視頻格式之間的相互轉(zhuǎn)換畢業(yè)論文

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1、視頻格式之間的相互轉(zhuǎn)換畢業(yè)論文視頻格式之間的相互轉(zhuǎn)換從20世紀(jì)初發(fā)明的黑白電視到50時年代出現(xiàn)的彩色電視，以及從模擬時代跨入到數(shù)字時代，從標(biāo)清電視過渡到高清電視，伴隨著信息高速公路以及國際互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，廣播電視在不同時期不同領(lǐng)域出現(xiàn)了多種格式。這其中有早期彩色電視領(lǐng)域的PAL制,NTSC制，SCREAM制；近期數(shù)字電視領(lǐng)域內(nèi)的DVB歐洲、ATSC美國、日本的ISDB；以及根據(jù)數(shù)字電視圖像清晰度不同而出現(xiàn)的SDTV和HDTV，這些格式多樣化的存在為電視臺的系統(tǒng)搭建提出了一個新課題，那就是如何結(jié)決電視信號格式間的轉(zhuǎn)換。盡管電視信號有多種格式，各種格式有不盡相同，但歸結(jié)起來

2、相異之處主要在這三個方面：隔行或逐行不同，幀頻或場頻不同，顯示寬高比不同。在數(shù)字化普及之前，這些不同制式與格式相互變換所涉及到的時域壓縮和擴張實現(xiàn)起來十分困難，但數(shù)字領(lǐng)域這些模擬領(lǐng)域棘手的問題已迎刃而解。所以對模擬電視信號進行格式轉(zhuǎn)換，若先進行數(shù)字化，在數(shù)字域進行將會方便很多。一信號的數(shù)字化對于模擬分量電視信號，應(yīng)按ITU-RBT.601標(biāo)準(zhǔn)進行數(shù)字化，取樣結(jié)構(gòu)為4：2：2，亮度信號Y抽樣頻率選為525/60和625/50三大制式行頻的公倍數(shù)2.25MHz的6倍即13.5MHz。接口標(biāo)準(zhǔn)為SMPTE259M串行數(shù)字接口SDI格式（D1格式），輸出碼率為270MHz（4：3

3、）或360MHz（16：9）。對于模擬復(fù)合電視信號，從抽樣所形成的樣點結(jié)構(gòu)圖考慮，抽樣頻率取彩色副載波的4倍更為合適，量化后輸出碼率為142MHz（8BITPAL制）和114MHz（8BITNTSC制）。對于高清信號，數(shù)字化后變換成HDSDI信號，傳輸率為1.5GMHz(SMPTE292M)。電視信號經(jīng)過數(shù)字化，從時域的電視圖像變換成一個三維的時空取樣點結(jié)構(gòu)。對于電視信號，無論是場頻的變換，行頻的變換，還是隔行掃描與逐行掃描的轉(zhuǎn)換，寬高比的轉(zhuǎn)換等，均可看成三維取樣結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。這些取樣結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換主要借助于數(shù)字信號的內(nèi)插來實現(xiàn)。下面先簡單介紹數(shù)字內(nèi)插算法。二制式轉(zhuǎn)換的基本原理

4、（作文網(wǎng)zw.nseac.整理）在保持原視頻基帶信號頻譜時,為提高數(shù)字信號的取樣頻率,可對原數(shù)字信號進行內(nèi)插。針對不同的目的，信號內(nèi)插可分為行內(nèi)插與場內(nèi)插，行內(nèi)插主要針對于不同行頻格式之間的變化，場內(nèi)插主要針對于不同場頻格式之間變化。1行內(nèi)插所謂行內(nèi)插是指在原數(shù)字取樣點之間插入新的取樣值，它可以是相鄰兩值的平均值，也可以是零值，也可以用多項式內(nèi)插方法得到。由于內(nèi)插必然會引起垂直分辨率的變化，不管是增加還是減少，本來連續(xù)的兩條掃描行之間多出一行或少掉一行，都會引起原圖像的不連續(xù)，出現(xiàn)鋸齒失真，如果采用非運動內(nèi)插的簡單重復(fù)或簡單刪減某些行數(shù)據(jù)的方法，這種數(shù)據(jù)將會很明顯。如下圖

5、：通常所說的行內(nèi)插都是指運動行內(nèi)插，即行內(nèi)插的數(shù)據(jù)不是靠簡單重復(fù)某些行內(nèi)插可分為場內(nèi)行內(nèi)插和場間行內(nèi)插。用同一場的相鄰行通過內(nèi)插系數(shù)的運算得到內(nèi)插行圖像數(shù)據(jù)的方法就是場內(nèi)行內(nèi)插。參與一次內(nèi)插運算的相鄰行可以是2行、4行，只要硬件運算量足夠大，相鄰行可以更多(這里有個性價比的關(guān)系)。場內(nèi)行內(nèi)插利用了同場相鄰行的相關(guān)性，對于運動圖像的內(nèi)插效果要比靜止圖像的內(nèi)插效果要好。如果將前一場的圖像數(shù)據(jù)存儲起來，留待下一場作行內(nèi)插時用場間相鄰兩行依據(jù)內(nèi)插系數(shù)得到內(nèi)插行的圖像數(shù)據(jù)，這就是場間行內(nèi)插。它認(rèn)為場間相鄰兩行數(shù)據(jù)的相關(guān)性大于同一場內(nèi)相鄰兩行的相關(guān)性。這種行內(nèi)插方式使得行內(nèi)插數(shù)據(jù)在很

6、大程度上由前一場對應(yīng)行決定，因此對于靜止圖像的內(nèi)插效果要比運動圖像的內(nèi)插效果要好。為了判別出何種情況用場內(nèi)行內(nèi)插或場間行內(nèi)插，只須對圖像進行運動檢測，根據(jù)待處理圖像的運動情況，即圖像幀差信號（如亮度Y信號幅值的差別）的大小選擇使用場內(nèi)行內(nèi)插或場間行內(nèi)插，這就是自適應(yīng)場內(nèi)和場間的行內(nèi)插方法。根據(jù)圖像運動檢測電路的判斷，待處理圖像相對于前一場而言是靜止圖像還是運動圖像，運動圖像采用帶數(shù)字濾波器的場內(nèi)行內(nèi)插，靜止圖像采用場間行內(nèi)插。數(shù)字濾波器的作用在于濾除圖像的高頻成分，避免高頻分量在行內(nèi)插后產(chǎn)生失真。這樣可以同時減少兩者做內(nèi)插處理所帶來的清晰度劣化。2場內(nèi)插對于場頻的變換，例

7、如從PAL到NTSC；不僅要實現(xiàn)525行到625行的變換，還要實現(xiàn)場頻從50Hz到60Hz的變換，如果簡單的采用每6場舍棄1場，針對靜止圖像還可以，但對于運動圖像，必然會造成圖像信息的丟失，會出現(xiàn)運動圖像的不連續(xù)性和跳躍型。因此，如何通過采用各種不同的運動場內(nèi)插方法，盡可能減少內(nèi)插處理后對圖像連續(xù)性的影響，就成為一個相當(dāng)重要的課題。相鄰兩場參與內(nèi)插運算的的場內(nèi)插不僅不能完全消除運動圖像的不連續(xù)性，而且還會產(chǎn)生不連續(xù)動作的爬行現(xiàn)象，但這種不連續(xù)動作的幅度顯然比簡單重復(fù)某些場數(shù)據(jù)時的運動不連續(xù)性幅度要小。為了進一步減小這種不連續(xù)性