1、视频处理视频处理n彩色数字电视基础彩色数字电视基础n数字视频编辑初步数字视频编辑初步视频编辑软件的使用、视频编辑软件的使用、编辑视频片段编辑视频片段n视频文件压缩视频文件压缩MPEG格式格式n流式媒体介绍和应用流式媒体介绍和应用WMV、ASF、RM、RMVBn视频格式转换视频格式转换数字处理技术数字处理技术彩色数字电视基础彩色数字电视基础 彩色电视制彩色电视制式式目前世界上现行的彩色电视制式有三种：目前世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSCNTSC制、制、PALPAL制和制和SECAMSECAM制。这里不包制。这里不包括高清晰度彩色电视括高清晰度彩色电视HDTV(High-HDTV(High
2、-Definition television)Definition television)。NTSC(National Television Systems National Television Systems Committee)Committee)彩色电视制是彩色电视制是19521952年美年美国国家电视标准委员会定义的彩色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、菲律宾等国家，以及日本、韩国、菲律宾等国和中国的台湾采用这种制式。国和中国的台湾采用这种制式。N
3、TSCPAL 由于由于NTSC制存在相位敏感造成彩色制存在相位敏感造成彩色失真的缺点，因此德国失真的缺点，因此德国(当时的西德当时的西德)于于1962年制定了年制定了PAL(Phase-Alternative Line)制彩色电视广播标准，称为逐行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、朝鲜等国一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。家采用这种制式。法国制定了SECAM(法文：Sequential Sequential Coleur Avec MemoireColeur Avec Memoire)彩色电视广播标
4、准，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。世界上约有及东欧国家采用这种制式。世界上约有6565个地区和国家试验这种制式。个地区和国家试验这种制式。SECAMNTSCNTSC制、制、PALPAL制和制和SECAMSECAM制都是兼容制制都是兼容制制式。这里说的制式。这里说的“兼容兼容”有两层意思：有两层意思：一是指一是指黑白电视机能接收彩色电视广黑白电视机能接收彩色电视广播，显示的是黑白图像，播，显示的是黑白图像，另一层意思是另一层意思是彩色电视机能接收黑白彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这电视广播
5、，显示的也是黑白图像，这叫叫逆兼容性逆兼容性。电视制式的兼容电视制式的兼容 n为了既能实现兼容性而又要有彩色特性，因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：此彩色电视系统应满足下列几方面的要求：n(1)必需采用与黑白电视相同的一些基本参数，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。信号、图像载频、伴音载频等等。n(2)需要将摄像机输出的三基色信号转换成一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，个亮度信号，以及代表色度的两个
6、色差信号，并将它们组合成一个彩色全电视信号进行传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。现发送端的彩色图像。扫描有隔行扫描扫描有隔行扫描(interlaced scanning)(interlaced scanning)和非隔行扫描之分。非隔行扫描也称逐行和非隔行扫描之分。非隔行扫描也称逐行扫描扫描(a)(a)逐行扫描逐行扫描电视扫描和同步电视扫描和同步隔行扫描隔行扫描 在隔行扫描中，电子束扫完第在隔行扫描中，电子束扫完第1
7、1行后回到第行后回到第3 3行开始的位置行开始的位置接着扫，如图所示，然后在第接着扫，如图所示，然后在第5 5、7 7、，行上扫，直到最，行上扫，直到最后一行。奇数行扫完后接着扫偶数行，这样就完成了一帧后一行。奇数行扫完后接着扫偶数行，这样就完成了一帧(frame)(frame)的扫描。由此可以看到，隔行扫描的一帧图像由两部的扫描。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，称为偶数行组成，称为偶数场偶数场，两场合起来组成一帧两场合起来组成一帧。因此在隔。因此在隔行扫描中，无论是摄象机
