高清晰度电视技术简介.ppt

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1、高清晰度数字电视技术简介,王亚明2007年3月,内容提要,清晰度（分辨率）的表达方法电视信号的数字化数字电视格式的表示法数字电视信号的码率NTSC国家和地区的59.94i逐行扫描和隔行扫描高清与标清电视的差别,清晰度（分辨率）的表达方法,不同行业表达清晰度（分辨率）的方法电视清晰度的表示法线、电视线、带宽、调制度胶片清晰度的表示法每毫米线对（Line Pair/mm）计算机图形、数码相机清晰度表示法像素总的趋势是不同的行业都采用像素表达清晰度数字电视和数字电影的拍摄和显示都采用了有限像素的器件如CCD、CMOS、LCD、PDP电视/电影信号数字化后其取样点数量是有限的采用像素有利于统一不同行业

2、有关清晰度的表达方法,电视清晰度的表达法 线、电视线、带宽、调制度,模拟电视时代用“线”或“电视线”表示清晰度垂直清晰度垂直清晰度用线数表示，与有效扫描行数相关垂直清晰度一般相当于有效扫描行数的5070%（科尔系数）在理想的极端条件下其最大值与有效扫描行数相同,水平清晰度 绝对清晰度（线）,水平清晰度的两种表达法绝对清晰度：线相对清晰度：电视线绝对清晰度的定义:水平方向上实际显示的黑白线条数例如，在水平方向上显示400条线(黑色/白色各200条)时称水平清晰度为400线,水平清晰度 相对清晰度（电视线）,相对清晰度考虑了画面宽高比的因素因为电视画面的宽高比是4:3，所以在象素宽高尺寸相同的条件

3、下水平方向上能够容纳的象素数量是垂直方向上的4/3倍例如，在线距相同的情况下垂直方向显示300条线时水平方向上能够显示400条线,相对清晰度（电视线）,为了在同一系统中用相同的度量方法表示不同方向上的清晰度，在电视技术中把画面宽高比与水平方向上显示线条数的乘积称为电视线例如，在水平方向上显示400条线时称水平清晰度为400 x 3/4=300 电视线,相对清晰度（电视线）,因为用电视线表达的水平清晰度是相对值，所以在显示相同线条数量的情况下画面宽高比不同时水平清晰度是不同的例如，同样在水平方向上显示400条线时如果画面宽高比是16:9则水平清晰度为400 x 9/16=225 电视线,水平清晰

4、度 带宽与调制度,电视的水平清晰度还可以用带宽或调制度表示带宽与调制度是频率与电平（幅度）之间的函数关系，是MTF（调制传输函数）在电视技术中的专用表述带宽是在约定电平值的位置计量频带宽度电视技术中经常使用的三种带宽0dB带宽，最大电平处对应的带宽-1dB带宽，与0dB相比电平下降10%处对应的带宽-3dB带宽，与0dB相比电平下降30%处对应的带宽调制度是在约定频率点的位置计量电平值例如标清摄像机以0.5MHz的输出幅度作为参考电平，5MHz频率点的输出电平与参考电平之比即为调制度，用百分比表示,某电视系统的幅度 频率特性,0dB带宽4MHz,-1dB带宽5MHz,-3dB带宽6MHz,6M

5、Hz调制度70%,5MHz调制度90%,标准清晰度电视(ITU R BT.601-2)在水平方向上显示400条黑色和白色线条相当于在一行的有效扫描期间(53.3微秒)内使正弦波变化200次200个周期/53.3微秒=3.75 MHz,电视信号传输带宽与水平清晰度的关系,标清传输带宽与水平清晰度的关系,标准清晰度电视画面宽高比为4:3时在水平方向上显示400条黑白线称水平清晰度为400线或300电视线每1 MHz带宽相当于300电视线/3.75 MHz=80电视线/1 MHz或400线/3.75 MHz=107线/1 MHz标准清晰度电视亮度信号的0dB传输带宽为6 MHz，相当于水平清晰度6

6、MHz x 80电视线/1 MHz=480电视线或6 MHz x 107线/1 MHz=640线（ITU-R BT.601-5规定的标清亮度信号0dB带宽为5.75MHz，但实际产品的0dB带宽大多为6MHz）重现720线需要的带宽为720/107=6.75 MHz(取样频率13.5 MHz的1/2),高清传输带宽与水平清晰度的关系,高清晰度电视(ITU-R BT.709-3)在水平方向上显示400条黑色和白色线条相当于在一行的有效扫描期间(25.858微秒)内使正弦波变化200次200个周期/25.858微秒=7.734 MHz,高清传输带宽与水平清晰度的关系,高清晰度电视画面宽高比为16:

