数字视频格式及时序
数字视频基础知识
数字视频基础知识数字视频是现代社会中广泛应用的一种媒体形式。
它以数字信号为基础，通过图像编码、传输和解码等技术，实现对视频图像的采集、处理和展示。
数字视频的应用领域涉及电视、电影、广告、网络视频等众多领域。
本文将介绍数字视频的基础知识，包括视频编码、视频格式、视频分辨率和帧率等方面。
一、视频编码数字视频的编码技术是将连续的视频图像序列转化为数字信号的过程。
常见的视频编码标准有MPEG-2、H.264、H.265等。
这些编码标准通过对图像进行压缩，实现了视频数据的高效传输和存储。
视频编码的核心原理是空间和时间的冗余性去除，即通过图像的相似性和相邻帧之间的相关性，减少视频数据的冗余程度。
二、视频格式视频格式是指数码视频文件的存储和传输格式。
常见的视频格式包括AVI、MOV、MP4、MKV等。
这些格式不仅包含视频数据，还可以携带音频数据、字幕等相关信息。
不同的视频格式适用于不同的应用场景，选择合适的视频格式可以提高视频的传输和播放效果。
三、视频分辨率视频分辨率是指视频图像的大小和清晰度程度，通常以像素为单位来表示。
常见的视频分辨率有1080p、720p、480p等。
数字视频的分辨率决定了图像的细节和清晰度，高分辨率的视频图像能够更真实地还原真实场景，但也需要更大的存储和传输带宽。
四、帧率帧率是指视频中每秒显示的图像帧数。
常见的帧率有24fps、30fps、60fps等。
帧率的选择直接影响到视频图像的流畅度和感官效果。
较低的帧率可能导致视频卡顿和画面不连贯，而较高的帧率则能够呈现出更加细腻和流畅的动态效果。
五、视频编解码器视频编解码器是视频编码和解码的工具软件或硬件。
常见的视频编解码器有X264、X265、FFmpeg等。
视频编解码器的作用是将视频数据进行压缩编码和解码还原，实现视频文件的传输和播放。
六、数字视频的应用数字视频在现代社会中有着广泛的应用。
电视、电影、广告等传统媒体领域，数字视频成为了主流媒体形式。
数字视频格式及时序
数字视频格式及时序从Consumer产品到Broadcast产品接触到的数字化的处理越来越多，模拟的越来越少。
以前关注模拟视频的分析测试，现在则越来越多的要应对数字视频信号的处理。
1：这里列出一些常用的数字视频格式及时序以做参考。
符号单位描述Name n/a Industry standard concise name for format 视频标准Hact pels Active Pixels Per Line 水平有效像素Vact lines Active Lines per Frame 每帧有效行数Htot pels Total Pixels Per Line 每行总样本数Vtot lines Total Lines per Frame 每帧总行数ST n/a Scan Type ('i'=interlaced, 'p'=progressive) 扫描类型（i-隔行扫描，p-逐行扫描）F/s F/s Frames per second 帧频（Hz）HSYNC/s F/s HSYNC frequency/line pre second 行频（Hz）MSa/s MHz Samples per second (i.e. pixel clock frequency) 抽样频率Hbnk pels Blank Pixels per Line 水平消隐间隔Vbnk lines Blank Lines per Frame 垂直消隐间隔HS2HA pels HSYNC asserting edge to start of HACTIVE (in pels)有效起始像素/行同步信号有效触发沿到有效行之间的抽样时钟周期2:数字视频区分奇/偶场的办法除了用逻辑分析仪看SAV/EAV值外最简单的方法是比较VSYNC和HSYNC信号的相位。
如图所示，奇场的VSYNC和HSYNC的触发沿是对齐的，而偶场的VSYNC距离HSYNC的触发沿的位置大概在行扫描周期一半的位置。
数字视频基础
1. CCIR 601号建议CCIR：Consultative Committee of International Radio（国际无线电咨询委员会）CCIR是国际无线电咨询委员会的简称。
成立于1927年，是国际电信联盟（ITU）的常设机构之一。
主要职责是研究无线电通信和技术业务问题，并对这类问题通过建议书。
从1993年3月1日起，与国际频率登记委员会（IFRB）合并，成为现今国际电信联盟（ITU）无线电通信部门，简称ITU-R。
在1982年2月国际无线电咨询委员会(CCIR)第15次全会上，通过了601号建议，确定以分量编码为基础, 即以亮度分量Y、和两个色差分量R-Y、B-Y为基础进行编码,作为电视演播室数字编码的国际标准。
