公海赌赌船官网客服 > 公海赌赌船官网客服 >

数字视频分量编码

  数字视频分量编码_工程科技_专业资料。数字视频分量编码 在广播电视行业中,数字电视是一项全新的系统概念,它包含了从摄制,发 送,传输到接收的全过程,都使用数字技术(也就是信号全用 0 和 1 表示)的电 视系统, 数字技术取代模拟技术也成

  数字视频分量编码 在广播电视行业中,数字电视是一项全新的系统概念,它包含了从摄制,发 送,传输到接收的全过程,都使用数字技术(也就是信号全用 0 和 1 表示)的电 视系统, 数字技术取代模拟技术也成为不可动摇的事实, 数字电视节目容量巨大, 画面更清晰,是模拟电视节目无法比拟的。根据 CCIR601 建议的电视演播室的 编码标准,它对彩色电视信号的编码方式、取样频率、取样结构都作了明确的规 定,接下来本文就数字视频分量编码取样格式的问题做一简要的介绍。 1.视频信号的编码方式 在数字电视中, 首先是要将模拟电视信号转换成数字信号,彩色电视信号所 用的 PCM 编码(脉冲编码调制)方式有两种:即复合编码和分量编码。复合编 码是将模拟的全电视信号直接进行模数转换, 以形成数字式全电视信号 (码率低、 有干扰) ;而分量编码则是分别对亮度信号 Y 和色差信号 Cr、Cb 进行模数转换, 然后将这些信号并路合成为数字式全电视信号(码率高、质量高) 。 复合编码是将复合彩色信号直接编成 PCM 形式,复合编码的优点是码率低 些,设备较简单,适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。复合编码的缺 点由于数字电视的抽样频率必须与副载频保持一定的关系, 而各种制式的副载频 各不相同, 难以统一,采用复合编码时由抽样频率和副载频间的差拍造成的干扰 将影响图像的质量。 分量编码是将本基色信号 R、G、B 分量或亮度和色差信号 Y、Cr(R-Y) 、 Cb(B-Y)分别编码成 PCM 形式。 分量编码的特点:编码与原模拟信号制式无关,采用分时复用方式,避免了 亮色串扰;在分量编码中,亮度信号用较高的码率传送,两个色差信号的码率可 低一些,但总的码率比较高,设备价格相应较贵。 复合编码早虽然实用简单, 但是分量编码消除了电视制式的差别,使三大电 式制式在数字电视上得到了统一,为国际间电视节目交流提供了方便,分量编码 方式已经成为世界统一的数字编码标准。 2.数字视频信号分量编码格式 电视模拟信号有 3 种制式,即 NTSC、PAL 和 SECAM、这 3 种制式以扫描 方式来分又可分为 625 行/50 场和 525 行/60 场两种系统。 模拟视频信号要转换成数字信号,在编码时首先要对模拟信号进行采样,根 据奈奎斯特取样定理:对于一个最高频率为 fm 的模拟信号,当选取的取样频率 fS≥2fm 时,经过取样后的离散信号序列能够包含模拟信号的全部信息,并能通 过反转换和低通滤波不失真地恢复出原模拟信号。 根据取样定理,为了防止频谱混叠失真,分量编码 Y、Cr 和 Cb 必须满足奈 奎斯特取样定律,根据 CCIR601 建议亮度信号 Y 的抽样频率为 525 行/60 场和 625 行/50 场两系统行频最小公倍数 2.25MHz 的 6 倍,即以 13.5MHz 进行取样, 现行的电视制式,亮度信号的最大带宽是 6MHz,13.5MHz2*6MHz,满足奈奎 斯特定理,经处理后每个有效行内都取 720 个亮度信号样值,两个色差信号 Cr 和 Cb 的抽样频率均为亮度信号的一半,即 6.75MHz,在每个有效行内,Cr 和 Cb 的取样点数也分别是亮度信号样值点数的一半,即各取 360 个,同理 Cr 和 Cb 两个色差信号的抽样频率也符合奈奎斯特定理,上述即为数字电视演播室数 字化分量编码标准。 3.数字视频的取样格式 我们看到,分量编码后的三个量值,亮度信号 Y 和两个色差信号 Cr 和 Cb。 而对两个色差信号 Cr 和 Cb 的取值不同可分为这么几种格式 4:4:4,4:2:2, 4:1:1,4:2:0;第一位数值表示亮度 Y 分量样本的数量,后两个值分别表 示两个色差分量 Cr 和 Cb 样本的数量,下面简单的介绍一个下面几种格式: ①4:4:4 这种取样格式,是指亮度信号 Y 和两个色差信号 Cr 和 Cb 取样 频率均为 13.5MHz,且取样结构完全相同,即在每条扫描线上,每四个连续的取 样点取四个亮度 Y 样本、四个红色差 Cr 样本和四个蓝色差 Cb 样本,就这相当 于每个像素用三个样本表示,虽然这种格式信息量很大,色彩质量高,但对信号 处理质量要求需较高的设备。 ②4:2:2 指在每条扫描线 个红色 差 Cr 样本和 2 个蓝色差 Cb 样本,亮度信号取样频率为 13.5MHz,两个色差信 号取样频率均为 6.75MHz。如图 2 所示。 如表 1 所示, 这种格式广泛应用于演播室节目制作和传输中,仍然是质量相 当高的色度抽样方法, 他比较完整的保留了模拟视频信号的原始信息,大多数标 准清晰度高端数字视频格式采用这一比率,4:2:2 是 CCIR601 建义的格式。 ③4:1:1 取样格式是指在每条扫描线 个连续的取样点,取 4 个亮度 信号 Y 样本,一个红色差 Cr 样本和一个蓝色差 Cb 样本,亮度信号和两个色差 信号的取样频率,分别为 13.5MHz、3.375MHz、3.375MHz、Y、Cr 和 Cb 的比 值为 4;1;1,在数据传送时每一行传送亮度值 Y 为 720 个,色差样值 Cr 和 Cb 各 180 个。Cr 和 Cb 的样值总和为 360 个。 ④4:2:0 取样格式是指在水平和垂直方向上每 2 个连续的取样点上取 2 个 亮度信号 Y 样本,一个红色差 Cr 样本和一个蓝色差 Cb 样本,亮度信号取样频 率为 13.5MHz 两个色差信号 Cr 和 Cb 都以 6.75MHz 的频率取样, 这一点同 4: 2: 2 格式相同,但在数据传送时,除亮度信号数值为 720 个外,每一行只传送两个 色差信号 Cr 和 Cb 其中的一种,其样值也为 360 个,两种色差样值每行交替传 送。这就是通常所说的 4:2:0 取样格式,在这里我们要注意 Cr 和 Cb 取样的 起点和 Y 是相同的,4:2:0 中的 0 它表示的是两种