8、还是显示器，获取或显示一幅图像行扫描中，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。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
9、一场各扫描线的中间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。正是这个原因，才要求总的行数必须是奇数总的行数必须是奇数。每秒钟扫描多少行称为每秒钟扫描多少行称为行频行频f fH H；每秒钟扫描多少场称为；每秒钟扫描多少场称为场频场频f ff f；每秒扫描多少帧称每秒扫描多少帧称帧频帧频f fF F。f ff f和和f fF F是两个不同的概念。是两个不同的概念。行频行频、帧频、帧频PALPAL电视制的主要扫描特性是：电视制的主要扫描特性是：(1)625(1)625行行(扫描线扫描线)/)/帧，帧，2525帧帧/秒秒(40 ms/(40 ms/帧帧)(2)(2)高
10、宽比高宽比(aspect ratio)(aspect ratio)：4:3 4:3(3)(3)隔行扫描，隔行扫描，2 2场场/帧，帧，312.5312.5行行/场场(4)(4)颜色模型：颜色模型：YUVYUV1.PAL制电视的扫描特性制电视的扫描特性.NTSC.NTSC制的扫描特性制的扫描特性NTSCNTSC彩色电视制的主要特性是：彩色电视制的主要特性是：(1)525(1)525行行/帧帧,30,30帧帧/秒秒(29.97 fps,33.37 ms/frame)(29.97 fps,33.37 ms/frame)(2)(2)高宽比：电视画面的长宽比高宽比：电视画面的长宽比(电视为电视为4:34
11、:3；电影为；电影为3:23:2；高清晰度电视为；高清晰度电视为16:9)16:9)(3)(3)隔行扫描，一帧分成隔行扫描，一帧分成2 2场场(field)(field)，262.5262.5线线/场场 (4)(4)在每场的开始部分保留在每场的开始部分保留2020扫描线作为控制信息，因扫描线作为控制信息，因此只有此只有485485条线的可视数据。条线的可视数据。Laser discLaser disc约约420420线，线，S-S-VHSVHS约约320320线线 (5)(5)每行每行63.563.5微秒，水平回扫时间微秒，水平回扫时间1010微秒微秒(包含包含5 5微秒的微秒的水平同步脉冲水
12、平同步脉冲)，所以显示时间是，所以显示时间是53.553.5微秒。微秒。(6)(6)颜色模型：颜色模型：YIQYIQ3.SECAM3.SECAMSECAM(SECAM(法文：法文：Sequential Coleur Avec Sequential Coleur Avec MemoireMemoire)制式是法国开发的一种彩色电视广播标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。这种制式与准，称为顺序传送彩色与存储制。这种制式与PALPAL制类似，制类似，其差别是其差别是SECAMSECAM中的色度信号是频率中的色度信号是频率调制调制(FM)(FM)，而且它的两个色差信号：红
13、色差，而且它的两个色差信号：红色差(R-(R-Y)Y)和蓝色差和蓝色差(B-Y)(B-Y)信号是按行的顺序传输的。信号是按行的顺序传输的。法国、俄罗斯、东欧和中东等约有法国、俄罗斯、东欧和中东等约有6565个地区和国个地区和国家使用这种制式，图像格式为家使用这种制式，图像格式为4:34:3，625625线，线，50 50 HzHz，6 MHz6 MHz电视信号带宽，总带宽电视信号带宽，总带宽8MHz8MHz。TVTV制式制式PALNTSCSECAM行周期(H)64.063.5564.0水消隐宽度11.810.811.8平同步宽度4.74.74.7定前肩1.31.31.3时色同步起点5.65.1
14、�(s)色同步宽度2.252.67�均衡脉冲宽度2.352.32.35场同步脉冲宽度27.327.127.3垂直消隐宽度25H20H25H(场)均衡脉冲数565同步场同步脉冲数565三种彩色制式的特征彩色电视的同步信号彩色电视的同步信号TVTV制式制式PALPALG I DG I DNTSCNTSCM MSECAMSECAM行行/帧帧625625525525625625帧帧/秒秒(场场/秒秒)25(50)25(50)30(60)30(60)25(50)25(50)行行/秒秒156251562515734157341562515625参考白光参考白光C C白白D D65006500D
15、 D65006500声音载频声音载频(MHz)(MHz)5.5 6.0 6.55.5 6.0 6.54.54.56.56.52.82.82.22.22.82.8彩色副载频彩色副载频(Hz)(Hz)44336184433618357954535795454250000(+U)4250000(+U)4406500(-V)4406500(-V)彩色调制彩色调制QAMQAMQAMQAMFMFM亮度带宽亮度带宽(MHz)(MHz)5.0 5.55.0 5.54.24.26.06.0色度带宽色度带宽(MHz)(MHz)1.3(Ut)1.3(Ut)1.3(Vt)1.3(Vt)1.3(I)0.6(Q)1.3(
