式。
⑤ 同步（基准）和帧同步的关系
同步信号包括了帧同步,帧同步信号是从同步信号里分解出来的。黑场信号发生器通常是用来做视频基准信号源的。
时基校正器可以校正视频信号中的行和场的同步信号的时基误差，同时对同步信号的色度、亮度、饱和度以及行场相位、负载波相位等进行校正，用于要求视频信号严格稳定同步的各种系统。
帧同步机和时基校正器都是用来校正信号的定时偏差的，不过校正范围（窗口）不一样，帧同步机是一帧，通常说他的校正窗口为无限大，通常是用来同步外来信号，比如其他台送来的信号、卫星信号参与本台的节目切换时就需要先送入帧同步机。
3） 电视中心时钟系统的功能和应用 (1) (2)
功能：为需要较时的设备提供标准时间信号。
应用：在时钟系统上，配置LEITCH GPS-3901和青岛广电所的TVZ3100两台卫星时钟接收机，作为主备时钟，并通过TVZ3002时码选择器选择输出EBU时码较时信号给TVZ3612F时码分配器，为需要较时的设备提供标准时间信号。
4） 工艺电源质量
参见《数字视频测量应用技术（基础篇）》P250-252
衡量电力系统电能质量的三个重要指标是：电压（220V）、频率（50Hz）、波形（正弦波）。
广电系统机房均使用UPS系统供电。UPS的分类方法有很多种,目前常用的分类方法有三种，根据UPS电源的结构和工作原理可分为在线式和后备式，由于在线式UPS可以实现真正的不间断供电，因此它也是电力系统的首选UPS电源；根据UPS电源的输出波形可将UPS电源分为正弦波输出UPS电源和非正弦波输出UPS电源（又叫方波输出电源），市电经电源逆变器滤波后其波形改为正弦波，成为高质量的电源，是计算机等精密设备的优选电源；根据UPS电源输出功率可分为大型UPS电源（>80KVA）、中型UPS电源（5～80KVA）、小型UPS电源（<5KVA）。
我台目前的UPS系统一路是80KVA（机房在C区一楼），一路是250KVA（机房在B区2楼）。另外配置应急柴油发电机，要求其发电容量为最大单路UPS供电量的2倍以上。市电停电，则UPS对系统供电，同时启动柴油发电机对UPS供电，当两路UPS也因为故障均停止供电，则柴油发电机可以直接向机房供电。
5） 系统接地
参见《数字视频测量应用技术（基础篇）》P250-252
概念：把电路中的某一点或某一金属壳体用导线与大地连在一起，形成电气通路。目的是让
46
电流易于流到大地，因此电阻是越小越好。
电视中心接地系统的主要任务：防止交流干扰，保护设备及人身安全，防止雷击。 系统接地的目的：
（1） 保护设备和人身的安全。 （2） 保证系统稳定的运行。 遵循原则：
（1） 机房应使用三相五线制（又叫TN-S系统），避免使用三相四线制（TN-C系统）供
电。 （2） 应遵循线路处理方式，如“网状接地”、“高频等电位接地”结构；
（3） 接地线尽量短并就近接地；设备严禁通过电源中线和零线接地；设备不得经信号线
屏蔽层“间接接地”；设备也不得通过面板固定螺钉和导轨“自然接地”；
（4） 接地引线不但有一定的截面积，还要有一定的表面积（考虑趋肤效应）； （5） 机柜和设备多点重复接地，接地引线不取等长（避开谐振点）。
（6） 高层机房同一楼层工艺地线、金属管道（线槽、空调、通风、消防、水路等），应
“等地位”连接。 （7） 信息设施会有多个“地”，如机房安全地、设备和系统的工艺地、动力电源的保护
地和中性地（零）、楼梯防护地等，它们经过不同引线最终接到同一地极（但汇流点应各自相距一定距离）。 （8） 按照部颁规定，接地线必须是 25 平方毫米以上裸露软铜线。要求接地系统为多点
接地，接地电阻一般不宜大于 4 欧姆。
（9） 按照电力系统的规范，三芯插座的正确接法是中间孔接地线、左孔接零线（或中性
线）、右孔接相线（或火线）。
6） 信号调度和切换系统
组成：以视频切换台、切换开关和切换矩阵为核心，配置A/D、D/A、音频嵌入/解嵌入器、帧同步、视分等周边设备，组成信号调度和切换系统。
功能：完成信号多路输入和多路输出，实现视音频切换、调度、分配、节目共享。 应用：在总控室采用矩阵进行节目调度；在演播室节目制作中心、播控机房，采用矩阵实现节目共享；在总控机房、节目分配中心、节目传输中心，采用矩阵实现节目分配。
7） 灯光系统（未完成）
（《数字电视制作和播出技术》P450-7.3.5）
灯光系统发展趋势是使用LED灯、电脑控制系统。但是由于LED灯的光谱连续性没有传统灯好，所以在面光打光时常继续使用传统的钨灯等。
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8） 建声和电声
参考《电声原理与技术》。参考本复习手册 2.1-2 音频系统。
电声原理与技术是在声学理论基础上，主要研究声音信号的产生、传播及加工处理，并研究影响音质的因素及环境条件的一门应用技术学科。电声原理与技术综合了物理声学、听声心理、建筑声学、现代电子技术及计算机技术的相关知识，是一门实践性极强的学科。 建声指标：
（1） 混响时间：不仅要考虑500～1000Hz的混响时间，还应在全频范围内控制混响时间的
变化，一般低频（125Hz），略高，但不超过30％；高频略低，但不超过50％。 （2） 吸收材料：考虑到高频的空气吸收效应，选择装饰材料时，应尽量选用表面坚硬的材
料，如各种刚性材料的穿孔板、夹缝板，以增加高频反射面。禁用软包材料（后墙除
外）。侧墙、顶部在考虑吸收的同时必须考虑反射，特别是侧墙更应该多一些；后墙考虑全频强吸收，防止出现干扰声反射。
（3） 声反射面：最大限度地减少出现大面积平行反射面、凹曲面、简单尺寸腔体或简单尺
寸腔体。
2. 2. 电视台网络化系统
全台网架构和互联互通，IP 网络的基本概念，FC 网络的基本概念，存储的基本概念，网络安全的基本概念，以太网络性能和布线指标，网络监控和管理技术，网络节目质量自动技术审查； 1.
全台网架构和互联互通
通过对电视台现行业务流程的分析、优化和完善，合理引进先进技术，形成高效率、现代化和标准化的面向流程的全新数据信息架构。以数字化为基础，网络化为核心，在“采、编、播、存、管”的整个电视工艺流程中，实现“前期数字化、编辑制作网络化、播出硬盘化、存储数据化、管理科学化”五大目标。通过建立数字化、网络化的制播体系，实现节目制作、播出和存储管理的流水线式生产作业。
2.
IP 网络的基本概念
IP是英文Internet Protocol（网络之间互连的协议）的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。
3.
