单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,视频处理,彩色数字电视基础,数字视频编辑初步视频编辑软件的使用、编辑视频片段,视频文件压缩MPEG格式,流式媒体介绍和应用WMV、ASF、RM、RMVB,视频格式转换,视频处理,1,数字处理技术,彩色数字电视基础,彩色电视制式,目前世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSC制、PAL制和SECAM制。这里不包括高清晰度彩色电视HDTV(High-Definition television)。,数字处理技术彩色数字电视基础,2,NTSC,(,National Television Systems Committee)彩色电视制是1952年美国国家电视标准委员会定义的彩色电视广播标准，称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家，以及日本、韩国、菲律宾等国和中国的台湾采用这种制式。,NTSC,NTSC(National Television Syste,3,PAL,由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺点，因此德国(当时的西德)于1962年制定了,PAL,(,Phase-Alternative Line)制彩色电视广播标准，称为逐行倒相正交平衡调幅制。德国、英国等一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。,PAL 由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失,4,法国制定了SECAM(法文：,Sequential Coleur Avec Memoire)彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储制。法国、前苏联及东欧国家采用这种制式。世界上约有65个地区和国家试验这种制式。,SECAM,法国制定了SECAM(法文：Sequential Cole,5,NTSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制制式。这里说的“兼容”有两层意思：,一是指,黑白电视机能接收彩色电视广播，显示的是黑白图像，,另一层意思是,彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这叫,逆兼容性,。,电视制式的兼容,NTSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制制式。这里说的“,6,为了既能实现兼容性而又要有彩色特性，因此彩色电视系统应满足下列几方面的要求：,(1)必需采用与黑白电视相同的一些基本参数，如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同步信号、图像载频、伴音载频等等。,(2)需要将摄像机输出的三基色信号转换成一个亮度信号，以及代表色度的两个色差信号，并将它们组合成一个彩色全电视信号进行传送。在接收端，彩色电视机将彩色全电视信号重新转换成三个基色信号，在显象管上重现发送端的彩色图像。,为了既能实现兼容性而又要有彩色特性，因此彩色电视系统应满足下,7,扫描有隔行扫描(interlaced scanning)和非隔行扫描之分。非隔行扫描也称逐行扫描,(a)逐行扫描,电视扫描和同步,扫描有隔行扫描(interlaced scanning)和,8,隔行扫描,隔行扫描,9,在隔行扫描中，电子束扫完第1行后回到第3行开始的位置接着扫，如图所示，然后在第5、7、，行上扫，直到最后一行。奇数行扫完后接着扫偶数行，这样就完成了一帧(frame)的扫描。由此可以看到，隔行扫描的一帧图像由两部分组成：一部分是由奇数行组成，称奇数场，另一部分是由偶数行组成，称为,偶数场,，,两场合起来组成一帧,。因此在隔行扫描中，无论是摄象机还是显示器，获取或显示一幅图像都要扫描两遍才能得到一幅完整的图像。,在隔行扫描中、扫描的行数必须是奇数。如前所述，一帧画面分两场，第一场扫描总行数的一半，第二场扫描总行数的另一半。隔行扫描要求第一场结束于最后一行的一半，不管电子束如何折回，它必须回到显示屏顶部的中央，这样就可以保证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。正是这个原因，才要求,总的行数必须是奇数,。,在隔行扫描中，电子束扫完第1行后回到第3行开始的位置接,10,每秒钟扫描多少行称为,行频,f,H,；每秒钟扫描多少场称为,场频,f,f,；每秒扫描多少帧称,帧频,f,F,。,f,f,和,f,F,是两个不同的概念。,行频、帧频,每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描多少场称为场频ff；,11,PAL电视制的主要扫描特性是：(1)625行(扫描线)/帧，25帧/秒(40 ms/帧)(2)高宽比(aspect ratio)：4:3(3)隔行扫描，2场/帧，312.5行/场(4)颜色模型：YUV,1.PAL制电视的扫描特性,PAL电视制的主要扫描特性是：(1)625行(扫描线)/,12,彩色数字电视基础课件,13,.NTSC制的扫描特性,NTSC彩色电视制的主要特性是：,(1)525行/帧,30帧/秒(29.97 fps,33.37 ms/frame),(2)高宽比：电视画面的长宽比(电视为4:3；电影为3:2；高清晰度电视为16:9),(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。Laser disc约420线，S-VHS约320线,(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,.NTSC制的扫描特性,14,3.SECAM,SECAM(法文：Sequential Coleur Avec Memoire)制式是法国开发的一种彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储制。这种制式与PAL制类似，,其差别是SECAM中的色度信号是频率调制(FM)，而且它的两个色差信号：红色差(R-Y)和蓝色差(B-Y)信号是按行的顺序传输的。