GBT148571993演播室数字电视编码参数规范

中华人民共和国国家标准演播室数字电视编码参数规范发布实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准演播室数字电视编码参数规范国家技术监督局批准实施本标准等效采用国际电联无线电咨询委员会第号建议书年版主题内容与适用范围本标准规定了行场演播室彩色电视分量信号信号或者信号的数字编码方式及其参数本标准适用于行场数字电视演播室并可作为设计生产维护数字彩色电视系统及其设备的技术依据引用标准彩色电视广播术语编码信号进行数字编码的彩色电视分量信号取样频率获取视频信号瞬间值的频率整行取样数在一个行周期内的取样次数取样结构取样点在一帧图像内的位置编码方式所采用的数字编码方法数字有效行数字行正程期间技术参数本规范包含有两组参数它们之间能容易地相互转换适用于数字演播室设备间数字信号连接和国际节目交换的基本参数其亮度和色差信号的取样频率的比例应当是模式另一组参数适用于数字电视信号源设备和高质量视频处理其亮度和色差信号或者的取样频率的比例为模式模式的编码参数如表所示表编码信号由预校正的形成见附录整行取样数亮度信号每个色差信号取样结构正交结构即取样点按行场和帧重复每行中的和取样点与的奇次取样点同位置取样频率亮度信号每个色差信号取样频率的容差应与的条行频容差相一致编码方式亮度信号和每个色差信号都采用线性量化的每个取样值被可选用比特量化每个数字有效行的取样数亮度信号每个色差信号模拟信号数字信号行内时间关系自数字有效行末尾至个亮度时钟周期视频信号电平与量化级之间的对应量化级范围亮度信号每个色差信号共个量化级黑电平对应于量化级峰值白电平对应于量化级信号电平有时可能超过量化级占用量化级范围中间部分的个量化级零信号电平对应于量化级码字用法和两个量化级的码字专用于同步量化级用于视频信号模式的编码参数如表所示表编码信号或由预校正的或形成每种信号的整行取样数取样结构正交结构即取样点按行场帧重复三种信号取样点结构相互重合也与模式的亮度信号的取样点相重合每种信号的取样频率编码方式线性量化的每个取样值被可选用比特量化用取样数表示的数字有效行的长度视频信号电平与量化级的个最高位之间的对应量化级范围或亮度信号每个色差信号共个量化级黑电平对应于量化级峰值白电平对应于量化级信号电平有时可能超过占用量化级范围中间部分的个量化级零信号对应于量化级附录数字编码中所用信号的定义补充件数字有效行与模拟同步基准的关系数字有效行亮度信号的个取样值与行系统模拟同步基准的关系示于表和图亮度信号的取样与模拟行基准点同位表行同步前沿半幅值基准数字有效行期间下一行一个亮度取样时钟周期额定值为相应的色差信号取样数可以把亮度信号取样数被除而得到由原始模拟信号和得到的数字信号的定义信号是按构成的给出了实例图图像信号取样和模拟行同步之间的关系亮度信号和色差信号及的结构亮度信号和色差信号按以下公式构成将信号值归一化取为最高电平后黑白及饱和基色和其补色值列于表表白黑红绿蓝黄青品红再归一化后的色差信号和的结构由表可见的值的范围是而色差信号和的值的范围分别是和为将色差信号的偏移值恢复到即引入了系数得与相应为再归一化的红与蓝色差信号即具有与一样峰峰值在分量信号未被额定到范围情况下例如当转换不一样亮度和色差信号幅度的模拟分量信号时需要有附加增益系数相应的增益系数与应改变量化在线性量化比特二进制编码情况下规定了即个等间隔量化级因此二进制数的范围是从其等效的十进制数是从为了避免比特和比特表示之间的混淆将个最高位看作是整数部分其他两位看作分数部分例如的比特形式表示为或而表示为或在没有示出分数部分时应看作有的二进制值在模式中与级用于同步数据而级用于视频信号已知亮度信号占用级黑电平在量化级亮度信号量化的十进制数为同理已知色差信号占有量化级范围中间的级而且零电平相当于第级所以色差信号量化的十进制数和为得量化后取和的最近的整数值分别表示为和通过的量化构成在直接由预校正的分量信号产生或直接以数字形式产生的情况下量化和编码等效于数字形式数字形式数字形式得以上三式均取其最接近的整数值为得到的分量信号必须要对的上述信号进行低通滤波和次取样处理应当指出按此方法得到的和直接由模拟滤波得到的分量信号可能稍有差别对信号的限制形式的数字编码可能提供比由相应的所能支持的信号范围更大的信号值因此当由电子图像发生或信号处理产生信号时虽然每个值都是确凿的但当转换成时可能会超出这些信号值范围为防止发生这种情况比较方便而有效的方法是对信号值加以限制也可以用保持亮度和色调值只牺牲饱和度的方法将主观损伤减到最小附录滤波特性补充件通带内群时延容限图用于取样频率为时的亮度或信号滤波器的特性通带内波动容限插入损耗频率特性模板通带内群时延容限图用于取样频率为时色差信号滤波器特性注在和中标出的最低值是在而不是在处通带内波动容限插入损耗频率特性模板通带内波动容限插入损耗频率特性模板图色差信号的取样速率由变换为的数字滤波器的特性注波动与群时延的特性值是相对于其在的值实线表示实际的极限虚线给出理论设计所建议的极限在数字滤波器中实际的与设计的极限相同按设计延时失真为在数字滤波器中图幅频特性在线性标度上应在该半幅度点处如图所示斜对称在用于编解码过程中的滤波器的建议中已设想在数模转换后的后置滤波器中对取样和保持电路的特性进行校正附录对实施附件所建议的滤波器的一些指导参考件对用于编解码过程的滤波器的建议中已设想在数字模拟转换之后的后置滤波器中对特性提供校正滤波器加校正器再加理论特性三者合成的带通容限应与单独给予滤波器的容限一样假如在设计过程中把滤波器校正器和延时均衡器看成一个独立单元上述要求就容易做到由亮度和色差分量的滤波和编码造成的总时延应该是一样的色差滤波器附录图中的时延是亮度滤波器附录图时延的两倍因为采用模拟延时网络并在带通容限内均衡这些时延有困难建议时延差的大部分取样周期的整倍数应该在数字域中均衡在校正其剩余时应该注意解码器中的取样和保持电路会引起半个取样周期的平坦时延幅度波动和群时延的带通容限是很紧的目前的研究表明必须保证能进行级联的大量编解码器操作而不使编码标准所具有的高质量有损害由于目前存在的测试设备的性能所限工厂可能在生产中满足每个滤波器的容限在经济上有困难但是还是有可能设计能满足规定特性的滤波器要求工厂在生产中做出努力把每个滤波器都按规定的特性模板调整好附录给出的规范是想尽可能在整个分量信号链中保持信号的频谱含量然而很明显在图像监视器中或在分量信号链的末端色差信号频谱特性必然会受到所插入的慢滚降滤波器的影响附加说明本标准由广播电影电视部提出本标准由广播电影电视部标准化规划研究所负责技术归口本标准由广播电影电视部科技司负责起草本标准起草人康诵诗