多媒體概論 mm05.ppt 1 視訊訊號的介面與處理 電視訊號、 VGA 、數位電視 MPEG 壓縮

多媒體概論 mm05.ppt 2 影像與視訊 Analog signal: - composite TV signal - RGB --> YIQ (Y: 亮度, I,Q 色差 ) Digital signal: - pixel-based (gray level, color) - RGB

多媒體概論 mm05.ppt 3 電視信號 黑白電視 –25 f/s （每秒傳 25 個 畫面） – 每畫面含 625 列，前場及後場各 列，其中 25 列為場消隱時 間， 列為有效信號 – 螢幕寬高比為 4:3(625x835 光點，有效光點 572x676) 。 – 最高視訊頻率 =25x835x625 /2=6.5MHz 彩色電視 – 為了與黑白電視相容，把 RGB 信號轉為亮度信號 Y 和兩個色差 信號。 –NTSC 彩色電視制： YIQ ，美、加、日、韓、菲、台灣使用。 –PAL 彩色電視制： YUV ，德、英等西歐國家、大陸使用。

多媒體概論 mm05.ppt 4 色彩模式 RGB, 通常用於電腦顯示器 紅綠藍三原色 CMYK, 通常用於印刷產業 藍綠色、紫紅色、黃色、黑色 HSB, CIE 顏色模型 ( 國際照明學會 ) 色調、飽和度、亮度

多媒體概論 mm05.ppt 5 Additive colors Cyan Yellow Magenta

多媒體概論 mm05.ppt 6 Subtractive colors Red Green Blue

多媒體概論 mm05.ppt 7 CMYK model 印表機和其他周邊使用的一種色彩模式 四種顏色的墨水：藍綠色 (C) 、紅紫色 (M) 、黃色 (Y) 和黑色 (K)

多媒體概論 mm05.ppt 8 CIE color space

多媒體概論 mm05.ppt 9 RGB 與 YUV Y=0.299R+0.587G+0.114B U=0.493(B-Y), V=(R-Y) Y R I = G Q B

多媒體概論 mm05.ppt 10 RGB 與 YIQ I = V cos33 - U sin33 Q = V sin33 + U cos33 Y R I = G Q B

多媒體概論 mm05.ppt 11 視訊處理方塊圖 輸入處理 電腦顯示圖形生成 輸出處理 Frame Buffer I/O 介面 主機部分 視訊訊號

多媒體概論 mm05.ppt 12 VGA 顯示器 VGA(Video Graphics Adapter) 顯示器接收 VGA 卡的 D-Sub 連接器的 15 pin 信號, 含 - R,G,B 三原色 - H-sync 水平同步信號 (controls begin/end of each scan line) - V-sync 垂直同步信號 (assembles scan lines to form a frame display)

多媒體概論 mm05.ppt 13 H-sync and V-sync V-sync H-sync Vertical-retrace Horizontal-retrace

多媒體概論 mm05.ppt 14 VGA 顯示卡 VGA: 640x480, 16 colors SVGA: 800x600, 16 bit colors H-sync frequency: 31.5kHz, 35.5kHz, 48kHz, 82kHz V-sync frequency 60Hz, 72Hz, 120Hz (3D graphics) Multi-sync 功能

多媒體概論 mm05.ppt 15 數位電視 Digital TV ：電視訊號的傳送過程數位化Digital TV – 美國 CEA(Consumer Electronics Association 消費電子協會 ) 將數位電視 訊號又分成三類：高畫質數位電視 (HDTV) 、加強畫質數位電視 (EDTV) 與 標準畫質數位電視 (SDTV) 。

多媒體概論 mm05.ppt 16 數位電視與現有電視有什麼差別 ? 現有的電視均是類比系統，發展至今已 超過 50 年。 再接上一個數位 / 類比的轉換盒 (DTV Set- Top Box 數位電視解碼器 ) ，現有電視也 可收看數位電視節目。 但現有電視無法呈現數位電視節目高解 析度的清晰畫質。

多媒體概論 mm05.ppt 17 數位電視的發展因素 多媒體系統的進展 – 各種不同型態的資訊數位化之後，儲存在同一個記憶裝置內，由同 一傳輸線路傳送，並在同一個設備內處理、顯示及輸出 – 數位電視以「 0 」與「 1 」的數位方式傳送，可避免外界的干擾， 「鬼影」與畫面模糊便不存在。 頻率資源的不足 人類對影像畫質、聲音音質的追求 – 數位電視將 525 條掃描線提高到 1080 條 – 在 6MHz （ NTSC 系統）頻道內作 HDTV 廣播 –Dolby AC-3 的 5.1 聲道家庭劇院 多樣化服務 – 付費節目 、隨次計費節目 (Pay Per View ； PPV) 、電影選播系統 (Movie On Demand ， MOD) 、歌唱點播 (Karaoke On Demand ， KOD) 、 新聞選取 (News On Demand ， NOD) 、電視線上購物、網路電玩、居 家銀行及網際網路 (Internet) 等新穎服務。

多媒體概論 mm05.ppt 18 數位電視目前的廣播進度 數位電視廣播有經由衛星傳送，或透過目前正在推行 的地面廣播 ( 天線接收 ) ，以及未來藉由有線 (Cable) 系統 廣播的三種方式。 在國內，地面廣播部份從 89 年 6 月 27 日起，國內四家無 線電視台 ( 台視、中視、華視、民視 ) 以陽明山竹子湖發 射台所涵蓋的苗栗以北地區開始數位電視的試播。 初期實驗台每天播出五個小時的節目，節目內容為前 段播一小時高畫質數位電視，採用 16 ： 9 畫面比例、 AC 聲道模式播出；後段四小時播標準畫質數位電 視，採用 4 ： 3 畫面比例 預計於 2001 年底台灣地區全區開播數位電視，並於 2006 年收回現有的類比頻道全面進入數位電視時代。

多媒體概論 mm05.ppt 19 High-definition TV(HDTV) High-definition TV(HDTV) ：高畫 質電視

多媒體概論 mm05.ppt 20 影像壓縮技術的類別 數學轉換為基礎 (transform-based coding) 利用空間域 (spatial domain) 的 redundancy 利用時間域 (temporal domain) 的 redundancy

多媒體概論 mm05.ppt 21 視訊壓縮 Moving Picture Experts Group MPEG-1 : VCD MPEG-2 : DVD MPEG-4 MPEG-7 ( 審定中 )

多媒體概論 mm05.ppt 22 MPEG-1 的工作原理 Video resolution: 320x240, 30 frames/sec 第一階段 JPEG ( 空間域壓縮 ) 第二階段 Motion compensation( 時間域壓 縮 ) 第三階段 Entropy coding

多媒體概論 mm05.ppt 23 時間域的壓縮 將畫面分為三種 : intra (I) pictures, predicted (P) pictures, and bidirectionally interpolated (B) pictures. I 是關鍵畫面 (every frames) P 是由前一畫面 (I or P) 加上 motion vector 組成 B 是由 I,P 以內插法計算而來

多媒體概論 mm05.ppt 24 I,P,B 畫面的關係

多媒體概論 mm05.ppt 25 Motion Compensation 每張圖片分成 16 x 16 之區塊, 稱為 macroblock. Compute motion vector by minimizing:

多媒體概論 mm05.ppt 26 MPEG-2 工作原理 Frame DCT and Field DCT