彩色数字电视基础

彩色数字电视基础主要内容视觉的时间域响应特性YUV、YIQ与YCrCb颜色空间彩色电视制式彩色电视信号的类型电视图像数字化图像子采样数字电视简介视觉的时间域响应特性让观察者观察按时间重复的亮度脉冲，如果闪烁频率比较低，人眼就有一亮一暗的感觉。如果闪烁频率足够高，人眼看到的则是一个恒定的亮点。闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率，经测定为46HZ。电影播放过程中，每秒投射24幅画面，每幅画面投射过程中用机械挡光阀遮挡一次，这样就得到了48HZ的闪烁频率。要保持画面中物体运动的连续性，要求每秒钟摄取的画面数约为25帧左右。YUV、YIQ与YCbCr颜色空间人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节的分辨能力低，通常把RGB空间表示的彩色图像变换到YUV或者YIQ颜色空间。每一种彩色空间都产生一种亮度分量信号和两种色度分量信号，而且亮度信号(Y)和色度信号(U、V)是相互独立的，每一种变换使用的参数都是为了适应某种类型的显示设备。彩色电视信号中采用YIQ或者YUV空间一是为了兼容黑白电视，二是为了实现压缩。YUV、YIQ与YCbCr颜色空间YUV模型用于PAL制式的电视系统，Y表示亮度，UV并非任何单词的缩写。     Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B     U = 0.493 (B – Y)     V = 0.877 (R – Y)YUV空间相当于对RGB空间做了一个解相关的线性变化。U和V的比值决定色调，而(U2+V2)1/2代表颜色的饱和度。YUV、YIQ与YCbCr颜色空间YUV、YIQ与YCbCr颜色空间YIQ模型与YUV模型类似，用于NTSC制式的电视系统。YIQ颜色空间中的I和Q分量相当于将YUV空间中的UV分量做了一个33度的旋转。YCbCr颜色空间是由YUV颜色空间派生的一种颜色空间，主要用于数字电视系统中。从RGB到YCbCr的转换中，输入、输出都是8位二进制格式。YUV、YIQ与YCrCb颜色空间电视扫描和同步彩色电视制式NTSC彩色电视制的主要特性是：(1) 525行/帧, 30帧/秒(2) 高宽比：电视画面的长宽比为4:3 (3) 隔行扫描，一帧分成2场(field)，262.5线/场 (4) 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信息，因此只有485条线的可视数据。 (5) 每行63.5微秒，水平回扫时间10微秒(包含5微秒的水平同步脉冲)，所以显示时间是53.5微秒(6) 颜色模型：YIQ(7)美国、加拿大等大部分西半球国家，及日本、韩国、菲律宾和中国的台湾采用这种制式。彩色电视制式彩色电视信号的类型复合电视信号：包含亮度信号、色差信号和所有定时同步信号的单一电视信号。分离电视信号（S－Video信号）：是亮度和色差分离的一种电视信号，它可以（1）减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。（2）不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号，这样可提高亮度信号的带宽。分量电视信号：是指每个基色分量作为独立的电视信号，使用分量电视信号是表示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。彩色电视信号的类型电视图像数字化电视图像数字化常用的方法有两种：先从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后数字化。大多数电视信号源都是彩色全电视信号，如来自录象带、激光视盘、摄象机等的电视信号。对这类信号的数字化，通常的做法是首先把模拟的全彩色电视信号分离成YUV，YIQ或RGB彩色空间中的分量信号，然后用三个A/D转换器分别对它们数字化。首先用一个高速A/D转换器对彩色全电视信号进行数字化，然后在数字域中进行分离，以获得所希望的YCbCr，YUV，YIQ或RGB分量数据。ITU-RBT.601数字化标准1、采样频率    CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图像采样频率。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电视图像信号采样。    亮度信号采样频率 fs = 13.5 MHZ    色度信号采样频率 fc＝6.75MHZ 或 13.5MHZ    每行采样点数 N = 864  (PAL) ，858（NTSC）     对于所有制式，每个扫描行的有效样本数均为720。ITU-RBT.601数字化标准2、数字信号取值范围：     亮度信号220级，色度信号225级。3、颜色空间之间的转换公式4、图像子采样格式：4：4：4，4：2：2、       4：1：1、4：2：0CIF、QCIF和SQCIF图像子采样如果对色差信号使用的采样频率比对亮度信号使用的采样频率低，这种采样就称为图像子采样(subsampling)。图像子采样数字电视数字电视的定义：    数字电视（DTV），是指从电视节目采集、录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视技术。它可以划分为 3大部分：信源部分（发送端）、信道部分（传输/存储过程）和信宿部分（接收端）。数字电视数字电视分类    数字电视系统业务可以按照其活动的图像比特率的大小，粗略划分为标准清晰度数字电 视（SDTV）和高清晰度数字电视（HDTV）。SDTV和HDTV的数字电视业务都可以应用于不同的 领域和场合，以满足广大消费者多层次的需要。它们两者将长期共存。数字电视数字电视比原来的模拟电视，有以下优点:高清晰度的电视画面：可以可与DVD相媲美（最低：1280×720，最高：1920×1080）。 优质的音响效果：伴音可以达到CD质量。 丰富的节目内容，有线网的带宽利用率更高。 抗干扰功能力强，画面更稳定。 扩展功能多：机顶盒除了一些基本功能外，还有许多扩展功能如上网、点播、股票查询、在线交易、远程教育等。高清晰度电视原则上讲，HDTV是由它所能提供的画面质量定义的。分辨率:HDTV画面水平和垂直的像素目都差不多是常规系统的2倍。垂直方向的高清晰度是由1 000多行的扫描线获得的。大约为传统5倍的视频带宽使灰度层次更加丰富，再加上有一些带宽用于单独传输色彩值，使得总带宽就是现有彩色电视系统的5～8倍。宽高比:HDTV画面的指定宽高比为16:9=1.777。采用高清晰显像管，点节距（即荧光点的大小）应小于０·７毫米； 观看距离:由于人眼分辨细节的能力是有限的，所以观看细节更丰富的HDTV画面，观看距离要更近一些。