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模拟视频信号转成数字视频信号的原理介绍

2017-01-17来源:天创恒达阅读:32

导语: 模拟视频信号通常有色差分量、CVBS、VGA等,通常传输距离比较有限,长距离传输中会容易失真,数字信号通常指的DVI、HDMI、SDI等,其中除了SDI在传输的理论距离能达到百米以上外,其他两种也并不适合长距离传输。而在很多场合中也需要将模拟视频转换成数字视频信号。而其中模拟信号通常在时间和数值上都是连续的。从信息理论的角度来看,模拟信号中包含的信息数量是无限的。数字化是将信息内容减少到一种合理

   模拟视频信号通常有色差分量、CVBS、VGA等,通常传输距离比较有限,长距离传输中会容易失真,数字信号通常指的DVI、HDMI、SDI等,其中除了SDI在传输的理论距离能达到百米以上外,其他两种也并不适合长距离传输。而在很多场合中也需要将模拟视频转换成数字视频信号。

  而其中模拟信号通常在时间和数值上都是连续的。从信息理论的角度来看,模拟信号中包含的信息数量是无限的。数字化是将信息内容减少到一种合理层次的方法,它通过保留所考虑的信号的某些代表值而做到这一点。它从两个方面来完成这个工作,即在时间和幅度上取样。

  那么结合到数字视频也包括两方面的内容:即空间位置的离散和数字化以及亮度电平值的离散和数字化。这就涉及到视频信号的扫描、取样、量化和编码。

  扫描

  目前利用电信号来传输一幅图像,首先就需要对图像进行扫描,扫描好的二维图像会转换为电信号表示。那么扫描的过程都是按从左到右的、从上到下的顺序进行,这就可以将二维图像所覆盖的每一个最小单位都获取到。其扫描过程与我们在阅读书籍时一行一行地看文字是一样的。

  扫描后产生的电信号可以涮制到高频载波上,以进行随后的地面传播、电缆传输或卫星传送,当然也可以不经调制而直接以基带信号的形式去显示或记录。

  取样

  取样(sampling)是用一个周期为T的窄脉冲序列对模拟信号的幅度进行抽取,把随时间连续变化的模拟信号变成时间轴上不连续的离散信号,这个过程实际上是在每一条水平扫描线上等间隔地抽取视频图像某些特定像素点的属性值,这一过程又称为采样或抽样。

  毋庸置疑,从模拟信号到数字信号要经过模/数转换(A/D转换),因此,在视频技术中的A/D转换就是要将模拟视频信号转换为数字视频信号。在对模拟视频信号进行数字化时,捕获包含在模拟信号中的有用和期望的信息并去除冗余成分是非常关键的。所以,为了正确执行A/D转换过程,必须知道数字化信号的某些属性。

  量化

  经过取样后的视频图像,只是空间上的离散像素阵列,而每个像素的亮度值仍是连续的,因而必须将它们转换为有限个离散值,这个过程称为量化(quantifying),如果像素值等间隔分层量化,则称之为均匀量化;若使用非等问隔进行分层量化,则称为非均匀量化。

  量化是对每个离散点——像素的灰度或颜色样本进行数字化处理,在样本幅值的动态范同内进行分层、取整,以正整数表示。采用有限个量化电半来代替无数个取样电平,使原来幅度连续变化的模拟信号变成了一系列离散的量化电平值。进一步展现信号幅值被数字化的示意。

  编码

  编码(coding)就是按照一定照规律,将量纪后的值用数字表示,然后变换成二进制或其他进制的数字信号,对一个模拟信号进行取样、量化后,编码就是对每一个量化电平分配一个二进制码。对于4个量化电平,通常用2位表示。如果这4个电平仅是256个量化电平中的一部分,那么就要用8位表示。

  以上就是基本的模拟视频信号转成数字视频信号的原理,希望本文能帮助到大家更好的认识模拟信号转数字信号的一个基本过程。

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