16、I)0.6(Q)1.0(Ut)1.0(Ut)1.0(Vt)1.0(Vt)三种彩色制式的特征三种彩色制式的特征彩色电视国际标准彩色电视国际标准彩色电视中，用彩色电视中，用Y Y、C C1 1,C,C2 2彩色表示法彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号，分别表示亮度信号和两个色差信号，在在NTSCNTSC彩色电视制中，彩色电视制中，C C1 1，C C2 2分别表示分别表示I I、Q Q两个色差信号；在两个色差信号；在PALPAL彩色电视制彩色电视制中，中，C C1 1，C C2 2分别表示分别表示U U、V V两个色差信号；两个色差信号；在在CCIR 601CCIR 601数字电视标准中，数
17、字电视标准中，C C1 1，C C2 2分分别表示别表示CrCr，CbCb两个色差信号。两个色差信号。所谓色差所谓色差是指基色信号中的三个分量信号是指基色信号中的三个分量信号(即即R R、G G、B)B)与亮度信号之差。与亮度信号之差。在彩色电视中，使用在彩色电视中，使用Y Y、C C1 1，C C2 2有两个重要优有两个重要优点：点：Y Y和和C C1 1，C C2 2是独立的，因此彩色电视和黑白是独立的，因此彩色电视和黑白电视可以同时使用，电视可以同时使用，Y Y分量可由黑白电视接收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；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
18、特性来节省信号的带宽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，可以使和功率，通过选择合适的颜色模型，可以使C C1 1，C C2 2的带宽明显低于的带宽明显低于Y Y的带宽，而又不明显的带宽，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。基色信号进行发送和接收。彩色电视信号的类型彩色电视信号的类型1 1、复合电视信号、复合电视信号包含亮度信号、色差信号和所
19、有定时信号的单一包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号叫做复合电视信号信号叫做复合电视信号(composite video(composite video signal)signal)，或者称为全电视信号。，或者称为全电视信号。2 2、分量电视信号、分量电视信号分量电视信号分量电视信号(component video signal)(component video signal)是指每是指每个基色分量作为独立的电视信号。每个基色既可个基色分量作为独立的电视信号。每个基色既可以分别用以分别用R R、G G和和B B表示，也可以用亮度表示，也可以用亮度-色差表示色差表示，如，如Y Y、I
20、I和和Q Q，Y Y、U U和和V V。使用分量电视信号是表。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示颜色的最好方法，但需要比较宽的带宽和同步信号。信号。分离电视信号分离电视信号S-Video(Separated video-S-Video(Separated video-VHS)VHS)是亮度和色差分离的一种电视信号，是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。使用种折中方案。使用S-VideoS-Video有两个优点：有两个优点：(1)(1)减少亮度信号和色差信号之间的交叉干减少亮度信号
21、和色差信号之间的交叉干扰。扰。(2)(2)不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号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。和色差信号，这样可提高亮度信号的带宽。3、S-Video信号信号复合电视信号复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起，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。而使用一条信号电缆线传输。而S-VideoS-Video信号信号则使用则使用单独的两条信号电缆线，一条用于亮度信号，另一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，这两个信号称为条用于色差信号，这两个信号称为Y/CY/C信号。信号。S-S-VideoVid
