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视频采集入门与处理(BT656简介)[转]

2017年10月09日 基础知识 ⁄ 共 1916字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 24 次

凡是做模拟信号采集的,很少不涉及BT.656标准的,因为常见的模拟视频信号采集芯片都支持输出BT.656的数字信号,那么,BT.656到底是何种格式呢?
本文将主要介绍 标准的 8bit BT656(4:2:2)YCbCr SDTV(标清) 数字视频信号格式,主要针对刚刚入门模拟视频采集的初学者入门之用。

1.  帧的概念(Frame)

一个视频序列是由N个帧组成的,采集图像的时候一般有2种扫描方式,一种是逐行扫描(progressive scanning),一种是隔行扫描(interlaced scanning)。对于隔行扫描,每一帧一般有2个场(field),一个叫顶场(top field),一个叫底场(bottom field)。假设一帧图像是720行,那么,顶场就包含其中所有的偶数行,而底场则包含其中所有的奇数行。

2.  场的概念(field)   

注意,上面提到顶场和底场,用的是“包含”二字,而不是说完全由后者组成,因为在BT.656标准中,一个场是由三个部分组成的:

场 = 垂直消隐顶场(First Vertical Blanking) + 有效数据行(Active Video) + 垂直消隐底场(Second Vertical Blanking)

对于顶场,有效数据行就是一帧图像的所有偶数行,而底场,有效数据行就是一帧图像的所有奇数行。顶场和底场的空白行的个数也有所不同,那么,对于一个标准的 8bit BT656(4:2:2)SDTV(标清)的视频而言,对于一帧图像,其格式定义如下:

bt656

bt656

由上图可以知道,对于PAL制式,每一帧有625行,其中,顶场有效数据288行,底场有效数据也是288行,其余行即为垂直消隐信号。为什么是288行?因为PAL制式的SDTV或者D1的分辨率为 720*576,即一帧有576行,故一场为288行。

由上图我们还可以知道,顶场有效数据的起始行为第23行,底场有效数据的起始行为第335行。

另外,上图中的 F 标记奇偶场,V标记 是否为垂直消隐信号。

3.  每一行的组成(Lines)

下面说明每一行的组成,一行是由4个部分组成:

  行 = 结束码(EAV) + 水平消隐(Horizontal Vertical Blanking) + 起始码(SAV) + 有效数据(Active Video)

典型的一行数据组成如下图所示:

line

line

起始码(SAV)和结束码(EAV),它是标志着一行的开始结束的重要标记,也包含了其他的一些重要的信息,后面将会讲到。

为什么水平消隐 是280字节,这个我暂时还没搞清楚,不知道是不是标准定义的。

为什么一行中的有效数据是 1440 字节? 因为PAL制式的SDTV或者D1的分辨率为 720*576,即一行有720个有效点,由于采集的是彩色图像,那么一行就是由亮度信息(Y)和色差信息(CbCr)组成的,由于是 YCbCr422格式,故一行中有720列Y,720列CbCr,这样,一行的有效字节数就自然为 720 x 2 = 1440 字节了。

4.  EAV和SAV

EAV和SAV都是4个字节(Bytes),由上面的图可以知道,SAV后面跟着的就是有效的视频数据了。那么,EAV和SAV的格式是怎么样的呢?

EAV和SAV的4个字节的格式规定如下(下面以16进制表示):


FF 00 00 XY

其中,前三个字节为固定的,必须是FF 00 00,而第4个字节(XY)是根据场、消隐信息而定的,其8个bit含义如下:


1 F V H  P3 P2 P1 P0

其中,F:标记场信息,传输顶场时为0,传输底场时为1

V:标记消隐信息,传输消隐数据时为1,传输有效视频数据时为0

H:标记EAV还是SAV,SAV为0,EAV为1

而 P0~P3为保护比特,其值取决于F、H、V,起到校验的作用,计算方法如下:

EAV-SAV

EAV-SAV

5.  总结

这篇文章仅仅讲了BT.656格式中最基本的一些概念,权当入门,许多视频采集芯片都会涉及这方面的知识。如有疑问,欢迎留言讨论。最后,感谢《A Brief Introduction to Digital Video》这篇英文文章对BT.656的介绍,写得很不错,我基本上根据它了解BT656和写这篇文章的,有兴趣的童鞋可以看看。

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