数字视频的基本概念

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彩色电视的制式
　　电视信号的标准也称为电视的制式。目前各国的电视制式不尽相同，制式的区分主要在于其帧频（场频）的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换关系不同等等。世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSC（National Television System Committee）制（简称N制）、PAL（Phase Alternation Line）制和SECAM制。

彩色电视国际制式

TV制式
NTSC－M
PAL－D
SECAM

帧频（Hz）
30
25
25

行 / 帧
525
625
625

亮度带宽（MHz）
4.2
6.0
6.0

彩色幅载波（MHz）
3.58
4.43
4.25

色度带宽（MHz）
1.3(I)，0.6(Q)
1.3(U)，1.3(V)
>1.0(U)，>1.0(V)

声音载波（MHz）
4.5
6.5
6.5


一、NTSC制式：它是1952年由美国国家电视标准委员会指定的彩色电视广播标准，它采用正交平衡调幅的技术方式，故也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中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。

二、PAL制式：它是西德在1962年指定的彩色电视广播标准，它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法，克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点。西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港，澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。PAL制式中根据不同的参数细节，又可以进一步划分为G、I、D等制式，其中PAL－D制是我国大陆采用的制式。

三、SECAM制式：SECAM是法文的缩写，意为顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制，是由法国在1956年提出，1966年制定的一种新的彩色电视制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺点，但采用时间分隔法来传送两个色差信号。使用SECAM制的国家主要集中在法国、东欧和中东一带。
　　为了接收和处理不同制式的电视信号，也就发展了不同制式的电视接收机和录像机。


电视接收机的输入输出信号

　　电视频道传送的电视信号主要包括五种成分：亮度信号、色度信号、色同步信号、复合同步信号和伴音信号，这些信号或者可通过频率域，或者可通过时间域相互分离出来。电视接收机是能够将所接收到的高频电视信号还原成视频信号和低频伴音信号，并能够在其荧光屏上重现图像，在其扬声器上重现伴音的电子设备。根据不同的信号源，电视接收机的输入、输出信号有三种类型：

一、高频或射频信号
　　为了能够在空中传播电视信号，必须把视频全电视信号调制成高频或射频（RF－Radio Frequency）信号，每个信号占用一个频道，这样才能在空中同时传播多路电视节目而不会导致混乱。我国采样PAL制，每个频道占用8MHz的带宽；美国采用NTSC制，电视从2频道至69频道，每个频道的带宽为4MHz，电视信号频带共占用54 MHz至806 MHz的信道。有线电视CATV（Cable Television）的工作方式类似，只是它通过电缆而不是通过空中传播电视信号。
　　电视机在接收受到某一频道的高频信号后，要把全电视信号从高频信号中解调出来，才能在屏幕上重现视频图像。

二、复合视频信号
　　复合视频（Composite Video）信号定义为包括亮度和色度的单路模拟信号，也即从全电视信号中分离出伴音后的视频信号，这时的色度信号还是间插在亮度信号的高端。由于复合视频的亮度和色度是间插在一起的，在信号重放时很难恢复完全一致的色彩。这种信号一般可通过电缆输入或输出到家用录像机上，其信号带宽较窄，一般只有水平240线左右的分解率。早期的电视机都只有天线输入端口，较新型的电视机才备有复合视频输入和输出端（Video In，Video Out），也即可以直接输入和输出解调后的视频信号。视频信号已不包含高频分量，处理起来相对简单一些，因此计算机的视频卡一般都采用视频输入端获取视频信号。由于视频信号中已不包含伴音，故一般与视频输入、输出端口配套的还有音频输入、输出端口（Audio－In、Audio－Out），以便同步传输伴音。因此，有时复合式视频接口也称为AV（Audio Video）口。

