第六章数字电视与高清晰度电视6．2电视信号的编码6．2．1电视信号的数字化模拟电视信号转换为数字电视信号的过程是模拟/数字转换编码过程(称为PCM调制脉冲编码调制，由A/D转换器实现)，由数字电视信号转换为模拟信号则称PCM解调过程（由D/A转换器实现）。我们知道A/D转换是对模拟信号进行取样、量化和编码的过程，将连续(幅度和时间)的信号变离散的n位的二进制数字码。设离散值的最大个数为M，n与M的关系为：2n-1=M。A/D转换输出可以是n位并行码，也可以是数率为nfS的串行码(为采样转换频率)。量化过程（时域相乘，频域卷积）与频谱6．2．2图像信号的编码方案与参数确定彩色图像信号通常有两种形式：彩色全电视信号(Y/C)；亮度信号/色差信号（Y/R-Y、B-Y，也可称为分量信号）。因此对图像信号的PCM编码也有全信号编码和分量编码两种，数字电视系统宜用分量编码，电视接收机中的数字化处理宜用全信号编码。1．全电视信号编码(1)取样频率由于取样过程是非线性过程（时域相乘），在对全电视信号采样量化时，取样频率fS的选择，除了要满足取样定理外，①要考虑采样后的信号中fS与fSC的差频的影响：当fS＝3fSC或fS＝4fSC时，fS与fSC的差频将落在Y信号的频谱间隙中,对图像的影响不易觉察。②应使取样点在屏幕中的位置固定，且满足正交取样条件。即一行中有（1135+4/625）个取样周期。每帧的取样点个数为整数{625×（1135+4/625）个取样点}，两相邻帧间取样点的位置相同。相邻行（奇、偶两场）的起始点相隔313×(1135+4/625)个采样点，也是近似整数(仅差0.0032)，满足正交结构。fS＝4fSC的另一好处是因fS/2与fm间有较大间隔，可以降低模拟低通滤波器和数字滤波器的设计难度。（但码率高）(2)编码位数①量化信噪比对于经过γ校正的图像信号，一般都采用均匀量化，即用线性编码。设单极性图像信号的变化范围为0到1，分为2n个量化层，每个量化层高为2-n。由于均匀分布，量化误差的均方根值：2．分量编码分量编码就是对Y、R-Y、B-Y或三个基色分量R、G、B分别编码，进行并行传输或时分复用传输。(1)取样频率fS的选定原则和标准①选定原则·fS应大于最高频率（Y：5.8～6MHz，色差2MHz）的2.2倍。·为了得到正交的点阵结构，取样频率应为行频fH的整数倍。·fS是50Hz/625行、60Hz/525两类行频的公倍数，以为了便于不同电视制式转换。·亮度信号的取样频率与色差信号的取样频率之间有整数倍的关系，以使两者的取样点能重合或有固定的位置关系。②CCIR(国际无线电咨询委员会)的分量编码国际标准对Y/R-Y/B-Y的取样频率为13.5/6.75/6.75MHz，分别是基准频率3.375MHz的4倍、2倍、2倍，故简称4:2:2标准。(fS=13.5MHz=858fS525行=864fS625行，fH525行=15734.264Hz)低标准：4:1:1/13.5/3.375/3.375MHz，2:1:1/6.75/3.375/3.375MHz4:4:4;4:2:2抽样点结构(2)数字有效行(内的信号样点数)数字有效行的数据由每行必须进行处理和存储的取样点构成，有效行期间包括了正程。两种制式的数字有效行均为:亮度信号样点数：720色度样点数：360个便于两种制式的转换。一行的起点定在行同步前沿脉冲的中部。PAL制的有效行由样点133至852构成，而正程对应的样点为142至844。(3)编码位数和排列亮度信号和色差信号分别规一化为0～1及-0.5～+0.5的范围，并都编为8位线性码。由于原来的R-Y最大值为0.701，B-Y的最大值为0.886，故要对R-Y和B-Y进行压缩，压缩比分别为kR-Y=0.5/0.701、kB-Y=0.5/0.866，压缩后三分量Y、(R-Y)、(B-Y)的表示式为：Y＝0.299R+0.587G+0.114B(R-Y)=0.5R-0.419G-0.081B；(B-Y)＝-0.169R-0.331G+0.5BY编为自然二进码，双极性的(R-Y)、(B-Y)编为偏移二进制码，即-0.5对应自然码的0，+0.5为255，零电平为128。为了防止信号过载、直流漂移，256个量化级并不全用。亮度信号的黑白电平对应于16至235量化级，色差信号则在底部和顶各留16个量化级。分量编码的数字信号在传输时的数据序列：(B-Y)Y(R-Y)(Y)(B-Y)Y(R-Y)(Y)这里(B-Y)Y(R-Y)是空间同一取样点的数字，而(R-Y)(Y)(B-Y)中的(Y)是仅有亮度取样的空间取样点的数字，它规定在一行的偶数样点上。3．电视伴音信号的编码由于