7、9，在水平方向上显示400条黑白线称水平清晰度为400线或225电视线每1 MHz带宽相当于225电视线/7.734 MHz=29电视线/1 MHz或400线/7.734 MHz=52线/1 MHz高清晰度电视亮度信号的0dB传输带宽为30 MHz，相当于水平清晰度30 MHz x 29电视线/1 MHz=870电视线或30 MHz x 52线/1 MHz=1550线重现1920线需要的带宽为1920/52=37.125 MHz(取样频率74.25 MHz的1/2),电影胶片清晰度的表达方法 线对,胶片采用每毫米线对（Line Pair/mm）表示清晰度电视与胶片对清晰度的定义不同胶片：400

8、线清晰度是指400线对（Line Pair），显示400线对就是800条线电视：400线清晰度是指显示400条线，相当于胶片的200线对,数字影像清晰度的表达方法 像素,像素是组成图像的最小单位数字影像（如数码相机等）和计算机图形处理采用像素表示清晰度传送彩色图像需要RGB（或Y/B-Y/R-Y）三个独立的分量，因此每个像素实际上都是由3个单色像素组成的 用像素表达数字电视清晰度标清数字电视480/60i：每行720个取样点（亮度），每帧有效扫描线480行720 x 480，每帧画面34万像素576/50i，每行720个取样点（亮度），每帧有效扫描线576行720 x 576，每帧画面41万像

9、素高清数字电视1080i或P：每行1920个取样点（亮度），每帧有效扫描线1080行1920 x 1080，每帧画面207万像素720P：每行1280个取样点（亮度），每帧有效扫描线720行1280 x 720，每帧画面92万像素,清晰度表达方式小结,表达清晰度的方式电视采用线、电视线摄影胶片采用每毫米线对（Line Pair/mm）计算机图形处理采用像素上述三种表达方式的优点是简单直观，缺点是不够严谨调制传输函数（MTF）优点：可以准确清晰地表达系统性能缺点：不够简单直观带宽和调制度带宽和调制度实际上就是MTF在电视行业的应用特例常用表示法用带宽描述系统性能用调制度描述摄像机的清晰度像素既可

10、以表达拍摄、显示和放映设备的清晰度，也可以表达系统性能,电视信号的数字化,数字化就是把在时间轴和电平轴上连续变化的模拟电视信号离散化包括电视信号在内的各种信息的原始形态都是模拟的，需要用有限的取样点和有限的电平阶去表现在时间和电平上无限变化的模拟信号 取样取样就是把电视信号在时间轴上离散化，用有限像素表现无限清晰的景物根据尼奎斯特定理，只要了解了取样频率（单位时间内的取样点数）就知道了该系统能够传输信号的带宽，也就是清晰度量化量化就是把电视信号在电平（幅度）轴上离散化，用有限的灰度阶表现无限的灰度只要了解了量化比特就知道了该系统所能达到的最高信噪比,电影、模拟电视和数字电视,看电影相当于隔着一

11、个巨大的旋转扇叶观看活动的景物观众看到的只是在两个扇叶之间未被遮挡的画面，当旋转的扇叶挡住眼睛的时候观众什么都看不到实际上这也是一种取样，这个取样就是把空间运动离散化，用有限数量的静止画面表达在空间上连续运动的景物 看电视相当于隔着一个旋转的扇叶和帘子观看景物扇叶的旋转速度就是场频或帧频帘子的缝隙相当于扫描线，观众只能看到帘子缝隙间的景物，被帘子挡住的部分看不到帘子的缝隙数量越多相当于扫描线越多，图像的垂直清晰度就越高扫描也是一种取样，这个取样就是在垂直方向上对两维空间画面离散化，用有限数量的水平扫描线表达完整的静止画面 看数字电视相当于隔着一个旋转的扇叶和筛子观看景物电视信号数字化后原来在时

12、间轴上连续变化的每行信号被离散化成了有限的取样点筛子水平方向上的孔越多相当于取样点越多也就是取样频率越高，图像的水平清晰度就越高,胶片电影,看电影相当于隔着一个巨大的旋转扇叶观看景物,模拟电视,看电视相当于隔着一个旋转的扇叶和帘子观看景物,数字电视,看数字电视相当于隔着一个旋转的扇叶和筛子观看景物,正交取样,正交取样是指在每行扫描线上的取样点都处于相同的位置，把这些样点用直线连接起来，连线与扫描线正交 正交取样是图形和图像计算机处理的基础正交取样结构对人的视觉干扰小，目前所有演播室分量数字电视标准都采用了正交取样结构实现正交取样的条件是取样频率必须是水平扫描频率（行频）的整倍数,扫描线,扫描线