22、eo使用使用4 4针连接器，如图针连接器，如图S-VideoS-Video连接器连接器S-Video和和S-VHS注意：注意：不要把不要把S-Video和和S-VHS(Super Video Home System)相混淆，相混淆，S-VHS是高档家用录像系统。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，是定义信号电缆连接插座的硬件标准，S-VHS或者写成或者写成SVHS是加强性是加强性VHS电视录象带的电视录象带的信号标准，提供的分辨率比信号标准，提供的分辨率比VHS提供的分辨率要提供的分辨率要高一些，噪声信号要低一些。高一些，噪声信号要低一些。S-VHS支持分离的支
23、持分离的亮度和色度信号输入亮度和色度信号输入/输出，取消了亮度和色度输出，取消了亮度和色度的复合的复合-分离过程。分离过程。电视图像数字化电视图像数字化数字化的方法数字化的方法电视图像数字化常用的方法有两种：电视图像数字化常用的方法有两种：1.1.先从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后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、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
24、模拟的全彩色电视信号分离成常的做法是首先把模拟的全彩色电视信号分离成YCbCrYCbCr，YUVYUV，YIQYIQ或或RGBRGB彩色空间中的分量信号，彩色空间中的分量信号，然后用三个然后用三个A/DA/D转换器分别对它们数字化。转换器分别对它们数字化。2.2.首先用一个高速首先用一个高速A/DA/D转换器对彩色全电视信号进行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，以获得所希数字化，然后在数字域中进行分离，以获得所希望的望的YCbCrYCbCr，YUVYUV，YIQYIQ或或RGBRGB分量数据。分量数据。数字化标准数字化标准国际无线电咨询委员会国际无线电咨询委员会CCIR
25、(International CCIR(International Radio Consultative Committee)Radio Consultative Committee)就制定了彩就制定了彩色电视图像数字化标准，称为色电视图像数字化标准，称为CCIR 601CCIR 601标准标准，现改为现改为ITU-R BT.601ITU-R BT.601标准标准。该标准规定了彩色。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，电视图像转换成数字图像时使用的采样频率，RGBRGB和和YCbCrYCbCr(或者写成或者写成YCYCB BC CR R)两个彩色空间之间两个彩色空间之间的转
26、换关系等。的转换关系等。彩色空间之间的转换彩色空间之间的转换在数字域而不是模拟域中在数字域而不是模拟域中RGBRGB和和YCbCrYCbCr两个彩色两个彩色空间之间的转换关系用下式表示：空间之间的转换关系用下式表示：Y=0.299R+0.587G+0.114BY=0.299R+0.587G+0.114BCr=(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128Cr=(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128CbCb=(-0.1687R-0.3313G+0.500B)+128=(-0.1687R-0.3313G+0.500B)+128CCIRCCIR为为NTSCNTSC制、制、
27、PALPAL制和制和SECAMSECAM制规定了共同制规定了共同的电视图像采样频率。的电视图像采样频率。采样频率采样频率对对PALPAL制、制、SECAMSECAM制，采样频率制，采样频率f fs s为为f fs s=625=6252525N=15625N=15625N=13.5 MHz,N=864N=13.5 MHz,N=864其中，其中，N N为每一扫描行上的采样数目。为每一扫描行上的采样数目。对对NTSCNTSC制，采样频率制，采样频率f fs s为为f fs s=525=52529.9729.97N=15734N=15734N=13.5 MHz,N=858N=13.5 MHz,N=85
28、8其中，其中，N N为每一扫描行上的采样数目。为每一扫描行上的采样数目。有效显示分辨率有效显示分辨率对对PALPAL制和制和SECAMSECAM制的亮度信号，每一条扫描行采样制的亮度信号，每一条扫描行采样864864个样个样本；对本；对NTSCNTSC制的亮度信号，每一条扫描行采样制的亮度信号，每一条扫描行采样858858个样本。个样本。对所有的制式，每一扫描行的有效样本数均为对所有的制式，每一扫描行的有效样本数均为720720个。个。ITU-R BT.601ITU-R BT.601的亮度采样结构的亮度采样结构ITU-R BT.601ITU-R BT.601标准摘要标准摘要ITU-R BT.6
