数字电视原理

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光源？

答:色温:当某一光源的相对辐射功率波谱及相应颜色与绝对黑体在某一特定热力学温度下的辐射功率波谱及颜色相一致时，绝对黑体的这一特定热力学温度就是该光源的色温，色温的单位是开（K）。相关色温：当某光源的相对辐射功率波谱及相应光色只能与某一温度下绝对黑体的辐射功率波谱及相应光色相近，无论怎样调整绝对黑体的温度都不能使两者精确等效时，使两者相近的绝对黑体的温度称为该光源的相关色温。五种标准白光源:①标准光源A:色温为2856K的透明玻壳充气钨丝灯。②标准光源B:相关色温为4874K的辐射，光色相当于正午阳光。③标准光源C:相关色温为6774K的辐射，光色相当有云的天空光。④标准光源D:模拟典型日光的标准照明体D65，相关色温为6504K。⑤标准光源E:假想的等能白光(E白)相关色温为5500K,。 2.彩色三要素的物理含义。

答:亮度:光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。色调:指颜色的类别，通常所说的红色，绿色，蓝色等就是色调。色调与光的波长有关，改变光的波谱成分，就会使光的色调发生变化。色饱和度:是指彩色光所呈现色彩的深浅程度。色调与色饱和度合称为色度，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。

3.阐述三基色原理及其在彩色电视系统中的应用。

答:三基色原理是指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互的基色按不同的比例混合得到。三基色原理是彩色电视的基础，人眼的彩色感觉与彩色光的光谱成分有密切关系，但不是决定性的，只要引起的彩色感觉相同，都可以认为颜色是相同的，而与他们的光谱成分无关。利用三基色原理就可以大大简化彩色电视信号的传输。 4.什么是隔行扫描和逐行扫描?

答:隔行扫描是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号或在显像管上重现图像做匀速直线运动时，将一桢完整的电视画面分为两场，每一场包含了一桢中的所有奇数扫

描行或者偶数扫描行，通常先扫描由所有的奇数行构成的奇数场，然后再扫描所有的偶数行构成的偶数场。奇数场和偶数场，两场光栅均匀相嵌，够成一桢完整的电视画面。逐行扫描是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号，或在显像管上重现图像时，一行紧接一行的扫描一次，连续扫描完一桢完整的电视画面。

5.隔行扫描有哪些优点和缺点？

答：优点：利用视觉暂留效应，在保证无闪烁感的同时，使图像信号的传输带宽下降一半，可以有效的节省电视广播频道的频谱资源。缺点:行间闪烁现象；并行现象引起垂直清晰度下降；易出现垂直边沿锯齿化现象；隔行扫描产生的视频信号给压缩处理和后期视频制作带来困难。

6.隔行扫描的总行数为什么是奇数，而不是偶数？

答:隔行扫描的关键是要使两场光栅均匀相嵌，否则屏幕上扫描光栅不均匀，甚至产生并行现象，严重影响了图像清晰度。为此，选取一桢图像总行数为奇数，每场均包含有半行。并设计成奇数场最后一行为半行，然后电子束返回到屏幕上方的中间，开始偶数场的扫描；偶数场第一行也为半行，最后一行为整行。

7.如何理解亮度？如何理解对比度？

答:亮度是表征发光物体的明亮程度的物理量，是人眼对发光器件的主观感受。在电视机和显示器中，亮度用于表征图像亮暗的程度，是指在正常显示图像质量的条件下，重现大面积明亮图像的能力。对比度是表征在一定的环境光照射下，物体最亮部分的亮度与最暗部分的亮度之比。电视机和显示器的对比度(C)是指在同一幅图像中显示图像最亮部分的亮度(Bmax)和最暗部分的亮度(Bmin)之比。

8.什么是图像分辨力？什么是图像清晰度？这两者的联系与区别？

答：图像分辨力:指相关标准规定的整个数字电视系统生成、处理、传输和重现图像细节的能力。图像清晰度:电视图像清晰度是人眼能察觉到的电视图像细节的清晰程度，

图像清晰度用电视线做单位。联系:图像清晰度既与电视系统本身的图像分辨力有关，也与观察者的视力状况有关。区别:图像分辨力是物理性能指标；图像清晰度是数字电视接收机和数字电视显示器的重要质量指标。

9.1电视线是否就是1个电视扫描行？ 答：不是。电视线是重现电视图像清晰度的单位。电视图像通过行、场扫描传送。 10.图像显示格式是什么？什么是720@60P，1920×1080i，1080p？ 答：图像显示格式是指图像水平方向和垂直方向的有效像素数。720@60p表示有效扫描行数为720行，桢频为60hz的逐行扫描，p是progressive第一个字母，表示逐行扫描。1920×1080i表示一帧图像在水平和垂直方向上的有效像素数分别为1920和1080，扫描方式为扫描，其中i是interlaced的第一个字母，表示隔行扫描。1080p标示有效扫描行数为1080行的逐行扫描。

11.彩色电视广播为什么传送亮度信号和色度信号，而不直接传送三基色信号？

答：彩色电视为了与黑白电视兼容，必须传送一个亮度信号，以便黑白电视机接收。根据财色具有亮度，色调和饱和度三个要素的理论，传送彩色图像必须选用三个的信号。除了亮度信号外，还必须选择另两个信号来代表彩色的色度信息，这两个信号与色调和饱和度之间应存在确定的相互变换关系。在彩色电视中常用两个色差信号B-Y和R-Y来代表色度信息。

//第二章

1.什么是数字电视？与模拟电视相比，数字电视有哪些技术特点与优点？

答：数字电视（DTV）是数字电视系统的简称，是指采用数字技术将音频，视频和数据等信号进行信源编码，信道编码和调制等处理，经存储和实时广播后供用户接收播放的电视系统。和传统的模拟电视相比，数字电视具有的优点如下：电视信号数字化之后，数字电视具有画面清晰，音响效果好等优点、便于信号的存储，可大大改善电视节目的保存质量和复制质量、可以引入数据压缩技术，使有限的频谱资源能得到充分利用、便于开展各类有条件接收的收费业务、便于开展各种综合业务和交互业务。有利于构建三网融合的信息基础设施。 2.发展数字电视的意义？

答：发展数字电视的真正意义在于，数字电视广播系统将成为一个数字信号传输平台，不仅是整个广播电视节目制作和传输质量得到显著改善。信道资源利用率大大提升，还可以提供其他增值业务，如数据广播，电视购物，电子商务，软件下载，视频点播等，是传统的广播电视媒体从形态，内容到服务方式发生性的改变，为三网融合提供了技术上的可能性。

3.什么是HDTV？它和数字电视之间的关系如何？

答：HDTV（High Definition Television）是高清晰度电视。原CCIR（国际无线电咨询委员会，改名ITU-R）定义：高清晰度电视是一个透明的系统，一个视力正常的听众在观看距离为显示屏高度的三倍处所看到的图像的清晰程度，与观看原始景物或表演的感觉相同。高清晰度电视的特点：图像清晰度在水平和垂直方向上均近似为现行模拟电视图像清晰度的两倍，图像分辨率为1920×1080像素；色域宽，扩大了彩色重现范围，色彩更加逼真；图像宽高比从常规电视的4:3变为16:9，符合人眼的视觉特性，视野宽，临场感强；配有高保真、多声道环绕立体声。关系：数字电视业务包括数字高清晰度电视（HDTV）和数字标准清晰度电视（SDTV）。

