数字电视时代的几种专业DV格式介绍(上)

2006-01-12 10:06:05来源:广电在线 作者:李顺芳热度:
  随着电子技术、数字技术和计算机技术的迅速发展,广播电视系统设备的数字化、网络化发展日新月异,令人始料不及。1998年11月美国开始数字电视广播,计划2006年将全面实现数字电视广播并全部收回模拟电视的NTSC频道,西欧和日本等发达国家也都制定了各自的数字电视广播计划。我国的数字电视广播HDTV已于1998年9月在中央电视塔上进行广播试验,并将于2000年正式试播。数字电视的时代即将到来,模拟电视终将被数字电视所取代。所以广播电视技术工作者急需知识更新。今年上半年北京广播学院举办了《数字电视》远程教学,学习中我作为辅导员发现许多同志对电视设备的数字格式理解不深,现把广播电视设备的数字格式做一简单介绍。
  
  格式是指表达、记录图像信息的方式,如视频标准中最基本的参数是扫描格式,规定了每行像素数、每帧行数、每秒场数和帧数。录像机的记录方式也称为格式,如D1、 D5格式,DVCAM格式,DVCPRO及Digital-S格式等。
  
  模拟电视存在着许多难以克服的缺陷:多次传输或复制后会形成噪声积累,信号的线性、非线性失真,亮色互扰,行间闪烁,爬行,微分相位和微分增益失真等等,致使图像质量不断下降。但这些缺陷大多可通过将模拟信号转变为数字信号进行处理、存储、控制和传输来解决。为了用数字处理和传输电视信号,首先要将模拟电视信号数字化,即对电视信号进行抽样、量化和编码。
  
  电视信号是通过摄像机对自然景物的扫描并经光电转换形成的。对于PAL制,扫描后的图像每秒包含25帧,1帧分为两场,每场有效行为287.5行,这就是说电视信号一经产生,实际上已对自然景物在时间轴及图像垂直方向上完成抽样,留给数字电视系统的是如何在水平方向上完成抽样和量化。
  
   1 CCIR 601建议所确定的数字分量编码4∶2∶2标准
   (1)抽样频率的选择
   电视信号数字化抽样频率的选择首先应满足奈奎斯特抽样定理,即抽样频率至少要等于视频带宽的两倍。对于数字分量编码,CCIR 601建议亮度抽样频率为525/60和 625/50三大制式行频公倍数2.25MHz的6倍,即13.5MHz。对现行电视制式而言,亮度信号的最大带宽是6MHz,13.5MHz>2×6MHz=12MHz,所以它符合奈奎斯特定理。而色差信号的带宽比亮度信号窄得多,所以在分量编码时两个色差信号的抽样频率可以低一些。因同时考虑到抽样的样点结构应满足正交结构要求,两个色差信号的抽样频率均选为亮度信号抽样频率的一半,即6.75MHz,这样亮度信号与两个色差信号的抽样频率之比为 4∶2∶2。
  
  (2)数字分量视频信号有效行取样点数的确定
  每行数字分量信号的取样点数为:
  对于625行/50场制式:
  每行亮度取样点=13.5Mhz/15625Hz=864点/行
  每行每个色度取样点=6.75Mhz/15625Hz=432点/行
  对于525行/60场制式:
  每行亮度取样点=13.5Mhz/15734.266Hz=858点/行
  每行每个色度取样点=6.75Mhz/15734Hz=429点/行

  可见,这两种制式选用了相同的抽样频率,但每行取样点数却不相同。所以把两者取样点数之差别放在数字有效行以外的部分,而使每个数字有效行内的取样点数相同。
  
   CCIR 601建议两种制式有效行内的取样点数亮度信号取720个,两个色差信号各取360 个,即每个数字有效行包括720个亮度数据和720个色度数据(两个色度各360个),这样就统一了数字分量编码标准,使三种不同制式便于转换和统一。所以有效行亮度信号与两个色差信号的取样点数之比也为4∶2∶2(720∶360∶360)。
  
