內(nèi)大數(shù)字電視課件第3章

第三章電視信號數(shù)字化原理與接口規(guī)范本章主要內(nèi)容：電視信號數(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)及信號接口數(shù)字高清晰度電視演播室編碼參數(shù)及信號接口聲音信號數(shù)字化及信號接口§3.1數(shù)字化基礎(chǔ)PCM編碼：模擬信號數(shù)字信號PCM解碼：§3.2數(shù)字電視信號取樣原理復(fù)合信號編碼：分量信號編碼：三路數(shù)字信號一、分量編碼中的

亮度和色差信號700mv0700mv700mv00RGB700mv000620mv491mvYB-YR-Y電視系統(tǒng)的傳輸信號：標(biāo)準(zhǔn)彩條信號分量視頻中對色差信號進(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程可以看作是對平面活動圖像在時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亮度信號的最高頻率6MHz每個像素的數(shù)據(jù)量3*8=24bit四、色度信號的采樣格式1、4：4：4格式采樣信號：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每個像素的平均數(shù)據(jù)量16bit2、4：2：2格式采樣信號：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：采樣頻率：采樣點(diǎn)的位置每個像素的平均數(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通過的601號建議書（CCIR：國際無線電咨詢委員會）ITU-RBT.601-5標(biāo)準(zhǔn)（建議書的修改）（ITU-R：國際電信聯(lián)盟無線電通信部門）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0（00）保護(hù)電平255（FF）保護(hù)電平8bit量化254（FE）20級保護(hù)帶1（01）16級保護(hù)帶240（F0）16（10）220級1（01）16級保護(hù)帶254（FE）15級保護(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規(guī)范，方便組成一個4：2：2數(shù)字演播環(huán)境。國際標(biāo)準(zhǔn)：

ITU-RBT656號建議書信號接口方式：

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

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、視頻定時基準(zhǔn)信號SAV和EAV

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

第一場F=1

第二場V=0

場正程V=1

場消隱期有效行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)及時鐘并行平衡傳輸（雙絞線）時鐘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度無電纜均衡器時50米，有200米。時鐘和數(shù)據(jù)的定時關(guān)系時鐘27MHz，周期37ns。收發(fā)間的驅(qū)動特性要考慮阻抗匹配和信號幅度的大小。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)（國際常用）二、我國數(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)字聲音信號接口音頻信號接口標(biāo)準(zhǔn)：AES/EBU標(biāo)準(zhǔn)：雙絞線的平衡方式傳輸；（美國音頻工程協(xié)會/歐洲廣播聯(lián)盟）SMPTE276M標(biāo)準(zhǔn)：同軸電纜的非平衡方式傳輸；我國標(biāo)準(zhǔn)：GY/T158-2000《演播室數(shù)字音頻信號接口》（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、接口信號格式1、數(shù)字聲音數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)（24bit量化）每個子幀中：前4bit：標(biāo)識子幀的開始后4bit：輔助數(shù)據(jù)，傳送誤碼檢測或同步信息（功能見表3-19）。2、數(shù)字聲音信號的塊結(jié)構(gòu)192個音頻幀構(gòu)成一個音頻塊；X、Y、Z為前置碼；48KHz的采樣系統(tǒng)，幀時間為，塊時間為。3、通道編碼目的：減小信號中的直流分量，便于傳輸及時鐘提取。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、幀及塊的同步和識別。編碼規(guī)則：第一個狀態(tài)總是不同于前一個比特的第二個狀態(tài)。4bit數(shù)據(jù)8個狀態(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)量計算：一行HBI可容納的數(shù)據(jù)量：

144-8-6=130B或1040bit（按8bit計算）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