FC 网络的基本概念
概念：光纤通道FC（Fiber Chanel)是一种数据传输技术，用于计算机设备之间数据传输，传输率可以达到1或2 Gbps甚至更高。
48
应用：光纤通道是高性能的连接标准，用于服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯。
FC（Fiber Chanel，光纤通道）开发于1988年，最早是用来提高硬盘协议的传输带宽，侧重于数据的快速、高效、可靠传输。光纤通道要比SCSI快三倍，它已经开始代替SCSI在服务器和集群存储设备之间充当传输接口。光纤通道更加灵活，如果用光纤作传输介质的话，设备间距可远至十千米（约六英里）。近距离传输不需要光纤，因为使用同轴电缆和普通双绞线，光纤通道也可以工作。
光纤通道的标准，是由光纤通道物理和信号标准，美国国家标准协会ANSI X3.230-1994文件，还有ISO标准14165-1文件进行描述。
光纤通道支持三种架构：点对点、仲裁环和交换式架构。 2 PTP（点对点）：一般用于DAS（直连式存储）设置。
2 FC-AL（光纤通道仲裁环路）：采用FC-AL仲裁环机制，使用Token（令牌）的方式进行仲裁。光纤环路端口，或交换机上的FL端口，和HBA上的NL端口（节点环）连接，支持环路运行。采用FC-AL架构，当一个设备加入FC-AL的时候，或出现任何错误或需要重新设置的时候，环路就必须重新初始化。在这个过程中，所有的通信都必须暂时中止。由于其寻址机制，FC-AL理论上被限制在了127个节点。
2 FC-SW（FC Switched 交换式光纤通道）：在交换式SAN上运行的方式。FC-SW可以按照任意方式进行连接，规避了仲裁环的诸多弊端，但需要购买支持交换架构的交换模块或FC交换机。
光纤通道的优势
2 在一个arbitrated环路可连接最多126个设备 2 通过交换结构最多可连接1600万设备 2 低CPU占用
2 在服务器不关机就可增加和配置所连设备 2 易于扩展以加大存储容量
2 利用SCSI至光纤桥可实现对现有SCSI硬盘的高速连接 2 可实现光纤和铜缆的连接 2 全双工传输速率达2000兆/秒
无局域网的备份
2 通过将备份通讯由局域网迁出减少了服务器宕机时间 2 省掉专门的备份服务器
2 性能与直接附属磁带机相近（资料只复制一次
存储共享
2 允许更好的资源管理（能动态迁移存储） 2 能与局域网释放备份共存
2 允许更强的容错性（服务器宕机但是接入的存储不会丢失）
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集群
2 可在集群服务器间实现负载平衡 2 结合一个共享的文件系统
2 对用户和管理员都是单一的一个系统
OSI七层协议
协议基本架构：
FC-4 Upper Layer Protocol：SCSI，HIPPI，SBCCS，802.2，ATM，VI，IP FC-3 common service
FC-2 Framing Protocol /Flow Control FC-1 Encode/Decode
FC-0 Media:Optical or copper，100MB/sec to 1.062GB/sec
协议层说明：
FC-0：物理层，定制了不同介质，传输距离，信号机制标准，也定义了光纤和铜线接口以及电缆指标
FC-1：定义编码和解码的标准
FC-2：定义了帧、流控制、和服务质量等 FC-3：定义了常用服务，如数据加密和压缩
FC-4：协议映射层，定义了光纤通道和上层应用之间的接口，上层应用比如：串行SCSI 协议，HBA 的驱动提供了FC-4 的接口函数，FC-4 支持多协议，如：FCP-SCSI，FC-IP，FC-VI。
4.
存储的基本概念
电视台所存储的内容以视音频素材为主，在选择存储方式时，应综合考虑过去，现在，将来已经使用或将要使用的方式，选择高质量，高效率，便于利用的方式存储各种不同类型数据。
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附件2
2011年广播电视 (电视中心系统) 技术能手竞赛复习大纲及参考书目
目录
一、 基础理论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 1.1. 电视原理 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
1. 电视图像的生成 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2. 电视图像的传送 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 3. 三基色原理 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 4. 全电视信号 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 5. PAL制彩色电视 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 1.2. 数字电视基础与演播室标准 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 14 1. 信号数字化基础 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 2. 数字电视信号取样原理 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 3. 标准清晰度数字电视演播室编码参数和接口 ------------------------------------------------------------------------- 15 4. 数字高清晰度电视演播室编码参数和接口 ---------------------------------------------------------------------------- 18 5. 声音信号数字化基础 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 6. 数字声音信号接口 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 7. 音频满度电平 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 1.3. 线性编辑和非线性编辑 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 1. 线性编辑 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 2. 非线性编辑 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 1.4. 数字电视信源编码 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 1． 信源编码基础介绍 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 2． 电视信号传送 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 3． 台内编辑制作 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32 4． 播出压缩编码 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34 5． 音频编码 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34 6． 电视图像信号和声音信号的码率计算（增加知识点） --------------------------------------------------------- 35 1.5. 视频显示技术 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36 二、专业知识 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 37 2. 1. 传统视音频系统 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37 1. 视频系统：视频客观测量指标概念、技术要求及适用范围，视频接口指标，视频编解码的基本概念，上下变换的基本概念； ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 37 2. 音频系统（未完成） -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41 3. 其他：音频嵌入解嵌，电视中心同步系统的功能及应用，电视中心时钟系统的功能和应用，工艺电源质量，系统接地，信号调度和切换系统，灯光系统，建声和电声； ------------------------------------------------- 43 2. 