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数字视频处理

数字视频处理
数字视频处理

数字视频处理

数字视频处理概述

数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备,将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号,再记录到储存介质(如录像带)。播放时,视频信号被转变为帧信息,并以每秒约30帧的速度投影到显示器上,使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒24帧。如果用示波器(一种测试工具)来观看,未投影的模拟电信号看起来就像脑电波的扫描图像,由一些连续锯齿状的山峰和山谷组成

为了存储视觉信息,模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字/模拟(D/A)转换器来转变为数字的“0”或“1”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉(或采集过程)。如果要在电视机上观看数字视频,则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号,才能进行播放。

模拟视频的数字化包括不少技术问题,如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式,而计算机工作在RGB空间;电视机是隔行扫描,计算机显示器大多逐行扫描;电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此,模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。

模拟视频一般采用分量数字化方式,先把复合视频信号中的亮度和色度分离,得到YUV或YIQ分量,然后用三个模/数转换器对三个分量分别进行数字化,最后再转换成RGB空间。

DSP是数字信号处理器的简称,在全球的数字化浪潮中,DSP以其高性能和软件可编程等特点,长期对数字媒体处理起到了积极的推动作用。最初DSP的应用在于专业数据通信和语音处理,各种专用调制解调器、声码器、数据加密机初步获得市场。其后DSP应用扩展到广泛的民用产品,诸如硬盘驱动器、通用调制解调器、数字答录机、无线通信终端。九十年代中DSP在数字GSM手机应用和无线基站应用中都获得了巨大的成功。与此同时,DSP开始全面拓展到新兴应用,并在宽带通信、数字控制、数字音频、数字视频等众多市场全球。现在,我们就DSP在数字视频行业中的应用进行分析。

视频行业的数字化,是模拟世界中数字化较晚的行业之一。原因主要是因为模拟视频的数字化产生巨大的数据量,造成应用的实现比较困难。随着互联网的速度提高,数字视频已经开始商业化,并逐步取代原来模式视频的地位。

现阶段在数字视频领域内,主要有以下一些DSP厂商:Philips、Equator、Ti、ADI、Cradle等等。各家厂商都有其特点,以下分别进行详细的介绍:

一、Philips视频处理DSP介绍:

Philips是最早开发视频DSP的厂商之一,最早在1996年就推出了Trimedia 系列的第一款芯片TM-1000,当时主要的定位是数字电视方面的产品,随后推出了TM-1100、TM-1300、PNX-1300(TM-1300改进版)系列。虽然在数字电视方面没有取得很大的成功,但是PNX-1300系列芯片视频监控产品中得到了大规模的应用,也算是无心插柳柳成荫。随后飞利浦推出PNX-1500系列,也同样在视频监控应用上面成为主流。下一步飞利浦还将推出PNX1700系列。现在主流的PNX1500主流的300M内频,内部配有专门的媒体协处理器,在PNX1300系列的基础上,解决了以前PNX1300系列中功耗过大的问题,增加了网络口,IDE接口,提供了开发信息化家电和数字视频设备的主要接口;提供LED高分辨输出、高清视频输出(1920x1080)视频输出;具有视频滤波和De-interlace处理视频处理

单元;可以生成2D图形加速器;内嵌看门狗并具有两个Reset 管脚。

二、Ti视频处理DSP介绍:

作为DSP行业的老大,随着DSP在数字视频行业的机会,Ti的TMS320DM64x 系列也占据非常重要的地位。其实早在2000年,Ti就推出针对数码相机的专业图像处理DSP:TMS320DSC系列,并被一些厂商应用于Motion JPEG的数字视频算法中,随后Ti又推出TMS320DM270和TMS320DM320等在DSC系列改进的产品,在多媒体的便携式播放器上有不错的应用。而真正成为数字视频的里程碑式的产品则是2003年TI发布的TMS320DM64X系列的视频DSP产品,该产品以Ti的C64x 为核心处理器。以TMS320DM642为例,它具有600M的处理能力,有3个Video Port,带有PCI和网络接口,该产品功耗低,因此产品一经面世得到了数字视频行业的强烈关注。2004年下半年TMS320DM642开始批量供货,国内一些著名的视频监控厂商采用DM642推出更新原来采用PNX1300系列的产品。另外,Ti还计划不断升级TMS320DM64x的运算速度。预计到明年,Ti还将推出内嵌ARM9和C64x的数字视频专用DSP,这将是业内非常期待的产品。

三、ADI视频处理DSP介绍:

作为在DSP领域内Ti的最大竞争对手,2002年ADI公司推出了Blackfin

系列DSP,其中的ADSP-21535是一款合适的数字视频应用的DSP,ADSP-21535

具有600MHZ的核内时钟,300MHZ主频,一个VP口,但是没有预览通道,接口资源也很丰富,Blackfin系列的DSP采用双MAC的结构具有正交的类似RISC的微处理器指令集,使单指令多数据和多媒体操作都引入单指令结构。这样的DSP 芯片结构不但易于编程,可以快速的信号处理和多媒体的处理,而且方便的扩展USB、PCI I/O、UART、SPORT等接口。非常适合对视频读入,处理以及传输。ADI 最新的双核ADSP-21561也是专业视频处理DSP领域内不容忽视的好产品。但是相比较Philips和Ti,ADI的数字视频DSP的劣势在于能够支持Blackfin的第三方算法太少,这也是造成虽然Blackfin的产品非常有特点,但是应用面要远远小于前面两家公司的一个主要原因。

四、Equator视频处理DSP介绍:

美国的Equator公司,也是最早做数字视频领域内的专业DSP厂商,Equator 最先推出的MAP-CA及随后推出的BSP-15系列产品,在会议电视领域和数字基顶盒领域都得到很好应用,由于是专业的视频DSP厂商,Equator的产品也非常具有特点,以BSP-15为例:该芯片最高可达到400Mhz的内频,具有两个视频输入口和音频输入口,一个视频输出口,但是该产品的最大缺点就是功耗太大,产品必须加散热风扇,预计推出的BSP-16将会改变这一问题。