,法国、俄罗斯、东欧和中东等约有65个地区和国家使用这种制式，图像格式为4:3，625线，50 Hz，6 MHz电视信号带宽，总带宽8MHz。,3.SECAM,15,TV制式,PAL,NTSC,SECAM,行周期(H),64.0,63.55,64.0,水,消隐宽度,11.8,10.8,11.8,平,同步宽度,4.7,4.7,4.7,定,前肩,1.3,1.3,1.3,时,色同步起点,5.6,5.1,(s),色同步宽度,2.25,2.67,均衡脉冲宽度,2.35,2.3,2.35,场同步脉冲宽度,27.3,27.1,27.3,垂直,消隐宽度,25H,20H,25H,(场),均衡脉冲数,5,6,5,同步,场同步脉冲数,5,6,5,三种彩色制式的特征,彩色电视的同步信号,TV制式PALNTSCSECAM行周期(H)64.063.5,16,TV制式,PAL,G I D,NTSCM,SECAM,行/帧,625,525,625,帧/秒(场/秒),25(50),30(60),25(50),行/秒,15625,15734,15625,参考白光,C,白,D,6500,D,6500,声音载频(MHz),5.5 6.0 6.5,4.5,6.5,2.8,2.2,2.8,彩色副载频(Hz),4433618,3579545,4250000(+U)4406500(-V),彩色调制,QAM,QAM,FM,亮度带宽(MHz),5.0 5.5,4.2,6.0,色度带宽(MHz),1.3(Ut)1.3(Vt),1.3(I)0.6(Q),1.0(Ut)1.0(Vt),三种彩色制式的特征,彩色电视国际标准,TV制式PALNTSCMSECAM行/帧625525625,17,彩色电视中，用Y、C,1,C,2,彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号，在NTSC彩色电视制中，C,1,，C,2,分别表示I、Q两个色差信号；在PAL彩色电视制中，C,1,，C,2,分别表示U、V两个色差信号；在CCIR 601数字电视标准中，C,1,，C,2,分别表示Cr，Cb两个色差信号。,所谓色差是指基色信号中的三个分量信号(即R、G、B)与亮度信号之差。,彩色电视中，用Y、C1,C2彩色表示法分别表示亮度信号和两,18,在彩色电视中，使用Y、C,1,，C,2,有两个重要优点：Y和C,1,，C,2,是独立的，因此彩色电视和黑白电视可以同时使用，Y分量可由黑白电视接收机直接使用而不需做任何进一步的处理；可以利用人的视觉特性来节省信号的带宽和功率，通过选择合适的颜色模型，可以使C,1,，C,2,的带宽明显低于Y的带宽，而又不明显影响重显彩色图像的观看。因此，为了满足兼容性的要求，彩色电视系统选择了一个亮度信号和两个色差信号，而不直接选择三个基色信号进行发送和接收。,在彩色电视中，使用Y、C1，C2有两个重要优点：Y和C1,19,彩色电视信号的类型,1、复合电视信号,包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号叫做复合电视信号(composite video signal)，或者称为全电视信号。,2、分量电视信号,分量电视信号(component video signal)是指每个基色分量作为独立的电视信号。每个基色既可以分别用R、G和B表示，也可以用亮度-色差表示，如Y、I和Q，Y、U和V。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1、复合电视信号,20,分离电视信号S-Video(Separated video-VHS)是亮度和色差分离的一种电视信号，是分量模拟电视信号和复合模拟电视信号的一种折中方案。使用S-Video有两个优点：,(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。,3、S-Video信号,分离电视信号S-Video(Separated video-,21,复合电视信号,是把亮度信号和色差信号复合在一起，使用一条信号电缆线传输。而,S-Video信号,则使用单独的两条信号电缆线，一条用于亮度信号，另一条用于色差信号，这两个信号称为Y/C信号。S-Video使用4针连接器，如图,S-Video连接器,复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起，使用一条信号电,22,S-Video,和,S-VHS,注意：,不要把,S-Video,和,S-VHS(Super Video Home System),相混淆，S-VHS是高档家用录像系统。S-Video是定义信号电缆连接插座的硬件标准，S-VHS或者写成SVHS是加强性VHS电视录象带的信号标准，提供的分辨率比VHS提供的分辨率要高一些，噪声信号要低一些。S-VHS支持分离的亮度和色度信号输入/输出，取消了亮度和色度的复合-分离过程。,S-Video和S-VHS注意：不要把S-Video和S-V,23,电视图像数字化,数字化的方法,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。我们现在接触到的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YCbCr，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。,电视图像数字化数字化的方法,24,数字化标准,国际无线电咨询委员会CCIR(International Radio Consultative Committee)就制定了彩色电视图像数字化标准，称为,CCIR 601标准,，现改为,ITU-R BT.601标准,。该标准规定了彩色电视图像转换成数字图像时使用的采样频率，RGB和YCbCr(或者写成YC,B,C,R,)两个彩色空间之间的转换关系等。,数字化标准国际无线电咨询委员会CCIR(Internatio,25,彩色空间之间的转换,在数字域而不是模拟域中RGB和YCbCr两个彩色空间之间的转换关系用下式表示：Y=0.299R+0.587G+0.114BCr=(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128Cb=(-0.1687R-0.3313