2. 电视台网络化系统 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48 1. 全台网架构和互联互通 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 48 2. IP 网络的基本概念 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48 3. FC 网络的基本概念 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48 4. 存储的基本概念 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 50 5. 网络安全的基本概念 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 51 6. 以太网络性能和布线指标（未完成） ---------------------------------------------------------------------------------- 51 7. 网络监控和管理技术 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52 8. 网络节目质量自动技术审查 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 52 2. 3. 其他相关知识 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 54 1. Webservice的基本概念 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 54 2. SOA的基本概念及相关协议(SOAP/HTTP/WSDL 等) ------------------------------------------------------------ 54
1
3. IP-SAN、FC-SAN 和 NAS 的基本概念及相关协议 -------------------------------------------------------------- 55 4. 操作系统和数据库的概念及基本应用 ---------------------------------------------------------------------------------- 59 5. 编目及其标准 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 60 6. 总局 62 号令及实施细则 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 60 2. 4. 电视中心分系统专业知识 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 60 2. 4. 1 播控系统（播出系统） ------------------------------------------------------------------------------------------------- 60 2. 4. 2 制作系统（未完成） ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 72 2. 4. 3 媒资系统 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 75 2. 4. 4 收录系统 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 78 2. 4，5 新闻系统 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 79 2. 4. 6 演播系统 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 80 2. 4. 7 电视中心音频-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 82 2. 4. 8 数字摄录设备-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 88 3. 4. 9 新媒体 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 99 2. 4. 10 电视中心监控系统 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 101 2. 5. 运维和技术管理 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 102 三、专业技能 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 103 3.1. 测量仪器的使用 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 103 1. 高标清视频信号源 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 104 2. 高标清视频分析仪 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 106 3. 音频分析仪（未完成）： ------------------------------------------------------------------------------------------------ 106 4. 波形监视器（未完成） --------------------------------------------------------------------------------------------------- 106 5. 数字示波器（未完成） --------------------------------------------------------------------------------------------------- 106 6. 码流分析仪 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 106 7. 图像质量分析仪 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 106 3.2. 数字摄像机电特性的测量 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 106 3.3. 视音频系统的测量 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 108 概念：视频线性失真 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 108 概念：视频非线性失真 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 109 1. 高标清数字视频接口（眼图特性) ------------------------------------------------------------------------------------- 110 2. 高标清数字视频通道指标 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 112 3. 数字音频、模拟音频及嵌入音频指标 -------------------------------------------------------------------------------- 115 4. 音视频相对延时的测试 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 116 5. 同步特性测试（未完成） ------------------------------------------------------------------------------------------------ 116 6. 色域误差测量 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 117 7. 模拟分量视频信号测量 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 117 8. 数字分量视频信号测量 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 118 3.4. 图像质量测量 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 118 1. 图像质量的客观测量方法 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 118 2. 图像质量的主观评价方法 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 119 3.5. 制播网络性能测试（未完成） --------------------------------------------------------------------------------------------- 119 参考书目 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 121