另外,还有其他一些厂商也开始进入数字视频应用DSP领域,诸如美国Cradle Technologies在推出CT3400后也将推出可对H.264/MPEG-4 AVC格式的D1规格影像以30帧/秒进行编解码的DSP。而LSI则另辟蹊径,提供DSP内核的方式给专业的算法公司,这种方式也受到一些应用领域客户的青睐。

结束语:

随着数字时代的到来,视频领域的数字化也必将到来。而DSP在数字视频的应用发展也将起到越来越重要的作用,DSP技术的进步必将为人类带来更多更大的便利,让我们充满期待的看着DSP在数字视频领域的发展和应用。

数字视频技术总复习题

数字视频技术总复习题 一基本概念填空题 1 摄像机在拍摄时,通过光敏器件,将光信号转换为电信号,这种电信号就是(RGB)信号。 2 模拟彩色电视机的制式主要有(NTSC制、PAL制和SECAM制);中国、朝鲜等国家采用(PAL)制式彩色电视机标准。 3 电视机的扫描方式有(隔行扫描和非隔行扫描(逐行扫描))之分。 4 行频f H是指(每秒钟扫描多少行);场频f f是指(每秒钟扫描多少场);每秒扫描多少帧称为(帧频)f F。 5 PAL制式电视的场扫描频率是(50 Hz),周期为(20 ms);帧频是25 Hz,是场频的(一半),周期为(40 ms)。 6 彩色电视中,用Y、C1, C2彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号,C1,C2的含义与具体的应用有关。在NTSC彩色电视制中,C1,C2分别表示(I、Q)两个色差信号;在PAL彩色电视制中,C1,C2分别表示(U、V)两个色差信号;在CCIR 601数字电视标准中,C1,C2分别表示(Cr,Cb)两个色差信号。 7 电视图像数字化常用的方法有两种,一种是(从复合彩色电视图像中分离出彩色分量,然后数字化);另一种是(用一个高速A/D转换器对彩色全电视信号进行数字化,然后在数字域中进行分离,以获得所希望的YCbCr,YUV,YIQ 或RGB分量数据)。 8 NTSC制、PAL制和SECAM制共同的电视图像采样频率是fs=(13.5MHZ)。 9 目前数字电视图像使用(MPEG-2)video标准。 10 目前传输数字电视的主要方式是(卫星,地面广播和电缆);用它们传输的电视分别称为(卫星数字电视、地面数字电视和有线数字电视)。 11 数字彩色电视机的制式主要有(ATSC DTV、DVB和ISDB)。中国等国家采用(欧洲DVB)制式数字彩色电视机标准。 12 数字电视的视频接口主要有(DVI、HDMI、UDI和DisplayPort)四种接口。 13 模拟电视信号转换为数字电视信号的过程是(模拟/数字转换编码过程),称可为(PCM调制脉冲编码调制),由(A/D转换器实现)。数字电视信号转换为模拟信号则称(PCM解调过程),由(D/A转换器实现)。 14全数字电视系统的信源编码采用(MPEG-2标准对数字化视频信号进行)压缩编码,其目的是(降低数字信号的传输码率)。 15全数字电视系统压缩编码后的数字视频信号在调制前,为了保证在传输工程中尽可能减少差错,通常还要加入(用于纠错的RS码和卷积码)。其目的是(提高数字信号的传输的可靠性)。 16 为了在编码中实现最大的压缩比,MPEG使用三种类型的图像,分别是(I 帧、P帧和B帧)。 17 VCD视频压缩采用(MPEG-1)标准,图像分辨率为(352×240);DVD视频压缩采用(MPEG-2)标准,图像分辨率为(720×480). 18 信息熵表示的是(信源产生信息量的大小)。信息熵越大,不确定度越大,所含信息越多。

《数字图像处理》习题解答

胡学龙编著 《数字图像处理(第 3 版)》思考题与习题参考答案 目录 第 1 章概

述 (1) 第 2 章图像处理基本知识 (4) 第 3 章图像的数字化与显示 (7) 第 4 章图像变换与二维数字滤波 (10) 第 5 章图像编码与压缩 (16) 第 6 章图像增强 (20) 第 7 章图像复原 (25) 第 8 章图像分割 (27) 第 9 章数学形态学及其应用 (31) 第 10 章彩色图像处理 (32)

第1章概述 连续图像和数字图像如何相互转换 答:数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。这样,数字图像可以 用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像 (连续图像)信号,再由模拟/数字转化器(ADC)得到原始的数字图像信号。图像的数字 化包括离散和量化两个主要步骤。在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅 度值(可能是灰度或色彩)整数化的过程称为量化。 采用数字图像处理有何优点 答:数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点: 1.具有数字信号处理技术共有的特点。(1)处理精度高。(2)重现性能好。(3)灵活性高。 2.数字图像处理后的图像是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果。 3.数字图像处理技术适用面宽。 4.数字图像处理技术综合性强。 数字图像处理主要包括哪些研究内容 答:图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的 图像。 说出图像、视频(video)、图形(drawing)及动画(animation)等视觉信息之间的联系和区别。 答:图像是用成像技术形成的静态画面;视频用摄像技术获取动态连续画面,每一帧可