4.数字电视有哪些类别？

答：类别：从图像清晰度的角度：数字高清析度电视HDTV；数字标准清晰度电视SDTV。按传输数字电视信号的途径和方式等分类：卫星数字电视；有线数字电视；地面数字电视。

5.简述数字电视系统的组成及其关键技术。 答：数字电视系统由前端，传输与分配网络以及终端组成。 前端分为：信源处理、信号处理和传输处理。设备包括数字摄录像机，数字录像机，非线性编辑设备，音频编码器，视频编码器、TS流复用器、信道编码器、调制器等。传输与

分配网络包括：卫星广播，各级光纤/微波网络，有线宽带网，地面无线传输等，既可单向传播和发射，也可组成双向传输与分配网络。终端设备包括：调谐器，解调器，解扰器，信道解码器，TS流解复用器，音频解码器，视频解码器等。关键技术：信源编解码，传输复用，信道编/解码，调制/解调，中间件，条件接受以及高清晰度平板显示技术。

6.国际上主要有哪些数字电视标准体系？ 答：国际上主要存在四种数字电视标准体系：美国的ATSC、欧洲的DVB、日本的ISDB、中国的数字电视地面广播传输标准（GB 20600-2006）。

//第三章

1.请说明电视信号数字化的三个步骤

答:采样：在时间上将模拟信号离散化。量化：用有限个幅度值近似表示原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量，有一定间隔的离散值。编码：按照一定的规律，把量化后的离散值用二进制数字表示，已进行传输和记录。

2.如何理解量化是信号数字化过程中重要的一步，而这一过程又是引入噪声的主要根源这句话的含义？通过哪些途径可减小量化误差？

答:理解：量化既然是以有限个离散值来近似表示无穷多个连续量，就一定会产生误差，这就是所谓的量化误差，由此产生的失真也就是量化失真或量化噪声。途径：减小量化间隔，即增加量化级数；采用非均匀量化或非线性量化，即当信号幅度小时取小的量化间隔，而当信号幅度大时取大的量化间隔。对于声音信号的非均匀量化处理，通常采用压缩，扩张的方法，即在发送端对输入信号进行压缩处理再均匀量化，在接收端再进行相应的扩张处理。

3.对单极性信号，若采用用均匀量化，请推导量化信噪比与量化比特数n之间的关系。

4.什么叫复合数字编码？什么叫分量数字

编码？它们各有什么优缺点？ 答：复合数字编码是将彩色全电视信号直接进行数字化，编码成PCM形式。分量数字编码是分别对亮度信号Y和两色差信号B-Y,R-Y分别进行PCm编码。

分量数字编码与复合数字编码相比有如下优点：①可使从摄像机输出到发射机输入的所有环节都是数字信号的形式，避免了复合数字编码时因反复解码所引起的质量损伤和器件的浪费，且编码几乎与电视制式无关，大大简化了国际间的节目交换。②在现代的电视节目制作技术中，后期制作的实时预处理十分重要，常用的静止图像和存储图像的慢动作回放必须用数字信号的分离分量来完成。若是复合数字编码还得进行数字解码，会引起图像的质量损伤。反之，由于分量编码只要求采样频率与行频保持一定的关系，采样点排列是固定的正交结构，这对行，桢间的信号处理提供了方便。③对Y,B-Y,R-Y信号分别进行编码，在传输时可采用时分复用方式，不会像复合数字编码那样因频分复用带来亮，色串扰，可获得高质量的图像。④对各分量信号分别进行PCM编码，亮度信号和色度信号的带宽可取得高些或低些，便于制定一套适用于各种图像质量需要的可互相兼容的编码标准。

5.ITU-R BT.601建议有哪些内容？有何实际意义？

答：①ITU-R BT.601建议确定了以分量数字编码4:2:2标准作为演播室彩色电视信号数字编码的国际标准。该建议对彩色电视信号

的编码方式，采样频率，采样结构都做了明确的规定。

②该建议考虑到现行的多种彩色电视制式，提出了一种世界范围兼容的数字编码方式，是向数字电视广播系统参数统一化，标准化迈出的第一步。

6.请画图示意说明4:4:4，4:2:2，4:1:1，4:2:0采样格式。

7.我国数字电视视频信号有哪些基本参数？ 每帧总扫描行数 1125 R、G、B、Y每帧有效扫描1080 行数 隔行系数 1:1 帧频/Hz 24 行频/Hz 27000 每行总样点R、G、B、Y 2750 数 CR、CB 1375 模拟RGBY信号标称带宽30 /MHz 采样频率R、G、B、Y 74.25 /MHz CR、CB 37.125 8.什么是比特并行接口？什么是比特串型接口？扰码器的作用是什么？答：比特并行接口：每个数据字的同位比特均在同一通道上传输。比特串行接口：将每一数据字的10bit用并/串转换电路变成D9D8…D1D0串行数据流，用单芯同轴电缆传输。扰码器作用：对原始数据进行扰码处理，或称随机化处理，以使数据流中的0与1出现的概率接近50%。

9.说明压缩方式摄/录像机的格式种类与特点。

答：Digital Betacam格式：该格式的录像机使用宽度为12.7mm的涂敷型金属格式磁带，是一种记录分量信号的数字录像格式，磁带最长工作时间为127min。Betacam-SX格式：可录制8bit4:2:2数字分量视频信号；可记录重放4通道16bit不压缩数字音频信号；可兼容重放模拟信号的Betacam和Betacam-SP格式带。DV格式：磁带盒小，磁骨小，机芯小，记录密度大。DVCPRO-25和DVCPRO-50格式：两种格式除在磁鼓结构，磁迹数量等方面有区别外，磁带宽度均为6.4mm，具有便于生产，体积小，重量轻，机动灵活的一体化摄像机的特点。

//第四章

1．人耳的听觉感知特性有哪些？答：感知特性有：响度，音调，音色，人耳的听觉掩蔽效应。

2．子带编码的基本思想是什么？进行子带编码的好处是什么？

解：基本思想：子带编码是频率域上寻求压缩的途径。首先用一组带通滤波器将输入信号分成若干个在不同频段上的子带信号，然后将这些子带信号经过频率搬移转变成基带信号，再对它们在奈奎斯特速率上分别重新采样。采样后的信号经过量化编码，并合并成一个总的码流传送给接收端。在接收端，首先把码流分成与原来的各子带信号相对应的子带码流，然后解码、将频谱搬移至原来的位置，最后经带通滤波、相加，得到

重建的信号。好处：1）可根据每个子带信号在感知上的重要性，对每个子带内的采样值分配不同的比特数。2）由于分割为子带后，降低了各子带内信号能量分布不均匀的程度，减少了动态范围，从而可以按照每个子带内信号能量来分配量化比特数，对每个子带信号分别进行自适应控制。3）通过频带分割，各个子带的采样频率可以成倍下降。

3．什么叫听阈？什么叫痛阈？什么叫频域掩蔽？什么叫时域掩蔽？ 听阈：当声音强度减弱到人耳刚刚可以听见时，此时的声压级称为最小可听阈值。痛阈：当声音增强到使人耳感到疼痛时，这个听觉阈值称为“痛阈\"。频域掩蔽（同时掩蔽）是指掩蔽音与被掩蔽音同时作用时发生掩蔽效应，又称同时掩蔽。时间域掩蔽（异时掩蔽）：在一个强音信号之前或之后的弱音信号，也会被掩蔽掉。