13、,取样点,取样点,方形像素,如果每个像素在水平和垂直方向上的大小是相同的，那么在画面的垂直和水平方向上所能容纳的像素数量之比应该与画面的宽高比相同方形像素的概念最早是在计算机行业提出并实际应用的，目前计算机行业绝大多数显示标准都符合方形像素原则例如:VGA（640 x480）SVGA（800 x600）XGA（1024x768）UXGA（1600 x1200）均符合方形像素原则只有SXGA（1280 x1024）例外。方形像素有利于图形和图像的计算机处理，早期1125行高清电视标准中有效扫描行数是1035行，为符合方形像素的原则已经将有效扫描行数修改为1080行16:9宽高比高清电视系统均符合

14、方形像素原则，如1920 x1080，1280 x720。而4:3宽高比的标准清晰度电视720 x576和720 x480都不是方形像素,取样结构（清晰度）,在数字电视技术中经常用4:2:2、4:2:0等方式表达数字分量电视信号的取样结构这种表示法的原始含义是亮度与色度信号的取样频率之比或取样点数量之比例如4:2:2表示Y/B-Y/R-Y取样，色度信号的取样点数量是亮度信号的一半4:2:2:4最后的4表示键控信号的取样点数4:4:4表示RGB取样，RGB信号的取样点数量一样4:0:0表示每行电视信号中只有亮度信号取样结构表示法的原始含义是亮度与色度信号的取样频率之比4:2:2，4表示亮度信号的

15、取样频率，2和2 表示两个色差信号的取样频率4的原始含义是亮度信号的取样频率是付载波的4倍即13.5MHz（NTSC的付载波频率是3.58MHz）2的含义是色差信号的取样频率是付载波的2倍即6.75MHz,取样结构（清晰度）,扩展应用目前取样结构的表示法不光代表了亮度与色度信号的取样频率之比，还用于表示亮度与色度的取样点数量之比如果不特别说明，标清数字分量信号的4:2:2取样表示每行亮度与色差信号的取样点数量之比是720:360:360，色度信号的取样点数量是亮度信号的一半；亮度信号的带宽是6MHz，色度信号的带宽是3MHz1920高清数字分量信号的4:2:2表示每行亮度与色度信号的取样点数量

16、之比是1920:960:960，色度信号的取样点数量是亮度信号的一半；亮度信号的带宽是30MHz，色度信号的带宽是15MHz如果说明亮度取样点数量是1440取样结构是4:2:0，那么色度信号水平和垂直方向取样点数量就是720和540，分别是亮度信号1440和1080的一半，仿照4:2:0的说法也可以称为3:1.5:0（如果把1920称为4按比例计算1440就是3）,4:4:4（RGB）的取样结构,N行,N+1行,N+2行,N+3行,G,B,R,4:2:2（Y/R-Y/B-Y）的取样结构,N行,N+1行,N+2行,N+3行,Y,B-Y,R-Y,4:1:1（Y/R-Y/B-Y）的取样结构,N行,N

17、+1行,N+2行,N+3行,Y,B-Y,R-Y,4:2:0（Y/R-Y/B-Y）的取样结构（MPEG-2）,N行,N+1行,N+2行,N+3行,Y,B-Y,R-Y,Y,4:2:2,4:0:0,4:2:0（Y/R-Y/B-Y）的取样结构（MPEG-1）,N行,N+1行,N+2行,N+3行,Y,B-YR-Y,Y,Y,B-YR-Y,Y,4:2:0（Y/R-Y/B-Y）的取样结构（DVB）,N行,N+1行,N+2行,N+3行,Y,B-Y,Y,R-Y,Y,B-Y,Y,R-Y,不同取样方式的清晰度-标清,G,R,B,Y,Y,Y,Cb,Cr,Cb,Cb,Cr,Cr,720,720,720,576,576,5

18、76,720,360,360,576,576,576,720,576,576,576,180,180,576,360,360,720,288,288,720 x5764:4:4取样,720 x5764:2:2取样,720 x5764:1:1取样,720 x5764:2:0取样,不同取样方式的清晰度-高清,G,R,B,Y,Y,Y,Cb,Cr,Cb,Cb,Cr,Cr,1920,1920,1920,1080,1080,1080,1920,960,960,1080,1080,1080,1920,1080,1080,1080,480,480,1080,960,960,1920,540,540,1920