该标准规定:1) 不管是PAL制，还是NTSC制电视,Y、R-Y、B-Y三分量的抽样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。
2) 抽样后采用线性量化，每个样点的量化比特数用于演播室为10bit, 用于传输为8bit。
3) Y、R-Y、B-Y三分量样点之间比例为4:2:2。
在1983年9月召开的国际无线电咨询委员会(CCIR)中期会议上，又作了三点补充：1) 明确规定编码信号是经过γ预校正的Y、R-Y、B-Y信号；2) 相应于量化级0和255的码字专用于同步，1到254的量化级用于视频信号；3) 进一步明确了模拟与数字行的对应关系，并规定从数字有效行末尾至基准时间样点的间隔，对525行、60场／秒制式来说为16个样点；对625行、50场/秒制式则为12 个样点。
不论625行／50场或525行／60场，其数字有效行的亮度样点数都是720，色差信号的样点数均是360，这是为了便于制式转换。
若亮度样点数被2除，就得到色差信号的数据。
601号建议单独规定了电视演播室的编码标准。
它对彩色电视信号的编码方式、取样频率、取样结构都作了明确的规定。
它规定彩色电视信号采用分量编码。
数字视频格式
• 运动估值帧间压缩：活动图像的相邻帧的图像信息
具有很强的相关性，因此不需要把每帧图像一一发送，记 录，后继若干帧图像可以仅仅记录、传输与前一帧图像各 点对应不一样的差异信息。在重放和恢复时，利用前一帧 图像的全部数据及后帧的差异数据，经过运算就可以得到 后继各帧的全部信息。
I帧:帧内编码帧,帧使场景变换 后的第一个画面，是一种独立 的可作为参照的画面，这个画 面的全部数据都要记录、保存 与传输. 通常，每12或者15帧图像需传送一帧l帧信息.
WMV-HD是由软件业的巨头微软公司所创立 的一种视频压缩格式， WMV-HD，基于WMV9标准，尽管WMV-HD 是微软的独有标准，但因其在操作系统中大 力支持WMV系列版本，从而在桌面系统得以 迅速普及。在性能上，WMV-HD的数据压缩 率与H.264一样，两者的应用领域也极其相似 ，因此在新一代主流视频编码标准霸主地位 的争夺之中，双方展开了针锋相对的斗争， 而斗争的焦点集中在下一代光盘规格“HD D VD”和数字微波广播电视等领域。 MPEG-2、H.264和WMA-HD作为下一代DV D即HD－DVD技术的强制执行标准。
4、其它视频格式
• FLV格式
• FLV流媒体格式是一种全新的视频格式，全称为 Flash Video。由于它形成的文件极小、加载速度 极快，使得网络观看视频文件成为可能。它的出 现有效地解决了视频文件导入Flash后，使导出的 SWF文件体积庞大，不能在网络上很好地应用等 缺点，因此FLV格式成为了当今主流视频格式。 目前几乎所有全球热门的在线视频网站都采用了 FLV视频格式，大家熟悉的土豆、优酷、酷6以及 新浪播客等新一代视频分享网站所采用，是目前 增长最快、最为广泛的视频传播格式。
• 视频图象水平/垂直象素越高，承载的象素 信息量就越高， 720X576X8X3= 9,953,280(bit)一帧图象 承载的信息量，8X3为色深为24bit（红绿蓝 三原色各8bit）
数字视频格式简介
数字视频格式简介MPEG格式MPEG是Motion Picture Experts Group的缩写，它包括了MPEG-1、MPEG-2和MPEG-3。
后又增加了MPEG4、MPEG7，不同版本表示了不同用途和质量，对多媒体通信的发展起到了革命性的推动作用。
MPEG-1（标准代号ISO/IEC11172）制定于1991年底，处理的是标准图像交换格式（standard interchange format，SIF）或者称为源输入格式（Source Input Format，SIF）的电视，是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码的国际标准，这个标准主要是针对当时具有这种数据传输率的CD-ROM和网络开发的，用于在CD-ROM 上存储数字影视和在网络上传输识字影视。
MPEG-1编码时首先把PAL或NTSC数字电视转换成公用中分辨率格式（CIF）的数字电视，这种格式的图像质量相当于家用录象系统（VHS），其分辨率与家用录象系统分辨率相同，只有广播电视空间分辨率的四分之一，即PAL制为352*288（25帧/S），NTSC制为352*240（30帧/S），图像子采样格式为4∶2∶0，此时视像数据传输率减少到30Mbps（PAL和NTSC），然后再将视像数据传输率压缩至1.15Mbps,其视像压缩率为26∶1。
