数字电视视频格式与制式的概念

数字电视视频格式与制式的概念1数字电视视频格式与制式的概念在数字视频中，格式和制式有类似的含义。一般情况下，格式是指表达、记录图像信息的方式，例如，扫描格式，规定了每行像素数、每帧行数，一般将数字流按一定的方式记录在磁带上的规定也称为格式，如D-1格式、D-2格式、D-3格式和D-5格式等。严格来说，D-1格式专指录像格式，但因其简单明了，有时也引申为数字分量格式的代名词。格式往往是范围较小的概念，而制式则是更大范围的概念。格式可以是一个系统中的不同格式，而制式则可以是不同的系统，如NTSC制、PAL制、SECAM制、顺序传输制、同时传送制等，又如黑白电视制式、彩色电视制式和数字电视制式等。2数字电视视频标准与规范的概念标准和规范的含义相近，标准指要遵照执行的规定和必须采用的参数，往往是强制性的，而规范强制性色彩较弱，说明的成分更强，但也有较为强制性的规范。在没有管理权的情况下，有些标准称为建议，如ITU的各种标准均称为建议（Recommendation）。其实，格式、制式、标准和规范的中文含义和英文名称有一定的交叉，有时翻译可能不尽吻合，如格式英文通常是指“Format”，但扫描格式的英文是“ScanningStandard”，直译是扫描标准；而磁带格式“D-1格式”的英文是“D-1Format”，与中文含义相同；制式和标准的英文则都是“Standard”，如NTSC制、PAL制、SECAM制，它们相互之间的转换称为“制转”，英文是“StandardConversion”。有时电视制式也用“System”，如“PALSystem”，规范的英文是“Specification”，但中文的说明书有时也是“Specification”，两者的含义相差甚远。3数字电视清晰度的概念清晰度有时也叫分辨率，是电视理论中用来表示图像质量的一个基本参数，是人的视力主观感觉，与电视制式有关，一般地，清晰度用M=0.7Z来计算，其中Z是扫描正程的行数。例如我国目前使用的PAL/D制式，正程可按576行计算，则清晰度M约为400线，数字电视的清晰度可达1000线以上。但应注意，此处所讲的分辨率不是显像管本身的分辨率。4数字电视视频标准的基本参数4.1扫描格式视频标准中最基本的参数是扫描格式，主要包括图像在时间上和空间上的抽样参数，即每行多少像素，每帧多少行，每秒有几帧，是隔行扫描还是逐行扫描。扫描格式主要有两大类：525/59.94和625/50，这里前面是每帧行数，后面是每秒场数。NTSC制的场频准确值是59.94005994Hz，行频是15734.26573Hz；PAL制的场频是50Hz，行频是15625Hz。在数字域，经常用水平、垂直像素数和帧频来表示扫描格式，如480×704×30，1080×1920×30等。对ATSC标准来说，共有28种扫描格式，其中标准清晰度电视为480×704×F480×640×FF以为23.976Hz，24Hz，29.97Hz，30Hz，59.94Hz和60Hz。高清晰度电视惟1080×1920×F,帧频F23.92Hz，30Hz和29.97Hz，或720×1280×FF23.976Hz，24Hz，29.97Hz，30Hz，59.94Hz和60Hz。对DVB来说，25Hz帧频的SDTVIRD可以接收扫描格式为720×576×25，544×576×25，352×576×25的图像。30Hz帧频的SDTVIRD可以支持30000/1001Hz的帧频，可以接收扫描格式为720×480×30，544×480×30，480×680×30，352×480×30，352×240×30的图像。25Hz的HDTVIRD可以接收扫描格式为1152×1920×F1080×1920×FF25Hz或50Hz。30Hz的HDTVIRD可以接收扫描格式惟1152×1920×F1080×1920×FF24000/1001，30，60000/1001或60Hz。4.2宽高比宽高比可以用两个整数的比来表示，也可以用一个小数来表示，如4∶3或1.33。电影、常规清晰度和高清晰度电视具有不同的宽高比，常规清晰度电视的宽高比是4∶3或1.33，高清晰度和扩展清晰度电视的宽高比是16∶9或1.78，电影的宽高比从早期的1.333到宽银幕的2.35再到动感宽银幕3D格式的2.77。输入图像宽高比不一样，就会有在某一宽高比屏幕上显示不同宽高比图像的问题，16∶9的图像在4∶3屏幕上显示时有3种方式：第一种是变形（Anemographic）方式，在水平充满的情况下，垂直拉长，直到充满屏幕，这样图像看起来比原来瘦；第二种方式是字符框-A（Letterbox-A）方式，16∶9的图像保持其不失真，但在屏幕上下各留下一条黑条；第三种方式是-B（Letterbox-B）方式，是前两种方式的折中，水平方向两侧各超出屏幕一部分，垂直上下黑条也比第二种窄一些，图像的宽高比为14∶9。用4∶3常规清晰度屏幕接收高清晰度电视图像时，除字符框-A方式外，还增加了放大和左右移动两种方式，放大（zoom）模式是只显示高清晰度电视中的一部分图像，而左右移动（PanScan）是在垂直正好充满屏幕的情况下，可左右移动显示高清晰度电视图像。4.3编码方式数字视频信号编码主要有复合编码和分量编码方式，前者是将复合彩色信号直接编码成PCM形式，后者是将三基色信号R，G，B分量或亮度和色差信号分别编码成PCM形式。复合编码时由抽样频率和副载频间的差拍造成的干扰将落入图像带宽内，会影响图像质量。分量编码的优点是编码与制式无关，只要抽样频率与行频有一定的关系，便于制式的转换和统一，可采用时分复用方式，避免亮色串扰，所以图象质量高。数字视频传输有信源编码和信道编码。信源编码主要解决有效性问题，通过对信源的压缩、扰乱、加密等一系列处理，尽量减少信源各符号的相关性，以提高信源的传输效率，却除冗余度，它构成了数据压缩的理论基础。由于近代信源编码的理论与方法主要以压缩数字编码的数码率为目标，因而目前“数据压缩”与“信源编码”已是两个具有相同含义的术语了。信道编码主要解决可靠性总是它是在信源编码和传输通道之间插入的某种编码，目的是使处理过的信号在传输过程中不出错或少出错，即使出错也要能自动检错和尽量纠错，如果信道编码的纠错能力足以保证对数字系列的无误差编码，这样的信道叫无噪声数字信道，所以也可以说是信道编码增加了整个系统的抗干扰性。