4．什么是临界频带？简述它在音频编码中的应用。

临界频带是指如果掩蔽信号覆盖一定的频率范围，其带宽逐渐增大时，掩蔽效应并不随着带宽的增大而改变，直到带宽超过某个值，掩蔽效应才不再保持不变，这个带宽就是临界频带。应用：在按临界频带划分子带时，低频段取的带宽窄，即意味着对低频有较高的频率分辨率，在高频段时则相对有较低的分辨率。这样分配，符合人耳的灵敏度特性，可改善对低频段压缩编码的失真。 5.为什么要对图像数据进行压缩？其压缩原理是什么？图像压缩编码的目的是什么？目前有哪些编码方法？

原因：视频信号数字化之后，巨大的数据量给存储和传输带来的压力。数据压缩技术以压缩编码的形式存储、传输，节约存储空间，提高通信信道的传输效率，使计算机实时处理视频信息，保证播放出高质量的视频节目。

压缩原理：数据压缩的理论基础是信息论。从信息论的角度来看，压缩就是去掉数据中的冗余，即保留不确定的信息，去掉确定的信息（可推知的)，也就是用一种更接近信息本质的描述来代替原有冗余的描述。目

的：在保证重建图像质量一定的前提下，以尽量少的比特数来表征图像或视频信息。 6.一个无记忆信源有4种符号0、1、2、3。己知p（0）=3/8，p（1）=1/4，p（2）=1/4，p（3）=1/8。试求由6000个符号构成的符号序列所含的信息量。

7．一个信源包含6个符号，它们的出现概率分别为0.3、0.2、0.15、0.15、0.10，0.10，试用二进制码元的哈夫曼编码方法对该信源的个符号作信源编码，并求出码字的平均长度和编码效率。

8.设有一个信源具有4个可能出现的符号X1，X2，X3，X4，其出现的概率分别为1/2，1/4，1/8，1/8。请以符号序列X2X1X4X3X1为例解释其算术编码和解码过程

首先4个符号X1，X2，X3，X4把单位区间

按比例分成4份，符号序列第1个符号为X2，则编码结果落在了区间[1/2，3/4）；将此区间按比例再分为4份，符号序列第2个符号为 X1，则编码结果落在区间[1/2，5/8）；将此区间按比例再分为4份，符号序列第3个符号为 X3，则编码结果落在区间[39/，5/8）；将此区间按比例再分为4份，符号序列第4个符号为 X4，，则编码结果落在区间[159/256，319/512）；将此区间按比例再分为4份，符号序列第5个符号为 X1，则编码结果落在区间[159/256，637/1024），以此类推。

编码到第5个符号，编码的结果为[159/256，637/1），即[0．62109375，0.62207031）区间任一数字，比如0.62109376。 当收到0．62109376进行解码。；首先，该数字在[1/2，3/4），即[0.5，0.75）区间，故解出第1个符号为 X2；该数字又落在了[1/2，3/4）区间更小区间的[1/2，5/8），即[0.5，0．625）中，故解出第2个符号为 X1；再细化区间，[39/，5/8）即[0．609375，0.625）包含收到的码字，故解出第3个符号为 X4 ,以此类推，细化到[159/256，319/512），即[0．62109375，0·623046875），解出第4个符号为X3；细化到[159/256，637/1024），即[62109375，0．6220703125），解出第5个符号为由此解出符号序列为X1。由此解出符号序列为X2X1X4X3X1。

9.试对算术编码和哈夫曼编码进行比较，算术编码在哪些方面具有优越性？

答：哈夫曼编码是一种分组码，算术编码是一种非分组码，它用一个浮点数值表示整个信源符号序列，克服了哈夫曼编码用一个特定的〈整数码长）代码表示一个信源符号的

缺点，可以更逼近无失真信源编码的极限。 10.请说明预测编码的原理，并画出 DPCM编解码器的原理框图。

预测编码的基本原理就是利用图像数据的相关性，利用已传输的像素值对当前需要传输的像素值进预测，然后对当前像素的实际值与预测值的差值（即预测误差）进行编码传输。

11.预测编码是无失真编码还是限失真编码？为什么？ 答：预测编码是通过减小图像信号在时间上和空间上的相关性来进行数据压缩的，其基本原理是利用邻近像素之间存在的相关性，将某一个像素点的灰度值用与它相邻近的像素点的灰度值来估计，并把估计值与实际值之差值作为样本进行编码。如果这个差值即预测误差，不被量化而直接编码传送，就是无失真编码。如果允许压缩过程中，存在客观信息损失（在保证传输质量的前提下），则可以进一步利用人的主观视觉特性，对预测误差量化后再编码传送，就是限失真预测编码。因为量化的过程是失真产生的根源。 12.DCT能不能压缩数据，为什么？请说明 DCT编码的原理。

答：DCT本身并不能压缩数据，它只把信号映射到另一个域，但由于变换后系数之间的相关性明显降低，为在变换域里进行有效的压缩创造了有利条件。

13.目前最常用的运动估值算法是什么？其

假设的前提条件是什么？块大小的选择与运动矢量场的一致性是如何考虑的？

答：（1）块匹配算法。（2）假设的前提条件：位于同一图像子块内的所有像素都作相同的运动，且只作平移运动。（3）方块大小的选取受到两个矛盾的约束：块大时，一个方块可能包含多个作不同运动的物体，块内各像素作相同平移运动的假设难以成立，影响估计精度；但若块太小，则估计精度容易受噪声干扰的影响，不够可靠，而且传送运动矢量所需的附加比特数过多，不利于数据压缩。

14简述运动自适应帧内插的原理及其特点。 答：运动自适应帧内插的原理如图所示。在内插帧第K-1帧中，该运动物体的中心处于(x1+(1/2)dx,y1+(1/2)dy)处，即该帧中位于(x1+(1/2)dx,y1+(1/2)dy)处的像素值应由第 K-2帧中位于(x1,y1)的像素值和第K帧中位于(x1+dx,y1+dx)的像素值内插得到。

道，左/右环绕声道和低频音效增强声道。前五个称为主声道，频带范围为20HZ-20KHZ，超低音声道叫0.1声道。 4.简述杜比AC-3的音频编码原理，并画出编码器原理框图？

//第五章

1.声音压缩的依据是什么？MPEG-1编码利用了听觉系统的什么特性？

答：1)依据心里学模型以及声音样本数据的相关性;2)利用了听觉系统的阈值特性和掩蔽效应。

2.MPEG-1音频比特流数据帧中的比例因子起什么作用？答：充分利用量化器动态范围，通过比特分配和比例因子配合，可以相对降低量化噪声电平。

3什么叫5.1声道环绕立体声？答：杜比AC-3系统有6个声道，左/右声道，中置声

5怎样理解AC-3的音频编码中的“指数”、“尾数”、“指数策略”？答：时域的PCM取样信号从时域变换到频域，得到一系列的频率系统，每个频率以二进制指数形式表示，即由一个指数和一个尾数构成，指数反映信号的频谱包络，用频谱包络决定分配给每个尾数，获取高的声音质量，因此需对每一个归一化尾数的比特进行优选化分配，用频谱包络（指数）决定分配给每个尾数多少比特。

6.数字电视信源编码遵循什么标准？答：世界各国视频大部分遵循MPEG-2标准的第二部分，音频用MPEG-1第三部分中的层二或杜比AC-3标准或MPEG-2 AAC。

