1演播室高清数字电视信号标准整理文档

数字高清电视标准整理文档━幻影一、数字高清晰电视演播室参数标准我国于2000年颁布了《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》GY T 155-2000。

该标准主要内容如下。

表1 HDTV节目制作数字参数表2 HDTV节目制作图像特性表3 HDTV节目制作图像扫描特性二、数字高清晰度电视演播室视频信号接口GY T 157-2000《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》该标准主要内容如下。

2.1数字接口（1）通用信号格式数字演播室的数据信号为二进制编码,其中包括视频数据10比特字(或8比特字)、定时基准码10比特字（或8比特字）、辅助数据等。

（2）视频数据亮度信号Y和经过时分复用的色差信号Cb/Cr被处理为20比特字。

每个20比特字对应一个色差取样和一个亮度取样，复用组合方式如下：其中Y i.表示每行的第i个亮度有效取样,而C Bi和C Ri表示与Y i.取样点位置相同的色差C B和C R分量的取样。

由于色差信号取样频率是亮度信号取样频率的一半，因此色差取样的序号“i”仅取奇数值。

除上述Y、C B和C R信号被处理成20比特数据流之外，R，G和B信号也被处理成30比特数据流。

图1 数字视频信号与模拟视频信号波形的定时关系（3）数字视频信号与模拟视频信号波形的定时关系①行定时关系一个数字行占m个时钟周期,数字行开始于相应行的模拟同步信号的基准点(O H)前f个时钟周期处。

数字有效行结束于相应行的模拟同步信号的基准点(O H)后的g个时钟周期处。

行期间的详细定时关系见图1和表4。

表4 行周期定时规范②场定时关系数字场的起点由数字行的起点位置确定，场期间的详细定时关系如图2和表5。

表5 隔行扫描系统场周期定时规范③视频定时基准码（SAV和EAV）有两种定时基准码，一种在每个视频数据块的开始（有效视频起始SAV），另一种在每个视频数据块的终止（有效视频结束EAV）。

这些码与视频数据相邻，在帧/场消隐期间内仍然存在，如图2所示。

每个定时基准码由四个字组成，字的比特分配见表3。

前三个字是一个固定前缀，第四个字载有定义场识别（F）、帧/场消隐期（V）和行消隐期（H）的信息。

在8比特系统，只使用其中序号为2到9的8个比特。

F和V比特的状态随数字行起点处的EAV同步地改变。

表6 视频定时基准码的比特分配其中：第四个字中的P0 、P1、P2 、P3是保护比特，P i的状态取决于F、V、H的状态，见表7。

表7 SAV和EAV的保护比特这是一种（7，4）扩展的汉明码，P0是奇校验位，最小码距为4，这种编码方式可以在接收端对高8位比特发生的错误进行1比特的纠错，2比特的检错，见表8。

表8 使用保护比特（P3～P）的误码纠错（4）辅助数据辅助数据应符合 GY T 160-2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》。

本标准规定了在数字视频分量接口中，数字视频数据信号的数字消隐期内传输附属数据信号的格式。

附属数据以包的形式运载，并且每个包都带有其自身的标识。

一个包内含有：● 一个用于检出附属数据包的固定前置码；● 用于标识出运载特定类型附属信号包的数据标识；● 包长指示；● 连续性指示；● 每个包中可容纳最多255个字的附属数据；● 用于错误检测的校验和（CS ）。

① 附属数据包格式图3 附属数据包格式附属数据包分为类型1和类型2，其中类型1只使用一个字作为数据标识，而类型2使用两个字作为数据标识，扩大了数据标识值的范围。

由图3可以看出类型1附属数据包的组成为：●一个表征附属数据包开始的附属数据标志（ADF）ADF由三个字的序列组成，其数值为：000h、3FFh、3FFh。

●规定附属数据包的用户数据字中所运载的数据性质的数据标识（DID）DID的10比特中，8比特运载标识值，其余的比特运载偶校验及其反码，分配如下：比特b7(MSB)~b0(LSB)组成标识值（00h~FFh）;比特b8为b7~b0的偶校验比特;比特b9为b8的反码。

●数据块序号（DBN）字，用以区分带有共用数据标识的相继附属数据包；对于共享一个公共DID并要求连续性指示的每一相继的包,DBN 每次增加1。

数据标识系统中的DBN值以8个比特运送,可以从1增加到255,即：比特b7(MSB)~b0(LSB)运载数据块（包）序号值；比特b8为b7~b0的偶校验比特;比特b9为b8的反码。

注：如果对于特定的附属数据信号需要255个以上的包,则在相继的包群中DBN从1到255不断地循环。

当DBN的比特b7~b0置为0时,DBN不起作用,不被接收机用来指明数据连续性。

●数据计数（DC）数目，表示附属数据包中用户数据字的数量DC字代表后随的范围为0~255个字的UDW数目,在10比特系统应用时,包含：比特b7(MSB)~b0(LSB)运载数据计数值；比特b8为b7~b0的偶校验比特;比特b9为b8的反码。

●用户数据字（UDW），每个附属数据包中最多255个字；用户数据字用来传送由DID标识的信息，,其中不能包括受保护的码：000h、001h、002h、003h和3FCh、3FDh、3FEh、3FFh。