2
一、 基础理论 1.1. 电视原理
电视图像生成及传送的基本原理、三基色原理、全电视信号、PAL 制彩色电视； 1. 电视图像的生成
（2006年提纲：第一部分、三）
即光电转换过程。
1) 摄像管阴极发射出来的电子束，在电子枪的电场及偏转线圈的磁场力作用下，高速、
顺序地扫过靶面各单元。 2) 当电子束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号板(靶)、负载、电源构成一个回路。
如下图所示。
在负载RL中就有电流流过，其电流大小取决于光电靶在该单元的电阻值大小。光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因而RL两端产生的压降也就较大，输出信号的电位也就越低。当电子束扫描时，在负载RL上就依次得到与图像上各像素亮度对应的电信号，由此完成把一幅图像分解为像素，又把对应像素的亮度转变为大小变化的电信号的光电转换过程。
2. 电视图像的传送
（2006年提纲：第一部分、二）
1) 电视传像的方法是将光图像分解为许多小单元，这些组成图像的最小单元成为像素；接着将每个像素进行光电转换，得到能代表每个像素亮度、色度（色调和饱和度）信息的相应（三个）电平值；最后按一定的顺序将每个像素的这些电平值构成相应的电信号传送出去。 在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器件。实现这两种转换的器件分别是摄像管和显像管。
该部分还涉及摄像机的光电转换、传送/扫描机制、显示终端电光转换。
3
2) 中国广播电视扫描参数（模拟、标清电视系统） 扫描方式：隔行扫描 行频fH：15625Hz 行周期TH：64μs
场频fv：50Hz（帧频25Hz）
场周期TV：20ms
场正程时间TVS：≥18.4 ms 场逆程时间TVR：≤1.6 ms 每帧显示行数Z’：575行 每场显示行数：287.5行
行正程时间THS：≥52μs 行逆程时间THR：≤12μs 每帧扫描行数Z：625行 每场扫描行数：312.5行
3) 中国HDTV演播室标准参数
①、1080/50i：隔行扫描，有效扫描行数为1080/帧，总行数1125，场频50Hz，行频28125Hz
取样频率：Y为74.25MHz，Cr/Cb为37.125MHz 每行总样点数：Y为2640，Cr/Cb为1320 每行有效样点数：Y为1920，Cr/Cb为960 每场有效扫描行数：1080行
模拟带宽：亮度30MHz，色度15MHz 编码格式：线性量化，8bit或10bit/分量。
②、1080/24P：逐行扫描，有效扫描行数为1080/帧，总行数1125，帧频24Hz，行频27000Hz
取样频率：同上。
每行总样点数：Y为2750，Cr/Cb为1375 每行有效样点数：同上 编码格式：同上。
4) 图像分解力（清晰度）与信号带宽
（1） 垂直分解力M：垂直分解力是指沿着图象垂直方向上能够分辨的象素数目。其一，
它与分解图象有效行数（1－β）Z成正比；其二，它与扫描电子束和被扫描象素的相对位置有关。根据大量图像的统计平均得到：
M= k1*(1-β)*Z 式中 k1=0.75是克尔（Kell）系数，β是场逆程系数，Z是每帧扫描行数。按我国电视标准，Z＝625，β＝0.08，故M≈400线。 ? 垂直分解力的决定因素
有效扫描行数Z＇，它是垂直分解力的理论极限。对于625行/50场电视系统垂直分解力极限为：
M＝ Z＇＝Z（1-β）＝575TVL β场逆程系数，一般取0.08。
TVL称为电视线，指电视屏幕上呈现的Z *（1-β）黑白线总数。 ? 实际垂直分解力
4
理想状况下，垂直分解力M = Z2(1―β)= 575 TVL。
由于画面垂直细节与电子束扫描线间的相对位置关系有随机性，所以实际的垂直分解力数值Mˊ小于有效扫描行数。最差情况：中间一列图像，摄像时，扫描线恰覆盖黑白条各一半，接收端呈现一条 灰色带，此时，M＝0；右面两种图像的M＝ Z＇/2。
最差最好的情况均为特例，由于一般图像具有随机性，故统计上垂直分解力介于有效行数Z＇和Z＇/2 之间为：
M' = KeV2 Z2(1―β)
式中：KeV为小于1的系数，概率上取K =0.75。
KeV 称为垂直凯尔（Kell）系数，0.5＜KeV＜1。一般取K ＝0.65～0.75。 对于我国的625／50系统，取KeV ＝0.75。因此实际垂直分解力可认为是：
M'= KeV2Z 2(1―β)＝0.7536253(1―0.08)＝431 TVL。 我国625行/50场扫描制式中实际的垂直分解力Mˊ＝ 431 TVL。
? 隔行扫描对垂直分解列的影响
隔行扫描垂直方向有移动的细节容易产生视见并行。
采用隔行扫描的电视系统在计算实际的垂直分解力时还要乘上一个小于1（通常取0.7）的隔行扫描系数。
Mˊ = 0.72KeV2Z 2(1―β) = 0.730.753625（1-0.08）= 301 TVL
（2） 水平分解力N：电视系统沿着图像水平方向能分解的象素数目叫做水平分解力。
水平方向的分解力由电视通道设备的通频带宽度和电子束横截面的大小决定。
实验表明，水平分解力与垂直分解力相当时图象质量为最佳。因此，考虑到光栅宽度为高度的k（幅型比）倍，即N=k*M。
理想状况下，N = 4/3*M = 4/33575 = 767 TVL（当理想垂直分解力M = Z2(1―β)= 575 TVL，画面宽高比4:3时）。
水平分解力N = 23fmax图像信号带宽3THS有效行时间 / 画面宽高比(L/H)
5
在高、标清上下变换的三种模式中，通常我们使用最多的是4：3上变换到16：9和16：9下变换到4：3的切边模式。
2. 音频系统（未完成）
音频客观测量指标概念、技术要求及适用范围，音频接口指标，音频编解码的基本概念，声音响度的基本概念；（《数字电视制作与播出技术》P80-2.6） 1） 音频客观测量指标概念、技术要求及适用范围（未完成）
参见《用VM700测试音频指标.doc》一文。
VM700上的操作：首先选择VM700前面板手动测量键“Measure”，然后触按屏幕上左下角的音频键（audio），选择音频分析键（Audio Analyzer），让音频信号源发信号。 (1) 音频客观测量指标 ① 音频输出电平Level ② 音频失真度THD+N
③ 音频左右声道相位差Phase Diff ④ 音频左右声道电平差Level Diff
⑤ 音频左右声道串扰：测试左右声道串扰方法，是向被测设备的一个声道送入信
号，另一个声道不输入信号，在音频分析界面上观察电平值，读取左右声道电平值相减得出左右声道串扰值，即有信号输出的声道对没有信号输出的声道的影响。 ⑥ 音频幅频特性。
⑦ 音频信噪比：信噪比（SNR，Signal to Noise Ratio）是有用信号与噪声之比的
简称。噪音可分为环境噪音和设备噪音。信噪比越大，声音质量越好。
(2) 技术要求
(3) 适用范围：模拟音频、数字音频
2） 音频接口指标（未完成）
（详见本复习笔记 一、1.2-6 音频编码） (1) (2) (3)
音频电平（相应的单位换算详见本复习笔记 一、1.2-7 音频满度电平） 声道间相位误差和增益误差 音频信号极性的检测和调整
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(4) 续
3） 音频编 / 解码的基本概念
详见本复习手册一、1.4-5 音频编码；《数字电视技术工程手册》P190-第3章 DTV音频编码和解码
概念：自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。 音频信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因此数字电视的声音不能像模拟电视的声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序，与图像压缩编码相类似，音频压缩编码的主要功能是完全声音信息的压缩。 常见的几种音频编码：
参见《数字视频测量应用技术》P241~242 ①
AC-3编码和解码：即5.1声道，起源于Dolby AC-1，主要用于播出域。而后在此基础上开发了AC-2，再在AC-2的基础上开发出AC-3数字音频编码技术。AC-3提供了五个声道的从20Hz的全通带频响，即正前方的左（L）、中（C）和右（R），后边的两个独立的环绕声道左右（LS）和右后（RS），同时还提供一个100Hz以下的超低音声道供用户选用，以弥补低音不足。
AC-3将6个声道进行数字编码，并将它们压缩成一个通道，而它的比特率仅是320Kbps。
