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高頻/射頻信號及視頻壓縮編碼的基本概念

作者: 時間:2012-05-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

一、NTSC彩色電視制式:

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/154824.htm

它是1952年由美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會指定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),它采用正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方式,故也稱為正交平衡調(diào)幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家以及中國的臺灣、日本、韓國、菲律賓等均采用這種制式。

二、PAL制式:

它是西德在1962年指定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),它采用逐行倒相正交平衡調(diào)幅的技術(shù)方法,克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺點。西德、英國等一些西歐國家,新加坡、中國大陸及香港,澳大利亞、新西蘭等國家采用這種制式。PAL制式中根據(jù)不同的參數(shù)細(xì)節(jié),又可以進(jìn)一步劃分為G、I、D等制式,其中PAL-D制是我國大陸采用的制式。

三、SECAM制式:

SECAM是法文的縮寫,意為順序傳送彩色與存儲恢復(fù)彩色制,是由法國在1956年提出,1966年制定的一種新的彩色電視制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺點,但采用時間分隔法來傳送兩個色差。使用SECAM制的國家主要集中在法國、東歐和中東一帶。

為了接收和處理不同制式的電視信號,也就發(fā)展了不同制式的電視接收機(jī)和錄像機(jī)。

一、信號

為了能夠在空中傳播電視信號,必須把全電視信號調(diào)制成(RF-RadioFrequency)信號,每個信號占用一個頻道,這樣才能在空中同時傳播多路電視節(jié)目而不會導(dǎo)致混亂。我國采樣PAL制,每個頻道占用8MHz的帶寬;美國采用NTSC制,電視從2頻道至69頻道,每個頻道的帶寬為4MHz,電視信號頻帶共占用54MHz至806MHz的信道。有線電視CATV(CableTelevision)的工作方式類似,只是它通過電纜而不是通過空中傳播電視信號。

電視機(jī)在接收受到某一頻道的信號后,要把全電視信號從高頻信號中解調(diào)出來,才能在屏幕上重現(xiàn)圖像。

二、復(fù)合信號

復(fù)合視頻(CompositeVideo)信號定義為包括亮度和色度的單路模擬信號,也即從全電視信號中分離出伴音后的視頻信號,這時的色度信號還是間插在亮度信號的高端。由于復(fù)合視頻的亮度和色度是間插在一起的,在信號重放時很難恢復(fù)完全一致的色彩。這種信號一般可通過電纜輸入或輸出到家用錄像機(jī)上,其信號帶寬較窄,一般只有水平240線左右的分解率。早期的電視機(jī)都只有天線輸入端口,較新型的電視機(jī)才備有復(fù)合視頻輸入和輸出端(VideoIn,VideoOut),也即可以直接輸入和輸出解調(diào)后的視頻信號。視頻信號已不包含高頻分量,處理起來相對簡單一些,因此計算機(jī)的視頻卡一般都采用視頻輸入端獲取視頻信號。由于視頻信號中已不包含伴音,故一般與視頻輸入、輸出端口配套的還有音頻輸入、輸出端口(Audio-In、Audio-Out),以便同步傳輸伴音。因此,有時復(fù)合式視頻接口也稱為AV(AudioVideo)口。

三、S-Video信號

目前有的電視機(jī)還備有兩分量視頻輸入端口(S-VideoIn),S-Video是一種兩分量的視頻信號,它把亮度和色度信號分成兩路獨立的模擬信號,用兩路導(dǎo)線分別傳輸并可以分別記錄在模擬磁帶的兩路磁跡上。

這種信號不僅其亮度和色度都具有較寬的帶寬,而且由于亮度和色度分開傳輸,可以減少其互相干擾,水平分解率可達(dá)420線。與復(fù)合視頻信號相比,S-Video可以更好地重現(xiàn)色彩。

兩分量視頻可來自于高檔攝像機(jī),它采用兩分量視頻的方式記錄和傳輸視頻信號。其它如高檔錄像機(jī)、激光視盤LD機(jī)的輸出也可按分量視頻的格式,其清晰度比從家用錄像機(jī)獲得的電視節(jié)目的清晰度要高得多。

不同制式的電視機(jī)只能接收和處理其對應(yīng)制式的電視信號。當(dāng)然,目前也發(fā)展了多制式或全制式的電視機(jī),這為處理和轉(zhuǎn)換不同制式的電視信號提供了極大的方便。全制式電視機(jī)可在各國各地區(qū)使用,而多制式電視機(jī)一般為指定范圍的國家生產(chǎn)。如PanasonicTC-2188M多制式電視機(jī),適用于PAL-D,I制和NTSC(3.58)制,也即它可以在中國大陸(PAL-D)、香港(PAL-I)和日本(NTSC3.58)使用。

視頻序列的SMPTE表示單位

通常用時間碼來識別和記錄視頻數(shù)據(jù)流中的每一幀,從一段視頻的起始幀到終止幀,其間的每一幀都有一個唯一的時間碼地址。根據(jù)動畫和電視工程師協(xié)會SMPTE(SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers)使用的時間碼標(biāo)準(zhǔn),其格式是:小時:分鐘:秒:幀,或hours:minutes:seconds:frames。一段長度為00:02:31:15的視頻片段的播放時間為2分鐘31秒15幀,如果以每秒30幀的速率播放,則播放時間為2分鐘31.5秒。

根據(jù)電影、錄像和電視工業(yè)中使用的幀率的不同,各有其對應(yīng)的SMPTE標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)的原因NTSC制式實際使用的幀率是29.97fps而不是30fps,因此在時間碼與實際播放時間之間有0.1%的誤差。為了解決這個誤差問題,設(shè)計出丟幀(drop-frame)格式,也即在播放時每分鐘要丟2幀(實際上是有兩幀不顯示而不是從文件中刪除),這樣可以保證時間碼與實際播放時間的一致。與丟幀格式對應(yīng)的是不丟幀(nondrop-frame)格式,它忽略時間碼與實際播放幀之間的誤差。

視頻

視頻的目標(biāo)是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數(shù)據(jù)率。視頻比一般指壓縮后的數(shù)據(jù)量與壓縮前的數(shù)據(jù)量之比。由于視頻是連續(xù)的靜態(tài)圖像,因此其壓縮算法與靜態(tài)圖像的壓縮算法有某些共同之處,但是運動的視頻還有其自身的特性,因此在壓縮時還應(yīng)考慮其運動特性才能達(dá)到高壓縮的目標(biāo)。在視頻壓縮中常需用到以下的一些

一、有損和無損壓縮:

在視頻壓縮中有損(Lossy)和無損(Lossless)的與靜態(tài)圖像中類似。無損壓縮也即壓縮前和解壓縮后的數(shù)據(jù)完全一致。多數(shù)的無損壓縮都采用RLE行程編碼算法。有損壓縮意味著解壓縮后的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)不一致。在壓縮的過程中要丟失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息,而且丟失的信息不可恢復(fù)。幾乎所有高壓縮的算法都采用有損壓縮,這樣才能達(dá)到低數(shù)據(jù)率的目標(biāo)。丟失的數(shù)據(jù)率與壓縮比有關(guān),壓縮比越小,丟失的數(shù)據(jù)越多,解壓縮后的效果一般越差。

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