作业答案

第一章 人类的视觉和听觉

1. 说明色温和相关色温的含义。在近代照明技术中，通常选用哪几种标准白光源？

答：色温： 当绝对黑体在某一特定温度下，其辐射的光谱与某一光源的光谱具有相同的特性，则绝对黑体

的这一特定温度就定义为该光源的色温。

相关色温：是指与具有相同亮度刺激的颜色最近似的黑色辐射体的温度，用K式温度表示。 标准光源 A光源（2854K） 光色偏黄 B光源（4800K）光色相当于中午日光 C光源（6770K） 光色相

当于有云的天空光 D65光源（6500K）典型日光 E光源（5500K）

2 若水平方向上可分辨出100根红绿竖线，试问对于黑白、黑红、绿蓝各组竖线的分辨数是多少？黑

白:100/40%*100%=250（根）黑红:100/40%*90%=225(根) 绿蓝:100/40%=48（根） 第二章 光的颜色及其表达

波长范围：380-780nm 分类:单色光和复合光 1. 说明彩色三要素的物理含义。

亮度：是光作用于人眼时所引起的明暗程度的感觉，与色光所含的能量有关。

色调：指颜色的类别，与光的波长有关。

色饱和度：指色调深浅的程度，决定于物体表面反射光谱辐射的选择性程度。

2. 请阐述三基色原理及其在彩色电视系统中的应用。

三基色原理:指自然界中常见的大部分彩色，都可以有三种相互独立的基色按照一定的比例混合得到 应用：彩色电视利用RGB三基色相加产生各种不同颜色，常用的相加混色法有时间混色法和空格键

混色法。(图像—像素—顺序传递)

第三章 视频的产生

1. 什么是隔行扫描？其优点和缺点有哪些？隔行扫描的总行数为什么是奇数，而不是偶数？

隔行扫描：指将一帧电视图像分成两场进行扫描（从上到下为一场）。第一场扫出光栅第1、3、5、

7等奇数行，第二场扫出第2、4、6等偶数行，并把扫奇数行的场称为奇数场，扫偶数行的场称为偶数场，这样，每一帧图像经过两场扫描，所有像素就可以全部扫完。

优点：保持了清晰度，降低了图像信号的频带宽度，简化处理设备。

缺点：行间闪烁效应，大面积图像闪烁，并行现象，运动物体边缘锯齿化。

第二问：为了保证清晰度，隔行扫描的两场光栅必须均匀镶嵌，为此选取一幅图像的总扫描数为奇数，每场均有一个半行，并设计第一场结束于最后半行然后电子束返回屏幕最上方中间，第二场（始于半行，结束的是整数行）

2. 某HDTV系统，设幅型比为16:9，每帧行数为1125行，采用2:1隔行扫描，场频为60Hz,α=18%，

β=8%，求系统的垂直分解力、水平分解力、视频信号带宽。

垂直分解力：M = KeKi(1-β)Z （Ke=0.76 Ki=0.7） =0.76*0.7*（1-8%）*1125 =550.62N

水平分解力：N=KM=16/9*550.62=978.88N(数据好像有点问题)

3. 假设某电视系统扫描参数为Z=9行时，取α=0.2，β=1/9，画出隔行扫描光栅形成图。要求与行场扫

描电流波形图相对应。

3 根据已学内容，总结电视技术的一些基本参数与人眼的哪些视觉特性有关？并找出改善电视质量的依

据

（1） 视力范围与电视机屏幕形状，人眼的视力范围在水平方向大约为180度，在垂直方向约为

130°，人眼最清楚的范围是水平方向夹角为20°，垂直方向夹角为15°，所以视力范围与电视机屏幕形状有关，电视机屏幕尺寸一般设计宽与高比为4：3

（2） 人眼视觉的适应性与电视图像的亮度，对比度和灰度，亮度取决于两个方面，其中一个便与人

眼的主观感觉相关，人眼所能感觉到的亮度范围很宽，一般从百分之几坎到几百万坎，但容纳眼并不能同时感觉到这样宽，当人眼适应了某个两度范围以后，人眼对亮度的感觉范围变窄，因此在适当的环境下，我们可以用低亮度重现高亮度的景物，所以电视观看也必须在适当的环境下，才能有较好的图像效果。（对比度即景物的最高亮度与最低亮度的差，对比值越大，图像越逼真。灰度是指黑白图像从最暗到最亮之间划分的层次数，灰度越高，图像越清晰）

