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《視頻解密》中文版(第四版)第四章視頻信號概述第四章視頻信號概述視頻信號的種類繁多一可以按掃描行數(shù),隔行掃描還是逐行掃描,模擬視頻還是數(shù)字視頻分類。本章主要描述常見視頻信號的格式和它們的時序。數(shù)字分量視頻的背景數(shù)字分量視頻,在用于廣播傳輸或錄制的目的時,才會從分量格式(YCbCr或RGB)編碼成復合的NTSC、PAL、SECAM格式。由于576iPAL制式視頻素材轉換成SECAM制式非常困難,所以歐洲廣播聯(lián)盟(EBU)更傾向于使用數(shù)字分量視頻。不管是PAL制式或SECAM制式的國家節(jié)目源,數(shù)字視頻信號的格式都是必須相同的,這樣就允許編碼成想要的復合視頻信號格式進行廣播應用。經(jīng)過運動圖片協(xié)會和電視工程師協(xié)會(SMPTE)的協(xié)商,為了節(jié)目源的國際交流,使用統(tǒng)一的數(shù)字頻標準,包括480i系統(tǒng)。編碼范圍為了平衡信號超出范圍的失真和最小量化的失真而選擇適當編碼范圍。雖然視頻信號的暗點電平很好定義,但是由于視頻信號和設備存在公差,白點電平的定義很難統(tǒng)一。噪聲,增益變化,通過濾波器時的瞬態(tài)響應都會導致信號超出正常范圍。YCbCr或RGB格式分量信號,每個采樣點采用8比特或10bit。雖然8比特數(shù)字化編碼帶有較大的量化失真,但最初認為視頻源本生固有的信號失真掩蓋了8位量化失真。然而如果視頻源本身無失真,那么量化失真將會在那些亮度信號緩變的地方體現(xiàn)出來。此外,編輯環(huán)境中的設備之間傳輸信號時,都會對YCbCr或RGB數(shù)據(jù)增加兩比特數(shù)據(jù)的小數(shù)以減少四舍五入對信號的影響。由于這些原因,所有的視頻前端設備都采用 10比特的YCbCr或RG'B'數(shù)據(jù),允許2比特的小數(shù)數(shù)據(jù),而保持高位YCbCr或R‘G‘B‘數(shù)據(jù)不變。起初規(guī)定YCbCr三個分量采用相同的編碼范圍。由于白電平比黑電平的限制更敏感,Y信號在白電平附近有更大的余量,所以這個編碼范圍進行了修改。8比特Y電平的正常范圍為16~235,而3比特CbCr電平范圍為16~240(電平128是無色的)。偶爾超出這個電平范圍電平是允許的,但是不能超過0~255之間。在8比特的視頻系統(tǒng),00H和FFH兩個值用于時間同步。為了與8比特視頻系統(tǒng)兼容,在10比特的視頻系統(tǒng)中,000H~003H和3FCH~3FFH用于時間同步。YCbCr或RGB格式的75%彩條信號在第三章中已經(jīng)討論。數(shù)字RG'B'信號的正常電平范圍定義成和Y電平相同的范圍,這樣簡化了RG'B)和YCbCr之間轉換的矩陣。標準清度(SDTV)數(shù)字電視采樣頻率線鎖定采樣模擬R’G’喊YUV視頻信號已經(jīng)完成。當前采樣掃描線位于前次采樣線下方對于采樣場也一樣,這就產(chǎn)生了靜態(tài)正交采樣網(wǎng)格,如圖3.2~3.11所示。另一個重要的特性是在模擬水平同步信號(0H)下降到50%的點進行采樣,以鎖定相位。這保證了不同視頻系統(tǒng)的視頻源都在圖像的同一點進行采樣。這個特點簡化了不同視頻系統(tǒng)之間的相互轉換。對于480i和576i視頻系統(tǒng),最初測試了幾個Y分量的采樣頻率,包括4倍被。由于4倍的采樣頻率不支持簡化國際視頻節(jié)目交流的要求,所以他們降低采樣頻率到共同適合的頻率。為在保證視頻質量的前提下使是采樣頻率達到最低的目標,12MHz采樣率是首選,而且被用了很長時間;但由于12MHz太接近奈奎斯特采樣頻率的極限,使得濾波器設計相當復雜。當在采樣頻率12MHz和14.3MHz之間測試時,Y分量的135MHz的采樣率比較適合480ihe576i系統(tǒng)之間的通用性。對于信號Cb和Cr不需要和Y分量相同的采樣帶寬,只需要Y信號采樣率的一半,即6.75MHz采樣率即可。4:2:2的視頻現(xiàn)在很常用,最初用于NTSC和PAL視頻系統(tǒng),彩色副載波信號Y、U、V分別采樣4x、、個點。BT.6O1的數(shù)字分量視頻采用4:2:2格式,4個點Y和2個點Cb,Cr信號的采樣頻率各為3.375MHz。4:2:2現(xiàn)在一般表示Cb和Cr分量采樣率是Y分量采樣率的一半,而不管實際采用采樣率是多少。13.5MHz采樣率時,48Oi系統(tǒng)每個掃描行的采樣點數(shù)是858個,576i系統(tǒng)每個掃描行的采樣點數(shù)是864個,在有效行的后包含了一個數(shù)字消影期。480i和576i系統(tǒng)每一行的采樣點數(shù)都是720個。有效行具有相同的采樣點數(shù)使得設計兼容標準設備和標準之間的轉換變得簡單。在6.75MHz采樣頻率時,對于4:2:2格式,每一個有效行周期包含的360個Cb和360個Cr信號。對于模擬系統(tǒng),會出現(xiàn)消影時間間隔變長和消影邊界軟化的問題,這需要重新對視頻處理。對于720點數(shù)字采樣的有效行周期之間可容納的模擬消影時間對480i和576i系統(tǒng)是不一樣的。所以再不改變數(shù)字消影周期的情況下,需要對每一行視頻重新處理。