三、S－Video信号
　　目前有的电视机还备有两分量视频输入端口（S－Video In），S－Video 是一种两分量的视频信号，它把亮度和色度信号分成两路独立的模拟信号，用两路导线分别传输并可以分别记录在模拟磁带的两路磁迹上。这种信号不仅其亮度和色度都具有较宽的带宽，而且由于亮度和色度分开传输，可以减少其互相干扰，水平分解率可达420线。与复合视频信号相比，S－Video可以更好地重现色彩。
　　两分量视频可来自于高档摄像机，它采用两分量视频的方式记录和传输视频信号。其它如高档录像机、激光视盘LD机的输出也可按分量视频的格式，其清晰度比从家用录像机获得的电视节目的清晰度要高得多。
　　不同制式的电视机只能接收和处理其对应制式的电视信号。当然，目前也发展了多制式或全制式的电视机，这为处理和转换不同制式的电视信号提供了极大的方便。全制式电视机可在各国各地区使用，而多制式电视机一般为指定范围的国家生产。如Panasonic TC-2188M多制式电视机，适用于PAL－D，I制和NTSC（3.58）制，也即它可以在中国大陆（PAL－D）、香港（PAL－I）和日本（NTSC 3.58）使用。


录像机分类及输入输出信号

　　录像机是利用磁记录原理把视频信号及其伴音信号记录在磁带上的设备，故也称为磁带录像机（VTR－－Video Tape Recorder 或VCR－－Video Cassette Recorder）。与电视机类似，不同的录像机对应于不同制式的电视信号。录像机除了包含电子部件来进行电视信号的变换和处理以外，还主要包括精密机械部分来控制磁带的运动和读写等操作。机械部分的精密程度不同、磁带尺寸及磁记录的方式不同，导致了记录信号的精度不同以及磁带的不通用性。目前世界范围内使用的录像机种类繁多，指标各异，分类方法也很多。按用途分主要有以下三种：

一、家用录像机
　　1975年SONY公司开发了家用β－max型录像机，1976年日本的JVC、National等公司推出了家用VHS型录像机。β和VHS是两种不同的磁记录格式，完全不兼容，因此即使磁带的尺寸相同也不能互换使用，目前国内使用的基本上是VHS型。VHS型录像机是采用复合视频的格式来记录视频信号。根据不同的制式，同一种型号的家用录像机还有单制式、多制式和全制式之分。
　　家用录像机可处理和记录的视频带宽不够，因此采用将全电视信号中的色度信号降频到1MHz以下进行记录，重放时再将其升至色度副载波的方式。这样一降一升，信号质量自然下降。视频信号水平分解率只能达到230－240线，一般具有射频、复合视频以及音频的输入输出端口，可以与电视机的相应端口连接，进行节目的录制和重放。家用录像带是目前数字视频的主要信号源。

二、专业用录像机
　　这一般指工业、文教、卫生等方面使用的录像机，其视频信号的水平分解率可达250以上。除了具有信号的记录和重放功能以外，它还具有编辑等功能，价格是家用录像机的十倍左右。这是目前制作电视或录像节目时大量使用的机种。如JVC公司推出的Super-VHS录像机，其磁带的格式为S－VHS，水平分解率高达400线，它采用两分量视频（S－Video）的格式进行记录和输入输出。 实际上，S－Video接口的产生最早来自于S－VHS型的录像机。由于S－VHS采用亮、色分离的方式记录视频信号，它具有较高的分解率，可以直接送到电视机的扫描电路前，较好地保证视频的质量。

三、广播级录像机
　　这是最高质量的录像机，其技术指标是以视频信号的频带宽度来衡量的，一般视频带宽可高达5MHz，相当于400多线的水平分解率（每1MHz带宽相当于水平分解率约80线），基本上可以无失真记录和重放视频信号。广播级录像机采用分量视频信号（component video）的记录方式，分量视频指的是亮度Y，色差U和V分别是三路模拟信号，他们通过三路导线传送并记录在模拟磁带的三路磁迹上。分量视频由于其具有很宽的频带，可以提供最高质量及最精确的色彩重放。

　　由于磁带上记录的是模拟视频信号，因此信噪比也是衡量信号质量的一个重要指标之一。一般地说，信噪比高于45dB就能达到较满意的图像质量。如果从天线接收到的电视信号较强，则直接从电视上观看的效果要比先录制到家用录像带上再重放的效果好。而且重放的次数越多或拷贝次数越多，信噪比越低。磁带信号拷贝一次，其信噪比降低一倍（减少3dB）。<!-- HACK Phoenix Peng-->