29、01ITU-R BT.601推荐使用推荐使用422422的彩色电视图像采样格式。使用这种的彩色电视图像采样格式。使用这种采样格式时，采样格式时，Y Y用用13.5 MHz13.5 MHz的采样频率，的采样频率，CrCr，CbCb用用6.75 MHz6.75 MHz的采样频的采样频率。采样时，采样频率信号要与场同步和行同步信号同步。率。采样时，采样频率信号要与场同步和行同步信号同步。采样格式采样格式信号形信号形式式采样频率采样频率样本数样本数/扫描行扫描行数字信号取值数字信号取值(MHz)(MHz)NTSCNTSCPALPAL范围范围(A/D)(A/D)Y Y13.513.5858(720)85
30、8(720)864(720)864(720)220220级级(16(16 235)235)4:2:24:2:2C Cr r6.756.75429(360)429(360)432(360)432(360)225225级级(16(16 240)240)C Cb b6.756.75429(360)429(360)432(360)432(360)(128(128 112)112)Y Y13.513.5858(720)858(720)864(720)864(720)220220级级(16(16 235)235)4:4:44:4:4Cr13.513.5858(720)858(720)864(720)864
31、(720)225225级级(16(16 240)240)Cb13.513.5858(720)858(720)864(720)864(720)(128(128 112)112)CIFCIF、QCIFQCIF和和SQCIFSQCIF为了既可用为了既可用625625行的电视图像又可用行的电视图像又可用525525行的电视图行的电视图像，像，CCITTCCITT规定了称为公用中分辨率格式规定了称为公用中分辨率格式CIFCIF(Common(Common Intermediate Format)Intermediate Format)，1/41/4公用中分辨率格式公用中分辨率格式(Quarter-CIF
32、(Quarter-CIF，QCIFQCIF)和和(Sub-Quarter Common Intermediate Format(Sub-Quarter Common Intermediate Format，SQCIFSQCIF)格式，格式，(1)(1)电视图像的空间分辨率为家用录象系统电视图像的空间分辨率为家用录象系统(Video Home(Video Home SystemSystem，VHS)VHS)的分辨率，即的分辨率，即352352288288。(2)(2)使用非隔行扫描使用非隔行扫描(non-interlaced scan)(non-interlaced scan)。(3)(3)使用
33、使用NTSCNTSC帧速率，电视图像的最大帧速率为帧速率，电视图像的最大帧速率为30 30 000/100129.97000/100129.97幅幅/秒。秒。(4)(4)使用使用1/21/2的的PALPAL水平分辨率，即水平分辨率，即288288线。线。(5)(5)对亮度和两个色差信号对亮度和两个色差信号(Y(Y、C Cb b和和C Cr r)分量分别进行编码分量分别进行编码，它们的取值范围同，它们的取值范围同ITU-R BT.601ITU-R BT.601。即黑色。即黑色=16=16，白色，白色=235=235，色差的最大值等于，色差的最大值等于240240，最小值等于，最小值等于1616。
34、CIF格式具有如下特性：格式具有如下特性：CIF CIF QCIFQCIFSQCIFSQCIF行数行数/帧帧像素像素/行行行数行数/帧帧像素像素/行行行数行数/帧帧像素像素/行行亮度亮度(Y)(Y)288288360(3360(352)52)144144180(1180(176)76)9696128128色度色度(Cb(Cb)144144180(1180(176)76)727290(88)90(88)48486464色度色度(Cr)(Cr)144144180(1180(176)76)727290(88)90(88)48486464图像子采样图像子采样对彩色电视图像进行采样时，可以采用两种对彩色
35、电视图像进行采样时，可以采用两种采样方法。一种是使用相同的采样频率对图采样方法。一种是使用相同的采样频率对图像的亮度信号和色差信号进行采样，另一种像的亮度信号和色差信号进行采样，另一种是对亮度信号和色差信号分别采用不同的采是对亮度信号和色差信号分别采用不同的采样频率进行采样。如果样频率进行采样。如果对色差信号使用的采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，这样频率比对亮度信号使用的采样频率低，这种采样就称为种采样就称为图像子采样图像子采样(subsampling(subsampling)。(1)(1)4:4:44:4:4 这种采样格式不是子采样格式，它是指在每条扫描线这种采样格式
