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數字電視時代的幾種專業DV格式介紹一

發布時間:2008-08-10     閱讀數: 次       來源:廣西網樂原網絡科技有限公司
隨著電子技術、數字技術和計算機技術的迅速發展,廣播電視系統設備的數字化、網絡化發展日新月異,令人始料不及。1998年11月美國開始數字電視廣播,計劃2006年將全面實現數字電視廣播并全部收回模擬電視的NTSC頻道,西歐和日本等發達國家也都制定了各自的數字電視廣播計劃。我國的數字電視廣播HDTV已于1998年9月在中央電視塔上進行廣播試驗,并將于2000年正式試播。數字電視的時代即將到來,模擬電視終將被數字電視所取代。所以廣播電視技術工作者急需知識更新。今年上半年北京廣播學院舉辦了《數字電視》遠程教學,學習中我作為輔導員發現許多同志對電視設備的數字格式理解不深,現把廣播電視設備的數字格式做一簡單介紹。



  格式是指表達、記錄圖像信息的方式,如視頻標準中最基本的參數是掃描格式,規定了每行像素數、每幀行數、每秒場數和幀數。錄像機的記錄方式也稱為格式,如D1、 D5格式,DVCAM格式,DVCPRO及Digital-S格式等。

  模擬電視存在著許多難以克服的缺陷:多次傳輸或復制后會形成噪聲積累,信號的線性、非線性失真,亮色互擾,行間閃爍,爬行,微分相位和微分增益失真等等,致使圖像質量不斷下降。但這些缺陷大多可通過將模擬信號轉變為數字信號進行處理、存儲、控制和傳輸來解決。為了用數字處理和傳輸電視信號,首先要將模擬電視信號數字化,即對電視信號進行抽樣、量化和編碼。

  電視信號是通過攝像機對自然景物的掃描并經光電轉換形成的。對于PAL制,掃描后的圖像每秒包含25幀,1幀分為兩場,每場有效行為287.5行,這就是說電視信號一經產生,實際上已對自然景物在時間軸及圖像垂直方向上完成抽樣,留給數字電視系統的是如何在水平方向上完成抽樣和量化。

1 CCIR 601建議所確定的數字分量編碼4∶2∶2標準

  (1)抽樣頻率的選擇

  電視信號數字化抽樣頻率的選擇首先應滿足奈奎斯特抽樣定理,即抽樣頻率至少要等于視頻帶寬的兩倍。對于數字分量編碼,CCIR 601建議亮度抽樣頻率為525/60和 625/50三大制式行頻公倍數2.25MHz的6倍,即13.5MHz。對現行電視制式而言,亮度信號的最大帶寬是6MHz,13.5MHz>2×6MHz=12MHz,所以它符合奈奎斯特定理。而色差信號的帶寬比亮度信號窄得多,所以在分量編碼時兩個色差信號的抽樣頻率可以低一些。因同時考慮到抽樣的樣點結構應滿足正交結構要求,兩個色差信號的抽樣頻率均選為亮度信號抽樣頻率的一半,即6.75MHz,這樣亮度信號與兩個色差信號的抽樣頻率之比為 4∶2∶2。


(2)數字分量視頻信號有效行取樣點數的確定

  每行數字分量信號的取樣點數為:
  對于625行/50場制式:
  每行亮度取樣點=13.5Mhz/15625Hz=864點/行
  每行每個色度取樣點=6.75Mhz/15625Hz=432點/行
  對于525行/60場制式:
  每行亮度取樣點=13.5Mhz/15734.266Hz=858點/行
  每行每個色度取樣點=6.75Mhz/15734Hz=429點/行

  可見,這兩種制式選用了相同的抽樣頻率,但每行取樣點數卻不相同。所以把兩者取樣點數之差別放在數字有效行以外的部分,而使每個數字有效行內的取樣點數相同。

CCIR 601建議兩種制式有效行內的取樣點數亮度信號取720個,兩個色差信號各取360 個,即每個數字有效行包括720個亮度數據和720個色度數據(兩個色度各360個),這樣就統一了數字分量編碼標準,使三種不同制式便于轉換和統一。所以有效行亮度信號與兩個色差信號的取樣點數之比也為4∶2∶2(720∶360∶360)。

  上述兩點即為獲取高質量的后期制作由CCIR 601建議所確定的數字分量編碼標準:

亮度信號的抽樣頻率為13.5MHz,每個色差信號的抽樣頻率為6.75MHz,其抽樣頻率之比為4∶2∶2,或者說,每數字有效行亮度信號的取樣點數是720個,每個色差信號的取樣點數是360個,其取樣點數之比也為4∶2∶2,這就是數字分量編碼的4∶2∶2標準,也稱為4∶2∶2格式。用作演播室數字設備及其聯接或國際節目交換時的數字化標準。


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