原理
601建議採用了對亮度信號和兩個色差信號分別編碼的分量編碼方式,對亮度信號Y的抽樣頻率為13.5MHz,對色度信號U和V的抽樣頻率為6.75MHz。每個數字有效行分別有720個亮度抽樣點和360´2個色差信號抽樣點。對每個分量的抽樣點都是均勻量化,對每抽樣進行8比特精度的PCM編碼。這幾個參數對525行、60場/s和625行50場/s的制式都是相同的。所謂的有效抽樣點是指在數位化模擬視頻時,只在有圖像信號出現時刻的樣點時有效的,其餘時刻的樣點則不在PCM編碼的範圍內。這是因為在數位化的視頻信號中,不再需要如實地表示行、場同步信號和消隱信號,只要一個簡單的脈衝表示行、場(幀)的起始位置即可。例如,對於PAL制視頻,完整地傳輸所有的樣點數據,大約需要200Mbit/s左右地傳輸速率。但如果僅傳輸有效樣點只需要160Mbit/s左右的速率。
從下表中我們還可以看到,色度信號的抽樣率要比亮度信號的抽樣率低一倍,這樣做的原因是考慮到人的眼睛對色度信號的解析度比亮度信號低。按照這種比例抽樣的數字視頻常常又稱作4∶2∶2格式,
表 601建議的主要參數(亮、色抽樣頻率為4:2:2)
參 量 | NTSC制 ( 525行,60場 ) | PAL制 ( 625行,50場 ) | |
編碼信號 | Y / R-Y / B-Y | ||
全行 抽樣點數 | Y | 858 864 | |
R-Y / B-Y | 429 432 | ||
抽樣結構 | 正交,按行/場/幀重複,每行中的 R-Y/B-Y 抽樣與奇數(1,3,5,…)點Y抽樣同位 | ||
抽樣頻率 (MHz) | 色差信號 | 13.5 | |
亮度信號 | 6.75 | ||
編碼方式 | 亮度信號和色差信號均為 PCM 8 bit | ||
每行有效 抽樣點數 | 亮度信號 | 720 | |
色差信號 | 360 |
可以簡單理解為每一行里的Y、U、V的樣點數之比為4∶2∶2。這些樣點位置的幾何分布如下圖1(a)所示。圖中的水平虛線表示視頻的掃描線,圖(b)、(c)、(d)分別給出了4∶4∶4、4∶1∶1和4∶2∶0格式的樣點位置示意圖。
圖1 不同格式的樣點位置示意圖