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文檔簡介
一高標清SDI信號二高標清上下變換的過程三上下變換的模式四AFD信息五上下變換的評測一高標清SDI信號SD-SDI信號格式■625/50掃描標準,SDI信號寬高比4:3,采樣格式4:2:2,亮度信號抽樣頻率13.5M,兩個色差信號的抽樣頻率6.75M,采用10bit
量化,有1024級量化電平,數(shù)據(jù)傳輸率270Mb/s?!雒繋傂袛?shù)625行,第一場場消隱期是有效行的前24行,第二場場消隱期是有效行的前25行,每幀的有效行數(shù)是576行,在有效視頻結束(EAV)和有效視頻開始(SAV)期間是數(shù)字行消隱時間。■音頻信號和輔助數(shù)據(jù)在行消隱期間傳送。■信號格式遵循SMPTE259M,音頻嵌入格式遵循SMPTE272M。
HD-SDI信號格式
■
我國高清電視標準,圖像寬高比16:9,1125/50掃描格式,4:2:2編碼方式,亮度信號抽樣頻率為
74.25.MHz,兩個色差信號的抽樣頻率37.125MHz,幀頻25Hz的2:1隔行掃描格式,數(shù)據(jù)傳輸比特率
1.485Gb/s,有效像素點1920X1080。■信號格式遵循SMPTE292M,音頻嵌入格式遵循SMPTE299M。
高清SDI線路驅(qū)動器特性
■高清與標清電視的差別主要體現(xiàn)在寬高比、清晰度、色域以及亮度方程、音頻嵌入格式等方面。
高標清信號格式比較高標清色域差別高標清彩條波形比較
■高清與標清SDI音頻嵌入格式的差異(1)作為輔助數(shù)據(jù)在行消隱期內(nèi)存放的格式不同。標清嵌入音頻數(shù)據(jù)格式
高清嵌入音頻數(shù)據(jù)格式
標清嵌入音頻輔助數(shù)據(jù)包ID
高清嵌入音頻輔助數(shù)據(jù)包ID
(2)高清音頻采樣為24bit、標清為16bit/20bit。高清音頻數(shù)據(jù)字的比特分布與標清音頻數(shù)據(jù)字的比特分布不一致。高清音頻數(shù)據(jù)字分布
標清音頻數(shù)據(jù)字分布
(3)高清音頻樣值只分布在Cb/Cr通道內(nèi),標清音頻樣值分布在Y、Cb/Cr通道內(nèi)。
二高標清上下變換過程
■高標清上下變換,實際就是對視頻信號或者文件的時空采樣的結構變換。在時間上和空間上,實現(xiàn)分辨率的變換和組合。
■采樣結構的變換主要是通過空間域上的插值和抽取濾波器來實現(xiàn)速率和像素的變換。
■下變換,即高清變換為標清,可由高分辨信號通過抽取濾波變換為低分辨率信號;上變換,即標清變換為高清,可在保持原視頻信號頻譜不變的前提下,提高采樣頻率,并對原有信號進行內(nèi)插值變換。
高標清上下變換的采樣方法和信號處理流程■上下變換的圖像質(zhì)量由兩個因素決定:去交織(去隔行)算法和重采樣算法,最后的質(zhì)量依賴于所選用的算法類型和精度。上變換應該更關注噪聲和邊沿的處理,下變換應更關注頻譜和細節(jié)。
■應用于上變換的去交織算法類型很多,主要有線性濾波和非線性濾波方式,線性濾波比較簡單,占用資源少,效果較差;非線性濾波復雜,算法精度高,占用的存儲和計算資源較多,但效果好。
■圖像重采樣算法精度直接影響最終變換質(zhì)量。目前下變換主要有兩種方式:空域變換與頻域變換??沼蜃儞Q:主要是通過像素點普通線性或非線性插值來進行重采樣,優(yōu)點是方法簡單,速度快,缺點是質(zhì)量不高。由于采樣精度的誤差(像素點的缺失,以及采樣像素的隨機性),造成圖像模糊或有煙霧籠罩的感覺。同時對于高亮度細節(jié)變換較快的素材,容易產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。歸納起來即目標圖像細節(jié)不夠,同時抗閃爍程度不高。頻域變換:主要是通過對原始圖像進行頻譜分析,對影響目標圖像的頻率進行相應的調(diào)整與修改,從而達到細節(jié)保留與增強,同時也抗閃爍的效果。優(yōu)點是標清圖像質(zhì)量穩(wěn)定,效果好,缺點是速度較慢。■上下變換算法也可以采取幀間運算的算法。通過運動補償進行插值樣點或抽點方式的預測估計。幀內(nèi)預測結合幀間運動補償?shù)倪\算方式,可以使上下變換的圖像還原性更好,清晰度更高。但此算法對于硬件運算能力的要求也較高。
