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第五章数字视频基础


制式的含义
一帧图像的总行数为625,分两场扫描。行扫描频 率是15 625 Hz,周期为64μs;
场扫描频率是50 Hz,周期为20 ms;帧频是25 Hz,是场频的一半,周期为40 ms。
在发送电视信号时,每一行中传送图像的时间是 52.2μs,其余的11.8μs不传送图像,是行扫描 的逆程时间,同时用作行同步及消隐用。
电视扫描术语
每秒钟扫描多少行称为行频fH;每秒钟扫 描多少场称为场频ff;每秒扫描多少帧称 帧频fF。ff和fF是两个不同的概念。
பைடு நூலகம்
PAL电视制式的扫描特性
625行(扫描线)/帧,25帧/秒(40 ms/ 帧)
高宽比(aspect ratio):4:3 隔行扫描,2场/帧,312.5行/场 颜色模型:YUV
5.3 电视图象数字化
在大多数情况下,数字电视系统都希望用彩色分量来表示图 像数据,如用YCbCr,YUV,YIQ或RGB彩色分量。因此, 电视图像数字化常用“分量初始化,表示对彩色空间的每一 个分量进行初始化。
电视图像数字化常用的方法有两种:
先从复合彩色电视图像中分离出彩色分量,然后数字化。 如录象带、激光视盘、摄象机等的电视信号。对这类信 号的数字化,通常的做法是首先把模拟的全彩色电视信 号分离成YCbCr,YUV,YIQ或RGB彩色空间中的分 量信号,然后用三个A/D转换器分别对它们数字化。
兼容性实现
必需采用与黑白电视相同的一些基本参数, 如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同步 信号、图像载频、伴音载频等等。
需要将摄像机输出的三基色信号转换成一个 亮度信号,以及代表色度的两个色差信号, 并将它们组合成一个彩色全电视信号进行传 送。在接收端,彩色电视机将彩色全电视信 号重新转换成三个基色信号,在显象管上重 现发送端的彩色图像。
复合电视信号
复合视频信号接口又称 为AV端子或Video端子
莲花线
S-Video信号
分离电视信号S-Video(Separated video-VHS)是亮度和色差分离的一种电 视信号,是分量模拟电视信号和复合模拟电 视信号的一种折中方案。
使用S-Video有两个优点:
减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。 不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色
差信号,这样可提高亮度信号的带宽。
S-video信号
复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起, 使用一条信号电缆线传输。
S-Video信号则使用单独的两条信号电缆线,一 条用于亮度信号,另一条用于色差信号,这两个信 号称为Y/C信号。S-Video使用4针连接器
S-video信号
分量电视信号
首先用一个高速A/D转换器对彩色全电视信号进行数字 化,然后在数字域中进行分离,以获得所希望的YCbCr, YUV,YIQ或RGB分量数据。
分量电视信号(component video signal)是指每个基色分量作为独立的电视 信号。
每个基色既可以分别用R、G和B表示,也 可以用亮度-色差表示,如Y、I和Q,Y、U 和V。
使用分量电视信号是表示颜色的最好方法, 但需要比较宽的带宽和同步信号。
分量信号实际上也是亮色分离的信号,与s 端子不同的是色度信号不用解调。
隔行扫描,一帧分成2场(field),262.5线/场 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信息,
因此只有485条线的可视数据。 每行63.5μs,水平回扫时间10μs (包含5μs的
水平同步脉冲),所以显示时间是53.5μs 颜色模型:YIQ
彩色电视信号特点
彩色电视中,用Y、C1, C2彩色表示法分别表示 亮度信号和两个色差信号,C1,C2的含义与具体 的应用有关:
每一场的扫描行数为625/2=312.5行,其中25 行作场回扫,不传送图像,传送图像的行数每场只 有287.5行,因此每帧只有575行有图像显示。
NTSC制的扫描特性
525行/帧, 30帧/秒(29.97 fps, 33.37 ms/frame)
高宽比:电视画面的长宽比(电视为4:3;电影为 3:2;高清晰度电视为16:9)
在NTSC彩色电视制中,C1,C2分别表示I、Q两个色 差信号;
在PAL彩色电视制中,C1,C2分别表示U、V两个色差 信号;
在CCIR 601数字电视标准中,C1,C2分别表示Cr, Cb两个色差信号。
色差是指基色信号中的三个分量信号(即R、G、B) 与亮度信号之差。
5.2彩色电视信号的类型
电视扫描
扫描方式有隔行扫描和非隔行扫描 (逐行扫描)之分。 黑白电视和彩色电视都有隔行扫描,而计算机显示图 像时一般都采用逐行扫描。
在隔行扫描方式中,扫描的行数必须为奇数。 隔行扫描要求第一场结束于最后一行的中间,不管电子束 如何折回,它必须回到显示屏顶部的中央,这样就可以保 证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。正 是这个原因,才要求总的行数必须是奇数
逐行扫描
在逐行扫描方式中,电子束 从显示屏的左上角一行接一行地 扫到右下角,在显示屏上扫一遍 就显示一幅完整的图像。
隔行扫描
在隔行扫描方式中,电子束扫完第1行后从第3行开始扫,接着扫 第5行,7行、……,一直扫到最后一行的中间。奇数行扫完后以同样 的方式扫描偶数行,这样就完成了一帧的扫描。由此可见,隔行扫 描的一帧图像是由两部分组成:一部分是由奇数行组成,称奇数场, 另一部分是由偶数行组成,称为偶数场,两场合起来组成一帧。因 此在隔行扫描中,无论是摄像机还是显示器,获取或显示一幅图像 都要扫描两遍才得到一幅完整的图像。
复合电视信号 分量电视信号 S-video信号
复合电视信号
复合视频信号,定义为包括亮度和色度的单路模 拟信号,也即从全电视信号中分离出伴音后的视频信 号,这时的色度信号还是间插在亮度信号的高端。
由于复合视频接口的传输仍然是一种亮度色度 混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/色分 离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必 然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会 有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。
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