数字影院研究报告(1)

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数字滤波器

2010年4月18日

1. 实验目的及意义

1.1 实验目的

1、了解数字滤波器的基本参数；

2、学习高通、低通、带通、带阻滤波器的参数设计方法；

3、了解FIR、IIR滤波器及其性能比较。

4、了解滤波器的滤波过程。

1.2 实验意义

通过对数字滤波器的模拟仿真，使我对数字滤波器的参数设计有了清楚的认识，对数字信号的处理过程有了更深入的了解。 - 2 - 2. 实验原理及框图

数字滤波器的4个重要的通带﹑阻带参数是：

fp:通带截止频率(HZ)；

fs:阻带起始频率(HZ)；

Rp:通带内波动(dB)，即通带内所允许的最大衰减；

Rs:阻带内最小衰减(dB)。

通过这些参数就可以进行离散滤波器的设计了。

Simulink提供了专门的数字滤波器模块，可以通过设置仿真参数来实现数字滤波器的滤波功能。

图一、数字滤波器原理图

图一中的滤波前信号由Sine wave模块产生，由三个幅度均为1V，频率分别为1MHZ，3MHZ，5MHZ的正弦信号相加而成，其频谱如图二所示。

图二、滤波前信号频谱

数字采样模块为Zero-order Hold模块产生，采样频率为16MHZ。

数字滤波器模块为高通型滤波器，通带大于4MHZ，阻带小于2MHZ，通带波动小于1dB，阻带衰减大于40dB，抽样频率为20MHZ。其模块参数设计如图三所示。 - 3 -

图三、数字滤波器参数设置

滤波前信号通过数字滤波器后，1MHZ的信号被滤除，5MHZ的信号通过滤波器， 3MHZ的信号未经完全滤波，只是幅度上有衰减。滤波后信号的频谱如图四所示。

图四、滤波后信号

3. 实验步骤及内容

在matlab的simulink中新建new model，根据超外差式接收机原理图画出实验模拟电路 - 4 - （详见文件untitled.mdl），其中各模块选取位置及参数配置为：

信号1：

信号二：

信号三： - 5 -

2009-2012年3D立体影像研究报告

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2009-2012年3D立体影像研究报告 2009-2012年3D立体影像研究报告

2 《2009-2012年3D立体影像研究报告》

立体影像技术发源已有几十年的历史，早期的立体电影侧重给人以空间的视觉冲击力，但由于传统的工艺成本高、手段复杂、视觉观感并不太好，以至于不能形成市场规模。而今的立体影像技术逐渐成熟，逼真生动的空间影像给人君临现场的感受，推广成本也大幅降低，市场前景看好。

立体影像市场涉及的产业规模巨大，从电影院、游乐园、电视广播到电视接收终端，甚至包括立体DVD、立体MP4“随身看立体影院”以及各种成本的眼镜等等，是一巨大的产业链。立体节目的制作又涉及影视拍摄、CG创作、后期制作、存储、传播、接收、重放等各个环节。到今天，立体节目制作的全套生产流程已经完全打通，且各种价位的观看和传播模式逐渐具备，可以形成立体的消费市场。

对于观众而言，立体画面所带来的视觉冲击力和真实观感较HD节目更容易获得认可，尤其是年轻一代的消费者更积极愿意为这一新技术的应用“买单”。国外有专家预测：立体影像带来的冲击会比从单声道到立体声的转换还要大，市场的成长会比HDTV的推广还要快。

技术革新往往是推动市场成长的重要力量，数字化革命带来的一系列关键技术的推广应用使今天的立体影像市场达到了“沸点”。

近五年来，中国乃至全球数字影院的建设数量在快速的突飞猛进，采用数字投影机可以非常方便地进行数字立体节目的播放，无论是采用单机或双机放映，无论是采用“主动立体”或“被动立体”模式，无论是采用偏振光原理或光谱分离技术，今天的数字放映系统能呈现色彩艳丽、画面清晰、同步准确的立体影像节目。如今科视、巴可、索尼、松下、NEC等公司都纷纷推出支持3D的投影设备，而对于原有非3D投影系统的改造也非常简单。

数字影院放映管理系统(TMS)

TMS 是Theater Management System的简称。TMS作为影院端的业务处理系统，与院线的数字业务中心配合，实现对全院线放映业务的网络化、自动化控制和管理。使数字影院不仅仅是实现数字影片的放映，而是实现真正的全程数字化放映，使院线真正具有自己的核心竞争力。

