 3351 3 呎266-282第二場場消隱 的SAV1110110000624-625313 3351 3 266-282第二場場消隱 的EAV1110001000在圖1.1.11中表示出625/50掃描標準，XYZ的數據內容與圖像時基的 位置關系。EAVSAV第二場（F=l）第2場有效視頻數據1.2實驗電路1.2.1實驗電路總體框圖實驗電路由A/D變換器，可編程器件，D/A變換器組成。見圖1.2.11.2.1驗電路總體框圖1.2.2視頻A/D變換電路模塊(1) A/D芯片視頻ADC采用TVP5147芯片。TVP5147是10位高質量單片數字視 頻解碼器，

40、用于對NTSC/PAL/SECAM進行數字化和解碼。TVP5147支 持對分量YPbPr信號的A/D轉換，同樣能將NTSC , PAL, SECAM制 式的composite或者s-video信號轉換成分量YCbCr其包含了兩個lObit 30MSPS (兆采樣每秒)的數模轉換器。該芯片可用于數字視頻的多種設備，如：DLP投影儀、數字電 視、DVD錄制設備LCD電視接及監視器、PVR、PC視頻卡、視頻捕捉/視頻編緝、會議電 視(2) TVP5147主要的功能模塊包搖：對微弱，混有噪聲信號以及VCR trick model 的同步檢測通過2-D 5線自適應梳狀濾波器和色度陷波 濾波器實現Y/C分

41、量分離兩個lObit 30MSPS (兆采樣每秒)A/D轉 換器，具有對模擬信號預處理(自動增益控制)模擬視頻輸出亮度預處理色度預處理時鐘/時序預處理以及待機模式輸出格式選擇 I2c總線接口 VBI數據預處理 Macrovision防拷貝檢測電路 I/O端口 3. 3v耐壓(3) 芯片詳細功能介紹：兩個可編程增益控制30MSPS, 10BitA/D支持 NTSC (J, M ,4.43) , PAL (B, D, G, H ,1, M, N, Nc , 60), SECAM (B, D, G, K, KI, L)CVBS 和 S-Video支持內嵌同步信號的模擬分量YPbPr視頻格式 10路模

42、擬視頻輸入端口，支持多個視頻源支持模擬視頻輸出輸出格式可編程控制a. lOBit嵌入同步的符合ITU-R BT. 656標準 中 4:2:2 的 YCbCrb. 分離同步的lOBit 4:2:2的YCbCrc. 分離同步的20Bit 4:2:2的YCbCrd. 場消隱期內活動視頻兩倍采樣mwVBI數 據e. 場消隱期內VBI數據片斷行同步，場同步輸出，其位置，極性，寬度可編程，并可輸出 FID信號 Composite和S-video視頻信號處理a. 2-D5線自適應梳狀濾波器以及色度陷波濾波器 用來處理Composite視頻信號b. 對輸入視頻格式自動檢測(NTSC/PAL/SECAM) 并切

43、換c. 可編程控制亮度增益d. 色度瞬時提升e. 捕捉微弱，混有噪聲，或者不穩定的信號f. 單顆14. 31818 Mhz標準晶振，滿足所有標準 需求(ITU-R. BT601和平方像素采樣)g. 電源同步/內同步像素采樣時鐘產生行，場同步 信號輸出h. 為下行的視頻編碼器同步提供同步鎖相RTC通過Macrovision防拷貝檢測認證 1VBI數據處理Fc總線接口低功耗數字核心1.8V數字I/O端口 3.3V待機模式下模擬核 心 1. 8v/3. 3v80管腳TQFP封裝CVDS/C/PbCVBS/YCVDS/C/PrCVBS/ YI- nv-ixp L1Wxlosva mlUJsulaTX-

44、Jo?05千IOS?! 1.2.2 TYP514?功績梅圖(4) 實驗系統裝置視頻A/D變換的具體電路VI ： A VUH VIJ.CVU.AVIJJI Vl.CVI4 ADATAriKGtraccAxtznrvxrm 啊一 rQMT.CtXrcovi uvi in、:VI8.K a w-l-u utt QAl -x-.viugDZVA OB* cm.0 560260560 250llmKInKIQmci0DKInKImIIf3nKI0DKIInKIGDDKmKImIInmnTOO碼圖 1.2.71.3實驗內容1.3.1實驗一視頻源的參數調整一. 實驗儀器一臺一臺1. JH8000DTV數字電

45、視實驗系統裝置2. 配置計算機二. 實驗目的調整圖像的亮度、對比度、色飽和度、色調，觀察圖像的變化。三. 實驗步驟*圖1311. 將計算機的串口 1通過串口連接線與編碼模塊的串行接口相連2. 開啟JH8000DTV數字電視實驗系統裝置總電源3. 開啟信號源DVD以及監視器的電源4. 同時開啟編解碼模塊的電源（即電源2、電源3,見圖1.3.1, 注意：此時電源1必須處于關閉狀態）5. 打開計算機并啟動系統實驗軟件：雙擊桌面上的Encode圖標啟動軟件，經過一個Flash界面后便進入 歡迎界面，軟件啟動完成，如下圖（圖1.3.2）。WelcomeJH8000Ji電視穿黔裝I!M敦磁縛科it侖陲么S

46、）JA J圖 1.3.2（1）選做實驗：點擊“進入”按鈕進入主實驗界面（圖1. 31-2）。圖 1.3.3選擇“視頻源的參數設置”實驗項目，然后單擊“進入”或者雙擊 “視頻源的參數設置”實驗項目，進入具體實驗面板。（圖1. 3.1-3）進入實驗的基本設置：設置亮度值0-255設置色飽和度值設置對比度值一0-2550-255設置色調0-255圖 1.3.4(2) 分別改變基本設置的亮度、對比度、色飽和度、色調各參數值，觀 察監視器圖像的變化(3) 選擇“高級設置”按鈕，分別改變高級的設置的相關參數：輸入信 號、電視制式、場信號模式、場信號標識以及行有效像素值，觀察監視 器圖像的變化(4) 選擇視

47、頻源為“攝象機”，(可以將攝象機對準標準電視測試卡或對 準層次豐富的圖象)，重復上述(2)、(3)步驟四. 實驗要求1. 記錄不同參數值時圖像的變化，并分析結果。2. 為什么色飽和度值128255和0128變化是相同的3. 解釋行有效像素值與圖像水平寬度之間的對應關系1.3.2實驗二亮色延時實驗一. 實驗儀器一臺1. JH8000DTV數字電視實驗系統裝置一臺一臺一臺2. 配置計算機3. 數字存儲示波器4. 標準電視信號發生器二. 實驗目的觀察亮色延時差對圖像質量的影響三. 實驗步驟1將計算機的串口 1通過串口連接線與視頻AD/DA模塊的串行接口 相連（視頻AD/DA模塊實驗板上的串口通信模塊U10）2. 開啟JH8000DTV數字電視實驗系統裝置總電源3. 開啟監視器的電源4. 將標準電視信號發生器的VIDEO輸出端接到視頻AD/DA模塊視 頻輸入端口（左下，J13）5. 開啟視音頻AD/DA模塊的電源（即電源1,注：此時電源2、電 源3必須處于關閉狀態）6. 打開計算機并啟動系統實驗軟件：雙擊桌面上的Encode圖標啟動軟件，經過一個Flash界面后便進入 歡迎界面，軟件啟動完成（1）選擇“視頻AD/DA實驗”實驗項目，然后單擊進入或者雙擊“視 頻AD/DA實驗”實驗項目，進入具體實驗面板。（2