19、x10804:4:4取样,1920 x10804:2:2取样,1920 x10804:1:1取样,1920 x10804:2:0取样,G,R,B,Y,Y,Y,Cb,Cr,Cb,Cb,Cr,Cr,1920,1920,1920,1080,1080,1080,1920,960,960,1080,1080,1080,1440,1080,1080,1080,480,480,1080,640,640,1280,1080,1080,不同高清记录格式的取样结构（清晰度）,HD D5,DVCPRO HD,Y,Cb,Cr,1080,720,720,1440,540,540,XDCAM HD,4:4:4,4:2:2

20、,3:1:1,3:1.5:0(基于1440的4:2:0),2.6:1.3:1.3(基于1280 的4:2:2),1920 x1080/60i8比特4:4:4取样1492.992 Mbps,1920 x1080/60i8比特4:2:2取样995.328 Mbps,1440 x1080/60i8比特3:1:1取样622 Mbps,G,R,B,Y,Cb,Cr,1920,1920,1920,1080,1080,1080,1920,960,960,1080,1080,1080,Y,Cb,Cr,1440,480,480,1080,1080,1080,8比特,8比特,8比特,不同取样结构（清晰度）的码率,1

21、920 x1080/60i8比特4:2:0取样746.496 Mbps,Y,Cb,Cr,1920,960,960,1080,540,540,8比特,1440 x1080/60i8比特3:1.5:0取样（基于1440的4:2:0）560 Mbps,Y,Cb,Cr,1440,720,720,1080,540,540,8比特,4:4:4,4:2:2,4:1:1,4:2:0,不同取样结构的样本,4:4:4,4:2:2,4:1:1,4:2:0MPEG-1,4:2:0MPEG-2,4:2:0DVB,不同取样结构的样本,4:4:4,4:2:2,4:1:1,4:2:0MPEG-1,4:2:0MPEG-2,4:

22、2:0DVB,不同取样结构的样本,4:4:4,4:2:2,4:1:1,4:2:0MPEG-1,4:2:0MPEG-2,4:2:0DVB,不同取样结构的样本,4:4:4,4:2:2,4:1:1,4:2:0MPEG-1,4:2:0MPEG-2,4:2:0DVB,不同取样结构的样本,取样结构小结,把4:4:4的取样结构经预滤波（亚取样）转变成 4:2:2、4:1:1或4:2:0的目的是用不压缩的方法通过降低彩色分辨率的方式减少数字电视信号的数据量同样地，把4:4:4的取样结构经预滤波（亚取样）转变成 3:1.5:0（基于1440的4:2:0）的目的也是用不压缩的方法通过降低亮度和彩色分辨率的方式减少

23、数字电视信号的数据量高清4:4:4适用于最高质量的节目拍摄/制作以及复杂特技如高精度色键合成高清4:2:2是电视台高质量节目制作的标准4:2:0适用于一点对多点的播出和发行高清3:1.5:0（基于1440的4:2:0）适用于新闻、专题等简单制作，不适合制作复杂特技,量化,量化就是把电视信号在电平（幅度）轴上离散化，用有限的灰度阶表现无限的灰度量化的比特越高传输电平的精度越高，只要了解了量化比特数就知道了该系统所能达到的最高信噪比8比特（256灰度阶）是再现图像连续灰度的最低要求低于8比特时人眼可能分辨出灰度层级中的灰度差，出现版画感高质量记录和制作需要10比特（1024灰度阶）,8比特256灰

24、度阶,4比特16灰度阶,3比特8灰度阶,数字电视格式的表示法,SMPTE的表示法1920 x1080/60/I表示清晰度为1920 x1080，垂直扫描频率60Hz，隔行扫描1280 x720/60/P表示清晰度为1280 x720，垂直扫描频率60Hz，逐行扫描最后的字母I表示隔行（Interlace）扫描，P表示逐行（Progressive）扫描EBU的表示法1920 x1080/I/25（简化表示为1080/I/25）表示每行取样点数量1920，每帧有效扫描行数1080，25帧（50场）隔行扫描1280 x720/P/50表示每行取样点数量1280，每帧有效扫描行数720，50帧逐行扫描

25、中间的字母I表示隔行（Interlace）扫描，P表示逐行（Progressive）扫描 在EBU表示法中最后的数字表示帧频，因此EBU的1920 x1080/I/25与SMPTE的1920 x1080/50/I含义完全相同，有时容易造成误解,数字电视格式的表示法,简化表示法因为SMPTE的表示法比较长，为求简便在很多文件中经常把SMPTE表示法简化使用1920 x 1080/60/I表示为1080/60i1280 x 720/60/P表示为720/60P采用简化表示法美国的NTSC可表示为480/60i，中国和欧洲的PAL可表示为576/50i这是目前使用最多的表示法之一,数字电视格式的表示