影 院系统有很宽的职责范围。要求及时提供影片放映并能控制放映的环境。为了简化这个复杂的系统，每个数字影院系统的主要组成部分都要被检查并显示如何连接。 单银幕系统的放映员操作界面是银幕管理系统。每个影厅要求配有一个银幕管理系统。银幕管理系统提供用户界面来控制（开始，停止，暂 停，加载播放列表等等）一个单独的影厅。在多厅影院中，影院管理系统允许影院管理者通过中央控制设备控制多个或所有的影厅。在这个界面上允许完成数字影院

设备的控制、放映规划、排除故障、财产管理和数字影院设备的状态监控。在执行银幕管理系统和影院管理系统时会有许多不同的情况。

影院管理系统能控制，监督和报告影院设备的所有状况。这节将详细说明对影院管理系统和多厅影院中的多个放映管理系统的要求和相互连接的问题。 银 幕管理系统允许影院管理人员像操作传统电影般进行数字电影的操作。工作流程不需要从根本上改变来适应数字电影的放映。数字电影节目通 过固定媒介或其他的传输方式送到影院，然后存储到中央或本地存储器中。管理人员随后将在计算机中，通过图形用户界面制作放映列表。这个放映列表包括广 告，logos，预览和影片。管理人员将在银幕上放映影片，并且通过银幕管理系统在本地或远程控制开始放映。

放映管理系统提供用户界面用来控制（开始，停止，中止，加载播放列表等）一个影厅。影院管理系统允许影院管理者在一个多厅影院的中心位置控制多个或全部影厅。辰星科技TMS优势：

