內(nèi)大數(shù)字電視課件第3章

第三章電視信號(hào)數(shù)字化原理與接口規(guī)范本章主要內(nèi)容：電視信號(hào)數(shù)字化的原理方法標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視演播室編碼參數(shù)及信號(hào)接口數(shù)字高清晰度電視演播室編碼參數(shù)及信號(hào)接口聲音信號(hào)數(shù)字化及信號(hào)接口§3.1數(shù)字化基礎(chǔ)PCM編碼：模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)PCM解碼：§3.2數(shù)字電視信號(hào)取樣原理復(fù)合信號(hào)編碼：分量信號(hào)編碼：三路數(shù)字信號(hào)一、分量編碼中的

亮度和色差信號(hào)700mv0700mv700mv00RGB700mv000620mv491mvYB-YR-Y電視系統(tǒng)的傳輸信號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)分量視頻中對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行幅度壓縮和平移：二、取樣結(jié)構(gòu)攝像機(jī)獲得彩色平面圖像的過(guò)程可以看作是對(duì)平面活動(dòng)圖像在時(shí)間域和空間域垂直方向的取樣。取樣方法：正交結(jié)構(gòu)，取樣頻率fs。三、亮度信號(hào)的采樣頻率（）選擇原則：奈奎斯特定理正交取樣兼顧NTSC、PAL制考慮比特率盡可能小SDTV演播室編碼參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：每行的采樣點(diǎn)數(shù)：625/50制式：；525/59.94制式：858亮度信號(hào)的最高頻率6MHz每個(gè)像素的數(shù)據(jù)量3*8=24bit四、色度信號(hào)的采樣格式1、4：4：4格式采樣信號(hào)：采樣頻率：采樣頻率之比4：4：4采樣點(diǎn)的位置高質(zhì)量的信號(hào)源使用。每幀圖像的數(shù)據(jù)量：Y采樣點(diǎn)每幀圖像有效行576每行有效采樣點(diǎn)720每個(gè)像素的平均數(shù)據(jù)量16bit2、4：2：2格式采樣信號(hào)：采樣頻率：采樣頻率之比4：2：2采樣點(diǎn)的位置應(yīng)用在電視演播室的節(jié)目制作中。每幀圖像的數(shù)據(jù)量：Y采樣點(diǎn)每幀圖像的數(shù)據(jù)量：3、4：2：0格式采樣信號(hào)：采樣頻率：采樣點(diǎn)的位置每個(gè)像素的平均數(shù)據(jù)量12bit不屬于電視演播室的格式規(guī)范。Y采樣點(diǎn)§3.3標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視演播室編碼參數(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：1982年CCIR通過(guò)的601號(hào)建議書（CCIR：國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)）ITU-RBT.601-5標(biāo)準(zhǔn)（建議書的修改）（ITU-R：國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門）GB/T14857-93演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范一、演播室數(shù)字編碼的主要參數(shù)（4：2：2）二、數(shù)字視頻信號(hào)量化電平分配700mv10v0Y1,0為歸一化電平0（00）保護(hù)電平255（FF）保護(hù)電平8bit量化00，F(xiàn)F用于傳送同步信息CrCb235（EB）白電平16（10）黑電平220級(jí)0（00）保護(hù)電平255（FF）保護(hù)電平8bit量化254（FE）20級(jí)保護(hù)帶1（01）16級(jí)保護(hù)帶240（F0）16（10）220級(jí)1（01）16級(jí)保護(hù)帶254（FE）15級(jí)保護(hù)帶碼電平的數(shù)學(xué)表達(dá)式：§3.4標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視信號(hào)接口目的、意義：為電視演播室中視頻設(shè)備的相互連接提供一個(gè)規(guī)范，方便組成一個(gè)4：2：2數(shù)字演播環(huán)境。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

ITU-RBT656號(hào)建議書信號(hào)接口方式：

比特并行接口比特串行接口一、信號(hào)時(shí)分復(fù)用傳輸格式1、4：2：2數(shù)字分量信號(hào)的時(shí)分復(fù)用傳輸?shù)?個(gè)像素第2個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的字速率：2、視頻數(shù)據(jù)與模擬行同步間的定時(shí)關(guān)系數(shù)字分量視頻信號(hào)是由模擬分量視頻信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到，所以它們有嚴(yán)格的定時(shí)關(guān)系：時(shí)鐘：

數(shù)字有效行：

720亮度采樣點(diǎn)

1440T數(shù)字行消隱：

144采樣點(diǎn)

288T3、視頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)SAV和EAV

SAVEAV輔助數(shù)據(jù)視頻數(shù)據(jù)塊EAV視頻定時(shí)基準(zhǔn)信號(hào)的比特分配（4字節(jié)，8bit/字節(jié))數(shù)據(jù)比特特位FF0000XYD71001D6100FD5100VD4100HD3100P3D2100P2D1100P1D0100P0EndofActiveVideoStartofActiveVideoXY：定義了場(chǎng)的奇偶標(biāo)識(shí)，行場(chǎng)消隱期和行場(chǎng)正程狀態(tài)的信息以及校驗(yàn)位。4、場(chǎng)正程期和場(chǎng)逆程期掃描行的序號(hào)格式F=0