（3） 人眼的视力与电视的扫描行数。人眼的视力一般用五分制表示：视力=5-lg?(?表示人眼最小的

张角，单位为分（’）)根据实测统计表明，正常视力的分率角为1’~`1.5’之间，对于电视图像，观看环境亮度较低，人眼的分辨能力较弱，所以一般取下限1.5’，而人眼在垂直方向上的视力

范围为15°，所以扫描行数为：Z=(15*60’)/ ?=600行

（4） 人眼的视觉惰性与图像的场频，当某一强度的光突然消失，人眼的亮度感觉并不立即消失，要

过一会才会消失，这就是视觉惰性，一般中等强度的光照下，视力正常的人眼视觉暂留时间约为0.1s ，显然，图像的场频必须超过人眼视觉的闪烁频率，否则电视图像会给人眼闪烁感，

人眼的补充作用是指在1/24s内，两个间隔发光的亮点只有不超过7.5 ‘视角人眼能通过大脑的补充作用，使人感觉从先发光的亮点自动“移动”到后发光的亮点位置，电视系统采用提高亮暗变化的频率方法，使人眼感觉不到亮度闪烁。

（5） 人眼分辨率与电视信号的带宽，根据人眼视觉分辨力，我国规定一帧图像分成625行，根据图

像连续无闪烁原理，要求每秒传送50帧图像。

第四章 彩色电视制式

1. 彩色电视为何要和黑白电视兼容？实现兼容制彩色电视的基本条件是什么？

因为彩色电视出现前黑白电视已经相当普及，在各领域广泛发挥作用，而且还将在相当长的时间继续存在，因此在黑白电视向彩色电视过渡时期，电视系统必须在两者之间予以兼容。

彩色电视与黑白电视兼容的必备条件：

? 兼容性与逆兼容性

? ? ? ? ?

彩色信号中必须有亮度信号和色度信号； 占有与黑白电视相同的频带宽度；

伴音载频和图象载频分别与黑白电视相同； 采用相同的扫描频率和相同的复合同步信号； 亮度信号与色度信号之间的干扰要最小。

2 世界上有哪几种兼容制彩色电视制式？请分别说明各种制式的特点。 目前世界上最主要的彩色广播电视制式是 NTSC、PAL、SECAM。 三种制式的主要区别，是两个色差信号对副载波的调制方式各不相同。 NTSC:

? 色度信号的组成方式最简单 ? 每行色度信号的传送方式一致

? 亮度与色度信号频谱以最大间距错开

? 色度信号幅度失真影响色彩饱和度 ? 色彩的色调对色度信号相位失真敏感 ? 微分相位、不对称边带、多径接收 ? 特技操作方便 PAL:

? 改善了NTSC制的相位敏感性。 ? 比NTSC制抗多径接收能力好。

? 相对于NTSC制，PAL制对正交失真和边带抑制失真不敏感。 ? PAL接收机中采用梳状滤波器，可使亮度串色的幅度下降3dB，并且可以提高彩色信噪比3dB。 ? 接收机比NTSC制的复杂，成本高 SECAM:

? 逐行顺序传送（R-Y）和（B-Y） ? Y亮度信号仍每行传送 ? SECAM制是顺序-同时制 ? 微分相位失真容限达±40o ? 微分增益失真容限达65％

3 彩色电视广播为何传送亮度信号和色度信号，而不直接传送三基色信号？

为了实现与黑白电视的兼容，彩色电视广播必须将三基色信号转换成一个能重现黑白图像的亮度信号，便于黑白电视接收机也能看到，而色度信号对彩色电视接收机起着屏幕着色的作用。 4 对于采用正交平衡调幅方式的NTSC制和PAL制，能否说色度信号矢量的振幅和相角分别决定了彩

色的饱和度和色调？为什么？ 对于采用正交平衡条幅方式的NTSC制和PAL之来讲，只有三基色和三基色的补色可以说色度信号矢量的振幅和相角分别决定了彩色的饱和度和色调，而对其他任意彩色都不能这样说。

