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疆圈望第五章数字声频工作站
(a)高空间频率(b)低空间频率
图5-53图像的水平频率
在模拟视频中,水平自由度(行方向)可以看成是从亮到暗连续变的(在单色的情况下),但是在垂直方向却是按行扫描线的结构采样的。数字视频在水平自由度上也是采样方式的,并且按照每个像素的亮度对这个图像矩阵中的每个像素赋予一个二进制数。为了要表示彩色,通常需要三个视频信号--红、绿、蓝视频信号(即R、G、B视频信号)。根据这三个视频信号可以合成出其他的彩色和白色。但是,通常我们所用到的却是一个亮度信号(Y)和二个色度信号(R-Y)和(B-Y)的形式。亮度信号(Y)是由R、G、B三个信号的混合构成的。
我们可以由R、G、B和Y信号按矩阵运算组成二个色差信号R-Y(记为Cr)和B-Y(记为Cb)。
Cr和Cb可以用比Y信号小得多的带宽来表示。因为人眼对降低彩色带宽的灵敏度要比对降低亮度带宽的灵敏度小得多。这种色差格式在记录与传输系统中常被称为"分量视频信号"。
复合视频信号这一术语指的是这样的一种系统,即色差分量信号被调制在副载波上,并与亮度信号混合在一起形成一个彩色信息与亮度信息按频谱间置在一起的波形。以此为目的,常见的技术有PAL,用于625/50的视频系统,以及NTSC,用于525/60的视频系统。这种技术是对视频信号而言,是带宽利用率最高的一种形式,分量视频和RGB视频要求有更宽的频带。当然,调制的结果在某种程度上会由于彩色信息与亮度(单色)信息之间的相互作用而导致副作用的出现。
2.视频的数字化
CCIR601标准规定了用于分量视频的基本采样频率为3.375MHz,我们以该频率的各种倍数对亮度信号进行采样。所谓的4:2:2格式的视频采样系统就是用4倍的3.735MHz
(13.5MHZ)作为亮度分量的采样频率,2倍的3.375MHz作为(降低了带宽的)色差信号的采样频率。对于525/59.94Hz的电视系统,采用的是同样的采样频率,因为这个采样频率是这两种系统行频的公倍数。因此简化了可供两种系统工作设备的设计。复合视频通常以不同于4倍的副载波频率的采样率工作,这导致对625行和525行的两种视频系统来讲要用不同的采样率。这一切归然于用数字的方法完成对彩色信息解码的做法,以及为简化所需的滤波器设计的要求。
按典型的做法,数字视频的采样样本是按8bit或10bit的分辨率进行量化的,相对于声频的
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