對模擬圖像寬度處理只需做一次,最好在圖像顯示之前或在模擬視頻轉換之時做。最初BT.601只支持寬高比為4:3的480i和576i系統(tǒng)(720x480i和720x576/有效像素)。后來增加了支持寬高比為16:9的系統(tǒng)(960x480/和960x576/有效像素),采樣頻率為18MHz。增強數(shù)字電視(EDTV)采樣頻率ITUBT.1358定義了SDTV視頻信號的逐行掃描方式,也就是480p或576p格式或增強數(shù)字電視(EDTV)。為了保持靜態(tài)正交采樣網(wǎng)格和BT.601一樣,采樣頻率增加兩倍,對于寬高比4:3為27MHz,寬高比16:9為36MHz。高清數(shù)字電視(HDTV)采樣頻率ITUBT.7O9定義了三種視頻信號,720p,1080i和1080p。對于高清電視使用了一種新技術一每一有效行的視頻采樣點數(shù)和每一幀視頻的有效行數(shù)是恒定的,跟視頻的幀頻沒關系。這樣為了保值靜態(tài)的正交采樣網(wǎng)格,不同的幀頻采用不同的采樣時鐘頻率。480i和480p視頻系統(tǒng)隔行掃描模擬復合視頻(M)NTSC和(M)PAL是模擬復合視頻信號,使用一條信號線攜帶所有時間和顏色信息。這些模擬接口每幀圖像使用 525有效行,將在第八章中詳細討論。隔行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬RGB或YPbPr三個信號組成。對于480i(每幀包括480有效交叉掃描行),為了兼容(M)NTSC時序,幀頻通常是29.97Hz(30/1.001)。模擬接口每幀使用525行,有效視頻行位于23~262和286?525行,如圖4.1所示。
VSYNCHSYNCHSYNC/2VSYNCHSYNCHSYNC/2圖4.1480i垂直間隔時序對于幀頻為29.97Hz,每一掃描行的時間約為63.556US。詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。逐行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G,或YPbPr三個信號組成。對于480p(每幀包括480有效掃描行),為了兼容早期的(M)NTSC時序,幀頻通常是59.94Hz(60/1.001)。模擬接口每幀使用525行,有效視頻行位于45~524行,如圖4.2所示。
圖4.2480P垂直間隔時序對于幀頻為59.94Hz,每一掃描行的時間約為31.776US。詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。隔行掃描數(shù)字分量視頻BT.6O1和SMPTE-267M規(guī)定了48Oi數(shù)字RGB和YCbCr格式1xY和RGB1xY和RGB的采樣率()和幀頻,為:960x480i 18.0MHz720x4801 13.5MHz其他常用格式1XY和RG'B’的采樣率(864x480i 16.38MHz704x480i 13.50MHz640x480i 12.27MHz29.97Hz29.97Hz)和幀頻,為:29.97Hz29.97Hz29.97Hz視頻的表示方法。在BT.6O1和SMPTE-267M規(guī)范中定義了常用格式544x48Oi 10.12 MHz 29.97 Hz528x48Oi 9.900 MHz 29.97Hz480x4801 9.000 MHz 29.97Hz352x4801 6.750 MHz 29.97 Hz864x480i是16:9像素格式,而640x480i是4:3像素格式。雖然理想的16:9像素格式是854x480i,但是864x480i能處理MPEG的16x16宏塊結構。704x480i格式采用720x480i格式處理,只是將720x480i的每一有效掃描行的前八個和后八個采樣點當作消影期的元素。模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.3~4.7所示。H(水平消影),V(垂直消影)和F(場)信號的定義如圖4.8所示。H、V和F時序可以看出除了BT.656格式信號之外都可用兼容的視頻壓縮標準,將在第6章中詳細討論。
圖4.3480i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,29.97Hz幀頻,13.5MHz采樣時鐘)
SAMPLESSAMPLERATE=1fl.OMHZ□例網(wǎng)w口副叨寬陽再DIGITALBLANKIMG1B4SAMPLES(0-^83)SAMPLESSAMPLERATE=1fl.OMHZ□例網(wǎng)w口副叨寬陽再DIGITALBLANKIMG1B4SAMPLES(0-^83)TOTALLINE1144SAMPLES(0-1143)DIGITALACTIVELENE960SAMPLES(184-1143)圖4.4480i模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,29.97Hz幀頻,18MHz采樣時鐘)
圖4.5480i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,29.97Hz幀頻,12.27MHz采樣時鐘)