② Dobly E：一种专业音频编码技术，用于辅助广播和其他一些声道设备传输多声道的
音频信息，主要用于制作域。杜比E可以通过一对AES/EBU或者一对数字VTR音轨，给后期制作和发行提供多达8各声道的广播级质量的音频信息。另外，杜比E的优点还在于经过它编码的信息可以被编辑、解码、编码再解码，经过多次编解码转换而没有可察觉的音质降低。 ③ AAC高级音频编码：一种高质量感性音频编码技术，应用于广播和网络音乐下载。AAC
的编码效率由于MP3，以更低的比特率提供更高质量的音频信号。 ④ AVS：我国的数字音视频编解码技术标准。
4） 声音响度的基本概念 声音三要素（新增知识点）
（1） 响度：人耳对声音强弱的主要感觉。
响度和声波振动的幅度有关，声波振动幅度越大则响度也越大，但响度也与音频频率有关。确定响度的单位时，通常以1000Hz作为参考频率。
声音的响度一般用声压 (达因／平方厘米)或声强(瓦特／平方厘米)来计量，声压的单位为帕(Pa)，它与基准声压比值的对数值称为声压级，单位是分贝(dB)。对于响度的心理感受，一般用单位宋(Sone)来度量，并定义1kHz、40dB的纯音的响度为1宋。响度的相对量称为响度级，它表示的是某响度与基准响度比值的对数值，单位为口方(phon)，即当人耳感到某声
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音与1kHz单一频率的纯音同样响时，该声音声压级的分贝数即为其响度级。可见，无论在客观和主观上，这两个单位的概念是完全不同的，除1kHz纯音外，声压级的值一般不等于响度级的值，使用中要注意。
（2） 音调：又称音高，表示人耳对声音调子高低的主观感受。
客观上音高大小主要取决于声波基频的高低，频率高则音调高，反之则低，单位用赫兹(Hz)表示。主观感觉的音高单位是“美”，通常定义响度为40方的1kHz纯音的音高为1000美。赫兹与“美”同样是表示音高的两个不同概念而又有联系的单位。
音高的测量是以40dB声强的纯音为基准。实验证明，音高与频率之间的变化并非线性关系，除了频率之外，音高还与声音的响度及波形有关。 （3） 音色：又称音品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。
音色主要与发声体的材料、结构、发声方式等因素有关。不同发声体发出的声音音色一般不同。
3.其他：音频嵌入解嵌，电视中心同步系统的功能及应用，电视中心时钟系统的功能和应
用，工艺电源质量，系统接地，信号调度和切换系统，灯光系统，建声和电声； 1） 音频嵌入 / 解嵌
（2006年提纲：第一部分、八） ① 为什么使用音频嵌入技术
为了解决电视系统中的“唇音”的问题（声画不同步）。所谓的“唇音”指的是由于视频信号和音频信号传输路径不同，因此信号的延时也不同，这样就造成了声音和图像出现延时差。在分离的视、音系统中需要一些音频延时器予以克服。而在数字视频SDI的传输的同时，我们可以利用SDI信号的辅助数据区，把数字音频信号嵌入到SDI信号中一起传输，从根本上消除了的除了“唇音”问题。
采用音频嵌入方案的电视系统，最大的好处是解决了电视信号在传输中的声画同步、协调的问题。由于嵌入音频后的视频信号可用一根电缆同时传送音视信号，还简化了设备系统。 ② 音频嵌入
嵌入音频实质上是采用时分复用的方式，将数字音频数据作为附属数据与数字视频数据合为一路数据信号。嵌入音频放置在行辅助数据区内（HANC），按照SMPTE272M标准的规定，在行辅助数据区内最多可嵌入16个通道的音频数据，16个通道划分为4组，每组含有4个（即两对）音频通道。 ③ 音频解嵌
即把串行数字视频SDI信号中的已嵌音频分离出来，得到AES/EBU数字音频和串行数字分量视频的过程。
2） 电视中心同步系统的功能及应用
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（2006年提纲：第四部分、一）
同步信号是系统的锁相基准信号，它保证了信号切换时画面不出现滚动、跳动以及A/D、D/A转换颜色不失真等现象。对于演播、播出系统来说，整个系统的统一同步是必不可少的。
①
同步信号的种类
A． 模拟黑场同步信号（BLACK BURST 简称BB）
称它为黑场色同步是因为该信号的正程图像对应的信号电平是黑电平(对于PAL制黑电平为0mV；对于北美NTSC制为7.5IRE)。
模拟黑场同步信号应符合国家广播电影电视总局在2000年颁布的中华人民共和国广播电影电视行业标准《GY/T167-2000数字分量演播室的同步基准信号》。该标准规定数字分量演播室系统中用模拟基准信号作为数字标清系统的外同步基准信号，该同步基准信号的有效视频信号部分应是消隐信号，同步脉冲是负极性信号，脉冲幅度300mv，行同步基准点定义为行同步脉冲的下降沿的50%处。模拟黑场同步信号的行同步提供了行时序；场同步提供了场时序。这一同步基准信号已经广泛用于大量的串行数字分量系统中。
模拟黑场同步信号的同步脉冲幅度标称值为300mV，可选色同步信号峰峰幅度标称值为
300mV，同步脉冲极性应为负极性。行同步脉冲前沿（基准沿）的建立时间不应超过210ns，在10%和90%幅度值之间测量。行同步脉冲各前沿的定时在至少一场时间上应在前沿平均定时的±2.5ns范围之内。基准信号应工作在75Ω阻抗下，应符合标准的BNC型。
B． 数字BB
数字的同步信号包括高清数字同步信号（HD SDI BLACK）和标清数字同步信号（SD SDI BLACK）。时钟和定时基准信息更加容易提取，适合于全数字系统应用。
数字环境中的同步是通过特定的编码字序列来实现的。这些编码字序列代表着有效视频的开始(SAV)和有效视频的结束 (EAV)。在每个编码字序列中，都用3FF作为起始字，随后是000、000两个字，最后是XYZ字。在XYZ字中，包含有场序(F)、场消隐(V)和行消隐(H)信息。在数字视频信号中，是利用上述数据来实现同步定时的。
同步信号必须足够稳定可靠，能承受持续长期的充满噪声的环境，由于数字同步信号频率太高，同步仅仅是一个较短的保留字，在实际工作环境中较容易受到干扰，造成系统同步丢失。因此，在实际应用环境中，目前还是使用模拟BB信号作为系统同步信号。
C． 高清三电平同步信号
在高清的模拟行定时中，采用了双极型三电平同步而不是标清系统中的负极型两电平同步。2000年颁布的中华人民共和国广播电影电视行业标准《GY/T 155-2000高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》中具体描述了三电平同步信号：三电平行同步脉冲的幅度是±300mv，正向行同步脉冲和负向行同步脉冲的宽度为44T（T=1/74.25μs），行同步的基准点定义为负脉冲向正脉冲过渡的50%处。三电平同步信号有着更快的上升时间，同步精度更高。全高清数字播出系统设备可以使用三电平同步。
比较模拟BB和三电平这两种同步信号，对于同步点的判定，因为BB同步点为下降沿的50%
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处，受信号幅度影响较大，而三电平信号的同步点在低电位至高电位上升沿的过零点，不受信号幅度影响，所以三电平比BB更加精准，理论上更加适合做高清系统的同步。
但是在实际应用中高清系统是以模拟BB同步信号作为系统同步定时基准的。模拟BB同步信号由于带宽较小，便于传输和分配。采用标准数字电缆传输模拟BB信号，传输距离达到300米（甚至更长）。目前大多数高标清设备均接受模拟BB同步信。根据GB/T 167-2000《数字分量演播室的同步基准信号》标准的内容，数字、模拟混合系统中要求使用BB同步。
高标清同步信号发生器的技术指标应符合如下技术标准： GY/T 167-2000《数字分量演播室的同步基准信号》；
GY/T 20562-2006《演播室串行数字信号抖动技术参数和测量方法》； GY/T 155-2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》三电平部分。
② 全台同步系统
全台同步系统是把产生自总控的基准同步信号分配给各分控或者各演播室和各播出频道。再
分配给各子系统，通过调整同步设备的输出相位，实现全台信号的同步。全台同步系统包括同步信号的发生，及从总控到分控等各子系统的分配。子系统内部同步由子系统自行分配。
全台同步系统主要采用模拟BB作为同步信号源，如果子系统中个别设备需要模拟BB以外的同步信号（数字BB、三电平、数字音频字等），则在各子系统上配置生成。为保证同步系统的安全，台主同步设备和链路采用主备方式。
③ 台主锁相
台主锁相就是使外来的信号与本地信号同步，即由本台同步机产生的同步信号去控制各外来信号中的同步信号。即，使外来信号的同步和副载频与本地信号的同步和副载频同频同相。
④ 台从锁相
台从锁相是使本地同步机的同步信号跟踪外地同步机的同步信号。即，本地同步机的频率与相位受控于外地同步的频率和相位。
为确保电视台制作及播出电视节目的安全、稳定，在制作和播出中都采用台主锁相的同步方
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编码器。