26、法,目前数字电视格式并没有统一的表示法，因此在各种文献中也经常可以见到其它的表示法已知帧/场频时用1080i、720P表示有效扫描线数和扫描方式已知扫描线数时用50i或60P表示帧/场频和扫描方式有些资料用1080/50/2:1表示1080/50i，720/60/1:1表示720/60P有时用代替/，如108060i，72060P有的文件用扫描线总数代替有效扫描线，如1125/60i，750/60P，625/50i，525/60i欧洲经常用1080i25或1080i/25表示帧频25Hz的隔行扫描，这是从EBU表示法简化来的，相当于一般简化表示法的1080/50i同样地，在欧洲也经常用720p

27、50表示720/50P1080/50i有时被表示为1080i50或1080i/50Hz。,数字电视信号的码率,码率是在单位时间内系统所能达到的最大数据量传输数字电视信号时信道设备(如矩阵、光端机等)的带宽必须大于通过该通道的码率标准清晰度数字电视信号的码率在ITU-R601数字电视标准中，采用10比特量化时亮度信号的码率为取样频率x量化比特数=13.5(MHz)x 10(Bit)=135 Mbps2个色差信号的码率为2 x 6.75(MHz)x 10(Bit)=135 Mbps总的码率为亮度信号码率+色差信号码率=135+135=270 Mbps 270Mbps是数字分量演播室使用的SDI接口

28、标准码率,数字电视信号的码率,高清晰度数字电视信号的码率在SMPTE 274M数字电视标准中，采用10比特量化时亮度信号的码率为取样频率x量化比特数=74.25(MHz)x 10(Bit)=742.5 Mbps2个色差信号的码率为2 x 37.125(MHz)x 10(Bit)=742.5 Mbps总的码率为亮度信号码率+色差信号码率=742.5+742.5=1485 Mbps高清晰度电视的码率是标准清晰度电视的5.5倍1485Mbps是高清晰度数字分量演播室使用的HD-SDI接口标准码率,数字电视信号的有效码率,有效码率(视频有效码率)是在单位时间内与视频信号有关的数据量因为在电视信号的水平

29、和垂直消隐期间内没有视频信息，所以有效码率一般只是码率的60-80%当使用磁带、硬盘或光盘存储数字视频信号时可以只记录有效码率代表的视频信息,数字电视信号的有效码率,标准清晰度数字电视信号的有效码率在ITU-R601数字电视标准中，采用8比特量化时480/60i(NTSC)亮度信号的有效码率为每行的取样点数 x 有效扫描行数 x 量化比特数 x 帧频=720 x 480 x 8 x 30=82.944 Mbps2个色差信号的有效码率为2 x 360 x 480 x 8 x 30=82.944 Mbps总的有效码率为亮度信号有效码率+色差信号有效码率=82.944+82.944=165.888

30、Mbps(480/60i)576/50i(PAL)总的有效码率为720 x 576 x 8 x 25 x 2=165.888 Mbps(576/50i)480/60i与576/50i的有效码率相同,数字电视信号的有效码率,高清晰度数字电视信号的有效码率在SMPTE 274M数字电视标准中，采用8比特量化时1080/60i 信号格式亮度信号的有效码率为每行的取样点数 x 有效扫描行数 x 量化比特数 x 帧频=1920 x 1080 x 8 x 30=497.664 Mbps2个色差信号的有效码率为2 x 960 x 1080 x 8 x 30=497.664 Mbps总的有效码率为 2 x 4

31、97.664=995.328 Mbps(1080/60i)1080/50i 信号格式的有效码率为1920 x 1080 x 8 x 25 x 2=829.44 Mbps(1080/50i)高清晰度电视1080/60i的有效码率是标准清晰度电视480/60i(NTSC)的6倍1080/50i的有效码率是576/50i(PAL)的5倍,NTSC国家和地区的59.94i,在NTSC标准中为避免彩色副载波对亮度信号和音频载波的干扰，各种频率之间必须满足下述关系：彩色副载波是二分之一行频的整倍数(1/2行频间置)音频载波是行频的整倍数为满足NTSC彩色信号与原黑白电视信号的兼容性要求，音频载波频率4.5

