07年电视学基础试题A(答案)-

北京邮电大学2006——2007学年第2学期《电视学基础》期末考试试题（A）一．填空（每题4分，共计40分）1、光敏细胞按其形状分为杆状与锥状两种。前者灵敏度极高，在低照度时，主要靠它来辨别明暗，但对彩色不敏感。后者既可辨别光的强弱，又可辨别彩色。白天的视觉过程主要由锥状细胞来完成，夜晚视觉则由杆状细胞起作用。2、彩色的三个基本参量：亮度、色调和饱和度。对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，说明它的颜色越深。色度是色调与饱和度的合称，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。3、电视图象是顺序传送的，把各个空间的亮度信号转变成时间函数依次传送出去。扫描是将图象转变成顺序传送的电信号的过程，自左至右的扫描称为行扫描，自上而下的扫描称为场扫描。当需要传送的细节fx固定时，图像信号的频率f与扫描速度成正比；而当扫描速度Vhf固定时，信号频率f与要传送的细节fx成正比。4、在PAL制电视中采用隔行扫描方式来降低带宽，同时避免闪烁。中国的PAL制彩色电视场频是50Hz，帧频是25Hz，垂直方向上每帧有625行，有效行是575。5、ITU-RBT.601建议中，亮度信号的取样频率为13.5MHz，每行有效样点数是720，每样值8bit量化。数字电视亮度信号数值的范围是16-235，共220级。6、电视信号经过阻容耦合以后，直流分量会丢失，需要进行箝位，箝位电路的作用包括恢复直流，避免信号动态范围扩大，消除电视信号中叠加型低频干扰，消除由低频特性不良而引起的波形失真。7、孔阑校正是为了校正扫描电子束的直径不可能无限小引起的孔阑效应。这种效应使信号频谱中高频分量幅度受到衰减，而这些高频成分的相位并没有改变。8、8×8DCT变换后，图象信号的能量集中在系数矩阵的左上角，F(0,0)代表的是直流，左上角变换系数代表低频率分量，右下角表示高频率分量。采用“之”形扫描的目的是使变换系数所代表的频率分量由高到低排列，增加连零的个数，提高变字长游程编码效率。9、在熵编码中，对于出现概率大的符号，取短的码字，而对于概率小的符号，则取长的码字，该序列理论上最佳的平均码长等于它的熵。在MPEG中使用的变字长编码都是基于哈夫曼编码的。10、5.1声道环绕声是指中央声道、前置左、右声道、后置左、右环绕声道，及所谓的0.1声道重低音声道，在AC3和MPEG音频压缩编码主要利用了人耳的特性，使编码产生的噪声人耳听不到，同时利用人耳的掩蔽效应听觉特性，使多个声道信号的高频部分耦合或动态串音到一个公共声道，达到压缩的目的。二．问答题（每题8分，共24分）1、电视信号的传输通常采用Y、U、V信号，而不直接传送R、G、B信号，请说明原因。答：1、在彩色电视开始广播时，黑白电视已经得到普及。为了达到兼容的目的，需要传送两个信号，即亮度信号和色度信号，故而不能直接传送R、G、B信号。2、R、G、B信号各自的带宽与黑白电视信号带宽相同，所以如果直接传送，其带宽总和将会是黑白电视信号的三倍，不易于传输。2、画图示意说明4:4:4、4:2:2、4:1:1、及4:2:0采样格式，并简单解释抽样过程答：1）4:4:42）4:2:23）4:1:14）4:2:03、请指出下面的CIE色度图中所画的四条轮廓线所代表的含义。通过对色度图的分析，会给我们在进行电视信号处理时带来哪些启示？（1）最外围的舌形轮廓线：XYZ计色制中所有颜色的范围（2）阴影部分的轮廓线：RGB均为正数时，显示颜色的范围（3）三角形轮廓线：CRT电视机可以显示的颜色范围（4）椭圆轮廓线：人眼可分辨不同颜色的区域（等色差线）启示：在信号重现时，更好的效果是将左下角绿色区域的颜色显示更为精确，而右上方所表示的红紫色区域可以进行适量压缩；现在CRT显示器所呈现颜色范围仍相当局限，因此通过混入其他颜色，增加荧光粉的颜色类别，可以呈现出更丰富的色彩。三．计算综合题（每题12分，共36分）1、有一高清晰度电视系统，设宽高比为4:3，每帧行数1251，隔行比2:1，场频为60Hz，场逆程占一场时间的10％，行逆程占一行时间的16％，求：1）系统的垂直分解力，2）系统的水平分解力，3）产生的视频信号带宽。（科尔系数K=0.7）解：(1)垂直分解力M＝k*Z’=0.7*(1-10%)*1251=788行(2)水平分解力N=a*M=4/3*788=1050行(3)信号的上限频率fmax=1/2tt=TH1/N(TH1代表行扫描正程时间)TH1=(1－16%)TH(TH代表行扫描周期)TH=1/(Z*fv)综合以上四个式子，fmax=N*Z*fv/(2*0.84)=1050*1251*30/(2*0.84)=23.456250MHz2、某图像的8×8子块的Y信号和CR信号值分别如下表所示，A）画出Cr信号经过4：2：0取样后的信号值。B）如果此图像为Cif格式，信号采用4：2：2取样，信号值经8bit量化，每秒传送12帧。假定不进行任何压缩。那么传送此种图像需要的带宽至少为多少？答：CIF图像的格式为352×288或360×288所以，W＝352×288×2×8×12＝19.464192MBit/sC）将该子块的亮度信号经过DCT变换，并经过阈值为5的量化（即绝对值5的数，均视为0）后，得到新的部分量化系数如下图表所示，请将剩余的系数补全。答：全为0D）如果将经过DCT变换并量化后的Y信号，再经过huffman编码，得到的数据量与初始Y信号（8bit量化）相比，压缩率为多少？并写出huffman编码表。答：1）Huffman编码（参考）：0：0－6：10135：1108：1110－5：11112）因此，编码后，平均每个象素所用比特数为：1*59/64+2*2/64+3*1/64+4*1/64+4*1/64=1.15625bit3）因此，与原数据相比，压缩率为1－1.15625/8=85.55%