SAMPLERATE=10125MHZ12SAMPLESDIGITALACTIVEUNEDIGITALBLANKINGTO-WLLINE643SAMPLES(0-642)□wSAMPLERATE=10125MHZ12SAMPLESDIGITALACTIVEUNEDIGITALBLANKINGTO-WLLINE643SAMPLES(0-642)□w嬲w口頸咽次崎瓜顏面99SAMPLES(0-98)544SAMPLES(99-642)圖4.6480i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,29.97Hz幀頻,10.125MHz采樣時鐘)圖4.7480i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,29.97Hz幀頻,9MHz采樣時鐘)LINE4FIELD1
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ODDLINE266FIELD2田=1)EVENBLAMXINGFtELD1ACTIVEVIDEO3LA忖KINGFIELD2ACTIVEVIDEOLINE1(V=1)LINE23(V=D)LINE263(Vt"LINE286(V=(MLINE52S(V=D>UNE3H=1EAVLINENUMBERFV1-3114-220123-26200263-265Q126S-285112BS-52510HH=0
SAVa□蝴蝴蝴口副?沸圓也鈍說圖4.8480i數(shù)字垂直時序(480有效掃描行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處F和V改變狀態(tài)。注意從圖4.3~4.7中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。在SMPTERP-2O2,ATSCA/54a和ARIBSTD-B32標準中規(guī)定了相應的有效行。EIA-861B(DVI和HDMI時序)規(guī)定的有效視頻行是22?261和285~524行。IEC61834-2,ITU-RBT.1618和SMPTE314(DV格式)規(guī)定的視頻有效行是22~262和285~524行。ITU-RBT.656規(guī)定的有效視頻行是20~263和283525,每幀視頻總共有487有效視頻行。逐行掃描數(shù)字分量視頻BT.1358和SMPTE293M規(guī)定了480P數(shù)字R‘G‘B'和YCbCr格式視頻的表示方法。在BT.1258和SMPTE-293M規(guī)范中定義了常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀頻,為:960x480p 6.0MHz 59.94Hz720x480p 27.0MHz 59.94Hz其他常用格式1^Y和RG'B’的采樣率()和幀頻,為:864x480p 32.75MHz 59.94Hz704x480p 27.00MHz 59.94Hz640x480p 24.54MHz 59.94Hz544x480p 20.25MHz 59.94Hz528x480p 19.80MHz 59.94Hz480x480p 18.00MHz 59.94Hz352x480p 13.50MHz 59.94Hz864x4802是16:9像素格式,而640x480p是4:3像素格式。雖然理想的16:9像素格式是854x48Op,但是864x48Op能處理MPEG的16x16宏塊結構。7O4x48Op格式采用72Ox48Op格式處理,只是將72Ox48Op的每一有效掃描行的前8個和后8個采樣點當作消影期的元素。模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.9~4.12所示。SAMPLESSAMPLERATE=27.0MHZDIGITALBLANKING138SAMPLES(0-137)一胸口 SAMPLESSAMPLERATE=27.0MHZDIGITALBLANKING138SAMPLES(0-137)一胸口 DTOTALLINEDIGITALACTIVEUNE720SAMPLES(138-S57)858SAMPLES(0-&57)圖4.9480P模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,59.94Hz幀頻,27MHz采樣時鐘)SAMPLES二嗣。 EkDIGITALACTIVELINETCTOLLINE1144SAMPLES(0-1143}WWWDIGITALBLANKING184SAMPLES(0-183)960SAMPLES(1B4-1143)SAMPLERATE=36.0MHZ圖4.10480P模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,59.94Hz幀頻,36MHz采樣時鐘)SAMPLES(0-779)U.5SAMPLESaoDIGITALACTIVELINETOTALLINEDIGITALBLANKING140SAMPLES(0-139}640SAMPLES(140-779)SAMPLERATE=24.54MHZ圖4.11480P模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,59.94Hz幀頻,24.54MHz采樣時鐘)SAMPLESSAMPLERATE-20.25MHZ一羈我鬧□- Q-螂物/周喇翼噴DIGITAL8LAMKINGDIGITALACTIVELINE99SAMPLES(0-93)SAMPLESSAMPLERATE-20.25MHZ一羈我鬧□- Q-螂物/周喇翼噴DIGITAL8LAMKINGDIGITALACTIVELINE99SAMPLES(0-93)544SAMPLES(99-642)TOTALLINE643SAMPLES(0-642)圖4.12480P模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,59.94Hz幀頻,20.25MHz采樣時鐘)H(水平消影),V(垂直消影)和F(場)信號的定義如圖4.13所示。