第一場(chǎng)F=1

第二場(chǎng)V=0

場(chǎng)正程V=1

場(chǎng)消隱期有效行625/50第1行--第312行第313行--第625行第23行--第310行

第336行--第623行第624行--第22行

第311行--第335行576二、比特并行接口1、機(jī)械特性：25芯超小型D型接插件10bit數(shù)據(jù)及時(shí)鐘并行平衡傳輸（雙絞線）時(shí)鐘27MHz碼型為NRZ收發(fā)設(shè)備公共地電纜屏蔽線2、電氣特性容許的電纜長(zhǎng)度無(wú)電纜均衡器時(shí)50米，有200米。時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的定時(shí)關(guān)系時(shí)鐘27MHz，周期37ns。收發(fā)間的驅(qū)動(dòng)特性要考慮阻抗匹配和信號(hào)幅度的大小。三、串行接口（SDI）串并轉(zhuǎn)換傳輸碼率27MW/s變?yōu)?70Mbit/s75歐姆的同軸電纜傳輸，BNC型標(biāo)準(zhǔn)插頭§3.5數(shù)字高清晰度電視演播室編碼參數(shù)一、數(shù)字高清晰度電視視頻參數(shù)1、場(chǎng)頻：2、掃描方式：逐行掃描、2：1隔行掃描。3、圖像的寬高比4、像素寬高比SDTV：HDTV：非方型像素方型像素5、數(shù)字高清晰度電視信源參數(shù)（國(guó)際常用）二、我國(guó)數(shù)字高清晰度電視演播室編碼參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：GY/T155-2000《高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)》（廣電總局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）1、編碼方程標(biāo)準(zhǔn)白光：D65

Y=0.2126R+0.7152G+0.0722B幅度歸一化到+/-0.5之間2、主要參數(shù)3、24P格式：（符合電影規(guī)范的逐行掃描方式）§3.6聲音信號(hào)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)：GY/T156-2000《演播室數(shù)字音頻參數(shù)》一、數(shù)字聲音信源參數(shù)：44.1KHz是考慮和電視信號(hào)相適應(yīng)：2、演播室數(shù)字音頻聲道5.1聲道§3.7數(shù)字聲音信號(hào)接口音頻信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)：AES/EBU標(biāo)準(zhǔn)：雙絞線的平衡方式傳輸；（美國(guó)音頻工程協(xié)會(huì)/歐洲廣播聯(lián)盟）SMPTE276M標(biāo)準(zhǔn)：同軸電纜的非平衡方式傳輸；我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GY/T158-2000《演播室數(shù)字音頻信號(hào)接口》（參照AES/EBU制定）要求：音頻數(shù)據(jù)以2的補(bǔ)碼進(jìn)行編碼；串行數(shù)據(jù)低位在前；每個(gè)樣值有開始標(biāo)志。一、AES/EBU數(shù)字音頻接口AES/EBU編碼框圖二、接口信號(hào)格式1、數(shù)字聲音數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)（24bit量化）每個(gè)子幀中：前4bit：標(biāo)識(shí)子幀的開始后4bit：輔助數(shù)據(jù)，傳送誤碼檢測(cè)或同步信息（功能見表3-19）。2、數(shù)字聲音信號(hào)的塊結(jié)構(gòu)192個(gè)音頻幀構(gòu)成一個(gè)音頻塊；X、Y、Z為前置碼；48KHz的采樣系統(tǒng)，幀時(shí)間為，塊時(shí)間為。3、通道編碼目的：減小信號(hào)中的直流分量，便于傳輸及時(shí)鐘提取。規(guī)則：在碼元“0”、“1”的邊沿有電平跳變；在“1”的中央也有一次跳變。4、前置碼作用：音頻數(shù)據(jù)子幀、幀及塊的同步和識(shí)別。編碼規(guī)則：第一個(gè)狀態(tài)總是不同于前一個(gè)比特的第二個(gè)狀態(tài)。4bit數(shù)據(jù)8個(gè)狀態(tài)。例：前置碼XP=“1”，第二狀態(tài)為“0”。5、平衡傳輸接口電特性帶屏蔽層的雙絞線平衡傳輸，特性阻抗110歐姆；輸入、輸出變壓器耦合，不接地；傳輸距離100m。6、數(shù)字音頻嵌入數(shù)字視頻流標(biāo)準(zhǔn)：GY/T161-2000《數(shù)字電視附屬數(shù)據(jù)內(nèi)數(shù)字音頻和輔助數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)范》ITU-RBT.1305方法：SAVEAV輔助數(shù)據(jù)視頻數(shù)據(jù)塊EAV數(shù)字視頻流行逆程行正程音頻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量計(jì)算：一行HBI可容納的數(shù)據(jù)量：

144-8-6=130B或1040bit（按8bit計(jì)算）數(shù)字視頻HBI期間可以傳送的輔助數(shù)據(jù)碼率為：

1040×625×25＝16.25Mbit/s（625/50制式）一路立體聲的碼率為：4800