多媒体原理与系统设计第7章：数字视频基础

多媒体原理与系统设计第七章数字视频基础

模拟电视信号分析模拟视频的数字化数字视频数据格式一、模拟电视信号分析1.1模拟电视系统的主要概念

扫描

两种扫描方式图像信号消隐信号偶数场奇数场帧逐行扫描隔行扫描

电视制式

三种主要的电视制式：制式扫描方式每帧总行数帧频率宽高比彩色模型NTSC隔行52530f/s4/3YIQSECAM隔行62525f/s4/3YCbCrPAL隔行62525f/s4/3YUV

彩色模型YUV模型Y=0.30R+0.59G+0.11BU=(B-Y)*0.493V=(R-Y)*0.877YIQ模型Y=0.30R+0.59G+0.11BI=0.60R–0.28G–0.32BQ=0.21R–0.52G+0.31BYCbCr模式Y’=0.299R+0.587G+0.114BU

=B–Y’V

=R–Y’Pb

=(0.5/(1–0.114))*(B–Y’)Pr

=(0.5/(1–0.299))*(R–Y’)Y=16+219*Y’Cb=128+224*PbCr

=128+224*Pr为什么电视系统要采用YUV彩色模型?

AnalogtelevisionusesYUVpartlyforhistoricalreasons.Analogcolortelevisionsignalsweredesignedtobebackwardcompatiblewithblack-and-whitetelevisions.Thecolortelevisionsignalcarriesthechromainformation(UandV)superimposedontothelumasignal.Black-and-whitetelevisionsignorethechromaanddisplaythecombinedsignalasagrayscaleimage.(Thesignalisdesignedsothatthechromadoesnotsignificantlyinterferewiththelumasignal.)ColortelevisionscanextractthechromaandconvertthesignalbacktoRGB.

YUVhasanotheradvantagethatismorerelevanttoday.Thehumaneyeislesssensitivetochangesinhuethanchangesinbrightness.Asaresult,animagecanhavelesschromainformationthanlumainformationwithoutsacrificingtheperceivedqualityoftheimage.Forexample,itiscommontosamplethechromavaluesathalfthehorizontalresolutionofthelumasamples.Inotherwords,foreverytwolumasamplesinarowofpixels,thereisoneUsampleandoneVsample.引自:/en-us1.2模拟电视信号分析

电视信号的调制过程Y矩阵I矩阵Q矩阵RGB0.6MHz带通滤波1.3MHz带通滤波插入部件积分调制4.2MHz带通滤波复合NTSC输出信号复合电视信号（Compositesignal）NTSC制式分量电视信号（separatedsignal）

RGB/YUV/YIQ的每一个分量分别被编码成一个信号。

S-Video信号亮度信息被编码成一个信号，两个色差编码成一个复合信号。亮度信号色差信号二、模拟视频信号的数字化2.1数字化方法

先分离再采样

复合信号信号分离RGB/YUV/YIQ/YCbCrA/DA/DA/D数字视频信号先采样再分离

复合电视信号A/DRGB/YUV/YIQ/YCbCr信号分离数字视频信号采样频率

制式采样频率每行样本数PAL13.5MHz864NTSC13.5MHz858SECAM13.5MHz864每行有效样本数72012216858NTSC72013216864PAL采样格式4:2:24:2:04:1:14:4:4视频图像的公共交换格式CIFQCIFSQCIFLine/framePixels/lineLine/framePixels/lineLine/framePixels/lineY2883601441809612