H、V和F時序可以看出除了BT.656格式信號之外都可用兼容的視頻壓縮標準,將在第6章中詳細討論。
BLANKINGACTIVEVIDEOLINE45(V=0)UNh1(V=1)LINEBLANKINGACTIVEVIDEOLINE45(V=0)UNh1(V=1)LINENUMBERFV1-4445-5245250JLINE525(V=1)H=1EaVH=?SAV。 口榭ww精艘求唱死◎?而圖4.13480P數(shù)字垂直時序(480有效行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處V改變狀態(tài)。注意從圖4.2.12中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。在SMPTERP-2O2,ATSCN54a和ARIBSTD-B32標準中規(guī)定了相應的有效行。然而EIA-861B(DVI和HDMI時序)規(guī)定的有效視頻行是43~522行。SIF和QSIFSIF定義有效像素點為352x24Op,4:3格式SIF定義有效像素點數(shù)為32Ox24Op。QSIF定義有效像素點數(shù)為176x1202,4:3格式QSIF定義有效像素點數(shù)為160x120p。576i和576p視頻系統(tǒng)隔行掃描模擬復合信號(B,D,G,H,I,N, )PAL是模擬復合視頻信號,使用一條信號線攜帶所有時間和顏色信息。這些模擬接口每幀圖像使用625有效行,將在第八章中詳細討論。隔行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G,或YPbPr三個信號組成。對于576i(每幀包括576有效交叉掃描行),為了兼容PAL時序,幀頻通常是25Hz。模擬接口每幀使用625行,有效視頻行位于23~310和336~623行,如圖4.14所示?!狧SVNCSTARTOFVSVNC—HSVNCSTARTOFVSVNCHSVNC:2圖4.14576i垂直間隔時序對于幀頻為25Hz,每一掃描行的時間約為64us。詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。逐行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G,或YPbPr三個信號組成。對于576p(每幀包括576有效掃描行),為了兼容PAL時序,幀頻通常是50Hz。模擬接口每幀使用625行,有效視頻行位于45~620行,如圖4.15所示。圖4.15576p垂直間隔時序對于幀頻為50Hz,每一掃描行的時間約為32US。詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。隔行掃描數(shù)字分量視頻BT.6O1規(guī)定了576i數(shù)字RGB和YCbCr格式視頻的表示方法。在BT.6O1規(guī)范中定義了常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀頻,為:960x576 18.0MHz 25Hz720x576/ 13.5MHz 25Hz其他常用格式1XY和RG'B’的采樣率()和幀頻,為:1024x576/19.67MHz25Hz768x576/14.75MHz25Hz704x576/13.50MHz25Hz544x576i10.12MHz25Hz480x576/9.000MHz25Hz1024x576/是16:9像素格式,而768x576》是4:3像素格式。704x576i格式采用720x576格式處理,只是將720x576、的每一有效掃描行的前8個和后8個采樣點當作消影期的元素。模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.16~4.19所示。
SAMPLES864SAMPLES(0-863)□□蝴惻閥扇圓霓唱迎額而DIGITALACTiVELINETOTALLINEDIGITALBLANKIWG144SAMPLESg4SAMPLES864SAMPLES(0-863)□□蝴惻閥扇圓霓唱迎額而DIGITALACTiVELINETOTALLINEDIGITALBLANKIWG144SAMPLESg4出720SAMPLES(U4-953)SAMPLERATE=13.5MHZ圖4.16576i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,25Hz幀頻,13.5MHz采樣時鐘)