7.国际上主要有哪些数字音视频编码标 准？答：（1）ITU-T推出的H.26X(包含H.261-H.2,和H.263+/++)。（2）ISO/IEC推出的MPEG系列标准。（3）我国自主的AVS 8.压缩数字视频数据量的基本原理是什么？答：数据压缩的理论基础是信息论。压缩就是去掉数据中的冗余。视频信号压缩主要依据视觉特性、图像本身的特点及信号的统计规律。利用视觉特性，最大限度的去除视频图像序列的空间、时间冗余度和编码数据流的统计冗余度。

9.MPEG-1、MPEG-2定义了哪几种编码图像类型？哪类压缩比高，哪类低？答：（1）三种，I帧P帧B帧，分别为帧内编码帧，

前向预测编码帧，双向预测编码帧。（2）B帧压缩比高，I帧压缩比低。

10.帧重排的基本原理是什么？答：由于B帧需要前后参考帧编码前后进行编码，为此，MPEG视频编码器输出码流的帧顺序，解码器输入码流的帧顺序要进行重新排序，同理送去显示帧的顺序也要重排，这就是帧重排。

11.请画出MPEG-1视频编码的原理框图，说明框图中每个模块的功能，并回答下列问题。

（1）在具有运动补偿的帧间预测编码中，如果运动矢量估计得不准，产生的后果是什么？是否会产生图像失真？为什么？答：残差大，质量差，会产生图像失真。

（2）经上述编码器压缩的图像，在解压缩之后会出现“方块效应”，产生“方块效应”的根源是什么？答：由于视频在压缩编码的时候用到的 DCT 变换是基于块的，以及 帧内帧间编码都是 基于宏块划分的。 （3）在DCT变换之后进行Zig-zag扫描的目的是什么？答：把二维系数矩阵变为一维数组序列，然后再进行游程编码，以降低“0”的输出。

12.MPEG-2视频编码中的“级“和“类”的概念。答：MPEG-2在针对不同的应用，规定不同压缩处理的方法，即不同的语法子集，称为“类”由于同一语法中，需要的输入图像格式可能差别很大，又提出级的概念，级规定了语法元素的取值范围“类“规定了可以使用哪些语法元素。

13.MPEG-2比MPEG-2在哪些方面做了扩展

和改进？

(1) MPEG-2有按帧编码和按场编码，

MPEG-2增加了隔行扫描，MPEG-1只支持逐行扫描，对运动补偿和DCT变换也有扩充，提高压缩编码效率。 (2) MPEG-2增加了可分级编码模式，视频压

缩一次，以不同时间的分辨率，空间分辨率或视频质量进行解码。

(3) MPEG-2定义了“类”和“级”的概念。

MPEG-2标准适用范围广，具有较强的通用性，也就是说充分考虑到了各种应用的不同要求，制定了一种统一的语法。 14.MPEG-2中的MP@ML图像格式时DVD视频信号的标准，若不采取压缩技术一张容量为4.7GB的单面光盘，存储的图像信息能够连续播放的时间？

解：MPEG-2中的MP@ML图像格式为720X576X25，设8bit量化，则每秒数据量为（720X576X8+360X576X8+360X576X8）X25bit=165.888Mbit=0.0193736GB一张容量为4.7GB的单面光盘，存储的图像信息能够连续播放的时间为4.7/0.0193736s=243s 15.请画出MPEG-4基于内容的视频编/解码器结构框图？

16. H.2标准有哪些主要特性？ 1、H.2视频编码结构从功能和算法上分为视频编码层和网络抽象层。

2、采用基于空间域的帧内预测编码，去除相邻块间的相关性，极大地提高了帧内编码效率。

3、支持可变的块尺寸及更小块尺寸的运动补偿预测。

4、支持高精度的亚像素运动估计。 5、采用多参考帧的运动补偿预测。 6、使用加权预测。

7、H.2引入了去块效应环路滤波器。 8、采用整数变换与量化。采用4X4整数变换来对帧内预测和帧间预测的差值数据进行变换编码。 9、H.2提供基于上下文的自适应变长编码和基于上下文的自适应二进制算数编码。 10、在H.2标准中，I片，P片，B片，SP片，SI片。

17.AVS视频编码标准与H.2标准相比，其性能怎样？有何优势？

答：AVS视频与H.2在帧内预测方面性能基本相当，多参考帧预测方面采用两帧时相当，帧数增加性能提高不明显。变块大小运动补偿AVS降低了约0.1dB，B帧宏块直接编码模式AVS提高0.2dB~0.3dB。变换与变量间AVS提高约0.1dB，熵编码AVS降低约0.5dB。

//第六章

MPEG2的四种类型码流:基本流(ES：含压缩的音视频数据及辅助数据)，打包的基本流(PES：视频ES和音频ES分别按一定的格式打包，构成具有某种格式的打包的基本流，分别称为视频PES和音频PES。PES是复用过程中的逻辑结构，不用于存储和传输),节目流(PS:由具有公共时间基准的一个或多个视频/音频PES复用而成的单一码流),传送流(TS:由具有一个或多个时间基准的一路或多路节目的多个视频/音频PES复用而成的单一码流)。

1.MPEG-2标准的系统部分为什么要定义节目流(PS)和传输流(TS)?它们分别是针对哪种应用场合而设计的？PS复用和TS复用有什么区别？答：1）原因：不同应用场合中，传输媒体的质量不同。2）PS是为相对无码的本地应用环境而设计的，以交互式多媒体环境和媒体存储管理系统为应用目标，一般用于误码率较小的演播室和存储媒介等场合。TS是为易发生误码的传输信道环境和有损存储媒质设计的。3）区别：PS是由具有公共时间基准的一个或多个视频/音频PES复用而成的单一码流。TS是由具有一个或多个时间基准的一路或多路节目的多个

视频/音频PES复用而成的单一码流。 2.数字电视码流标准的语法定义中为什么要规定同步头信息。原因：在TS包的包头中含一个同步字节(sync_byte)，其值固定为0100 0111(0×47)，用于建立包的同步。 3.简述TS包的组成，TS包的长度为多少字节(B)。答：组成:TS包的长度是固定的，共188B,分为包头和净荷。TS包的净荷部分放置的是PES包。TS包的包头提供关于传输方面的信息，其长度是不固定的，分为前32bit和自适应字段。包头的前32bit是最小包头，在这个头部中最重要的信息是：1）同步字节2）传输误码指示3）包标识符（PID）4）连续计数器

4.PSI（节目特定信息）的五种表:①节目关联表②节目映射表③条件接收表④网络信息表⑤传送流描述表

5.如何理解PSI和SI中的表和段(section)的概念。答:在PSI和SI中，表是一种概念性的机制，它是对PSI/SI的一种结构性的描述，不是一种实际的语法描述方式。PSI/SI表被分成为一个或若干个段表示，然后插入到TS包中。段是一个语法结构，一个数据段则是按照语法数据结构组成的一个数据包，用于将所有PSI/SI映射成为MPEG-2的TS包。表是由具有相同的表标识符(table_id)的一系列子表构成.