因为r≠1时，未经r校正的三个基色信号之间的比例关系在r校正后不再保持。对不同饱和度的相同色调的彩色来说，R-Y,B-Y之比不能保持定值，色度信号矢量的相角也不能保持不变，同样对饱和度相同色调不同的彩色来说，色度信号矢量的振幅也不能保持相同。

5 传输100-0-75-0彩条信号时，B基色信号由于断路而为零：⑴ 计算此时R、G、B、Y、 R-Y、B-Y的

相对幅度值，并画出时间波形图；⑵说明各彩条亮度及色调的变化。

6 设PAL制电视系统摄取的彩色光为F＝1[Ge]+1[Be]，试求编码所得信号Y、U、V和C的数值，并画

出色度信号矢量图。(六题在上面的图片上的哈)

第五章 数字电视基础

1.电视信号数字化的基本方式

答：电视信号的数字化处理有数字分量编码和数字复合编码两种方式。 （1） 数字分量编码，是对三基色信号或者是对亮度信号和两个色差信号分别进行数字化克

服亮色困扰，图形效果更加逼真、鲜艳。

（2） 数字复合编码是将复合彩色全信号直接进行数字化。

2.在数字化过程中，为何说量化是引入噪声的主要根源？有哪些途径可以减少量化误差？ 答：量化是把信号在幅度域上连续取值变换为幅度域上离散取值的过程。其具体定义为：将幅度域连续取值的信号在幅度域上划分为若干分层，在每一个分层范围内的信号值用“四舍五入”的办法取某一个固定的值来表示。这一近似过程一定会产生误差，而且误差较大。 途径：（1）增加量化比特数n

（2）非均匀/非线性量化处理

3.ITU-R BT 601标准规定了那些重要参数？ 答：（1）编码信号：Y，R-Y，B-Y

（2）每行样点数：亮度信号846（625行/50场），858（525行/60场） 色差信号432（625行/50场）,429（525行/60场） （3） 每行有效样点数：亮度信号720，色度信号360

（4） 取样结构：正交，按行、场、帧重复，每行中的R-Y，B-Y的样点同位置，并与每行

的第奇数个亮点的样点同位置

（5） 取样频率：亮度信号13.5MHz，色度信号6.75MHz

（6） 编码方式：对亮度信号和色差信号都进行均匀量化，每个样值为8bit量比 （7） 量化级：亮度信号共220个量化级，色差信号共225个量化级 （8） 同步：第0级和255级保留 （9） 每帧有效总扫描行数

4.请画出示意图说明4:4:4,4:2:2,4:2:0采样格式。

解：

5.试计算4:2:2格式SDTV信号的数码率。 解：（1）当采用10比特量化时

数码率为：13.5（MHz）*10（bit）+2*6.75（MHz）*10（bit） =135（Mbps）+135（Mbps）=270（Mbps） （2）当采用8比特量化时

数码率为：270（Mbps）*（8/10）=216（Mbps） 第六章 数字视频信号处理

1. 视频数据的压缩目的是什么？

答：节省空间，减少对宽带的占用，消除信息中的冗余，大大降低数码率。

2. 设有离散无记忆信源符号X1～X6出现的概率分别为0.3、0.2、0.15、0.15、0.1，0.1，现进行霍夫曼编码，求出其平均码字长度和编码效率。

=0.5*2+0.5*3=2.5（bit/码字）

信息熵：-=2.47（bit/码字）

编码效率：（H/N）*100%=98.8%

3.试对算术编码和霍夫曼编码进行比较，前者在哪些方面具有优越性？

答：算数编码方法比霍夫曼编码复杂，但是它不需要传送像霍夫曼编码的霍夫曼表，同时算数编码还有自适应能力的优点。所以算数编码是实现高效压缩数据中很有前途的编码方法。 4. DCT变换本身能不能压缩数据？为什么？

答：不能。因为图像从一个空间域方阵变换到另一个变换域的方阵，不论采用何种变换，其元素个数并未减少，数据率也未减少。利用DCT不能对图像的码率进行压缩，只是将原来的样值变换为频率系数，不过大部分的能量都集中在低频区，便于通过量化器和编码后降低传输数据量。因此，DCT变换并不能压缩数据。

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