三上下變換的模式上變換模式上變換,即標清格式變換為高清格式有三種模式。Fullwidth:將畫面進行縱向剪切,畫面比例正常,但損失了一部分畫面內(nèi)容;Pillarbox:在畫面的左右兩側(cè)加黑邊,保留了全部畫面內(nèi)容,畫面比例正常;Stretch:將畫面橫向拉伸,保留了全部畫面內(nèi)容,但畫面產(chǎn)生變形。
下變換,即高清格式變換為標清格式有三種模式。
Letterbox:在畫面的上下兩側(cè)加黑邊,保留了全部畫面內(nèi)容,畫面比例正常,但清晰度有損失;
Edgecrop:畫面左右兩側(cè)被剪切,清晰度好,畫面比例正常,但損失了一部分畫面內(nèi)容;
Squeeze:將畫面橫向壓縮,保留了全部畫面內(nèi)容,清晰度好,但畫面產(chǎn)生變形。
下變換模式■
圖中為標清素材被高清節(jié)目引用后,連續(xù)變換的各種情況??梢钥闯觯绻舷伦儞Q方案選擇的不恰當,會出現(xiàn)標清素材經(jīng)過上變換和下變換后,產(chǎn)生畫面內(nèi)容損失或嚴重變形的結果。因此,選擇合適的上下變換策略對于保證節(jié)目播出效果是至關重要的。標清素材被高清節(jié)目引用■高清下變換后再上變換模式,實際是指高清素材被標清節(jié)目引用,然后又到高清頻道同播或者將成品節(jié)目上變換后送高清頻道播出,這種情況力圖避免。上圖為高清素材被標清節(jié)目引用后,連續(xù)變換的各種可能情況。高清素材被標清節(jié)目引用四AFD信息■素材的幅型與成品節(jié)目的幅型,節(jié)目源的幅型和播出后的幅型,存在多種組合的變換可能,如果不能自動匹配,將加大運行復雜程度,尤其在演播室和頻道播出環(huán)節(jié),可能由于幅型變換不當造成播出事故?!鼋y(tǒng)一采用AFD(ActiveFormatDescription)標識能夠降低運行成本,提高幅型變換的自動化?!鲈诩夹g實現(xiàn)上要做到連續(xù)播出節(jié)目幅型變換的幀精度切換?!鯯MPTE提供了幅型變換的標準,采用AFD對文件和信號的畫面幅型比進行統(tǒng)一標識?!鯯MPTE377M-2004和SMPTE2016-1標準包括了對MXF文件嵌入AFD的描述;對于信號類AFD信息的嵌入方式,在
SMPTE2016-3標準給出。五上下變換的評測■上下變換器的評測分為客觀性能測試和主觀評價
■對上下變換器的客觀測試依據(jù):
《GY/T155-2000高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》;
《GY/T157-2000演播室高清晰度電視數(shù)字視頻信號接口》;
《GY/T159-20004:4:4數(shù)字分量視頻信號接口》;
《GY/T160-2000數(shù)字分量演播室接口中的的附屬數(shù)據(jù)信號格式》;
《GY/T17953-2000
4:2:2數(shù)字分量圖像信號的接口》;
《GY/T160-2000數(shù)字演播室接中的附屬數(shù)據(jù)信號格式》等有關國家標準?!鲋饔^評價:
分別通過演播室拍攝景物的上、下變換和活動圖像序列的上變換來對圖像質(zhì)量進行主觀評價,用接近現(xiàn)實使用環(huán)境的視頻測試項目重點考核圖像經(jīng)上、下變換后的:圖像清晰度和銳度;圖像亮度細節(jié)和色度細節(jié);圖像層次;圖像的動態(tài)范圍;實物的色彩還原\質(zhì)感和逼真程度;圖像雜波和干擾等內(nèi)容
。
■各廠家上下變換器由于技術處理的不同導致性能上的差異。
■在圖像層次;圖像動態(tài)范圍;實物的色彩還原和質(zhì)感;圖像雜波和干擾方面差別不大。在圖像清晰度和銳度;圖像亮度細節(jié)和彩色細節(jié)方面表現(xiàn)力有差別。■上下變換器除了數(shù)字信號濾波器處理的方式和功能等方面的不同外,對圖像清晰度產(chǎn)生不同影響的還有變換器信號處理的幅度
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