6.数字电视码流通过什么机制表达码流中各信息之间的逻辑关系？答：数字电视码流通过PSI/SI表和TS包标识符(PID)来表达码流中各信息之间的逻辑关系。

//第七章

1、试解释以下术语:误码率和误符号率、信息码元和监督码元、许用码组和禁用码组、码距与最小汉明距离、编码效率、频谱效率、信噪比和载噪比、香农限。

（1）误码率：也称误比特率（Bit Error Ratio,BER），是指在经系统传输后,送用户的接收码流中发生错误的比特数占信源发的原始码流总比特数的比例。

（2）误符号率：对于多进制调制信号,由于接收机的判决是基于符号的,所以常采用误符号率,即接收端发生符号错误的比例。

（3）信息码元：又称信息位,这是发送端由信源编码后得到的被传送的信息数据位。 （4）监督码元：又称监督位或校验位,这是为了检测、纠正误码而在信道编码时加入的判断数据位。

（5）许用码组和禁用码组：设信息码元的个数为k,信道编码后的总码长为n,总的码组数应为2^n,其中由2^k个信息码组构成的编码码组称为许用码纽,其余的2^n-2^k个码组称为禁用码组。

（6）码距：又称汉明(Hamming)距离,指两个等长码组中对应码元位置上具有不同码元的位数。

（7）最小汉明距离：在由许用码组构成的码组集合中,定义任意两个码组之间距离的最小值为最小码距或最小汉明距离,通常记做d0,它是衡量一种编码方案纠错和检错能力的重要依据。

（8）编码效率：信道编码的编码效率(筍称码率)定义为信息码元数目k与编码后的总码元数目(码字长度)n之比,即RC=k/n=k/(k+r).

（9）频谱效率：又称频带利用率,用来衡量系统的有效性。它定义为单位带宽传输频道上每秒可传输的比特数,单位是

bit/(s·Hz)。如果传输信道的带宽为W,则频谱效率可表示为ηw=Rb/W.

（10）信噪比（S/N）：是指传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比,通常用对数来计算,以dB表示。

（11）载噪比（C/N）：是指经过调制的信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比,通常用对数来计算,以dB表示。

2.最小码距与检错纠错能力之间有怎样的关系？

1)当码组用于检测差错时，若要检测任意e个差错，则要求最小码距应满足d0>=e+1. 2)当码组用于纠错时，若要纠正任意t个差错，则要求最小码距应满足d0>=2t+1. 3)当码组同时用于检错和纠错时，若要纠正任意t个差错，同时检测任意e个差错(e>t),则要求最小码距应满足d0>=e+t+1. 3.信道编码和调制的作用是什么？答：信道编码的作用是进行传输差错控制，负责传输误码的检测和校正，提高传输的可靠性。调

制的作用是进行码型转换和频谱搬移，其目的是使要传输的数字信号的频谱特性适应信道的要求。

4.什么是BCH码的本原多项式?什么是多项式的根?

所谓本原多项式其特点是，如果X^e+1能因式分解成P(x)Q(x)。其中P(x)或Q(x)是不能再进行因式分解的既约多项式。且其最高次数n能满足e=2^n-1。则P(x)或Q(x)就是本原多项式. 5、要构造m=8,t=16的RS码,应取信息符号K为多少？

解：因为m=8,所以n=2^m-1=2^8-1=255。又因为t=16，则r=2t=32,k=n-r=255-32=223. 6.请阐述交织器的工作原理和作用。 解：交织技术的思想就是把连续成串出现的突发误码分散成便于纠正的随机误码，为正确译码创造了更好的条件。在发送端，交织器将信道编码器输出的码元序列按一定规律重新排序后输出，进行传输或存储；在接收端进行交织的逆过程，称为去交织或解交织。

7.请阐述收缩卷积编码器的工作原理。 答：收缩卷积码又称删余卷积码，就是通过周期性地删除低编码效率卷积编码器。下面以DVB-S系统中基于（2，1，7）卷积编码器、编码效率Rc=3/4的收缩卷积码为例，来说明收缩卷积编码器的工作原理。首先由（2，1，7）卷积编码器对输入码元进行编码，输出两个并行序列X，Y。然后分别将X、Y每3bit分为一组，按照比特选择图样进行删除，X的比特选择图样是101，即X1X2X3中删除X2，Y的比特选择图样是110，即Y1Y2Y3中删除Y3。经比特删除后的收缩码串行输出为X1Y1Y2X3•••，对这一串行输出进行串/并转换，即为基带成形滤波输入的I，Q信号序列，因此X1Y1Y2Y3•••串/并转换为I=X1Y2•••，Q=Y1X3•••。

8.数据为什么要作多进制（多电平）调制？ 答：为了提高高频载波的调制效率，通常采用多进制信号进行高频调制，使一定的已调波高频带宽内可传输的数据速率更高。 9.什么是数据速率和数据调制速率，他们单

位有什么不同？

答：数据速率即信息传输的速率，也称比特率，是指单位时间内传输的二元比特数，其单位是bit/s；数据调制速率，也称符号率，是信号背调制以后在单位时间内的变化次数即单位时间内载波参数变化的次数，它是对符号传输速率的一种度量，其单位是Baud（波特）。1Baud即指每秒传播一个符号。

10.数据的传输速率与调制速率之间有什么定量关系？在何种情况下二者相等？ 解：在M进制调制中，比特率Rb和符号率Rs之间的关系为Rb=Rslog2M，当M=2，即在二进制调制中，数据的传输速率与调制速率在数值上相等。

11. 在相同的信道码元传输速率下，多进制系统与二进制系统相比，哪一个系统的信息传输速率高？高多少倍？

答：多进制的信息传输速率高。M进制系统的信息传输速率比二进制系统高log2M倍 12. QAM和MQAM调制的显著特点是什么？ 答：在采用多进制相移键控(MPSK)调制方式，虽然系统的有效性提高了，但可靠性却降低了。这是因为在恒幅调相信号中，随着M的增大，信号星座图中各信号状态点之间的最小距离减小了，因而受到干扰后，判决时更容易出错。为了提高系统的可靠性，应想办法增加信号星座图中各信号状态点之间的最小距离。基于这一思想，1960年，C.R.Chan提出了幅度和相位联合键控方式，即对载波的幅度和相位同时进行调制的一种方式。通过这种方式调制后的已调信号可看做是两个正交载波调制信号之和，故称这种调制方式为正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)。MQAM已调信号具有和MPSK已调信号相同的频带利用率，理想情况下，MQAM和MPSK的最高频带利用率均为log2Mbit/(s·Hz)。例如，16-QAM(或16PSK)的最高频带利用率为4bit(s·Hz)。但在信号平均功率相等的条件下，MQAM的抗噪声能力优于MPSK。因此，MQAM方式在有线数字电视系统中得到了广泛的应用。 13.画出QPSK、16-QAM信号的星座图,并对其含义简要说明。

答：星座图，就是说一个坐标，如高中的单位圆，横坐标是I，纵坐标是Q，相应于投影到I轴的，叫同相分量，同理投影到Q轴的叫正交分量。由于信号幅度有差别，那么就有可能落在单位圆之内。具体地说，QAM，符号有个，等于2的6次方，因此每个符号需要6个二进制来代表才够用。这个符号就落在单位圆内，根据幅度和相位的不同 落的地方也不同。从其中一个点跳到另一个点，就意味着相位调制和幅度调制同时完成了。

14.为什么OFDM具有较强的抗多径传输干扰能力？什么是COFDM调制？它有什么特点？基本原理是什么？

答：在OFDM系统中，各个子载波上的已调信号频谱是有部分重叠的，但保持相互正交，因此，称为正交频分复用。在接收端通过相关解调技术分离各个子载波。由于串/并变换后，高速串行数据流变换成了低速数据流，所传输的符号周期增加到大于多径延时时间后，可有效消除多径干扰。 COFDM（codedthogonal frequency division

multiplexing），即编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。特点：具备有绕射性与抗干扰性强，在窄带带宽下也能够发出大量的数据；能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化。原理：COFDM的基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。