32、 MHz不能更改，因此行频取 4.5MHz/286=15734 Hz(比黑白电视的15750 Hz低1/1000)帧频取 15734/525=29.97 Hz(比黑白电视的30 Hz低1/1000)场频取 29.97 x 2=59.94 Hz(比黑白电视的30 Hz低1/1000)所有频率均同比下降千分之一(F/1.001),NTSC国家和地区的59.94i,在美国等采用NTSC的国家和地区中，为满足标准清晰度与高清晰度电视信号相互转换的要求，高清晰度电视采用了与NTSC相同的场频59.94Hz，因此与60Hz相比所有相关频率均同比下降千分之一，例如取样频率由74.25 MHz下降为74.25

33、 MHz/1.001=74.176 MHz行频由67.5 KHz下降为67.433 KHz场频由60 Hz下降为59.94 Hz应称为59.94i，但习惯上仍然称其为60i与NTSC相同，编辑1080/59.94i格式的高清晰度信号时需按失落帧方式处理在NTSC国家和地区进行电影/电视转换时由于60i的场频降低了千分之一，与此相对应24P的帧频也降低为23.976在NTSC国家和地区凡是与电视有关的设备其频率均按降低1/1000处理，只是用于电影制作时仍然采用24P而非23.976P,逐行扫描和隔行扫描,电视采用扫描的方法把两维静止画面分解成若干行一维的扫描线，构成一幅完整画面的全部扫描线叫电

34、视帧最简单的扫描方式是逐行扫描，每帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，下一帧扫描线的位置与上一帧完全相同为了在有限的带宽资源条件下提高图像刷新率，模拟电视采用了2:1隔行扫描2:1隔行扫描是把一帧电视画面分两次交错扫描，下一场扫描线的位置与上一场相差一行，在空间上两个相邻电视场的扫描线位置相隔一行,逐行扫描和隔行扫描,逐行扫描：一帧电视画面一次连续扫描完成优点：-没有隔行扫描所特有的帧间闪烁感-有利于图形和图象的计算机处理-长时间观看眼睛不易疲劳缺点：与相同场频的隔行扫描方式相比数据量大一倍应用：美国DTV的480/60P，720/60P，1080/24P，计算机显示器隔行扫描：一帧

35、电视画面分两次交错扫描完成优点：与相同帧频的逐行扫描方式相比数据量只有一半缺点：-帧间闪烁感觉明显(特别是大屏幕显示)-不利于图形和图象的计算机处理-长时间观看眼睛容易疲劳应用：已经播出和准备播出的大多数电视系统,隔行与逐行扫描,隔行扫描主要应用于电视广播，例如1080/60i（59.94i）和50i1080/50P、1080/60P（59.94P）的数据量是50i或60i的两倍，其取样频率也是50i或60i的两倍，目前还没有实际应用1080/50i和60i的取样频率为74.25MHz1080/50P和60P的取样频率为148.5MHz逐行扫描有两种传输方式P：逐行传输，需要使用专用的逐行传输

36、接口Psf：逐行分段传输，可以使用现有的隔行传输接口用于制作和节目交换的逐行扫描格式1080/24P（23.976P）1080/25P1080/30P（29.97P）用于制作和播出的逐行扫描格式720/60P（59.94P）,逐行扫描,隔行扫描的两场,逐行与隔行扫描,逐行与隔行扫描,标清时代电视几乎全部采用隔行扫描高清电视既采用隔行也采用逐行扫描高清采用逐行扫描拍摄和制作的原因之一是拍摄和显示器件的逐行化，大屏幕电视主要使用平板显示器件等离子显示屏（PDP），液晶显示屏（LCD）LCD，DLP芯片投影芯片显像管采用灵活的扫描寻址方式，不需要逐一驱动每个像素，既适用于隔行也适用于逐行显示PDP、

37、LCD、DLP是有限像素的面阵列显示器件，这种采用XY寻址的显示方式需要逐一驱动每个像素单元平板显示器件显示的都是逐行扫描图像，一般把PDP、LCD、DLP等称为逐行扫描显示器件不论输入信号是何种扫描方式也不论清晰度高低在平板显示器件中都要被转换成与显示面板物理像素数量相同的清晰度显示如果在拍摄、制作和显示等环节都采用逐行扫描方式可以避免信号的隔行、逐行转换带来的图像质量损失,Psf-逐行分段传输,P与Psf是两种不同的逐行扫描信号传输方式P:Progressive-一帧一帧地传输逐行扫描信号Psf:Progressive segmented frame-逐行分段传输，即把一帧逐行扫描的电视信