数字视频技术及应用复习题

第一章数字视频概述 1.什么是复合视频?2页,可改为填空题 例如:黑白视频信号是一个已经经过加工处理并包含扫描同步和消隐的图像信号,通常也叫做复合视频,简称视频。由于频带范围在1-6MHZ人们又把它叫做电视基带视频。 2.什么是视频技术?它主要应用在哪些领域?3页,可以改为填空题 例如:在不考虑电视调制发射和接收等诸多环节时,单纯考虑和研究电视基带信号的摄取、改善、传输、记录、编辑、显示的技术就叫做视频技术。 主要应用领域:广播电视的摄录编系统、安全及监控、视频通信和视频会议、远程教育及视听教学、影像医学、影音娱乐和电子广告。 3.什么是数字视频?5页 广义的数字视频表述为数字视频是指依据人的视觉暂留特性,借着计算机或微处理器芯片的高速运算,加上Codec技术、传输存储技术等来实现的以比特流为特征的,能按照某种时基规律和标准在显示终端上再现活动影音的信息媒介。狭义的数字视频时指与具体媒体格式所对应的数字视频。 第二章彩色数字视频基础 1.彩色电视系统是根据色光三基色原理来再现彩色图像的。按照此原理,任何一种色光颜色都可以用R G B三个彩色分量按一定的比例混合得到。7页 2.匹配兼容制彩色电视亮度信号的公式是:8页(2-2) 3.两个色差信号正交调制的目的是什么?10页 4.电视扫描分为逐行扫描和隔行扫描两种。 5.电视基带视频有复合视频、亮色分离视频和分量视频三种。13页 6.彩色电视制式有哪三种?制式差异主要体现在哪些方面?14页或改为填空 世界上现行的彩色电视制式有NTSC制式、PAL制式和SECAM制式三大制式。制式差异主要体现在亮度合成公式、色差信号提取、色副载选取及其正交调制类型、扫描方式、同步时基确定等方面的参数。 7.彩色电视图像的数字化有信号上游数字化和信号下游数字化两种。 8.A/D转换主要包括哪些环节?量化的实质是什么?编码的实质是什么?17,18页,可改为填空 A/D转换就是指对幅值连续变化的模拟视频电信号进行脉冲抽样保持、量化、编码等环节后形成二进制码流的技术处理过程。 9.一般常用的线性D/A转换器,其输出模拟电压U和输入数字量D之间成正比关系。19页 10.YCbCr信号和YUV信号是正比关系。21页,或选择A正比B反比C非线性D平方11.CCIR601标准为NTSC、PAL、和SECAM制式规定了共同的图像采样频率是13.5MHZ。21页 12.PAL制NTSC制的现行标准数字电视有效显示分辨率(清晰度)各为720X576像素和720X480像素。公用中分辨率为352X288像素。23页 第三章广义数字视频及分类 1.广义数字视频的定义?28页 2.广义的数字视频是依据人的视觉暂留特性,借助计算机或微处理器芯片的高速运算加上Codec编解码技术、传输存储技术等来实现的比特流为特征的全新的信息媒介。 3.图像序列的特点有哪些?33页 特点是每帧的分辨率相同,图像内容相关、图像文件名连续编号,而且有表示开始的图像序列头和表示结束的图像终止码。

数字图像处理(matlab版) 第七章 数字视频处理

模拟电视电路中处理的信号越复杂失真越大,稳定性也越差,而数字电视在信号处理过程中几乎不受外界干扰,可毫无失真的使信号还原。因此数字电视图像清晰,色彩更加鲜艳逼真。按照规划,我国将在2005年开展数字卫星直播业务,2008年全面推广地面数字电视,2015年停止模拟电视播出。实现模拟电视和数字电视的兼容要处理的主要问题之一是将隔行信号转化为逐行信号,即去隔行。 第七章数字视频处理

目前主要的去隔行方法有: 9一维处理法:利用本场信息插补出未知像素点.9二维处理法:比较前后场中的信息,将两场中静止 区域的数据相编织,运动区域只 使用其中一场的数据去插补。 9 三维运动补偿法:沿着运动估计得到的物体运动 轨迹对运动图像插补。 目前的电视中只有少数高端产品具有简单的 运动补偿功能。国内外研究现状

主要内容 一、运动估计 二、运动补偿 三、去隔行算法 四、去隔行算法FPGA实现 五、小波SPIHT编码方法C语言及 DSP实现

7.1 运动估计 运动估计是根据帧间的运动信息得到帧内像素点的运动位移(又称为运动矢量,Motion Vector)。视频处理系统中,运动估计是非常重要的一个环节,它可以广泛应用于视频压缩、格式转换、滤波等。去隔行中,运动估计的好坏直接影响到变换后的效果。主要有以下三种运动估计方法: ?基于像素的运动估计 ?基于块的运动估计 ?多分辨率运动估计

一基于像素的运动估计 基于像素的运动估计思想是要估计每一个像 素的运动矢量,运算量非常大,进而提出了像素 递归算法。在像素递归算法中,运动矢量是递归 得出的。当前像素的运动矢量是根据在此之前已 经得到的邻近像素的运动矢量或它们的线性组合 得到。 返回

大学计算机 第五章(订正了部分答案)

第五章 1、数字视频的一些特性提示我们可对其进行大幅度数据压缩,这些特性中不包含_____。A A.数字视频的数据量大得惊人 B. 视频信息中各画面内部有很强的信息相关性 C. 一些视频细节人眼无法感知 D. 视频信息中相邻画面的内容有高度的连贯性 2、数字图像的基本属性中不包含______。A A. 宽高比 B. 分辨率 C. 像素深度 D. 颜色空间的类型 3、在未压缩情况下,图像文件大小与下列因素无关的是________。A A. 图像内容 B. 水平分辨率 C.垂直分辨率 D.像素深度 4、视频卡能够处理的视频信号可以来自连接在计算机上的_______设备。A A. 显示器 B. VCD盘 C.CD唱盘 D.扬声器 5、下列关于计算机合成图像(计算机图形)的应用中,错误的是__________。C A. 可以用来设计电路图 B. 可以用来生成天气图 C.计算机只能生成实际存在的具体景物的图像,不能生产虚拟景物的图像 D.可以制作计算机动画 6、使用计算机进行文本编辑与文本处理是常见的两种操作,下面属于文本处理操作的是_________。D A. 设置页面版式 B. 设置文章标题首行居中 C.设置文本字体格式 D.文语转换 7、图像处理软件有很多功能,以下________不是通用图像处理软件的基本功能。D A.图像的缩放显示 B. 调整图像的亮度、对比度 C. 在图片上制作文字,并与图像融为一体 D. 设计制作石油开采地形图 8、文字处理软件输出汉字时,首先根据汉字的机内码在字库中进行查找,找到后,即可显示(打印)汉字,在字库中找到的是该汉字的__________。D A. 外部码 B. 交换码 C. 输入码 D. 字形描述信息 9、若中文Windows 环境下西文使用标准ASCII码,汉字采用GB2312编码,设有一段简单文本的内码为CB F5 D0 B4 50 43 CA C7 D6 B8,则在这段文本中,含有________。B A.2个汉字和1个西文字符 B.4个汉字和2个西文字符 C.8个汉字和2个西文字符 D.4个汉字和1个西文字符 10、对带宽为300~3400Hz的语音,若采样频率为8kHz、量化位数为8位、单声道,则其未压缩时的码率约为_____。A A.64kb/s B.64kB/s C.128kb/s D.128kB/s 11、黑白图像的像素有________个亮度分量。A A.1 B.2 C.3 D.4 12、若未进行压缩的波形声音的码率为64kb/s,已知取样频率为8kHz,量化位数为8,那么它的声道数是__________。A A.1 B.2 C.3 D.4 13、一张立体声高保真全频带数字音乐CD唱盘可播放约一小时,其盘片上数据量大约是______。B A.800MB B.635M C.400MB D.1GB 14、下列不属于数字图像应用的是________A A.可视电话 B.卫星遥感 C.计算机断层摄影(CT) D.绘制机械零件图 15、下列字符编码标准中,既包含了汉字字符的编码,也包含了如英语、希腊字母等其他语言文字编码的国际标准是_________。B A.GB18030 B.UCS/Unicode C.ASCII D.GBK 16、下面关于计算机中图像表示方法的叙述中,错误的是________。D 1