圖4.17576模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,25Hz幀頻,18MHz采樣時鐘)
圖4.8576i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,25Hz幀頻,14.75MHz采樣時鐘)
圖4.19576i模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,25Hz幀頻,10.125MHz采樣時鐘)H(水平消影),V(垂直消影)和F(場)信號的定義如圖4.20所示。H、V和F時序可以看出除了BT.656格式信號之外都可用兼容的視頻壓縮標準,將在第6章中詳細討論。
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(F=0)EVENLINE313FIELD2(F=1)ODDLINE625BLANKINGFELDLINE1FIELD1
(F=0)EVENLINE313FIELD2(F=1)ODDLINE625BLANKINGFELD1ACTIVEVIDEOBLANKINGFtELD2ACTIVEVIDEOBLANKINGUNE23(V=0)LINE336(V=D}LINE311(V=1}LINE624(V=1}LINE1(V=1)UNENUMBERFV1-220123-3100D311-31201314335111Q624-62511UNE625(V=1>H=0SAV圖4.20576i數(shù)字垂直時序(576有效掃描行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處F和V改變狀態(tài)。注意從圖4.16~4.19中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。IEC61834-2,ITU-RBT.1618和SMPTE314(DV格式)規(guī)定的視頻有效行是23~310和335~622行。逐行掃描數(shù)字分量視頻BT.1358規(guī)定了576p數(shù)字R'G'B和YCbCr格式視頻的表示方法。在BT.1358和SMPTE-293M規(guī)范中定義了常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀頻,為:96Ox576p 6.0MHz 50Hz72Ox576p 27.0MHz 50Hz其他常用格式1xY和RG'B’的采樣率()和幀頻,為:1024x576p 39.33MHz 50Hz768x576p 29.50MHz 50Hz704x576p 27.00MHz 50Hz544x576p 20.25MHz 50Hz480x576p 18.00MHz 50Hz1024x576p是16:9像素格式,而768x576?是4:3像素格式。704x576p格式采用~72。乂5~76丫格式處理,只是將~72。乂5~76丫的每一有效掃描行的前8個和后8個采樣點當作消影期的元素。模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.21~4.24所示。
圖4.21576p模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,50Hz幀頻,27MHz采樣時鐘)
SAMPLES1152SAMPLES(01151)www扃mw[圓也額地DIGITALACTIVELIMETOTALLINEDIGITALSAMPLES1152SAMPLES(01151)www扃mw[圓也額地DIGITALACTIVELIMETOTALLINEDIGITALBLANKING192SAMPLES(0-191)960SAMPLES(192-1151)SAMPLERATE=36.0MHZ圖4.22576p模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,50Hz幀頻,36MHz采樣時鐘)
圖4.23576p模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,50Hz幀頻,29.5MHz采樣時鐘)
圖4.24576p模擬和數(shù)字信號的關系(4:3格式,50Hz幀頻,20.25MHz采樣時鐘)H(水平消影),V(垂直消影)和F(場)信號的定義如圖4.13所示。H、V和F時序可以看出除了BT.656格式信號之外都可用兼容的視頻壓縮標準,將在第6章中詳細討論。
BLANKINGACTIVEVIDEOBLANKINGLINE45(V=0)LINE621(VLINE62S(VLINE1BLANKINGACTIVEVIDEOBLANKINGLINE45(V=0)LINE621(VLINE62S(VLINE1(V=1)H=1EAVH-0SAVni)我嗣圖4.25576p數(shù)字垂直時序(576有效行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處V改變狀態(tài)。注意從圖4.2….24中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。720p視頻系統(tǒng)逐行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G,或YPbPr三個信號組成。對于720p(每幀包括720有效掃描行),為了兼容M(NTSC)時序,幀頻通常是59.94Hz(60/1.001)。模擬接口每幀使用750行,有效視頻行位于26~745行,如圖4.26所示。
