第02章 通信终端相关技术

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1、现代通信技术第2章通信终端相关技术主要内容模拟与数字视音频技术IP电话的关键技术多媒体通信技术规范与标准音频、图形、图像通信终端视频通信终端数据通信终端多媒体通信终端视音频信息基本概念视音频信息数字化视音频压缩编码彩色电视摄像机多媒体计算机用摄像头视频显示终端多媒体终端形式多媒体通信终端接口多媒体通信终端软件系统模拟与数字视音频技术主要内容视音频信息基本概念视音频信息数字化视音频压缩编码视音频信息基本概念音频信息自然界各音源发出的可闻声和由计算机通过专门设备合成的语音或音乐。包括语音、音乐声和效果声。随时间

2、变化的连续媒体，处理要求有较小的延时和时延抖动。处理涉及音频信号的获取、编解码、传输、语音的识别与理解、语音与音乐的合成等。视音频信息基本概念视频信息一系列周期呈现的画面所组成，帧是构成视频信息的基本单元。具有准确、直观、具体生动、高效、应用广泛、信息容量大等。视音频信息基本概念听觉特性与音频信号人的听觉特性音频信号特性强弱感觉的对数特性；频率感觉的指数规律；频响的不平坦特性；掩蔽效应。不同类型的发声体，频谱分布各不相同；话音主要能量分布在100Hz-5kHz，电话通信的频带限制在300Hz-3.4kHz。

3、不同特色的声音信号，动态范围也各不相同。视音频信息基本概念视频技术基础视频信号与图像扫描镜头成像—光图像—电图像—扫描—视频信号扫描：对景物图像像素分解与合成，图像的时空转换。国际上存在25帧/秒和30帧/秒两种制式。隔行扫描：解决图像连续感、闪烁感和电视信号带宽的矛盾。利用光电和电光转换原理，将光学图像转换为电信号进行记录或远距离传输，然后还原为光图像的一门技术。视音频信息基本概念视频技术基础复合电视信号由图像信号、同步信号、行场逆程消隐脉冲组成。一个行周期的黑白全电视信号视音频信息基本概念视频技术基础彩

4、色电视系统亮色方程按照三基色原理设计和工作；彩色显示基本原理：加性混色法为兼容黑白电视，传1个亮度和2个色差分量（红色及蓝色差）；我国PAL制：亮度6M，色差为1.3M。Y=0.299R+0.587G+0.114B在Y、R、G、B中，只有3个变量独立。只要传送Y与基色中的任两个，既满足兼容需要，又可满足传送亮度与色度信息的需要。在色度信息时，通常选择传送不反映亮度信息色度信息，即色差信息：（R-Y）红色差、（G-Y）绿色差、（B-Y）蓝色差视音频信息基本概念视频技术基础PAL制电视的扫描特性(1)625行(

5、扫描线)/帧，25帧/秒(40ms/帧)(2)高宽比(aspectratio)：4:3(3)隔行扫描，2场/帧，312.5行/场(4)颜色模型：YUV一帧图像的总行数625，分两场扫描。行频15625Hz，周期64μs；场频50Hz，周期20ms；帧频25Hz，场频的一半，周期40ms。一行中传图像时间52.2μs，其余11.8μs不传图像，是行扫描逆程时间，作行同步及消隐用。每一场扫描行数625/2=312.5行，其中25行作场回扫，不传送图像，传送图像的行数每场只287.5行，因此每帧只有575行有图像

6、显示。视音频信息基本概念视频技术基础视频信号频谱特点具有行、场或帧的准周期特性；静止图像：由行频、场频的基波及其各次谐波组成，能量以帧频为间隔对称分布在行频的各次谐波两侧。活动图像：以行频及其各次谐波为中心的一簇簇连续的梳状谱。没有能量的区域远大于有能量的区域，采用频谱交错原理完成亮度信号和色度信号的同频带传输。视音频信息数字化包括两方面内容：音频信息时间离散化和图像信息空间位置离散化；音频信息电平值和图像灰度电平值的离散化。音频信号离散化采样：大于音频信号中最高频率成分的两倍。采样频率：8，11.025，

7、16，22.05，32，44.1，48kHz。8-20bit量化编码。在允许失真条件下，尽可能选择较低的采样频率，以免数据速率过高。视音频信息数字化视频信号离散化采样是使图像信号在空间位置的离散化视音频信息数字化视音频信号的量化抽样后的离散样值从连续的取值转化为有限个离散值。均匀量化与非均匀量化量化误差或量化失真图像信号的颗粒噪声和伪轮廓现象实质：在保证一定图像或声音质量下，以最小比特数来表示视音频信号。视频信号通常采用6-10bit量化编码视音频压缩编码目的：为提高信道利用率及在有限信道容量下传输更多信息

8、。数据压缩的理论依据Shannon的信息论给出了数据压缩的理论极限，指明了数据压缩的技术途径。熵是对离散无记忆信源进行无失真编码的极限。信源概率分布越均匀，其熵越大；反之，其熵越小。离散无记忆信源只要概率分布不均匀就存在信息冗余。视音频压缩编码信源压缩编码的两个基本途径：尽可能使编码平均码长接近于信源的熵，减少冗余信息；去除信源中各信源符号间的相关性。视音频压缩编码限失真压缩编码概念：允许解码后信号有一定失真，通