《数字音视频处理技术》教学大纲

《数字音视频处理技术》教学大纲《数字音视频处理技术》教学大纲课程名称:数字音视频处理技术 学时:64 学分:3 课程性质:专业选修课 考核方式:考查 )专业学生开课对象:计算机科学与技术(师范 一. 教学目的与要求 《数字音视频处理技术》是计算机科学与技术(师范)专业的一门应用性较强的专业选修课程。 随着多媒体技术日益成熟,使用数字音视频处理技术来处理各种媒体在师范生以后的工作过程中显 得十分重要。 本课程的目的和要求是: 1. 使学生了解数字音视频技术的基本概念,掌握数字音视频技术的基本原理,具备一定的理论 知识; 2. 使学生掌握专业音视频软件的使用方法,能够进行音视频的采集与编辑操作,并能进行典型 的艺术特效处理。 4. 培养学生的审美能力、艺术创造能力和多媒体技术的实际应用能力。本课程总授课64学时,在第六学期开设,为考查课程,其中理论教学为32学时,实践教学为

32学时。 二. 课程内容及学时分配 章节内容学时 第一章数字音视频处理技术的产生与发展 2 第二章音频技术概述 2 第三章音频处理 8 第四章视频技术概述 2 第五章视频处理 12 第六章音视频处理技术综合应用 6 实验一音视频软件的安装与基本操作 2 实验二音频采集与编辑 4 实验三数字音频特效与合成 6 实验四视频采集与编辑 4 实验五数字视频特效 8 实验六音视频处理技术综合应用 8 合计 64 第一部分理论教学第一章数字音视频处理技术的产生与发展(2学时) 主要内容: 1. 数字音视频处理技术的基本概念; 2. 数字音视频处理技术的产生与发展过程; 3. 数字音视 频处理的主要研究内容;4. 数字音视频处理的软硬件环境。要求: 1. 了解数字音视频处理技术的基本概念、产生与发展过程; 2. 了解数字音视频处理的技术概况和主要研究内容; 3. 了解数字音视频处理的软硬件环境要求; 4. 了解常见的音视频处理软件及其功能特点。

《数字信号处理(第三版)》第10章实验程序(验证版)(西安电子科技大学出版_主编:高西全_丁玉美)

第10章实验程序 《数字信号处理(第三版)》 注意:每次实验前,请新建以下8个m文件并依实验需要(已注明)移动至matlab当前工作目录下,便于主程序调用。各程序均已验证,请直接复制即可。 1文件名:tstem.m(实验一、二需要) 程序: function tstem(xn,yn) %时域序列绘图函数 %xn:被绘图的信号数据序列,yn:绘图信号的纵坐标名称(字符串)n=0:length(xn)-1; stem(n,xn,'.'); xlabel('n');ylabel('yn'); axis([0,n(end),min(xn),1.2*max(xn)]); 2文件名:tplot.m(实验一、四需要) 程序: function tplot(xn,T,yn) %时域序列连续曲线绘图函数

%xn:信号数据序列,yn:绘图信号的纵坐标名称(字符串)%T为采样间隔 n=0;length(xn)-1;t=n*T; plot(t,xn); xlabel('t/s');ylabel(yn); axis([0,t(end),min(xn),1.2*max(xn)]); 3文件名:myplot.m(实验一、四需要) 程序: %(1)myplot;计算时域离散系统损耗函数并绘制曲线图。function myplot(B,A) %B为系统函数分子多项式系数向量 %A为系统函数分母多项式系数向量 [H,W]=freqz(B,A,1000); m=abs(H); plot(W/pi,20*log10(m/max(m)));grid on; xlabel('\omega/\pi');ylabel('幅度(dB)') axis([0,1,-80,5]);title('损耗函数曲线');