  上述两点即为获取高质量的后期制作由CCIR 601建议所确定的数字分量编码标准:
  
   亮度信号的抽样频率为13.5MHz,每个色差信号的抽样频率为6.75MHz,其抽样频率之比为4∶2∶2,或者说,每数字有效行亮度信号的取样点数是720个,每个色差信号的取样点数是360个,其取样点数之比也为4∶2∶2,这就是数字分量编码的4∶2∶2标准,也称为4∶2∶2格式。用作演播室数字设备及其联接或国际节目交换时的数字化标准。 (待续)

责任编辑:DVBCN编辑部

为您推荐

数字广播野心勃勃挑战3G、地面数字电视

广播曾经风靡一时,但后来却越来越边缘化,最近一段时间以来,数字技术的发展似乎又开始促使广播焕发出新的活力。3月28日,北京人民广播电台(以下简称北京电台)宣布将在4月18日开始试播数字广播节目,预计今年下半年还有六套节目播出。据介绍,首次试播的是一套“世界音乐”节目,据说可以和CD的音质媲美。从AM(调幅)到FM(调频)到现在的DAB(数字音频广播),广播又一次的革命开始了。但数字广播的野心绝不仅于此,在DAB基础上的DMB(数字多媒体广播),也就是能同时传输音频、视频和数据业务的新网络,才是它最终想要做到的。数字广播主要有DAB、DMB和数据广播三大应用,而DMB最大的市场就是手机电视。在3

数字电视和无线技术将是2005年应用热点

2004年博通公司率先发布了AVC或者H.264HD芯片,除数字电视和高清电视应用的一些技术外,博通公司还集中开发用于移动设备和无线通信的芯片。博通公司开发了用于便携式应用的低功耗Wi-Fi单一芯片,在EDGE技术方面开发了2.75G的多媒体EDGE基带芯片,在W-CDMA技术方面,博通公司通过并购,此类芯片开发能力有新的提高。而多媒体应用处理器技术,博通公司通过并购AlphaMosaic公司,从而拥有了应用于手机和其他便携式应用的高性能多媒体应用处理器。进入2005年,数字电视和无线技术将是应用热点,数字功能在北美正在成为大尺寸电视政府强制拥有的功能,而在中国和日本等电视设计和生产能力巨大的

珠海万户家庭年底可看数字电视节目过百套

珠海市有线数字电视整体转换服务平台已经安装调试完毕。记者从有关部门了解到,全市有线电视数字化整体转换工作已于近日正式启动。年底前,将有1万户市民实现有线电视数字化整体转换。过渡期保留6套模拟节目根据珠海市《关于全面推进市有线电视数字化整体转换工作的实施意见》(以下简称《实施意见》),从正式启动之日起至今年年底,全市将完成华发新城、南村豪苑、五洲花城和海湾花园部分区域等20余个居民小区1万有线电视用户的整体转换工作;至2006年底,完成香洲区辖区内15万有线电视用户的整体转换工

国泰君安:歌华有线赢得北京地区数字电视主导权

事件描述歌华有线(600037)携旗下子公司北京北广传媒数字电视有限公司(简称”北广数字电视公司")与上海文广互动电视有限公司(简称”上海文广互动")于2005年12月13日签署了为期10年的《数字付费电视频道合作协议》。三方在协议中约定,上海文广互动作为上海文广新闻传媒集团开办的全部数字电视付费频道的独家运营商和国家广电总局认可的全国性数字电视付费频道集成运营机构,授权歌华有线和北广数字电视公司共同作为上海文广互动授权频道在北京行政区域内的唯一营销代理商,歌华有线、北广数字电视公司也将不再委托任何第三方作为该业务的分销商。同时,上海文广互动授权歌华有线为北京行政区域内唯一可以传送上海文广互动