15.保护间隔是怎样消除多径效应引起的码间干扰的？

答：在OFDM系统中，为了进一步消除符号间干扰，在每个OFDM符号之间要插入保护间隔(Guard Interval)，该保护间隔的长度Tg一般要大于信道的最大时延扩展，这样，一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。理论上，在保护间隔内，即使不插入任何信号，同样可以起到对抗多径时延扩展的作用。然而在这种情况下，由于多径信道的影响，子载波间的正交性会遭到破坏，产生子载波间干扰(ICI)。实际系统中，OFDM符号在送入信道之前要在保护间隔内填充循环前缀(CP)，这是对抗ICI的一个有效的方法。由于循环前缀的引入，在多径时延小于保护间隔Tg的情况下，可以保证在一个FFT运算周期内子载波间信号的周期数之差仍然为整数，从而保证了子载波之间的正交性，这样，就不会产生ICI。

16.OFDM调制的具体实施方法是怎样的？试说明利用IFFT运算实现OFDM调制的概念。 答：提出用离散傅里叶变换(DFT)实现OFDM的方法，简化了系统实现，才使得OFDM技术得以实用化。OFDM系统可以用下图所示的等效形式来实现。其核心思想是将通常在载频实现的频分复用过程转化为一个基带的数字预处理，在实际应用中，DFT的实现一般可运用快速傅里叶变换算法(FFT)。经过这种转化，OFDM系统在射频部分仍可采用传统的单载波模式，避免了子载波间的交调干扰和多路载波同步等复杂问题，在保持多载波优点的同时，使系统结构大大简化。

//第八章

1.有线数字电视广播系统有哪些特点？调制采取什么方案？ 答：有线数字电视广播系统通过有线电视网传送多路数字电视节目，所传送的节目既可来源于从卫星系统接收下来的节目，又可来源于本地电视节目，以及其他外来节目信号。有线数字电视广播系统与DVB-S传输系统有一定的相似之处。在基带物理接口、同步反转和随机化、RS编码、卷积交织等环节上与DVB-S系统完全相同。即在经过卷积交织后的信号帧格式与DVB-S的帧格式完全兼容，这便于将DVB-S系统中的卫星节目解调和进行内层卷积解码后直接用于有线数字电视广播。

有线数字电视广播系统中的误码率比DVB-S系统中的要小。有线数字广播系统中只采用了一级纠错编码和一次交织。纠错编码采用RS码，交织采用卷积交织，其方案与DVB-S系统中的完全相同。但在卷积交织器后没有级联的卷积编码，即只有外编码而无内编码。

为提高调制效率，有线数字电视广播系统采用了多电平正交幅度调制(MQAM)技术，容许在16-QAM、32-QAM、-QAM、128-QAM、和256-QAM 中选择，通常为-QAM。高质量的电缆、光缆都可以采用128-QAM、甚至256-QAM。

2.为什么要进行数据扰码(随机化)？ 答：数字通信理论在设计通信系统时都是假设所传输的比特流中‘‘0”与“1”出现的概率是相等的，各为50%，实际应用中的通信系统以及其中的数字通信技术的设计性能指标首先也是以这一假设为前提的。但TS流经过编码处理后，可能会在其中出现连续

的“0”或连续的“1”。这样，一方面破坏了系统设计的前提，使得系统很有可能会达不到设计的性能指标。另一方面，在接收端进行信道解码前必须首先提取出比特时钟，比特时钟的提取是利用传输码流中“0”与“1”之间的波形跳变实现的，而连续的“0”或连续的“1”给比特时钟的提取带来了困难。

3.什么是基带成形？它的作用是什么？ 答：在发送端的数字调制之前，将信道编码器输出的数字序列进行平方根升余弦滚降滤波的过程称为”基带成型”。其主要作用就是避免相邻传输符号之间的串扰。

4.如何理解π/2旋转不变的QAM星座图？ 由于在接收端进行QAM解调时提取的相干载波存在相位模糊的问题，为消除相位模糊，正确恢复原始的发送信息，调制实际上是采用格雷码在星座图上的差分编码的映射。Ik和Qk与m位符号中的未经差分编码的低q位数据共同映射成一个QAM星座点。Ik和Qk确定星座所在的象限，其余q位确定象限内的星座图，象限内的星座图具有格雷码特性，同一象限内任一星座点与其相邻星座点之间只有一位代码不同。4个象限的星座图具有2旋转不变性，随着IK和Qk分量从

星座图第1象限的00依次变换到第2象限的10、第3象限的11、第4象限的01，符号的较低位星座图从第1象限旋转2到第

2象限，从第2象限旋转2到第3象限，

从第3象限旋转2到第4象限，完成整个

星座的映射。

5.在DVB-C系统中，为什么QAM调制前须进行差分编码？

由于在接收端进行QAM解调时提取的相干载波存在相位模糊问题。为消除相位模糊，正确恢复原始的发送信息，调制实际上是采用格雷码在星座图上的差分编码映射，以便获得π/2旋转不变的QAM星座图。

6.试分析比较DVB-C 和DVB-S传输系统结构的异同点，说明用DVB-C传输系统传送来

自DVB-S卫星节目的方法。

7.DVB-T为什么要在每个符号之前设置保护间隙？

答：在多载波系统中，多径回波不仅使同一载波的前后相邻符号互相叠加，造成符号间串扰，还会破坏子载波间的正交性，造成载波间串扰。这是因为多径回波使子载波的幅度和/或相位在一个积分周期Ts内发生了变化，以致接收信号中来自其他载波的分量在积分以后不再为0了。解决这一问题的方法是在每个符号周期上增加一段保护间隔Δ，此时实际的符号传输周期为T's=Ts+Δ。如果保护间隔大于信道冲激响应的持续时间（即多径回波的最大延时），那么根据卷积的性质可知，前一符号的多径延时完全被保护间隔吸收，不会波及当前符号的有用信号周期内Ts。在接收端只需仍在有用信号周期Ts内进行积分就可以了。

8、中国地面数字电视广播传输标准有什么技术特点？

答：技术特点表现在： (1)使用能实现快速同步和高效信道估计的PN序列帧头。(2)使用先进的信道编码。(3)抗衰落的系统信息保护。（4）支持单载波调制和多载波调制两种模式。 （5）支持单频组网

//第九章

1.有线数字电视机顶盒提供的基本功能有

哪些？答：①数字电视广播节目的接收，提供高质量的视频和音频输出。②作为用户前端设备，它是用户控制交互电视的接口，所以，应提供系统交互操作，具有回传信道。③提供一个友好的界面，便于用户使用和控制；具有电子节目指南(EPG)功能。通过交互操作，使用户方便地选取自己所需的节目。④集成条件接收(CA)系统,实现对用户的认证，授权和计费管理。⑤集成数字电视中间件,支持软件在线升级功能。⑥支持数据广播应用，向用户提供股市行情，票务信息，电子报纸，热门网站等各种信息以及软件在线升级功能。⑦支持交互式多媒体应用，包括因特网接入，电子邮件，IP电话，视频点播，互动游戏，网上购物等。