第五章 数字媒体及应用习题

第五章数字媒体及应用 习题 一、判断题 1.在仅仅使用GB2312汉字编码标准中,中文占用两个字节,而标点符号“。”只占用1个字节。(____) 2.GBK是我国继GB2312后发布的又一汉字编码标准,它不仅与GB2312标准保持兼容,而且还增加了包括繁体字在内的许多汉字和符号。(____) 3.UCS/Unicode是我国制订的最新的汉字编码标准。(____) (____)4.GB18030是一种既保持与GB2312、GBK兼容,又有利于向UCS/Unicode过渡的汉字编码标准。5.ASCII、GB2312、GB18030、Unicode是我国为适应汉字信息处理制定的一系列汉字编码标准。(____)6.GB2312、GBK、GB18030编码标准中,一些常用汉字如“中”、“国”等,它们在计算机中的表示(内码)是相同的。(____) 7.GB2312既包含简体字又包含繁体字。(____) 8.在GB2312的十六进制编码为:C4 CF 50 75 B3 F6的文本中,含有4个汉字。(____) 9.我国内地发布使用的汉字编码有多种,无论选用哪一种标准,每个汉字均用2字节进行编码。(____)10.文本编辑的目的是使文本正确、清晰、美观,所示,文语转换操作也属于文本编辑操作。(____)12.绝大多数支持丰富格式文本的文本处理软件都能处理RTF格式的文档。(____) 13.丰富格式文本中使用的所有标记及其使用规则称为“标记语言”,Word和FrontPage使用的标记语言是相同的。(____) 14.使用“写字板”程序和Word、FrontPage等软件都可以制作、编辑和浏览超文本。(____) 15.文本展现主要有打印输出和屏幕阅读两种方式。(____) 16.Adobe Acrobat是一种流行的文本处理软件。(____) 17.计算机中的数字图像按其生成方法可分为两大类:图像与图形,两者在外观上没有明显区别,但各自具有不同的属性,一般需要使用不同的软件进行处理。(____) 18.若图像大小超过了屏幕分辨率(或窗口),则屏幕上只显示出图像的一部分,其他多余部分将被截掉而无法看到。(____) 19.GIF图像文件格式能够支持透明背景,具有在屏幕上渐进显示的功能。(____) 20.JPEG图像可以将许多张图像保存在同一个文件中,显示时按预先规定的时间间隔逐一进行显示,从而形成动画的效果,因而在网页制作中大量使用。(____) 21.颜色模型指彩色图像所使用的颜色描述方法,常用的颜色模型有RGB(红、绿、蓝)模型、CMYK (青、品红、黄、黑)模型等,但这些颜色模型是不可以相互转换的。(____) 22.灰度图像的像素只有一个亮度分量。(____) 23.用MP3或MIDI表示同一首小提琴乐曲时,前者的数据量比后者小得多。(____) 24.声卡在计算机中用于完成声音的输入与输出,即输入时将声音信号数字化,输出时重建声音信号。(____) 25.扩展名为.mid和.wav的文件都是PC机中的音频文件。(____) 26.数字声音是一种在时间上连续的媒体,数据量不大,对存储和传输的要求也不高。(____) 27.大部分数码相机采用CCD成像芯片,CCD芯片中有大量的CCD像素,像素越多,得到的影像的分辨率(清晰度)就越高,生成的数字图像也越小。(____) 28.电视是一种活动图像,它是视频信息的一种,可以输入计算机进行存储和处理。(____) 29.视频卡可以将输入的模拟视频信号进行数字化,生成数字视频。(____) 30.H.261是一种可用于视频会议和可视电话业务的数字视频编码标准。(____) 31.数字视频的数据压缩率可以达到很高,几十甚至几百倍是很常见的。(____) 32.CD唱片上的高保真音乐属于全频带声音。(____) 33.网上的在线音频广播、实时音乐点播都是采用声音流媒体技术实现的。(____)

数字信号处理第四章答案

第四章习题参考解答 4-1对于系统函数,试用一阶系统的级联形式,画出该系统可能实现的流图。 解: 4-2一线性时不变因果系统,其系统函数为 对应每种形式画出系统实现的信号流图。 (1)直接Ⅰ型。 (2)直接Ⅱ型。 (3)用一阶和二阶直接Ⅱ型的级联型。 (4)用一阶和二阶直接Ⅱ型的并联型。 解:

直接Ⅰ型 直接Ⅱ型 用一阶和二阶直接Ⅱ型的级联型 用一阶和二阶直接Ⅱ型的并联型

4-3已知模拟滤波器的传输函数,试用脉冲响应不变法将转换成数字传输函数。(设采样周期T=0.5) 解: 4-4若模拟滤波器的传输函数为,试用脉冲响应不变法将转换成数字传输函数。(设采样周期T=1) 解:

4-5用双线性变换法设计一个三阶的巴特沃滋数字低通滤波器,采样频率,截至频率。 解: , 4-6用双线性变换法设计一个三阶的巴特沃滋数字高通滤波器,采样频率,截至频率。 解: ,,归一化, 4-7用双线性变换法设计一个三阶的巴特沃滋数字带通滤波器,采样频率,上下边带截至频率分别为,。 解: ,

,, 4-8设计一个一阶数字低通滤波器,3dB截至频率为,将双线性变换应用于模拟巴特沃滋滤波器。 解: 一阶巴特沃滋, 4-9试用双线性变换法设计一低通数字滤波器,并满足:通带和阻带都是频率的单调下降函数,而且无起伏;频率在处的衰减为-3.01dB;在处的幅度衰减至少为15dB。 解: 设,则:, 通带:,即

阻带:,即 阶数: , 查表得二阶巴特沃滋滤波器得系统函数为 双线性变换实现数字低通滤波器 4-10一个数字系统的采样频率,已知该系统收到频率为100Hz的噪 声干扰,试设计一个陷波滤波器去除该噪声,要求3dB的边带频率为95Hz和105Hz,阻带衰减不小于14dB。 解: , 令