圖4.26720p垂直間隔時序對于幀頻為59.94Hz,每一掃描行的時間約為22.24us。詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。逐行掃描數(shù)字分量視頻SMPTE296M規(guī)定了720p數(shù)字R'G'B和YCbCr格式視頻的表示方法。在SMPTE296M規(guī)范中定義了常用格式1XY和RGB的采樣率()和幀頻,為:1280x720274.176MHz23.976Hz1280x720p74.250MHz24.000Hz1280x720p74.250MHz25.000Hz1280x720p74.176MHz29.970Hz1280x720p74.250MHz30.000Hz1280x720p74.250MHz50.000Hz
1280x720274.176MHz59.94OHz1280x720p74.250MHz60.000Hz1280x720274.176MHz59.94OHz1280x720p74.250MHz60.000Hz注意長寬比4:3和16:9都使用。模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.27、4.28和表4.1所示。H,V,和F信號定義見圖4.29。SAMPLESSAMPLES(0-369)SAMPLER/VTE=74.176OR74.25MHZDIGITAL8LANKIWGDIGITALACTIVELINE12SOSAMPLES(370-1649)LINESAMPLESSAMPLES(0-369)SAMPLER/VTE=74.176OR74.25MHZDIGITAL8LANKIWGDIGITALACTIVELINE12SOSAMPLES(370-1649)LINE1650SAMPLES .?? 。廠?一(0-1649) WWWd?[]也就噴向口焚武圖4.27720p模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,59.94Hz幀頻,74.176MHz采樣時鐘;60Hz幀頻,74.25MHz采樣時鐘)
[C|SAMPLESDIGITALBLANKII4GDIGITALACTIVEUNE[B]SAMPLES12S0SAMPLESIDTOLLINE[C|SAMPLESDIGITALBLANKII4GDIGITALACTIVEUNE[B]SAMPLES12S0SAMPLESIDTOLLINE網(wǎng)samples呦蝴惻口圓陋:楚福血?am圖4.28通用的720p模擬和數(shù)字信號的關系水平有效采樣點數(shù)幀頻(Hz)1xY采樣頻率(MHz)水平總采樣點數(shù)(A)水平消影期采樣點數(shù)(B)C采樣點數(shù)128024/1.00174.25/1.0014125284525852474.254125284525852514815362562125149.51584304252574.2539602680242030/1.00174.25/1.0013300202017603074.253300202017605074.25198070044060/1.00174.25/1.0011650370110
6074.251650370110注:1.對于行頻是31.25OKHZ,場頻60Hz的CRT高清電視(HDTV)。同步脈沖是-300mV電平而不是±300mV電平。72Op垂直縮放到1152i的有效掃描線;1250i全部掃描線代替75Op。表4.1圖4.28中包含的72Op的各種模擬數(shù)字參數(shù)關系LINENUMBERFV1-25LINENUMBERFV1-2526-745746-7500圖4.29720p數(shù)字垂直時序(720有效掃描行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處V改變狀態(tài)。注意從圖4.27~4.28中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。10801和1080p視頻系統(tǒng)隔行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G,或YPbPr三個信號組成。對于1080(每幀包括1080有效交叉掃描行),為了簡化產(chǎn)生(B,D,D,H,I)PAL或(M)NTSC時序,幀頻通常是25或29.97(30/1.001)Hz。模擬接口每幀使用1125行,有效視頻行位于21~560和584~1123行,如圖4.30所示。ww酗儲血加圖ww酗儲血加圖J1圖4.301080i垂直間隔時間為了使使每幀的行數(shù)是32的整數(shù)倍,MPEG-2和MPEG-4使用1088行,而不是1080行。這里,在每場有效視頻行后面增加額外4行。對于幀頻為25Hz,每一掃描行的時間約為35.56US;對于幀頻為29.97Hz,每一掃描行的時間約為29.66us;詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。1152i格式的視頻1152i(總共1250行)行格式的視頻不是廣播傳輸?shù)臉藴矢袷?。