模拟电视系统不存在复用器，视音频信号分别传送，但在数字电视中，则是将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串行的比特流，送给信道编码及调制。接收端与此过程正好相反，电视信号数据经过打包后，使其具备可扩展性、分级性、交互性。
9） 数字电视的信道编解码及调制解调
信源编码是经过压缩消去数据冗余，实现信源码率与信道容量的匹配，解决了传输的可能性。而数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网络编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，保证传输信号的可靠性。信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判。
2． 电视信号传送
目前彩色电视信号的传送方式为兼容同时制。我国电视射频图像信号发送方式是残留边带。 目前广播电视节目传送方式有以下四种 。
参见《数字视频测量应用技术（基础篇）》P244-33
1） 电缆传送：将电视信号以模拟或者数字方式调制在载波上，并利用软同轴电缆作长距离
传送。距离不很长时也可采用基带信号（包括音频和视频信号）直接传送。 2） 光缆传送：将受电视节目信号调制的激光光波，在光纤载体中作长距离传送。与电缆传
送相比，具有信息容量大、轻便、经济和抗电磁干扰等特点。
利用音频电缆能建立有线广播网，利用光缆、视频电缆能建立有线电视网（干线网、局哉网、用户分配网），将广播电视节目直接传送到观众。DVB-C（有线数字电视广播）：利用低频载波，使用QAM调制方式（正交幅度调制，根据传输条件可选256、128、64、32、16QAM，通常用户分配网用16-64QAM为多）。
3） 微波中继传送：将电视节目信号以模拟或者数字方式调制在微波载波上，在空间作长距
离接力传送。接力站（或称中继站）的间距为10~100公里。（概念：微波是指频率为200MHz~300GHz（波长为1米至1毫米）的电磁波。它在空间传送信息时具有方向性强、保密性好、携带信息量多、宜于在地形复杂地区（如跨河、跨海、跨山谷和跨沙漠等地区）使用等特点。）
DVB-T（地面数字广播）：利用VHF（超高频）、UHF（甚高频）载波，使用 COFDM（正交频分复用）多载波调制方式，每个载波又采用QAM以至QPSK调制。
4） 卫星传送：以同步通信卫星空间中继站的一种电视节目传送方式。与地面传送相比，有
覆盖面积大、传送距离远、传送质量高、投资省和维护方便等特点。利用C频段和Ku频段通信卫星，采用数字码率压缩技术传送几百套广播电视节目。
卫星采用MPEG-2/DVB-S（卫星数字电视广播）技术，利用高频载波，使用QPSK调制方式。
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3． 台内编辑制作
线性编辑和非线性编辑方式（详见本复习笔记第一部分、1.2） 1） 台内制作方式 (1) ESP方式
定义：ESP，亦即“电子演播室制作”（Electronic studio Production）。电子演播室制作，主要是指演播室录像制作。
设备组成：摄像机、切换台、录像机、录音系统、灯光系统等。
主要摄制特点：在一个大的演播室内制作，可同时用多台摄像机进行拍摄，可现场切换，现场传播。具有良好的灯光系统，齐备音响、道具和场景等。
以下为台外编辑方式 (2) ENG方式
定义：ENG，即“电子新闻采集”（Electronic News Gathering）。指的是：使用便携式的摄像、录像设备，来采集电视新闻。
设备组成：有一体摄录机、话筒（无线、有线）、灯具、支架、通讯工具等。设备小、重量轻、便于携带。 主要摄制特点：
21、ENG对突发事件报道，能快速反应，机动灵活。受现场影响因素少。 22、ENG设备和人员在现场工作相对灵活，一般一人一机就能完成任务。 23、ENG方式由于非常机动灵活，也被其他节目采集素材时大量采用。因此，ENG制作方式也是一种基本的电视节目制作方式。
应用：近年来，无论是中央电视台还是地方电视台，多数已经为“ENG”这种方式配备了小型微波发送器，可以在新闻发生的第一现场直接将节目信号发回到电视台，既可以做现场直播，也可以编辑后再播出。
(3) EFP方式
定义：EFP，即电子现场制作（Electronic Field Production）。它是由一整套的设备组成，在现场进行拍摄和编辑的节目制作方式。
设备组成：由三台以上的摄像机，一台以上的视频信号（图像）切换台，一个音响操作台、 卫星发射、接收设备及其它辅助设备（灯光、话筒、录像机运载工具等）。 主要拍摄特点：多数用于适合在台外录制的节目类型，也可在大型和特别有价值的新闻事件中使用。摄录过程与事件发生发展同步进行，实现二者合一。是最具有电视特点、最能发挥电视独特优势的制作方式。但是使用成本高。
不论是现场直播还是现场录像，摄录过程与事件发生发展同步进行，因此，EFP方式最大的特点就是现场感特别强烈。这是EFP方式最突出的优点。
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应用：利用EFP方式，可以在事件发生的现场或演出、竞赛现场制作电视节目，进行现场直播或录播。如果电视节目是在事件发展同时播出，我们称之为现场直播；如果电视节目是在事件发生、发展的同时进行录制后，再播出，我们称之为现场录像、实况转播。它是一种广泛应用于文艺、专题、体育等类节目的制作方式。
(4) SNG方式
定义：SNG（Satellite News Gathering）是“卫星新闻采集方式，特指装载全套SNG设备的专用车，可称为“卫星新闻采访车”。
组成：卫星新闻采集系统(SNG)是新一代的电子新闻采集系统(ENG)，它以卫星通信系统作为传输平台，电视台或其它新闻传媒机构，在新闻现场所采集到的视频及音频信号，通过SNG系统处理后，发射到同步通信卫星再转送回电视台或新闻机构总部，电视台或新闻总部可以直接转播或经过编辑后播出。
主要特点：作为一个移动式发射站，电视台工作人员可随时将所在现场的信号通过卫星传送到电视台，电视台再从卫星接收信号播出，因此，SNG成为电视新闻现场直播的重要技术支持手段。在国外和我国的台湾，SNG的运用已经十分普遍，许多重要新闻事件都是通过SNG率先报道的。
应用：作为一个移动式发射站，电视台工作人员可随时将所在现场的信号通过卫星传送到电视台，电视台再从卫星接收信号播出，因此，SNG成为电视新闻现场直播的重要技术支持手段。在国外和我国的台湾，SNG的运用已经十分普遍，许多重要新闻事件都是通过SNG率先报道的。 2） 后期制作中常用的抠像方法 目前，后期制作中常用的抠像方法如下：
（1）色度抠像（Chroma Key）：色度抠像又称色度键，是基于RGB模式的抠像技术。其从原理上最接近于最初的蓝屏幕技术，即通过前景和背景的颜色差异将背景从画面中去除并完成替换；
（2）亮度抠像（Luma Key）：亮度抠像一般用于画面上有明显的亮度差异的镜头抠像，是基于Alpha通道的抠像技术。对于明暗反差很大的图像，我们可以应用这种抠像技术使背景透明。如明亮天空背景下拍摄的画面，就可利用亮度抠像将天空去除替换成想要的动态天空素材进行再编辑等等。
（3）差值抠像（Difference Key）：差值抠像比较特殊，其原理是通过寻找两段同机位拍摄的画面的差别并将其保留，而将有没有差别画面作为背景画面去除。其基本思想是，先把前景物体和背景一起拍摄下来，然后保持机位不变，去掉前景物体，单独拍摄背景。这样拍摄下来的两个画面相比较，在理想状态下，背景部分是完全相同的，而前景出现的部分则是不同的，这些不同的部分，就是需要保留的Alpha通道。一般这种抠像方式主要用于无法运用蓝屏幕抠像的场景。
（4）三维抠像（Modular Key）：三维抠像是一种依赖于软件功能的高级抠像技术，其原理是将图像的色彩区域归整为三维空间显示模式，自动去除色彩溢出并使边沿融合。这是一种先进的抠像技术，目前只有部分高端数字合成软件如Flame、Shake等拥有这样
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的功能，其能提供先进的抠像能力（比如毛发和其它细小物体边缘）和出色的最终结果控制。
4． 播出压缩编码
1） 播出压缩编码概念：在视频服务器上，编码的目的是为了压缩，降低单位时间所需的
存储空间，同时减少系统吞吐的带宽等。 2） 压缩编码格式：目前，电视台播出压缩编码的主要格式为MPEG-2格式中的MP@ML
和4：2：2P@ML压缩方式，像素取样SD为7203576，HD为192031080。。
标清信号压缩方式比较
压缩方式 MP@ML 4：2：2P@ML MPEG－2 DVCPRO25 DVCPRO50 DVCAM IMX YUV取样 4：2：0 4：2：2 4：2：2 4：1：1 4：2：2 4：2：0 4：2：2 量化 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 帧结构 长GOP 长GOP I 帧 I 帧 I 帧 I 帧 I 帧 应用比特流 4～15 Mbit/s 10～50 Mbit/s 12～50 Mbit/s 25 Mbit/s 50 Mbit/s 25 Mbit/s 30～50 Mbit/s 画面质量 较低 较高 较高 较低 较高 较低 较高
高清信号压缩方式比较