2数字视频处理重点总结

1.三基色原理:任何一种颜色可以通过三基色按不同比例混合得到。 照明光源的基色系包括红色、绿色和蓝色,称为RGB基色。R+G+B=White 反射光源的基色系包括青色、品色和黄色,称为CMY基色。C+M+Y=Black RGB和CMY基色系是互补的,也就是说混合一个色系中的两种彩色会产生另外一个色系中的一种彩色。 2.HVS(人类视觉系统) -人类获取外界图像、视频信息的工具。 视网膜有两种类型感光细胞: 锥状细胞:在亮光下起作用,感知颜色的色调。含有三种类型的锥状细胞。 杆状细胞:在暗一些的光强下工作,只能感知亮度信息。 3.相加混色法: 1)空间混色法:将三种基色光同时分别投射到同一平面的相邻3点,若3点相距足够近,由于人眼的分辨力有限和相加混色功能,因此,人眼看到的不是基色,而是这三种基色的混合色。 彩色显像管的现象就是利用了空间混色法。 2)时间混色法:按一定顺序轮流将三种基色光投射到同一平面上,由于人眼的视觉惰性和相加混色功能,因此,人眼看到的不是基色,而是这三种基色的混合色。 场顺序制彩色电视就是采用时间混色法以场顺序来传送三种基色信号的。 3)生理混色法:(立体彩色电视的显像原理) 4)全反射混色法:(投影电视的基本原理) 4.彩色电视三种制式: NTSC制:正交平衡调幅制(采用YIQ彩色空间) PAL制:正交平衡调幅逐行倒相制(采用YUV彩色空间) SECAM制:行轮换调频制(采用YDbDr彩色空间) 矢量量化 编码--用二进制数来表示量化后样值的过程 9.量化:(将无限极的信号幅度变换成有限级的数码表示) 量化的用途 1)将模拟信号转换为数字信号,以便进行数字处理和传输 2)用于数据压缩 10.二维采样定理: 若二维连续信号f(x,y)的空间频率u和v分别限制在|u|<=Um、|v|<=Vm (Um、Vm为最高空间频率),则只要采样周期Δx、Δy满足Δx<=1/2Um、Δy<=1/2Vm,就可以由采样信号无失真的恢复原信号。 3.基于多分辨率的运动估计: 1)运动场接近最优解的概率更大;在较小分辨率层上,误差函数可以接近全局最小值,通过插值,获得高分辨率上的初始解,最后到达最大分辨率时,运动场很可能接近最优解。 2)计算量比直接在最大分辨率上进行运动估计时要小;在较小分辨率层上,搜索范围限制在较小的范围。 1.压缩时,视频冗余:

HD-SDI数字视频信号处理及传输的FPGA设计与实现

《单片机原理与接口技术》期中论文 论文题目HD-SDI数字视频信号处理及传输的FPGA设计与 实现 姓名 学号 学院电气工程学院 专业班级2008级通信工程

目录 引言 (3) 1.HD-SD I卡电路结构 (4) 2.HD-SD I数字行、场定时关系 (5) 3.视频数据的提取及处理 (9) 4.DMA控制模块 (13) 5.PLX9656局部总线到Avalon总线转换模块 (13) 6.实验调试 (14) 7.结束语 (15) 参考文献: (16)

HD-SD I数字视频信号处理及传输的FPGA设计与实现专业:通信工程姓名:黄鑫 摘要:设计了一种符合SMPTE292M标准的高清晰度数字电视信号采集传输用的HD-SD I卡,介绍了其电路结构,对HD-SD I中的视频数据、视频定时基准码、行号数据、校验码进行了分析,并就数字视频识别和提取模块、DMA传输模块和PLX9656 局部总线到Avalon总线的转换模块进行了设计。FPGA采用Altera公司的StratixEP1S25,实验调试结果表明, HD-SD I数字视频信号处理及传输工作稳定可靠。 关键词:高清晰度电视; 比特串行数字接口; HD-SD I; 现场可编程门阵列 FPGA design and implementation of HD-SD I digital video signal processing and transport Abstract: This paper designed a newly developed SDI card for HDTV of SMPTE292M, and gave the construction of the HD-SD I card’s circuits. Gave detailed analyses of video data, timing reference codes, line number data, DMA transport,conversion between PLX9656 local bus and Avalon bus. This paper also p resented the design of these model.The design adopted Altera’s Stratix EP1S25 as FPGA, and experimental results show that the processing and transport of HD-SD I card isstabilization and trustiness. Key words: HD-SD I; FPGA; bit-serial digital interface

数字视频处理

数字视频处理 数字视频处理概述 数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备,将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号,再记录到储存介质(如录像带)。播放时,视频信号被转变为帧信息,并以每秒约30帧的速度投影到显示器上,使人类的眼睛认为它是连续不间断地运动着的。电影播放的帧率大约是每秒24帧。如果用示波器(一种测试工具)来观看,未投影的模拟电信号看起来就像脑电波的扫描图像,由一些连续锯齿状的山峰和山谷组成 为了存储视觉信息,模拟视频信号的山峰和山谷必须通过数字/模拟(D/A)转换器来转变为数字的“0”或“1”。这个转变过程就是我们所说的视频捕捉(或采集过程)。如果要在电视机上观看数字视频,则需要一个从数字到模拟的转换器将二进制信息解码成模拟信号,才能进行播放。 模拟视频的数字化包括不少技术问题,如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式,而计算机工作在RGB空间;电视机是隔行扫描,计算机显示器大多逐行扫描;电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此,模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。 模拟视频一般采用分量数字化方式,先把复合视频信号中的亮度和色度分离,得到YUV或YIQ分量,然后用三个模/数转换器对三个分量分别进行数字化,最后再转换成RGB空间。 DSP是数字信号处理器的简称,在全球的数字化浪潮中,DSP以其高性能和软件可编程等特点,长期对数字媒体处理起到了积极的推动作用。最初DSP的应用在于专业数据通信和语音处理,各种专用调制解调器、声码器、数据加密机初步获得市场。其后DSP应用扩展到广泛的民用产品,诸如硬盘驱动器、通用调制解调器、数字答录机、无线通信终端。九十年代中DSP在数字GSM手机应用和无线基站应用中都获得了巨大的成功。与此同时,DSP开始全面拓展到新兴应用,并在宽带通信、数字控制、数字音频、数字视频等众多市场全球。现在,我们就DSP在数字视频行业中的应用进行分析。 视频行业的数字化,是模拟世界中数字化较晚的行业之一。原因主要是因为模拟视频的数字化产生巨大的数据量,造成应用的实现比较困难。随着互联网的速度提高,数字视频已经开始商业化,并逐步取代原来模式视频的地位。 现阶段在数字视频领域内,主要有以下一些DSP厂商:Philips、Equator、Ti、ADI、Cradle等等。各家厂商都有其特点,以下分别进行详细的介绍: 一、Philips视频处理DSP介绍: Philips是最早开发视频DSP的厂商之一,最早在1996年就推出了Trimedia 系列的第一款芯片TM-1000,当时主要的定位是数字电视方面的产品,随后推出了TM-1100、TM-1300、PNX-1300(TM-1300改进版)系列。虽然在数字电视方面没有取得很大的成功,但是PNX-1300系列芯片视频监控产品中得到了大规模的应用,也算是无心插柳柳成荫。随后飞利浦推出PNX-1500系列,也同样在视频监控应用上面成为主流。下一步飞利浦还将推出PNX1700系列。现在主流的PNX1500主流的300M内频,内部配有专门的媒体协处理器,在PNX1300系列的基础上,解决了以前PNX1300系列中功耗过大的问题,增加了网络口,IDE接口,提供了开发信息化家电和数字视频设备的主要接口;提供LED高分辨输出、高清视频输出(1920x1080)视频输出;具有视频滤波和De-interlace处理视频处理