但是,它是一種模擬連接標準,用于高清機頂盒和DVD播放機傳輸給50Hz刷新率的CRT類高清電視機。這就能能讓50Hz刷新率的高清電視機使用31.25KHZ行頻,降低了他們的成本。其他類型的顯示設備,如DLP,LCD等離子電視可以兼容720p50(VBI-750P50)和1080/25(1125i25)模擬信號。機頂盒或DVD播放機將720P50和1080/25轉換到1152/25。1280x720p50格式擴展至U1280x1152/25格式;1920x1080/25格式擴展到1920x1152/25格式。憑借垂直同步信號,高清電視可以通過的垂直縮放模式校正圖像到標準的1080/25格式。逐行掃描模擬分量視頻模擬分量信號由模擬R'G'或YPbPr三個信號組成。對于1080P(每幀包括1080有效掃描行),為了簡化產(chǎn)生(B,D,D,H,I)PAL或(M)NTSC時序,幀頻通常是50或59.94(60/1.001)Hz。模擬接口每幀使用1125行,有效視頻行位于42~1121行,如圖4.31所示。
圖4.311080p垂直間隔時序為了使使每幀的行數(shù)是16的整數(shù)倍,MPEG-2和MPEG-4使用
1088行,而不是1080行。這里,在每幀有效視頻行后面增加額外8行。對于幀頻為50Hz,每一掃描行的時間約為17.78US;對于幀頻為59.94Hz,每一掃描行的時間約為14.38US;詳細的水平掃描時間依賴于使用的特定視頻接口,將在第五章中詳細討論。隔行掃描數(shù)字分量視頻ITU-RBT.709和SMPTE274M規(guī)定了1080i數(shù)字分量視頻用數(shù)字RGB和YCbCr表示。在ITU-RBT.709和SMPTE274M規(guī)范中定義了常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀率,為:1920x1080/ 74.250MHz 25.00Hz1920x1080/74.176MHz29.91920x1080/74.176MHz29.97Hz1920x1080/74.250MHz30.001920x1080/74.250MHz30.00Hz注意長寬比4:3和16:9都可使用。其他常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀率,為:
1280x1080/'49.500MHz25.00Hz1280x1080149.451MHz29.97Hz1280x1080149.500MHz30.00Hz1440x1080/55.688MHz25.00Hz1440x1080/55.632MHz29.97Hz1440x1080/55.688MHz30.00Hz模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.32、4.33和表4.2所示。H(行消影)和V(場消影)信號的定義如圖4.34所示。
SAMPLESDIGITALACTIVELINEDIGITALBLANKING=74.25OR74.176MHZTOTALLINE2200SAMPLES 嗣SAMPLESDIGITALACTIVELINEDIGITALBLANKING=74.25OR74.176MHZTOTALLINE2200SAMPLES 嗣㈣蝴蝴啾□顧旭i落窿立額mSAMPLERATE2S0SAMPLES(0-279)1920SAMPLES(280-2199)圖4.321080i模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,29.97Hz幀頻,74.176MHz采樣時鐘;30Hz幀頻,74.25MHz采樣時鐘)
SAMPLES[C]SAMPLESDIGITALBLANKINGDIGITALACTIVELINE[A]SAMPLESTOTALLINE問SAMPLES[C]SAMPLESDIGITALBLANKINGDIGITALACTIVELINE[A]SAMPLESTOTALLINE問SAMPLES嘛蝌岫指訕翼胸瓦魏面圖4.33通用720p模擬和數(shù)字信號的關系水平有效采樣點數(shù)(A)幀頻(Hz)1xY采樣頻率(MHz)水平總采樣點數(shù)(B)水平消影期采樣點數(shù)(C)DC采樣點數(shù)19202517223043843225174.252376456382574.25246072052830/1.00174.25/1.0012200280883074.252200280881440251541728288242555.6875198054039630/1.00155.6875/1.0011650210663055.6875165021066128025148153625621
2549.5176048035230/1.00149.5/1.0011466.7186.758.73049.51466.7186.758.7注:1.對于行頻是31.250KHZ,場頻50Hz的CRT高清電視(HDTV)。同步脈沖是-300mV電平而不是±300mV電平。1080i包含的于1152i有效掃描線;用1250i全部掃描線代替1125i。表4.2圖4.33中包含的1080i的各種模擬數(shù)字參數(shù)關系LINE1FIELD1*=0)ODDLINE533FIELD2=1)EVENLINE1125BLANKINGFIELD1ACTIVEMOE。LINE1FIELD1*=0)ODDLINE533FIELD2=1)EVENLINE1125BLANKINGFIELD1ACTIVEMOE。BLANKINGFIELD2ACTIVEV1OEOBLANKINGUNE1(V=1)LINE21(V=0)LINE561(V=1)UNELINEUNE584(V=0)1124(V-1)1125(V=1)LINENUMBERFV1-20Q121-560QQD1363-503*1584-1123101124-11251我鬧H=0