 尽可能减少放映前准备环节的人工操作，减少出错可能、减少劳动强度、提高工作效率。

 保证实现放映员远程操作，实现无人放映厅设想。

现代电影技术No.1/2018 ADVANCED MOTION PICTURE TECHNOLOGY应用技术研究家庭数字影院放映设备研究与展望北京电影学院中国电影高新技术研究院陈军吴嘉宝【摘要】本文结合了电影放映终端的演变过程，对家庭数字影院的放映终端及其相关技术 的特点和适用范围进行了分析，并且通过与一般的放映终端进行对比，强调新的家庭影院放映 系统将整合资源，为未来的电影行业带来新的收益；同时介绍了家庭影院放映终端技术的最新 进展，并对该技术的应用前景进行了展望。【关键词】数字电影技术放映终端家庭数字影院电影放映是电影产业链的重要环节，它是电影 制作完成的最终展示环节，装备放映设备的影院是 电影内容与观众发生关系的出口。今天的电影放映 并不简单指代一台放映机，而是由放映设备、放映 场所、放映银幕等多个子系统组成的综合影音展示 系统。数字电影放映系统已经取代了过去近百年的 胶片放映形式，数字电影放映系统也从最初的探索 实验发展到今天的多种形式的高质量商业应用，期 间经历了一系列技术革新，随着数字技术的迅猛发 展，以及相关技术规范的逐步制定和实施，现在已 经进人了飞速发展的新阶段。随着放映设备质量的 不断提高，针对家庭及一•般影音播放环境的技术指 标也在不断提高，高质量电影放映技术走进家庭正 在变成现实，新一代家庭数字影院技术也在日臻完 善。在家庭数字影院中，放映质量是关键，需要研 制专用的放映终端设备，它既能够保证影片的放映 质量，让消费者感受到影院级别的观影感受，同时 还要具备电影级的版权安全保障措施。另外，还能 够推广应用，满足市场上相应消费人群的需求。本文从放映技术的演变过程和现有放映终端的 现状出发，对家庭数字影院中的放映终端进行介绍 和对比，对其技术发展前景进行展望。1放映终端的技术变更在数字电影问世前，电影放映使用的是胶片电 影放映机。胶片电影放映机的主要原理是：在间歇 机构的作用下，印有画面的电影拷贝被逐格间歇地 向放映片窗递送，光源照射处在片窗的胶片通过镜 头将照亮的画面放大并投射在放映的银幕上。这一 形式延续了一百多年，直到本世纪初，数字技术在 影视技术领域不断普及，数字电影放映技术逐渐取 代了胶片放映。数字影音信号是一种电信号，那么如何完成电 光转换并将其高质量展现在影院银幕上，保证足够 的亮度、清晰度和优美的色彩再现，这是数字放映 的关键技术。数字电影放映包括了影像还原和声音 还原两个部分，流程如下：图1数字影院信号处理流程相比于胶片复制，数字电影的复制、传播都是 质量无损的。相比于胶片放映，数字放映稳定性好，21现代电影技术No.1/2018 ADVANCED MOTION PICTURE TECHNOLOGY应用技术研究画面不会产生跳动、划痕、褪色、闪烁。另外，由 于数字放映系统相对于胶片放映系统精确可控，因 此，在实现3D放映、巨幕放映、环幕放映、球幕 放映等特种放映时有更为显著的优势。对数字放映 系统而言，光输出和提高光路效率等方面都得到了 优化和提升，分辨率、动态范围和色域范围不断提 高，今天已经超越了传统胶片的放映质量。另外， 数字发行放映安全加密技术也更加完善，同时，数 字发行成本低，更有利于版权保护和资源共享。总 之，数字技术使电影在质量和展现形式上实现了质 的飞跃。2放映终端市场现状2.1影院级的放映终端国内常见的数字电影放映机按照分辨率标准可 以分为4k、2k、1.3k、0.8k四种。其中4k是指分 辨率为4096 X 2160像素，2k是指分辨率为2048X 1080像素，这两种都属于国际标准；1.3k的分辨 率是1280 X 1024像素，是我国特有的标准；0.8k 的分辨率是1024X 768像素，是我国农村流动放映 标准。此外还有特殊的放映机对应特殊的放映需求， 比如中国巨幕、球幕电影、环幕电影等。目前商业 影院常用的数字放映机品牌有巴可（Baco)、索尼 (SONY)、NEC和科视（Christie)放映服务器有 杜比（Dolby)、环球数码（GDC)、Doremi等。这 些放映终端的设备可靠性强，放映质量高，视听效 果好，放映绝大多数在影院中进行，放映活动多数 是商业性质，采用众人观影形式，观众只能在提供 的空间和场次中选择。2. 2其他常见的电影放映终端除了影院放映终端外，常见的放映终端有电视、 电脑、PAD、手机等。目前的电视放映已经可以达 到8k (680 X 4320)的清晰度，刷屏率能够达到 120Hz并且能够依托于操作界面实现与用户的交 互，目前节目源多为蓝光DVD或硬盘播放设备播 放的高质量视频文件。还有一种节目源来自于一种 小型的设备终端—机顶盒，机顶盒成本低，也更 容易推广，有些新的机顶盒输出分辨率最大可以达 到4k并支持HDR模式。电视观影质量不断提高，但电视的屏幕尺寸因为技术因素制造宽度2米以上 的成本较高，这在一定程度上制约了观影体验。而 手机作为放映终端，最大的优势在于便捷性和随意 性，可以随时随地欣赏，但手机观影的视觉效果很 难保障，尽管手机本身硬件性能不断提高，分辨率、 动态范围和色域等指标不断刷新，但是因为观影荧 屏小和观影环境不确定等因素，观影体验远不及影 院。另外，由于手机技术性能的限制，可以播放的 视频格式有局限性，高质量的视频文件目前很难支 持。电脑及PAD等显示终端目前也在很多时候用 于观看影片，其观影体验基本处于电视与手机之间。综上所述，现在市场上的放映终端虽然多种多 样、各有特点，但缺乏一种介于影院和个人之间的 高质量放映终端，既能够提供影院级别的观影质量， 又能够在家庭中实现点播，享受观影的私密性和自 由性，使得消费者能够足不出户就能以影院体验看 到自己想看的影片。因此，针对这一需求，国内外 的许多相关机构都开始了相关研究工作。我们也积 极参与其中，对于数字家庭影院系统下的放映终端 这一核心技术进行了研究。3家庭数字影院专用放映终端在开展研究的过程中，我们研制了两款家庭数 字影院专用的放映终端设备，以满足不同的消费人 群。高端设备亮度不低于5000流明，采用6段纯 色轮技术，色域范围NTSC,完全涵盖Rec. 709色 域标准，镜头为非球面超短焦（0. 6 : 1),镜头物理 分辨率不低于2K;低端设备亮度不低于3000流 明，采用6段纯色轮技术，色域范围符合Rec. 709 色域标准，镜头为非球面超短焦（0.6 : 1)，镜头物 理分辨率不低于2K。两款设备均具备电影级版权 安全保障，并支持基于场次的放映授权模式。这样 既保证了观影的质量，同时也保护了电影的版权。 尤其与常规放映机不同的是超短焦镜头的使用，满 足了在家庭观看空间有限的情况下较大银幕的放映 要求。与现有的DVD、OTT、电视频道等电影授 权收费模式不同，家庭数字影院系统中提出一种基 于场次授权与行业集中授权的创新授权模式，该模 式既保证片方可以迅速获得片款，又能保证运营方