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數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)

作者: 時間:2013-04-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

早在20世紀(jì)80年代初,國際無線電咨詢委員會CCIR(International Radio Consultative Committee)就制定了彩色電視圖像,稱為CCIR 601,現(xiàn)改為ITU-R BT.601。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了彩色電視圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像時使用的采樣頻率,RGB和YCbCr(或者寫成YCBCR)兩個彩色空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系等。

(1) 彩色空間之間的轉(zhuǎn)換

在數(shù)字域而不是模擬域中RGB和YCbCr兩個彩色空間之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系用下式表示:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B

Cr = (0.500R - 0.4187G - 0.0813B) + 128

Cb = (-0.1687R - 0.3313G + 0.500B) +128

(2) 采樣頻率

CCIR為NTSC制、PAL制和SECAM制規(guī)定了共同的電視圖像采樣頻率。這個采樣頻率也用于遠(yuǎn)程圖像通信網(wǎng)絡(luò)中的電視圖像信號采樣,如ISDN、視頻會議、CCITT-H.261及光纖通信等。

對PAL制、SECAM制,采樣頻率fs

fs=625×25×N=15625×N=13.5MHz

其中,N=864,為每一掃描行上的采樣數(shù)目。

對NTSC制,采樣頻率fs

fs=525×29.97×N=15734×N=13.5 MHz

其中,N=858,為每一掃描行上的采樣數(shù)目。

采樣頻率和同步信號之間的關(guān)系如圖07-04-1所示。

圖07-04-1 采樣頻率

(3) 有效顯示分辨率

對PAL制和SECAM制的亮度信號,每一條掃描行采樣864個樣本;對NTSC制的亮度信號,每一條掃描行采樣858個樣本。對所有的制式,每一掃描行的有效樣本數(shù)均為720個。每一掃描行的采樣結(jié)構(gòu)如圖07-04-2所示。

圖07-04-2 ITU-R BT.601的亮度采樣結(jié)構(gòu)

(4) ITU-R BT.601標(biāo)準(zhǔn)摘要

為了便于國際間的節(jié)目交換,為消除數(shù)字設(shè)備之間的制式差別,和為 625行電視系統(tǒng)與 525行電視系統(tǒng)之間兼容,在 1982年 2月國際無線電咨詢委員會(CCIR)第 15次全會上,通過了 601號建議,確定以分量編碼為基礎(chǔ), 即以亮度分量Y、和兩個色差分量R-Y、B-Y為基礎(chǔ)進行編碼,作為電視演播室數(shù)字編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:

a)不管是PAL制,還是NTSC制電視,Y、R-Y、B-Y三分量的抽樣頻率分別為13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。

b)抽樣后采用線性量化,每個樣點的量化比特數(shù)用于演播室為10bit, 用于傳輸為8bit。

c)Y、R-Y、B-Y三分量樣點之間比例為4:2: 2。
---- 在 1983年 9月召開的國際無線電咨詢委員會(CCIR)中期會議上,又作了三點補充:

a)明確規(guī)定編碼信號是經(jīng)過γ預(yù)校正的 Y、(R-Y)、B-Y)信號;

b)相應(yīng)于量化級 0和 255的碼字專用于同步, l到254的量化級用于視頻信號;

c)進一步明確了模擬與數(shù)字行的對應(yīng)關(guān)系,并規(guī)定從數(shù)字有效行末尾至基準(zhǔn)時間樣點的間隔,對 525行、 60場/秒制式來說為 1 6個樣點,對 625行、 50場/秒制式則為 12個樣點。不論 625行/50場或 525行/60場,其數(shù)字有效行的亮度樣點數(shù)都是 720,色差信號的樣點數(shù)均是 360,這是為了便于制式轉(zhuǎn)換。若亮度樣點數(shù)被 2除,就得到色差信號的數(shù)據(jù)。

表07-04-1給出了ITU-R BT.601推薦的采樣格式、編碼參數(shù)和采樣頻率。

ITU-R BT.601推薦使用4∶2∶2的彩色電視圖像采樣格式。使用這種采樣格式時,Y用13.5MHz的采樣頻率,Cr,Cb用6.75MHz的采樣頻率。采樣時,采樣頻率信號要與場同步和行同步信號同步。

表07-04-1 彩色電視參數(shù)(摘要)

采樣格式

信號形式

采樣頻率(MHz)

樣本數(shù)/掃描行

數(shù)字信號取值范圍(A/D)

NTSC

PAL

4:2:2

Y

13.5

858(720)

864(720)

220級(16 ~ 235)

Cr


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