38、号分成奇数场和偶数场分别传送Psf的信号传输结构与隔行扫描相同，采用Psf传输可以使逐行扫描信号与大部分只支持隔行扫描格式的记录、制作和显示设备兼容配置了Psf接口的设备能够用Psf方式输入/输出逐行扫描信号，不过它不能接收或传送不分段的逐行扫描信号配置了逐行扫描传输接口的设备只能输入/输出不分段的逐行扫描信号，它们不能与带有Psf接口的设备交换逐行扫描节目录像机、摄像机上的逐行接口都只支持Psf，部分非线性制作设备配置了P和Psf两种接口,Psf-逐行分段传输,Psf-用隔行接口传输逐行信号,1080/25P拍摄的图像采用25P传输时，只有支持25P逐行传输接口的记录、制作和显示设备才能接收

39、并处理这种逐行扫描信号采用25Psf传输时所有支持1080/50i的录像机、切换台和监视器等隔行设备都可以把25Psf当作50i直接记录、处理和显示如果接收端的逐行设备也支持Psf传输方式，那么在接收端通过Psf接口就可以把分成两场传输的逐行扫描信号合成成一帧所有支持1080/60i（1080/59.94i）的隔行设备也可以用于1080/30Psf（1080/29.97Psf）逐行信号的传输、记录和显示,Psf与隔行扫描信号的差别,逐行的Psf每帧取样一次得到一帧画面，再把这一帧分成两场分别传送，在接收端这两场仍然可以合成为一个完整的帧隔行扫描每帧取样两次，即每场取样一次这两场是在不同的时间取

40、样得到的，在拍摄运动图像时两场的取样时间不同所以这两场图像在空间上不能完全重合拍摄活动画面时不能把隔行扫描得到的两场合成成一帧完整的画面隔行或逐行是由拍摄决定的，传输或记录都不会改变,25P逐行与50i隔行扫描的取样结构比较,25P逐行扫描,第1帧,第2帧,50i隔行扫描,第1场(奇数场),第2场(偶数场),第3场(奇数场),第4场(偶数场),25Psf的取样和传输结构,25P逐行扫描,第1帧,第2帧,25Psf传输,奇数场,偶数场,奇数场,偶数场,25Psf接收,第1帧,第2帧,Line 1Line 2Line 3Line 4Line 5Line 6Line 7Line 8Line 9,逐行

41、Psf传输 每帧取样一次分成两场传输,1帧=奇数场+偶数场,隔行扫描 每帧取样两次无法再合成为一帧,Line 1Line 3Line 5Line 7Line 9,Line 2Line 4Line 6Line 8.,1帧=奇数场+偶数场,Line 1Line 2Line 3Line 4Line 5Line 6Line 7Line 8Line 9,奇数场,偶数场,用于制作与交换的逐行扫描格式-24P,1080/24P 用于电影拍摄时是1920 x108024P，用于电视制作时是1920 x108023.976P，为了方便经常把23.976P简称为24P主要用于数字电影的拍摄、制作以及节目交换可以转

42、换成胶片在普通影院里放映下变换至480/24P压缩成逐行扫描的MPEG2文件用于DVD发行3-2下拉变换至1080/60i或下变换成480/60i播出24P刷新频率太低直接显示时图像闪烁感太强，需要转换后显示通过Psf转换成1080/48i（1080/24Psf）3-2下拉变换至1080/60i3倍帧频显示 转换为1080/72P，在显示设备中每帧重复显示3次,每秒24幅画面每帧画面曝光时间1/24秒,旋转 胶片片门,1 秒钟,24 帧,25帧,30 帧,胶片,PAL(625/50),NTSC(525/60),电影与电视画面拍摄的对比,1080/24P图像,1/24 秒,1:1,以帧为单位的视

43、频压缩数据文件,24P电影电视转换,美国和日本用于电视播出的24P帧频实际上是24/1.001=23.976,3-2下拉变换（2-3下拉变换）,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,每秒24幅胶片画面或24P逐行扫描图像,1080/60i或480/60i,3-2下拉变换通过对每幅画面重复3次-2次的顺序把24幅画面转换成60场电视信号,在美国和日本60i实际上是59.94i,用于制作和交换的逐行扫描格式-25P,1080/25P-1920 x108025P，简称25P，应用范围与24P几乎完全相同25P与24P的

44、差别24P主要应用于60Hz的国家和地区：3-2下拉变换至1080/60i25P主要应用于50Hz的国家和地区：通过Psf转换至1080/50i或下变换成576/50i(PAL)标清隔行信号播出下变换至576/25P压缩逐行MPEG2文件用于DVD发行25P刷新频率太低直接显示时图像闪烁感太强，需要转换后显示通过Psf转换成1080/50i（1080/25Psf）2倍或3倍帧频显示 转换为1080/50P或75P，在显示设备中每帧重复显示2次或3次,25P至50i（25Psf）转换,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,F1,F2,每秒25幅胶片画