压缩方式 1080i/720p MPEG-2 1080i/720p MPEG-2 1080i/720p MPEG-2 DVCPROHD YUV取样 4：2：2 4：2：2 4：2：0 4：2：2 量化 8 bit 8 bit 8 bit 8 bit 帧结构 I 帧 长GOP 长GOP I 帧 应用比特流 50～150 Mbit/s 20～50 Mbit/s 14～50 Mbit/s 50～150 Mbit/s 画面质量 很高 很高 较高 很高
3） 文件格式：主流视频服务器广泛采用媒体文件交换格式——MXF（Media eXchange
Format）作为视频和音频压缩文件的存储格式，其中主要标准是OP-la和OP-Atom。另外，Harris/Leitch公司的LXF格式，Thomason/GVG公司的GXF格式，以及较通用AVI格式和苹果电脑的QuickTime格式。
5． 音频编码
参见专题《音频编码汇总-20110626.doc》《音频编码-20110623.doc》
(1) 概念：主要采用无损的PCM脉冲编码调制，相当于Audio CD音质，这时被广播电视领域广泛接受的音频编码方式。主要有44.1kHz、48kHz两种取样率，量化率都在16bit以上（最好达到24bit），音频通道最好具有两对立体声（共4通道）。 自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即
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PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。音频信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因此数字电视的声音不能像模拟电视的声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序，与图像压缩编码相类似，音频压缩编码的主要功能是完全声音信息的压缩。
音频信号物理接口同样需要达到数字化要求，应该提供数字AES/EBU接口，或嵌入式数字音频（Embeded Audio）的输入、输出方式，最好也提供监听用模拟音频输出。 (2) 文件格式：主要采用WAV文件作为分离式的音频文件。 (3) 音频信号的指标 (3) 频带宽度：音频信号的频带越宽，所包含的音频信号分量越丰富，音质越好。 (4) 动态范围：动态范围越大，信号强度的相对变化范围越大，音响效果越好。 (5) 信噪比：信噪比SNR（Signal to Noise Ratio）是有用信号与噪声之比的简称。 噪音可分为环境噪音和设备噪音。信噪比越大，声音质量越好。 (6) 主观度量法：人的感觉机理对声音的度量最有决定意义。感觉上的、主观上的测试是评价声音质量不可缺少的部分。当然，可靠的主观度量值是较难获得的。
(4) 数字音频的技术指标
(1) 采样频率：采样频率是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特（Harry Nyquist）采样理论（如果对某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半，或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍，就能从采样信号系列重构原始信号）。
(2) 量化位数：量化位是对模拟音频信号的幅度轴进行数字化，它决定了模拟信号数字化以后的动态范围。由于计算机按字节运算，一般的量化位数为8位和16位。量化位越高，信号的动态范围越大，数字化后的音频信号就越可能接近原始信号，但所需要的存储空间也越大。 (3) 声道数：有单声道和双声道之分。双声道又称为立体声，在硬件中要占两条线路，音质、音色好，但立体声数字化后所占空间比单声道多一倍。 (4) 编码算法：编码的作用其一是采用一定的格式来记录数字数据，其二是采用一定的算法来压缩数字数据以减少存储空间和提高传输效率。压缩算法包括有损压缩和无损压缩。 (5) 数据率及数据文件格式：数据率为每秒bit数，它与信息实时传输有直接关系，而其总数据量又与存储空间有直接关系。
6． 电视图像信号和声音信号的码率计算（增加知识点）
电视图像信号和声音信号的数据传输速率一般用比特率R表示，也称为码率，是指单位时间内传输的二进制比特数。单位为比特/秒（bit/s）。在取样频率fs和量化比特数n确定之后，很容易计算出比特率：
R = fs * n
码率＝取样频率3量化比特数
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(1)、图像信号的码率计算
对分量编码4:2:2标准，Y的取样频率fs=13.5 MHz，量化比特率n=8bit，则亮度信号的码率为：
Ry= 13.538 = 108 Mbit/s
两个色差信号R-Y、B-Y的取样频率为fs=6.75 MHz，量化比特数n=8bit，其码率为：
RR-Y = R B-Y = 6.7538 = 54 Mbit/s
分量编码4:2:2标准的总码率为：
R = 108 + 54 + 54 = 216 Mbit/s
分量编码4:4:4标准，Y、 R-Y、B-Y信号的取样频率均为fs=13.5 MHz，n=8bit，则总码率为：
R = 3313.538 = 324 Mbit/s
分量编码4:2:0标准，Y的fs=13.5 MHz，R-Y、B-Y的fs=6.75 MHz，但隔行去除两个色差信号的样值，n=8bit，则总码率为：
R = 13.538 +23(6.7538/2) = 162 Mbit/s
(2)、声音信号的码率计算
对于声音信号，其取样频率有三种：32KHz、44.1KHz、48KHz，若采用16bit量化，可计算出声音信号的数码率分别为：
32316 = 512 kb/s 44.1316 = 705.6 kb/s 48316 = 768 kb/s
以上结果为单声道情况。如为双声道（立体声），则数码率要提高一倍，分别为：1024 kb/s、1411.2 kb/s、1536 kb/s。
1.5. 视频显示技术
（详见《电视原理与电视系统.chm》第五章5.4.4数字显示技术） 视频显示技术的发展历程：
黑白显示技术 --? 彩色显示技术 ---? 数字高清晰度显示技术 ---? 3D显示技术 CRT? 液晶显示（LCD）?等离子显示（PDP）? 有机发光（OLED）显示? 激光显示 1. CRT阴极射线管显示器主要由电子枪、偏转线圈、荫罩和荧光屏组成。电子枪发射电子束
轰击荧光屏上的红、绿、蓝荧光粉，使其发出强弱不同的三种光，根据空间混色法产生丰富的色彩。
我国数字电视行业标准规定：CRT型高清晰度彩色电视机的图像水平、垂直清晰度为大于等于620电视线。 2. 液晶显示器LCD（Liquid Crystal Display）用的是向列晶液晶。将液晶至于两片导电玻璃
之间，靠两个电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电光效应，通过电源控制影响液晶的透光率或反射率，完成电-光转换，再利用三基色的不同激励、通过三基色滤光膜，实现时间和空间域的彩色重现。 3. 等离子显示器PDP（plasma display panel）是一种气体放电引起发光现象的显示装置。采
用等离子管作为发光元件，大量等离子管组成屏幕，每个等离子管对应的小室内充有氖等
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惰性气体，等离子管两极高压使管内气体放电，得到紫外线照射涂敷在玻璃管壁上的荧光粉，产生可见光，得出图像。
4. 有机发光体显示器OLED是一种在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致有机材料发光
的显示器件。获得能量的特定的有机分子后受激发从基态跃迁到激发态，处于激发态的分子回到基态，释放出光能。
OLED是自发光器件，可视视角大；薄膜层叠结构，总厚度2mm左右，轻便；响应速度10μs，而LCD为10ms；有机体层可蒸镀或涂布在塑料、树脂等基衬上，实现软屏。 OLED器件的开发，欧美主要以高分子材料为主；日本则以低分子材料为主。 5. 立体电视又称三维电视（3D TV），利用两眼立体视觉特性，使一对视差信号的两幅图像同
时出现在屏幕上，让两眼分别观看这两幅图像来获得立体感觉。 主流3D电视技术，主要分为裸眼式和眼镜式。
眼镜式3D技术方案主要分为色差式、偏光式和主动快门式，这也是按照平常所说的色分法、光分法和时分法。分别应用于家庭、影院、家用。 立体摄像机具有两个镜头和两个摄像器件，两个镜头之间的距离及其光轴之间的夹角和距离必须模仿人的两个眼球动作，随着拍摄物体的距离变化不断进行调整，以使拍摄的两个图像的视差与人眼直接观看的视差相同。立体摄像机输出的左右两个图像信号需用2个通路传送到显像端。 6. 数字电视的显示器可分成：电子束显示、平板显示和光学投影显示。
在外加电信号作用下器件本身产生光辐射，称为主动显示器，也称发光型显示器；在外加电信号作用下材料的光学特性发生变化，是光透过、折射或干涉，从而使照射在材料上的光受调制，人们看到的是调制光，称为被动显示器，也称受光型显示器，如LCD。
二、专业知识 2. 1. 传统视音频系统 1.