2.一个完整的数字电视机顶盒由哪几部分组成？涉及哪些关键技术？答：组成：硬件平台和软件系统。关键技术:①解调及信道解码技术②加解扰技术和条件接收技术③传送流解复用和信源解码技术④上行数据的调制⑤数字电视中间件⑥嵌入式系统。 3.什么是中间件？其核心作用是什么？答：数字电视中间件(Middle Ware)是数字电视业务系统中的一个重要软件平台，它以应用程序接口的形式存在提供了数字电视业务应用的运行环境，其中包含了对数字电视的内容格式和传输协议的支持，并为数字电视业务应用提供程序接口。数字电视中间件作为一个的软件层运行在数字电视系统的接收终端上，位于接收终端内部的实时操作系统与应用程序之间。 核心作用：将应用程序与底层的实时操作系统，硬件实现的技术细节隔离开来，支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行，使应用程序不依赖于特定的硬件平台和实时操作系统。采用中间件技术，应用程序可于接收机硬件平台，不同硬件组成的数字电视接收机能在同一电视系统中使用，不同的软件公司可以基于同一编程接口来开发应用程序，并运行在不同的接收机中，使产品的开放性和可移植性更强。因此中间件技术可以降低接收机和应用软件的成本，增强数字电视的市场推广力度和普及率。

4.请比较对称密码体系和非对称密码体系

的优缺点。

对称密码非对称密体系 码体系 含义 加密密钥加密秘钥和和解秘密解密秘钥不钥相同 同，加密密钥 公开。 安全第三方不依赖于计性基能获得秘算复杂程础 钥 度 优点 加/解密较高的加速度快 密强度 缺点 密钥传输加/解密速依赖于保度较慢 密通信 典型DES，三重RSA 算法 DES

5.为什么要实施数字电视的条件接收？它

对数字电视的发展有何重要意义？答：原因：条件接收(CA)为数字电视广播实行有偿服务提供了所需的技术保障。重要意义：条件接收系统通过对播出的数字电视节目内容进行数字加扰，建立有效的收费体系，实现各项数字电视广播业务的授权管理和接收控制，只容许被授权的用户使用某一业务，未经授权的用户不能使用这一业务，从而保障节目提供商和电视运营商的合法利益。

6.数字电视广播中的CA系统由哪几部分组成？请画出系统原理框图，并说明各部分的功能。答：组成：用户管理系统，节目信息管理系统，加扰/解扰器，加密/解密器，控制字发生器，伪随机二进制位序列发生器，智能卡。各部功能：①用户管理系统(SMS)根据用户订购节目和收看节目的情况，一方面向授权管理系统发出指令，决定哪些用户可以被授权收看哪些节目或接受哪些服务，另一方面向用户发送账单。SMS通常包括数据库服务器，应用服务器和客户端应用程序。②授权管理系统在用户管理系统发出的

指令控制下，产生出业务密要钥(SK)。③节目信息管理系统的主要功能是为即将播出的节目，建立节目表。④控制字发生器产生用于对TS流进行加扰的控制字（CW）。⑤加密器1对业务秘钥（SK）进行加密，生成授权管理消息(EMM)。⑥加密器2对控制字进行加密，生成授权控制消息(ECM)。⑦加扰器使用伪随机二进制位序列发生器生成的伪随机二进制位序列对数字信号流进行加扰，防止收端非法用户的接收。⑦用户端的CA子系统接收并处理前端CA系统发送来的ECM,EMM信息，并通过标准的通信接口与智能卡进行数据交互，获取解扰控制字，传给解扰器完成解扰工作，同时提供有关CA系统的辅助信息给接收设备供接收设备显示。⑧智能卡发行系统发行ca系统中所需的各种智能卡，包括系统母卡，系统钥匙卡，系统控制卡，用户接收卡等。

7.数字电视广播CA系统的安全性是如何得到保障的？一般采用哪三级密钥？答：保障：通过采用三重密钥传输机制来保障的。：控制字(CW)、业务密钥(SK)、个人分配密钥(PDK)。 8.ECM和EMM分别传送什么信息？答：ECM发生器从节目信息管理系统获得节目标识信息，节目收视条件，节目加扰算法，节目提供商信息等控制参数，同时从控制字发生器中获得加扰用的控制字(CW)，利用用户授权管理系统提供的业务密钥(SK)对CW和控制参数进行加密运算，然后按照一定的数据编码格式将上述信息生成一个完整的授权控制消息(ECM)数据包传送到复用器中。ECM携带了加密处理后的控制字和接收参数。 用户管理系统提供的用户的地址信息，用户授权信息等，和业务密要一起被送入EMM发生器，利用个人分配密钥(PDK)对这些信息进行加密运算，其输出称为授权管理消息(EMM)。这些信息按照一定的编码格式编码后生成完整的EMM数据包送到复用器中。授权管理信息(EMM)携带了用个人分配密钥(PDK)加密处理后的业务密钥(SK)，用户订购节目信息，用户授权信息。 9.请解释同密和多密模式。

答：同密技术：指通过使用同一种加扰算法和相同的加扰控制信息，使多个厂商的CA系统一同工作的技术。同密模式解决的是前端CA系统的垄断问题，而多密技术所要解决的是用户端机顶盒与CA系统厂家的问题，即不将CA系统厂家的CA模块集成到机顶盒中，使机顶盒只完成解调，解复用，解码等通用功能，真正实现了机顶盒生产，销售与CA系统的生产和销售分离，使广播电视网络运营商可以根据自身的需求分别选择机顶盒厂商和CA系统厂商。多密模式的基本思想是将与CA系统厂家相关的解密、解扰等功能集成于一个具有通用接口(CI)的插卡式CA模块中，而机顶盒只完成解调，MPEG-2解复用，音/视频解码等功能，实现机卡分离。

//第十章

1.请阐述CRT显示器的组成，工作原理及优

缺点。答:阴极射线管(CRT)显示器是实现电-光转换，重现电视图像的一种装置，它主要由电子，偏转线圈，荫罩和荧光屏组成。CRT显示器的优缺点主要取决于CRT型彩色显像管的优缺点，优点:①高可靠性，温度稳定性好，正常工作时寿命超过2万小时。②亮度，对比度高。③性价比较高。④相对于LCD,PDP,LCoS,DLP等平板电视机，CRT彩色电视机的激励和寻址方式简单。⑤可视角大。⑥重现运动图像时无拖尾，动态清晰度高。⑦彩色重现能力好。缺点:①体积大，重量重，实现大屏幕显示有困难，只在中，小屏幕彩色电视机领域有高性价比优势。②

由电子束扫描方式造成的光栅几何失真和扫描非线性失真大，屏幕边沿色纯裕度小，会聚性能和图像清晰度差，全屏光栅亮度不均匀性较高。③光栅倾斜度和色纯受南，北地磁场和外磁场影响较大。

2.什么是液晶？请阐述扭曲向列型LCD的工作原理及优缺点。答:液晶是液态晶体的简称，是一种有机化合物，在一定的温度范围内，既具有液体的流动性，黏度，形变等机械性质，又具有晶体的光学各向异性，电光效应等物理性质。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，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，在电源接通/断开控制下影响其液晶单元的透光率或反射率，从而控制外光源透射和遮蔽功能，完成电-光变换，再利用红绿蓝三基色信号的不同激励，通过红绿蓝三基色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重现。与CRT彩色显像管不同，它采用数字寻址,数字信号激励方式重现图像。扭曲向列液晶显示器：在两块导电玻璃基片之间充入厚度约为10μm的具有正介电各向异性的向列相液晶，液晶分子沿面排列，但分子长轴在上，下导电玻璃基片之间连续扭曲90°，形成扭曲排列的液晶。正是因为液晶分子呈这种扭曲排列，故称之为扭曲向列液晶显示器。液晶显示器的优点:①低功耗，无辐射，无污染。②平板型结构。③图像不失真。④显示画面稳定而不闪烁。⑤显示容量大⑥易于彩色化。⑦长寿面。⑧结构简单，易于驱动。缺点:①响应时间较长，当显示快速运动图像时，就会产生影像拖尾的现象。②暗场图像层次感较差。③与CRT显示器和PDP显示器相比可视角较小，显示特性(亮度，色度)有方向性。 3.请阐述三电极表面放电型彩色AC-PDP的结构及工作原理。答:表面放电型AC-PDP的结构。前后玻璃基板位于放电介质的上下层，被压紧密封后，抽真空并充以惰性气体就成了一个复杂的辉光放电器件。