MPEG-1的声音部分称为MPEG-1 Audio（标准代号ISO/IEC 11172-3），其压缩的主要依据是人的耳朵的听觉特性,使用"心理学模型"来取消更多的冗余数据,支持两个声道,采样精度为16位,提供了32KHz、44.1KHz、48KHz三种采样频率，经MPEG编码器编码后相应的数据传输率从32Kbps到348Kbps。
MPEG1现已成为常规视频标准的一个子集，该子集称为CPB流。
MPEG-1相信是大家接触得最多的了，因为它被广泛的应用在VCD的制作和一些视频片段下载的网络应用上面，可以说99%的VCD都是用MPEG-1格式压缩的，（注意VCD2.0并不、是说明VCD是用MPEG-2压缩的）使用MPEG-1的压缩算法，可以把一部120分钟长的电影（未压缩视频文件）压缩到1.2GB左右大小。
广播级数字视频格式简介
DVCPRO 格式概述
DVCPRO数字摄录一体机全部重量仅5公斤多，非 常轻便，特别适合于新闻用，由于它采用DV格式 1/4英寸盒带，兼容家用DV格式，这为新闻的广泛 来源打下基础。由于该机型推出 机较早，较早渗透入中国市场，已被中央及地方电 视台用于新闻等节目采集。现有DVCPRO25和 DVCPRO50两种类型。
DVCAM Master 系列
自从问世以来，DVCAM格式已经被视频制作专业 市场广泛接受，认识到广播电视应用中基于 DVCAM制作的要求不断提高，Sony在原有DVCAM 录像机的基础上又发表了DVCAM Master系列编辑 录像机，完善了外与所有DV家族格式的兼容性和专 业特性，如：极其优异的编辑性能，高质量的微动 声音，无需磁带适配器和菜单设置全面和模拟接口， 内置信号发生器以及支持16：9宽高比ID信号记录 等等。我们相信Master系列编辑录像机以其无与伦 比的特性和优势将得到从工业到广播电视领域更广 泛的应用
DVCPRO格式 格式
图像处理中采用大量标准的4∶1∶1格式，即取样 频率的亮度fy=13.5MHz，色差fPB、R=3.375MHz。 实际上DVCPRO的视频信号输入为4∶2∶2格式， 经 4∶1∶1转化后进行记录，重放时对4∶1∶1离 带信号进行内插重新形成4∶2∶2格式信号输出。 从数据率看，4∶2∶2格式的净数据率为〔（720＋ 2×360） ×576×8〕×25≈165.9Mbps,转换成 4∶1∶1后为〔（720＋2×180） ×576×8〕 ×25≈124.4Mbps,压缩成25Mbps进行记录，需要的 压缩比为 124.4Mbps/25Mbps≈5∶1。使用1/4英寸 MP磁带，还可同时记录4通道16bit数字音频信号。
广播级数字视频格式 简介
bt656硬件定义
bt656硬件定义BT656硬件定义BT656是一种视频数据传输标准，它定义了视频信号的传输格式和时序。
该标准主要用于数字视频设备之间的数据传输，如摄像机、显示器、视频采集卡等。
BT656标准规定了视频数据的格式和传输方式。
视频数据通过串行传输的方式进行传输，每个视频帧被分为多个数据包进行传输。
每个数据包包含了视频数据、同步信号和控制信息。
同步信号用于同步接收端的时钟，控制信息用于描述视频数据的属性，如分辨率、色彩空间等。
BT656标准定义了视频数据的格式。
视频数据以像素为单位进行传输，每个像素由若干个色度分量组成。
不同的视频格式可以使用不同的色度分量数和位深度。
BT656标准支持的色度分量数有YUV和RGB两种，位深度可以是8位或10位。
BT656标准规定了视频数据的时序。
视频数据的传输是基于垂直同步信号和水平同步信号的。
垂直同步信号用于标识一个视频帧的开始和结束，水平同步信号用于标识一个视频行的开始和结束。
通过垂直同步信号和水平同步信号的组合，接收端可以正确地解析视频数据并进行显示。
BT656标准还定义了视频数据的时钟。
视频数据的传输需要一个时钟信号来保证数据的同步性。
时钟信号的频率与视频数据的帧率和行率有关。
通过时钟信号的控制，接收端可以根据视频数据的时序来解析数据并进行显示。
BT656标准的应用非常广泛。
它可以用于各种数字视频设备之间的数据传输，如摄像机向视频采集卡传输数据，视频采集卡向显示器传输数据等。
通过使用BT656标准，不同厂商生产的数字视频设备可以实现互通互联，方便用户进行视频数据的采集、处理和显示。
总结起来，BT656是一种视频数据传输标准，定义了视频数据的格式、传输方式、时序和时钟等。
它可以实现不同数字视频设备之间的数据互通互联，方便用户进行视频数据的采集、处理和显示。
bt656 协议 时钟 电压
bt656 协议时钟电压1. 介绍BT656协议是一种用于数字视频信号传输的标准协议。