36、不是子采样格式，它是指在每条扫描线上每上每4 4个连续的采样点取个连续的采样点取4 4个亮度个亮度Y Y样本、样本、4 4个红色差个红色差CrCr样本和样本和4 4个蓝色差个蓝色差CbCb样本，这就相当于每个像素用样本，这就相当于每个像素用3 3个样本表示。个样本表示。(2)(2)4:2:24:2:2 这种子采样格式是指在每条扫描线上每这种子采样格式是指在每条扫描线上每4 4个连续的采个连续的采样点取样点取4 4个亮度个亮度Y Y样本、样本、2 2个红色差个红色差CrCr样本和样本和2 2个蓝色差个蓝色差CbCb样本，样本，平均每个像素用平均每个像素用2 2个样本表示。个样本表示。(3)4:1
37、:1(3)4:1:1 这种子采样格式是指在每条扫描线上每这种子采样格式是指在每条扫描线上每4 4个连续的采个连续的采样点取样点取4 4个亮度个亮度Y Y样本、样本、1 1个红色差个红色差CrCr样本和样本和1 1个蓝色差个蓝色差CbCb样本，样本，平均每个像素用平均每个像素用1.51.5个样本表示。个样本表示。(4)4:2:0(4)4:2:0 这种子采样格式是指在水平和垂直方向上每这种子采样格式是指在水平和垂直方向上每2 2个连续个连续的采样点上取的采样点上取2 2个亮度个亮度Y Y样本、样本、1 1个红色差个红色差CrCr样本和样本和1 1个蓝色差个蓝色差CbCb样本，平均每个像素用样本，平
38、均每个像素用1.51.5个样本表示。个样本表示。目前使用的子采样格式有如下几种：目前使用的子采样格式有如下几种：4:4:4 YCbCr4:4:4 YCbCr格式格式图说明图说明625625扫描行系统中采样格式为扫描行系统中采样格式为4:4:44:4:4的的YCbCrYCbCr的样本位置。对每个的样本位置。对每个采样点，采样点，Y,CbY,Cb和和CrCr各取一个样本。对于消费类和计算机应用，每个分各取一个样本。对于消费类和计算机应用，每个分量的每个样本精度为量的每个样本精度为8 8比特；对于编辑类应用，每个分量的每个样本的比特；对于编辑类应用，每个分量的每个样本的精度为精度为1010比特。因此
39、每个像素的样本需要比特。因此每个像素的样本需要2424比特或者比特或者3030比特。比特。4:4:44:4:4子采样格式子采样格式4:2:2 YCbCr4:2:2 YCbCr格式格式 在水平扫描方向上，每在水平扫描方向上，每2 2个个Y Y样本有样本有1 1个个CbCb样本和一个样本和一个CrCr样本。样本。对于消费类和计算机应用，每个分量的每个样本的精度为对于消费类和计算机应用，每个分量的每个样本的精度为8 8比特；比特；对于编辑类应用，每个分量的每个样本精度为对于编辑类应用，每个分量的每个样本精度为1010比特。因此每个比特。因此每个像素的样本需要像素的样本需要2424比特或者比特或者30
40、30比特。比特。4:2:24:2:2子采样格式子采样格式4:1:1 YCbCr4:1:1 YCbCr格式格式这是数字电视盒式磁带这是数字电视盒式磁带 (digital video cassette(digital video cassette，DVC)DVC)上使用的格式。在上使用的格式。在水平扫描方向上，每水平扫描方向上，每4 4个个Y Y样本各有样本各有1 1个个CbCb样本和一个样本和一个CrCr样本，每个分量的每个样本，每个分量的每个样本精度为样本精度为8 8比特。因此，在帧缓存中，每个样本需要比特。因此，在帧缓存中，每个样本需要1212比特。显示像素时，比特。显示像素时，对于没有对于
41、没有CrCr和和CbCb的的Y Y样本，使用前后相邻的样本，使用前后相邻的CrCr和和CbCb样本进行计算得到该样本进行计算得到该Y Y样本样本的的CrCr和和CbCb样本。样本。4:2:0 YCbCr4:2:0 YCbCr格式格式(1)H.261,H.263(1)H.261,H.263和和MPEG-1MPEG-1这是这是H.261,H.263H.261,H.263和和MPEG-1MPEG-1使用的子采样格式。在水平方向的使用的子采样格式。在水平方向的2 2个样本和垂直方向上的个样本和垂直方向上的2 2个个Y Y样本共样本共4 4个样本有个样本有1 1个个CbCb样本和一样本和一个个CrCr样
42、本。如果每个分量的每个样本精度为样本。如果每个分量的每个样本精度为8 8比特，在帧缓存比特，在帧缓存中每个样本就需要中每个样本就需要1212比特。比特。(2)MPEG-2(2)MPEG-2采样格式为采样格式为4:2:04:2:0的的YCbCrYCbCr空间样本位置。与空间样本位置。与MPEG-1MPEG-1的的4:2:04:2:0相比，相比，MPEG-2MPEG-2的子采样在水平方向上没有半个像素的子采样在水平方向上没有半个像素的偏移。的偏移。练习1.1.什么是隔行扫描？什么是非隔行扫描？什么是隔行扫描？什么是非隔行扫描？2.2.电视机和计算机的显示器各使用什么扫描方电视机和计算机的显示器各使用什么扫描方式？式？3.3.对彩色图像进行子采样的理论根据是什么？对彩色图像进行子采样的理论根据是什么？