4.等离子体(PDP)显示器的特点是什么？答:优点:①易于实现薄型大屏幕②具有高速响应特性③可实现全彩色显示④可视角宽，可达160°⑤亮度高，对比度高⑥无图像畸变，不受外界磁场干扰⑦工作于全数字化模式⑧寿命长。缺点:①长期显示固定的静止图像会造成残留影像。②显示垂直高速运动图像时容易造成假轮廓效应。③不易实现中小屏幕显示高清晰度电视图像。④驱动电压高，功耗大，发光效率不高，成本高。 5.寻址与显示周期分离的子场ADS驱动技术是怎样解决AC-PDP中的灰度显示问题的?答:AC-PDP采用一种寻址与显示周期分离的子场驱动技术来解决灰度显示，将一个电视场分成若干子场，每个子场又分为启动期，寻址期和维持期。

6.请阐述在用ADS驱动的PDP中动态假轮廓的形成机理，以及抑制动态假轮廓的常用方法。答:对于采用ADS驱动法来实现灰度显示的彩色等离子体显示器，在显示静态图像时性能优良，但是在显示运动图像时却出现了灰度紊乱，对彩色图像显示而言则会产生彩色紊乱，统称为运动图像紊乱，在画面上表现为一些虚假轮廓，称为动态假轮廓。 抑制动态假轮廓的方法有:①分割两个最大的子场，并且优化子场的顺序。②误差扩散法。

7.简述表面传导型电子发射显示器(SED)的工作原理及优缺点。答:SED的显示原理与CRT相同，都是通过高速电子轰击荧光粉发光来显示图像的。与CRT不同的是SED技术不是通过电子，而是通过某些特殊的材质来发射电子的。优点:①由电子撞击荧光粉

发光，属于自发光器件，不存在液晶显示器的可视角不够和响应时间过长的问题。②寻址方式与LCD,PDP等固有分辨力的显示器件相似，具有数字寻址方式的一系列特点:光栅几何失真和非线性失真最小，屏幕边沿图像清晰度与屏幕中心相同。③克服了传统CRT显示器形体笨重，功耗大的缺点。④功耗小。⑤可实现很高的分辨力，可达到HDTV要求的1920×1080像素⑥发光完全可控，不存在液晶显示器的背光泄露或等离子显示器的预放电问题，暗部细节表现力大大提高。缺点:①SED面板存在画质的局限性，如果要提高荧光体的色纯度，就会加剧残像特性。②SED还不够环保，存在电磁辐射问题。③SED的尺寸与寿命受到内部超高真空状态的影响。

8.请阐述有机发光显示器(OLED)的工作原理及其特点。答：原理：有机发光显示器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。其特点有：①OLED的视角宽，轻薄，便于携带。②OLED的亮度和对比度好，色彩丰富，响应速度快。③OLED产品可实现软屏。④OLED的工作温度范围宽，低压驱动，制作工艺简单，成本低。

9.简述CRT投影显示器的工作原理及优缺点。答：CRT投影显示器是在CRT彩色显像管基础上发展起来的，它利用三只红，绿，蓝单色投影管发出的三基色光，通过光学投影系统，使三基色光在屏幕上复合，利用人眼的视觉惰性和分辨力有限的特点，完成时域与空间域的彩色重现。

CRT的主要优点：①易于实现大屏幕，SDTV电视图像的显示，图像临场感强。②图像信号调制，扫描方式简单。③技术较成熟。目前在相同屏幕尺寸情况下，性价比较高。④图像惰性小，对高速运动的图像重显效果好。⑤由于它利用三只红绿蓝单色投影管，可以实现HDTV级别电视图像的显示。 缺点：①光栅几何失真和扫描非线性失真较大。②可视角较小。③屏幕越大，光栅亮度越低，且功耗加大，屏幕边沿图像清晰度和亮度比屏幕中心差。④投影管寿命比CRT显示器短，温升高，一般需加冷却液。⑤体积大，笨重。

10.三片式LCD投影显示器是由哪几大部分组成的？各起什么作用。答：三片式投影显示器主要由投影灯泡，分色棱镜，滤色镜，反射镜，液晶芯片，合色棱镜，投影镜头等部分组成。

投影灯泡用做白色光的外光源，分色棱镜将白色光分成红绿蓝三个基色光，三基色光分别射向红绿蓝三个LCD液晶芯片，透过液晶芯片后经合色棱镜，形成彩色图像，再经过投影镜头照射到屏幕上形成彩色图像。 11.什么是数字光处理(DLP)投影显示器？简述三片式DLP投影显示器的工作原理及优缺点。答：概念：数字光处理投影显示器，先把影像信号经过数字处理后再投影出来，从而减少亮度损失，提高清晰度。工作原理： 优点：①属寻址方式的固有分辨力显示器件，色纯，会聚，聚焦不受地磁场影响，图像失真小。②采用子针驱动方式，无行间闪烁和大面积图像闪烁。③图像亮度，对比度较高。④适用于大屏幕显示。⑤响应时间较短，适用于高速运动的图像显示。⑥微镜器件的可靠性高。缺点：①单片式DLP投影显示器对高速运动图像有彩虹效应。②成本高，售价高。③投影灯泡寿命较短。

12.简述三片式LCoS投影显示器的工作原理及优缺点。

答：LCoS投影机的基本原理与LCD投影机相似，只是LCoS投影机是利用LCoS面板来调制由光源发射出来的，欲投影至屏幕的光信号。与LCD投影机最大的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD作调制，属于透射式调制；而LCoS投影机是利用反射的架构，所以光源发射出来的光，并不会穿透LCoS面板，属于反射式调制。优点：①可以达到较高的光学效率。②容易达到高分辩率。③有很高的光利用率。④较少耗电。⑤产生较高的亮度。⑥具备高画质的特性。缺点：体积较大，成本也较高。

13.数字视频接口(DVI)采用什么信号作为基本电气连接?采用什么连接器？是怎样防止传送的内容被复制和非法使用的?答：1)数字视频接口DVI采用S(瞬变最小化差分信号)作为基本电气连接。2)DVI有两种不

同的连接器，①DVI-D连接器，只能用于传送数字视频信号。②DVI-I连接器，不仅允许传送同步信号和数字视频信号，还可传送模拟RGB信号。

3)在DVI的HDTV版数字电视接口中，采用了HDCP技术来防止传送的内容被复制或非法使用。

14.什么是HDMI?

答：HDMI(High Definition Multimedia Interface)指高清晰度多媒体接口。它用来传输未经压缩的高数码率数字音视频数据，把高清晰度电视与多声道音频信号融合连接到一根电缆上，让家电厂商设计的数字电视能在未来几年中与未来数字家庭影院设备兼容，并增加支持数字所需的内容格式。