数字图像处理第四章作业

第四章图像增强 1.简述直方图均衡化处理的原理和目的。拍摄一幅较暗的图像,用直方图均衡化方 法处理,分析结果。 原理:直方图均衡化处理的“中心思想”是把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。也就是对图像进行非线性拉伸,重新分配图像像素值,使一定灰度范围内的像素数量大致相同。把给定图像的直方图分布改变成“均匀”分布直方图分布 目的:直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法。它通常用来增加许多图像的局部对比度,尤其是当图像的有用数据的对比度相当接近的时候。通过直方图均衡化,亮度可以更好地在直方图上分布。这样就可以用于增强局部的对比度而不影响整体的对比度,直方图均衡化通过有效地扩展常用的亮度来实现这种功能。 Matlab程序如下: clc; RGB=imread('wxf.jpg'); %输入彩色图像,得到三维数组 R=RGB(:,:,1); %分别取三维数组的一维,得到红绿蓝三个分量 G=RGB(:,:,2); %为R G B。 B=RGB(:,:,3); figure(1) imshow(RGB); %绘制各分量的图像及其直方图 title('原始真彩色图像'); figure(2) subplot(3,2,1),imshow(R); title('真彩色图像的红色分量'); subplot(3,2,2), imhist(R); title('真彩色图像的红色分量直方图'); subplot(3,2,3),imshow(G); title('真彩色图像的绿色分量'); subplot(3,2,4), imhist(G); title(' 的绿色分量直方图'); subplot(3,2,5),imshow(B); title('真彩色图像的蓝色分量'); subplot(3,2,6), imhist(B); title('真彩色图像的蓝色分量直方图'); r=histeq(R); %对个分量直方图均衡化,得到个分量均衡化图像 g=histeq(G); b=histeq(B); figure(3), subplot(3,2,1),imshow(r); title('红色分量均衡化后图像');

数字视频技术

数字视频技术 模式识别:摄像机+计算机模仿人眼+大脑 --- 图像、视频与色彩空间的应用 图像:模拟与数字图像;处理、传输、保存、检索、显示等;数字图像是可以看作是两个变量的离散函数f(x,y) 视频:视频是一个图像序列,数字视频可以看作是三个变量的离散函数f(x,y,t);帧率函数值可以是一个数值(灰度图像),也可以是一个向量(彩色图像) 一个基本视频通信系统的框架 视频采集系统—数字视频处理系统—视频编码系统—视频传输系统—视频解码系统—数字视频处理系统 图像的分类:二值化图像,灰度图像,彩色图像 像素:一个像素通常被视为图像的最小的完整采样 图像的空间分辨率:指图像中每单位长度所包含的像素或者点的数目 色彩空间就是表达色彩的数学模型(表达逻辑性)(需要计算机实现)(用不同方式表达同一色彩信息,因为应用不同) YUV颜色空间里,亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量,那么这样表示的图就是黑白灰度图。 彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题,使黑白电视机也能接收彩色信号。 数字视频技术 --- 图像处理中的数学工具 时域(空间域):加减乘除,微积分,直方图 频域:傅里叶变换,dct(数字余弦)变换 图像变换的实质是建立输入图像与输出图像之间所有各点之间映射关系的数学关系(函数)(线性,非线性)。 熵(信息量):混乱情况下信息量大

同空间,不同空间的转换:是为了通过转换,在保持信息量不变的情况下,找到更便于观察的方式 直方图:分析不同灰度值的浓度分布(所占百分比) 二次化的方法:1划定像素值范围2找出每个像素在图中出现的次数3横纵轴标注名称(横轴:像素值;纵轴:像素浓度比例) 卷积:选定一个对称轴相加 非线型处理:对图像局部处理线型处理:对图像全局处理 对图像平面进行直接的数据操作:空域操作 1加减乘除2线性与非线性函数变换3微分4卷积5矩阵操作 卷积在图像中的应用 用一个模板和一幅图像进行卷积,对于图像上的一个点,让模板的原点和该点重合,然后模板上的点和图像上对应的点相乘,然后各点的积相加,就得到了该点的卷积值。对图像上的每个点都这样处理。 边缘检测(卷积,依照需求选取核):一阶导数找出变化信息,检测出边缘信息 微分在图像中的应用 Sobel检测使用两个上述的3×3卷积内核来逼近水平边缘和垂直边缘。第一个矩阵(Sx)检测垂直边缘的变化,而第二个矩阵(Sy)检测水平边缘的变化。 傅立叶变换:将原来难以处理的时域信号转换成了易于分析的频域信号(信号的频谱)。 傅立叶变换提供另外一个角度来观察图像,可以将图像从灰度分布转化到频率分布上来观察图像的特征。 傅立叶变换在图像处理以下几个话题都有重要作用: 1.图像增强与图像去噪 2.图像分割之边缘检测