●校验和（CS）字CS字用来确定DID至UDW的附属数据包的有效性。

它由10比特组成，9个比特的值及b9,规定如下:比特b8(MSB)~b0(LSB)为校验和值;比特b9为b8的反码。

10比特场合中，校验和值等于包中DID、DBN或SDID、DC和全部UDW中9个最低有效位之和的9个最低有效位。

CS字提供的误码检测能力有限，且不作误码纠正。

类型2附属数据包的组成用补充数据标识（SDID）字代替了类型1（DBN）其余均与类型1相同。

SDID由10比特组成,包含8比特标识值和奇偶校验位及其反码,规定如下：比特b7(MSB)~b0(LSB)组成标识值（00h~FFh）;比特b8为b7~b0的偶校验比特;比特b9为b8的反码。

②应用附属数据空间的协议在符合GY/T157-2000《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》标准的接口中，对应于亮度和色差通道的数据字，形成两个独立的附属数据空间，其中每一个从它本身的定时基准信号（及行序号数和CRCC字）开始。

附属数据包必须紧随在符合GY/T157-2000《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》标准的接口中的行序号数和CRCC字之后。

因此，如果该空间中的前三个字不是ADF（000h、3FFh、3FFh）则可以认为不存在附属数据包，整个区域即可以用于插入附属数据包，但不能重写定时基准信号,当符合GY/T157-2000《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》的接口在色差通道行消隐区域中传送嵌入的音频时，此区域不应当应用于任何其他用途。

在可用的区域内，附属数据包必须互相邻接。

附属数据包必须整个地包含在它们所插入的附属空间内传送，它们不可以在各附属数据空间之间分裂开,除上述要求外，供插入和删除附属数据信号使用的具体协议由各用户自行处理。

协议的一种可能的形式如下：在规定的可供附属数据应用的任意区域中，即除了已指配给其他应用的数字行和场消隐期间的那些区域之外，可以插入一个或多个附属数据包。

另外信号切换干扰会影响场、行期间的某些位置，这些位置如表9也不应用于插入附属数据信号。

表9 受切换影响的附属数据空间③消隐期间的数据字在数字消隐期间，除定时基准码（SAV和EAV）或辅助数据外，在复用码流中，其他数据字用下列消隐电平填充：对于10比特系统：64 用于Y、R、G、B信号；512 用于C B/C R;（时分复用色差信号）。

2.2 比特并接口表示视频信号数据字的比特用20或30对屏蔽导线并行传输。

20对导线用于亮度信号Y和时分复用的色差信号C B/C R的传输；30对导线用于R、G、B信号或Y、C B/C R附加一个数据流（辅助通道）的传输。

另有一对屏蔽导线传输74.25同步时钟信号。

数据信号以非归零码（NRZ）形式实时传送。

一个4:2:2数字分量演播室信号的编码器如图4所示。

图44:2:2数字分量演播室信号的编码器框图图4中，时钟发生器输出两种时钟信号：37.125MHz是色差信号C B或C R的取样频率，经A/D转换后的字速率均为37.125MW/s，时分复用后色差字C B/C R的速率提高到74.25MW/s，字长为10b；74.25MHz 是亮度信号Y的取样频率，字速率为74.25MW/s，字长也为10b。

Y与C B/C R复用后，如果把亮度／色差样值看成一个字，则字长为20b，字速率仍为74.25MW/s。

（1）时钟信号和时钟与数据的定时关系图5 时钟和数据的定时关系系统传输的时钟信号是方波，时钟的上升沿出现在数据持续期的中间，如图5和表10所示。

表10 时钟信号规范2.3 比特串行接口（1）数据格式比特串行数据包括视频数据、视频定时基准码、行序号数据、校验码、辅助数据和消隐数据。

在串行化之前，亮度数据Y和复用的色差数据C B/C R分别为并行数据。

每种数据的字长均为10比特。

两个并行码流根据第.#/节的方法复用并串行化。

①视频数据视频数据应符合GY/T 155-2000《高清晰度电视节目制作及交换用视频参数值》的规定Y、C B/C R分别为10比特字②视频定时基准码视频定时基准码SAV和EAV的格式与2.1(3)③中的规定相同。

③行序号数据行序号由两个数据字表示。

行序号数据应直接跟在EAV数据之后。

行序号数据的比特分配见表11。

在这两个字中，最高位bit 9总是bit 8的逻辑非；两个最低位作为保留比特，预置为零。

现举一例说明行序号指示的用法：假设LN0= 394h、LN1=220h，对应的二进制数据分别为1110010100和1000100000，按照表11对行序号的分配规定，可知该行的行序号为10001100101，即第1125行。

表11 行序号数据的比特分配④校验码每一亮度数据行在行编号(LN0和LN1)之后有YCR0和YCR1两个数据字(见图6)，这两个字就是亮度CRCC校验字。

CRCC码的概念CRCC码是一种循环码，它附加在一系列信息比特之后可以对该串信息比特起检错的作用。

如果M(x)表示信息比特串的多项式表达式，以R(x)表示附加的CRCC 码的多项式，则通过生成多项式G(x)可以得出CRCC 码多项式R(x)。

在接收端，通过对整个接收序列（信息比特+CRCC 比特）和本地产生的生成多项式G(x)之间进行一定的运算，便可得知接收序列是否出错。

CRCC 码的产生假设二进制序列的信息比特多项式M(x)为01222211)(a x a x a x a x a x M k k k k +++++=---- （2-1）选用的生成多项式G(x)为01222211)(b r b r b x b x b x G r r r r +++++=---- （2-2）式中，r=n-k 。