45、面或25P逐行扫描图像,1080/25Psf或576/25Psf（1080/50i或576/50i）,25P至50i转换通过对每幅画面重复2次的方法把25幅画面转换成50场电视信号,用于制作和交换的逐行扫描格式-30P,1080/30P-1920 x108030P，实际上使用的是29.97P，简称30P，主要应用于60Hz国家和地区的高清晰度数字电视节目制作和交换30P逐行节目可以很容易地通过Psf传输方式转换成1080/60i（即30Psf）的高清隔行信号或下变换成480/60i（NTSC）标清隔行信号用于播出30P刷新频率太低直接显示时图像闪烁感太强，需要转换后显示通过1080/30Psf

46、显示成1080/60i2倍帧频显示 转换为1080/60P，在显示设备中每帧重复显示2次在美国采用1080/60i作为传输（播出）格式的电视台其制作格式有三种用于交换和发行的电影、黄金时段电视剧、专题节目采用逐行制作的24P或30P新闻特别是体育节目、直播采用隔行扫描的60i,扫描格式的转换,在实际工作中有时需要把不同垂直扫描频率、不同扫描格式的素材相互转换市场上已经有支持各种高清扫描格式互转的产品供货，但这些转换器的价格不菲，转换质量也受到各种因素的限制利用现有的高清录像机可以实现一些比较简单的扫描格式转换，经过这种简单转换的图像质量与转换前没有差别 从逐行向隔行的转换是信息的分拆传输或减少

47、的过程，处理简单容易，不会造成图像质量的损失而从隔行向逐行的转换需进行增加信息的内插（Interpolation）处理，不论采用多么昂贵的设备转换后的图像质量都不如原始拍摄的逐行信号好，因此除非必要应该尽量避免隔行至逐行的转换处理,扫描格式的转换-逐行转逐行,24P与25P的转换需要把24P的磁带素材转换成25P时只要把HDCAM或HDCAM SR录像机的系统设置成25P，录像机就会加快重放速度把24P磁带按每秒25格的速度重放因为重放速度加快所以重放素材的时间会缩短4%，100分钟的节目变成了96分钟重放速度的变化会造成音频取样频率的变化，因此数字音频输出的音质可能会有问题（间或有很小的噼啪

48、声），可以使用模拟音频输出同理把HDCAM或HDCAM SR录像机的系统设置成24P可以实现25P至24P的转换，但由于重放速度变慢所以重放素材时间会增加4%，100分钟节目变成了104分钟23.976P与24P的转换把HDCAM或HDCAM SR录像机的系统设置成24P时就可以把23.976P的素材重放成24P，因为速度加快了1/1000所以节目时间会缩短1/1000,扫描格式的转换-逐行转隔行,23.976P（24P）至59.94i（60i）转换把24P的逐行扫描信号转换成60i就是所谓3-2下拉变换有些型号的索尼录像机可以选装下拉变换板，还有的型号已经内置了下拉变换功能，把具有下拉变换功

49、能录像机的系统设置成23.976P时就可以在转换输出接口输出59.94i的隔行扫描信号25P（或24P）至50i转换把25P转换成50i实际上就是把25P用25Psf传输，只要把索尼录像机系统设置成25Psf或50i，就可以把25P的素材输出成25Psf或50i信号25Psf可以被所有支持50i的设备当作隔行信号接收，如果接收端支持25Psf就会被识别成25Psf系统设置成25Psf或50i的录像机也可以把24P或23.976P的磁带重放成50i与24P（23.976P）转换成25P的情况相同，因为重放速度加快所以重放素材的时间会缩短4%,拍摄建议,因为24P、25P和30P每秒拍摄的画面数量

50、只有50i或60i的一半，所以在拍摄推、拉、摇、移这类运动镜头时会出现与电影胶片拍摄相同的抖动现象，其表现是画面中的物体移动不够平滑对已经习惯了隔行电视拍摄的摄影师来说，采用传统电视摄像机操作方式拍摄24P、25P时由于镜头推、拉、摇、移的速度过快，拍摄的运动镜头画面会出现明显的抖动现象，看起来很不舒服已经习惯于胶片拍摄的电影摄影师可以很容易地过渡到24P、25P数字拍摄，而对于没有拍摄过胶片电影的电视摄影师来说必须学习使用拍摄胶片电影的方法才能拍好24P、25P24P、25P逐行扫描主要用于拍摄数字电影或可能转换成胶片在影院放映的节目由于24P、25P已经成为国际电视节目销售和交换市场上的主