冈萨雷斯_数字图像处理第3版第4章的习题.doc

4.16 证明连续和离散二维傅里叶变换都是平移和旋转不变的。 首先列出平移和旋转性质: 002(//)00(,)(,)j u x M v y N f x y e F u u v v π+?-- (4.6-3) 002(//)00(,)(,)j x r M y v N f x x y y F u v e π-+--? (4.6-4) 旋转性质: cos ,sin ,cos ,sin x r y r u v θθω?ω?==== 00(,)(,)f r F θθω??+?+ (4.6-5) 证明:由式(4.5-15)得: 由式(4.5-16)得: 依次类推证明其它项。 4.17 由习题4.3可以推出1(,)u v δ?和(,)1t z δ?。使用前一个性质和表4.3中的平移性质证明连续函数00(,)cos(22)f t z A u t v z ππ=+的傅里叶变换是 0000(,)[(,)(,)]2 A F u v u u v v u u v v δδ= +++-- 证明:

000000002()2()002()2()2() 2()2()2()2((,)(,)cos(22)[]222j ut vz j ut vz j u t v z j u t v z j ut vz j u t v z j u t v z j ut vz j u F u v f t z e dtdz A u t v z e dtdz A e e e dtdz A A e e dtdz e e πππππππππππ∞∞ -+-∞-∞ ∞ ∞ -+-∞-∞ ∞∞+-+-+-∞-∞ ∞∞+-+-+--∞-∞==+= +=+? ??? ????) 00000000(,)(,)22[(,)(,)]2t vz dtdz A A u u v v u u v v A u u v v u u v v δδδδ∞∞+-∞-∞=--+++=--+++?? 4.18 证明离散函数(,)1f x y =的DFT 是 1,0 {1}(,)0,u v u v δ==??==? ?其它 证明:离散傅里叶变换 11 2(//)00(,)(,)M N j ux M vy N x y F u v f x y e π---+===∑∑ 11 2(//) 00 11 2(//) 00 {1}M N j ux M vy N x y M N j ux M vy N x y e e ππ---+==---+==?==∑∑∑∑ 如果0u v ==,{1}1?=,否则: 11 00{1}{cos[2(//)]sin[2(//)]}M N x y ux M vy N j ux M vy N ππ--==?=+-+∑∑ 考虑实部,11 00 {1}cos[2(//)]M N x y ux M vy N π--==?=+∑∑,cos[2(//)]ux M vy N π+的值介于 [-1, 1],可以想象,11 00 {1}cos[2(//)]0M N x y ux M vy N π--==?=+=∑∑,虚部相同,所以 1,0 {1}(,)0,u v u v δ==??==?? 其它 4.19 证明离散函数00cos(22)u x v y ππ+的DFT 是 00001 (,)[(,)(,)]2 F u v u Mu v Nv u Mu v Nv δδ=+++--

91射平板显示器视频信号处理系统的方案

第49卷第2期中山大学学报(自然科学版) 2010年3月ACTASCIENTIARUMNATURALIUMUNIVERSITATlSSUNYATSENIV01.49No.2MaL2010 一种基于DSP与FPGA实现场发射平板 显示器视频信号处理系统的方案+ 陈振华1’2,邓少芝1,许宁生1 (1.中山大学光电材料与技术国家重点实验室//显示材料与技术广东省重点实验室// 物理科学与工程技术学院,广东广州,510275; 2.中山火炬职业技术学院电子工程系,广东中山,528436) 摘要:数字视频信号处理涉及对高速实时视频信号的传输和处理,要求相关电路系统具有强大的数据处理能 力。介绍一种以DSP和FPGA器件为核心构建的场发射平板显示器视频信号处理系统方案,并以,11公司的DSP芯片TMS320C6713和Xilinx公司的FPGA芯片XC3S200一PQ208来实现系统方案,在自主研制的4.5inch(11.43cm)160×120分辨率单色场发射平板显示样屏上得到了功能验证。所设计的视频信号处理电路方案把两种处理器的性能优势结合起来,具有微处理器嵌入式系统的优点,同时可实现并行算法结构,满足视频信号传输和处理的高速实时性要求。 关键词:场发射平板显示器(FED);视频信号处理;DSP(数字信号处理器);FPGA(现场可编程门阵列) 中图分类号:TN27文献标志码:A文章编号:0529—6579(2010)02—0008—05 ASchemeofVideoSignalProcessingSystemforField EmissionDisplayBasedonDSPandFPGADevices CHENZhenhual”,DENGShanzhil,XUNingshen91 (1.StateKeyLaboratoryofOptoelectronicMaterialsandTechnologies//GuangdongProvince KeyLaboratoryofDisplayMaterialsandTechnologies//SchoolofPhysicsandEngineering, SunYat—senUniversity,Guangzhou510275,China; DepartmentofElectronicEngineering,ZhongshanTorchPolytechnic,Zhongshan528436,China) Abstract:Asdigitalvideosignalprocessingfordisplaydevicerequireshigh??speedtransmissionandreal?-timeprocessing,thecircuitsystemmustgiveapowerfuldata-processingcapacity.Aschemeofvideosig- nal processingsystemforFED(FieldEmissionDisplay)whichconstructedbyDSPofTMS320C6713andFPGAofXC3¥200一PQ208isintroduced.ThecircuitsystemcombinestheadvantagesofbothDSPandFPGA,withamicroprocessorembeddedsystemfunctionandparallelalgorithmstructure,andprovidesagoodsolutiontothehigh-speedandreal—timesignalprocessing. Keywords:fieldemissiondisplay;videosignalprocessing;DSP;FPGA. 场发射平板显示器(FieldEmissionDisplay,简称FED)是在研的新型平板显示技术m2l。结合FED器件的自身特性,利用数字图像处理技术和电路技术获得适合于FED器件的显示数据和显示驱动方式,将促进器件技术的发展和提高器件图像显示质量,因此数字视频信号处理及其相关电路研究在FED显示技术研发活动中是一个受到关注的内容‘3。41。 ?收稿日期:2009—03一Ol 基金项目:国家科技部“973”计划资助项目(2003CB314701);国家“863”计划资助项目(2008AA03A314);国家自然科学基金一广东省联合科学基金资助项目(U0634002) 作者简介:陈振华(1971年生),女,博士研究生;通讯作者:邓少芝;E-mail:stsdsz@maiLsysu.edu.ca 万方数据

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