它定义了视频数据的格式、时序和控制信号。
时钟和电压是BT656协议中两个重要的参数，对于视频信号的传输和显示起着关键的作用。
2. BT656协议BT656协议是一种串行传输协议，用于将数字视频信号从一个设备传输到另一个设备。
它采用差分信号传输，通过时钟信号和数据信号来传输视频数据。
BT656协议定义了视频数据的格式和时序，包括行同步信号、场同步信号、像素数据等。
2.1 视频数据格式BT656协议定义了视频数据的格式为8位YUV422。
其中Y表示亮度分量，U和V表示色度分量。
YUV422格式是一种常用的视频数据格式，它将亮度分量的采样率和色度分量的采样率进行了压缩，可以有效地减小数据量。
2.2 时序BT656协议规定了视频数据的时序，包括行同步信号和场同步信号的时序。
行同步信号用于标识每一行的开始和结束，场同步信号用于标识每一场的开始和结束。
时钟信号用于同步数据的传输，保证数据能够按照正确的时序进行传输和显示。
3. 时钟时钟是BT656协议中非常重要的参数，它用于同步数据的传输和显示。
时钟信号的稳定性和精确性对于视频信号的传输和显示起着至关重要的作用。
3.1 时钟信号的生成时钟信号可以通过外部时钟源或者内部时钟源来生成。
外部时钟源一般是由外部设备提供的稳定的时钟信号，内部时钟源则是由芯片内部的时钟电路生成的时钟信号。
通过精确控制和调整时钟信号的频率和相位，可以保证数据的传输和显示的稳定性和准确性。
3.2 时钟信号的传输时钟信号可以通过不同的传输方式进行传输，包括同轴电缆传输、光纤传输等。
传输时钟信号需要考虑传输距离、传输速率和传输稳定性等因素，以保证时钟信号的完整性和精确性。
3.3 时钟信号的同步在BT656协议中，时钟信号的同步非常重要。
发送端和接收端需要通过同步信号来保证时钟信号的一致性。
通过合理设计同步电路和时钟电路，可以实现时钟信号的同步和精确控制。
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数字视频格式及时序
从Consumer产品到Broadcast产品接触到的数字化的处理越来越多，模拟的越来越少。
以前关注模拟视频的分析测试，现在则越来越多的要应对数字视频信号的处理。
1：这里列出一些常用的数字视频格式及时序以做参考。
符号单位描述
Name n/a Industry standard concise name for format 视频标
准
Hact pels Active Pixels Per Line 水平有效像素
Vact lines Active Lines per Frame 每帧有效行数
Htot pels Total Pixels Per Line 每行总样本
数
Vtot lines Total Lines per Frame 每帧总行数
ST n/a Scan Type ('i'=interlaced, 'p'=progressive) 扫描类型（i-隔行扫描，p-逐行扫描）
F/s F/s Frames per second 帧频（Hz）
HSYNC/s F/s HSYNC frequency/line pre second 行频（Hz）
MSa/s MHz Samples per second (i.e. pixel clock frequency) 抽样频率Hbnk pels Blank Pixels per Line 水平消隐间隔
Vbnk lines Blank Lines per Frame 垂直消隐间隔
HS2HA pels HSYNC asserting edge to start of HACTIVE (in pels)有效起始像素/行同步信号有效触发沿到有效行之间的抽样时钟周期
2:数字视频区分奇/偶场的办法除了用逻辑分析仪看SAV/EAV值外最简单的方法是比较VSYNC和HSYNC信号的相位。
如图所示，奇场的VSYNC和HSYNC的触发沿是对齐的，而偶场的VSYNC距离HSYNC的触发沿的位置大概在行扫描周期一半的位置。
3:1080i60和1080I/30两种表述方式的由来：
其实这两种表述都指的是同一个视频格式：都是每秒60场（30帧）的隔行扫描。
1080I/30 是European Broadcasting Union（EBU）组织的习惯表述方式，EBU习惯用帧频来表述。
同理1080i50对应1080I/25也是同一个视频格式。
1080i60 60HZ对应NTSC制式的电视系统。
（美国，加拿大，日本）
1080i50 50HZ对应PAL/SECAM 制式的电视系统。
（欧洲，澳大利亚，亚洲和非洲大部分国家）。