SAV圖4.341080i數(shù)字垂直時序(1080有效掃描行)在EAV序列中,數(shù)字行的開始處V改變狀態(tài)。注意從圖4.32~4.33中可以看到,數(shù)字行的行號比行同步信號狀態(tài)變化早。逐行掃描數(shù)字分量視頻ITU-RBT.7O9和SMPTE274M規(guī)定了1080p數(shù)字分量視頻用數(shù)字RGB和YCbCr表示。在ITU-RBT.709和SMPTE274M規(guī)范中定義了常用格式1xY和RGB的采樣率()和幀率,為:TOC\o"1-5"\h\z1920x1080p 74.176MHz 23.976Hz1920x1080p 74.250MHz 24.000Hz1920x1080p 74.250MHz 25.000Hz1920x1080p 74.176MHz 29.970Hz1920x1080p 74.250MHz 30.000Hz1920x1080P 148.50MHz 50.000Hz1920x1080P 148.35MHz 59.940Hz1920x1080P 148.50MHz 60.000Hz注意長寬比4:3和16:9都可使用。其他常用格式1xY和R'G’的采樣率()和幀率,為:1280x1080P 49.451MHz 23.976Hz1280x1080P49.500MHz24.000Hz1280x1080P49.500MHz25.000Hz1280x1080P49.451MHz29.970Hz1280x1080P49.500MHz30.000HzTOC\o"1-5"\h\z1280x1080P 99.000MHz 50.000Hz1280x1080P 98.901MHz 59.940Hz1280x1080P 99.000MHz 60.000Hz1440x1080P 55.632MHz 23.976Hz1440x1080P 55.688MHz 24.000Hz1440x1080P 55.688MHz 25.000Hz1440x1080P 55.632MHz 29.970Hz1440x1080P 55.688MHz 30.000Hz1440x1080P 111.38MHz 50.000Hz1440x1080p111.26MHz59.91440x1080p111.26MHz59.940Hz1440x1080p111.38MHz60.01440x1080p111.38MHz60.000Hz模擬和數(shù)字視頻信號的關系例子如圖4.35、4.36和表4.3所示。H(行消影)和V(場消影)信號的定義如圖4.37所示。SAMPLERATE88SAMPLESDEGITALBLANKING=148.5OR146.35MHZ口EGFWLACTIVELINE280SAMPLES(Ck-279)1920SAMPLES(280-2199)TOTALLINE口□SAMPLERATE88SAMPLESDEGITALBLANKING=148.5OR146.35MHZ口EGFWLACTIVELINE280SAMPLES(Ck-279)1920SAMPLES(280-2199)TOTALLINE口□稅ww口圓則興臉mjs?m2200SAMPLES(0-2199)圖4.351080p模擬和數(shù)字信號的關系(16:9格式,59.94Hz幀頻,148.35MHz采樣時鐘;60Hz幀頻,148.5MHz采樣時鐘)
SAMPLESDIGITALBLANKING(0]SAMPLESDIGITALACTIVELINE[A]SAMPLESSAMPLESDIGITALBLANKING(0]SAMPLESDIGITALACTIVELINE[A]SAMPLESTOTALUNE(B]SAMPLES 贅二二ad;娜則蝴口國喇照臉瓜0?m圖4.36通用1080p模擬和數(shù)字信號的關系水平有效采樣點數(shù)(A)幀頻(Hz)1xY采樣頻率(MHz)水平總采樣點數(shù)(B)水平消影期采樣點數(shù)(C)D采樣點數(shù)192024/1.00174.25/1.00127508306382474.2527508306382574.25264072052830/1.00174.25/1.0012200280883074.2522002808850148.5264072052860/1.001148.5/1.00122002808860148.5220028088
144024/1.00155.6875/1.0012062.5622.5478.52455.68752062.5622.5478.52555.6875198054039630/1.00155.6875/1.0011650210663055.687516502106650111.3751980540396
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