模擬視頻的數字化包括不少技術問題,如電視信號具有不同的制式而且采用復合的YUV 信號方式,而計算機工作在RGB 空間;電視機是隔行掃描,計算機顯示器大多逐行掃描;電視圖像的分辨率與顯示器的分辨率也不盡相同等等。因此,模擬視頻的數字化主要包括色彩空間的轉換、光柵掃描的轉換以及分辨率的統一。
模擬視頻一般采用分量數字化方式,先把復合視頻信號中的亮度和色度分離,得到YUV 或YIQ 分量,然后用三個模/數轉換器對三個分量分別采樣并進行數字化,最后再轉換成RGB 空間。
對彩色電視圖像進行采樣時,可以采用兩種采樣方法。一種是使用相同的采樣頻率對圖像的亮度信號(Y)和色差信號(Cr,Cb)進行采樣,另一種是對亮度信號和色差信號分別采用不同的采樣頻率進行采樣。如果對色差信號使用的采樣頻率比對亮度信號使用的采樣頻率低,這種采樣就稱為圖像子采樣(subsampling)。由于人的視覺對亮度信號的敏感度高于對色差的敏感度,這樣做利用人的視覺特性來節省信號的帶寬和功率,通過選擇合適的顏色模型,可以使兩個色差信號所占的帶寬明顯低于Y 的帶寬,而又不明顯影響重顯彩色圖像的
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目前使用的子采樣格式有如下幾種:
(1) 4:4:4 這種采樣格式不是子采樣格式,它是指在每條掃描線上每4 個連續的采樣點取4個亮度Y 樣本、4個紅色差Cr 樣本和4個藍色差Cb 樣本,這就相當于每個像素用3個樣本表示。
(2) 4:2:2 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續的采樣點取4個亮度Y 樣本、2個紅色差Cr 樣本和2個藍色差Cb 樣本,平均每個像素用2個樣本表示。
(3) 4:1:1 這種子采樣格式是指在每條掃描線上每4個連續的采樣點取4個亮度Y 樣本、1個紅色差Cr 樣本和1個藍色差Cb 樣本,平均每個像素用1.5個樣本表示。
(4) 4:2:0 這種子采樣格式是指在水平和垂直方向上每2個連續的采樣點上取2個亮度Y 樣本、1個紅色差Cr 樣本和1個藍色差Cb 樣本,平均每個像素用1.5個樣本表示。