视频系统：视频客观测量指标概念、技术要求及适用范围，视频接口指标，视频编解码的基本概念，上下变换的基本概念；
1） 视频客观测量指标概念、技术要求及适用范围
（2006年提纲：第五部分、一；《数字电视系统测量与监测》P74－3.2 数字电视图像质量客观测量）
串行接口特性参数测量：实际是针对数字信号的模拟特性进行的测量，主要测试以眼图作为基础，对串行接口特性的各项参数进行的测量。 SDI设备输出接口特性参数： 序号 1 SDI特性参数 反射损耗 (return loss) 说 明 定义是反射功率和入射功率之比以分贝表示。输出阻抗75Ω，在10~270MHz频率范围内的反射损耗应在15dB以上（高清1.485GHz频率时也应接近15的B）。这是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接技术规范 ≥15 单位 dB 37
器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是提高回波损耗的关键。反射损耗对图像信号的影响：在清晰图像上蒙上了一层模糊不清的图像现象，即重影现象。 2 信号幅度 (Amplitude) 3 直流电平偏移 (DC-shift) 4 时钟周期 指串行数字信号的波形的峰-峰幅度的大小。标称值为800mV+-10％ 串行数字信号半幅度点的电平，标准要求该电平偏移应在+-500mV以内 串行数字信号一个数据的时间间隙，对于625/50系统传输码率为270Mb/s，其时钟周期为3.7ns，有时也称为码元宽度，或单位间隔UI（Unit Interval）。时钟周期与传输码率有关。 5 上升/下降时间 (Rise/Fall Time) 上升时间是指从串行数字信号上升沿的20％幅度点到80％幅度点之间的时间长度。 下降时间是指从串行数字信号下降沿的80％幅度点到20％幅度点之间的时间长度。 串行数字信号前后沿附近的区域内所产生的最大暂态偏离与该信号稳态幅度的比值成为过冲失真。 通常可分为上冲和下冲。这是由于系统的线性失真造成的。 7 输出抖动 数字信号跳变沿相对与理想位置的偏移。包括定时抖动和校准抖动。 ≤0.2 UI +5 ns 0.5～1.5 ns 800mV+10％ mV +1500 mV 3.7 ns 6 上冲/下冲
2）
视频接口指标
（2006年提纲：第一部分、七、九、十二；本复习笔记2.1-1-(1)）
另外，弄清楚是否还需要掌握“模拟视频信号接口”，参见《数字电视制作与播出技术》P39－1.5.4
1) 复合（composite）信号接口 2) 分量（component）接口 3) S-Video接口 4) SDI接口
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3） 视频编 / 解码的基本概念
（2006年提纲：第一部分、十一；本复习笔记 一、1.4-1信源编码基础介绍） (1) 编码
① PCM编码：转换为0、1二进制数据。PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写，又叫脉冲编码调制，数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。
模拟信号通过取样、量化后编码为二进制数字信号的过程称为A /D 变换，所得到的信号也称脉冲编码调制PCM信号，PCM 编码 既可以对彩色全电视信号直接进行，也可以对亮度信号和两个色差信号分别进行，前者称为全电视信号编码，后者称为分量编码，这是最基本的编码形式。
② 通道编码：SDI、SDTI打包压缩编码。1998年7月，SMPTE推出SDTI接口标准，统一了SDDI、QSDI、CSDI三种接口，被称为SMPTE305M标准。SDTI规定了在演播室和制作中心内传送打包数据的数据流格式，其中数据是打包的，同步信息与
ANSI/SMPTE259M一致。SDTI可用于传送各种类型的数字数据，无需解码即可直接传输到目的地，避免反复解码/编码引起的质量损失。各种压缩的数字信号为9比特或8比特数据流，经格式化器映射为10比特的数据流，然后经SDI编码成为标准SDI数据流，通过SDI系统，在接收端首先经过均衡器均衡，再进行SDI解码，然后是反格式化，从10比特映射为9（或8）比特数字流，恢复原压缩数字信号。整个过程没有对压缩信号进行解压和再压缩。对应270Mb/s标准和360Mb/s标准（16：9格式），所传有效数据流的最大速度分别为200Mb/s和270Mb/s。所传输的串行、扰频的NRSI码数据流，按照SMPTE 259M和ITU-RBT.656标准格式化。SDTI规定的打包数据与SDI规定的数字信号一样，可在现有数字演播室内流通。
③ 信源编码：压缩编码。（详见本复习笔记一、1.4 数字电视信源编码）
④ 信道编码：信道编码是对信号进行误码控制（误码控制通常包括 误码检测 和 误码校正 两个方面。 (2) 解码
解码原理：由变长码解码、反扫描、反量化、反DCT和运动补偿等几个部分组成。其中，解码的运动补偿过程包括：运动矢量解码、形成预测图像，再与差值数据相加。
4） 上下变换的基本概念
上下变换的需要进行几个方面的处理：比特率转换、帧/行频转换、分辨率转换、语法转换 和 其他转换。
（1） 标清上变化
在标清信号上变换中，从低分辨率采样信号变换为高分辨率采样信号，为了提高原有信号的取样频率,可对原有标清信号进行插值，插值就是利用原有取样点值来估算插入新取样点的值，插入值可以是相邻两样点的平均值，如图4所示，也可以用多项式插值。
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由于在垂直方向上插入新的采样点值，从本来连续的两条扫描行之间多出一行采样点值，必然会引起垂直分辨率的改变，还会引起原图像的不连续，出现锯齿失真等现象。
●表示原有采样值 ○表示新采样值 采样值
图4：采样平均插值
标清上变换的三种变换方式：
●表示原有采样值 ×表示抽取
图5：抽取滤波取样
切边模式（Side Cut）：在16:9的光栅中插入4:3图像，垂直方向充满，水平方向产生两个镶嵌的黑色边。
信箱模式（Letter Box）：水平两边和垂直上下两边产生两个黑色的镶嵌边。 拉伸模式：垂直方向充满，水平方向拉伸后充满，使物体变宽。
（2） 高清下变换
在高清信号下变换中，从高分辨率采样信号变换为低分辨率采样信号，可通过采用抽取滤波器来抽取原有信号的取样点值，增大采样的点空间距离，从而降低每行的有效像素和垂直行，分辨率减少了，视频信号的数据量也减少了，如图5所示。在高清信号下变换中必须满足奈奎斯特采样定理的条件抽样信号等于或大于带宽的两倍，为了防止混叠产生，首先要对高清视频信号进行数字滤波，压缩原信号的带宽。
高清192031080格式下变换为标清7203576格式，由于高清信号的水平分解力是标清信号 4:2:2编码的2倍，通过采用二取一抽取水平像素和垂直行来实现：（1080/2）34/33576/720=576。
在高清信号1920×1080向下变换为720×576标清信号时，亮度信号只使用奇数场的水平抽样滤波器进行变换，使每行有效像素从1920降低到720，两个色差信号使用奇数场的水平抽样滤波器同时也使用垂直抽样滤波器进行变换，首先是通过奇数场的水平抽样滤波器使色差信号的有效像素从960降低为360，接着使用垂直抽样滤波器使色差信号的有效行从1080降低为576。
高清下变换有三种常用的变换方式：
切边模式（Side Cut）：垂直方向充满，左右两边一部分信息被裁剪。 信箱模式（Letter Box）：水平方向充满，上下部分出现黑边。
压缩模式（Squeeze）：垂直方向充满，水平方向压缩后充满，使物体变高。
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