電視臺(tái)多格式視頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換技術(shù)研究

謝鵬

摘 要：本文將從當(dāng)前視頻信號(hào)的概況出發(fā)，對(duì)轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)進(jìn)行分析與探究，希望為相關(guān)人員提供一些幫助和建議。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換技術(shù);視頻信號(hào);電視臺(tái)

引言：科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，不同媒體間存在的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。在這一背景下，電視臺(tái)要想實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，就應(yīng)做好視頻信號(hào)的多格式轉(zhuǎn)換，并能夠隨時(shí)隨地利用光盤(pán)、web等便攜式存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行傳播。因此，研究電視臺(tái)轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

一、當(dāng)前視頻信號(hào)的概況

視頻信號(hào)的模擬格式分為三種類(lèi)型，分別是日本與北美等地使用的ntsc制，中國(guó)、西歐等地使用的pal制，以及俄國(guó)、東歐等地使用的secam制。對(duì)于我國(guó)廣泛使用的pal制，主要是按照三基色的原理使用r、g、b（即紅色、綠色、藍(lán)色）三種顏色不同的混合比例進(jìn)行多種色彩的表示。在攝像機(jī)拍攝的過(guò)程中，借助電荷耦合器件等光敏器件，把光信號(hào)向rgb三基色的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

電視機(jī)、監(jiān)視器之中，也借助rgb信號(hào)對(duì)三個(gè)電子槍生成的電子流進(jìn)行控制，讓其通過(guò)撞擊熒光屏發(fā)光并生成影響。從理論上講，原始的攝像機(jī)信號(hào)、監(jiān)視器、電視機(jī)最終的信號(hào)皆為rgb信號(hào)，這使得記錄與傳輸視頻信號(hào)時(shí)采用rgb信號(hào)會(huì)讓圖像的質(zhì)量大大提高。然而，在具體應(yīng)用中卻并非如此，一方面這會(huì)讓視頻信號(hào)自身的帶寬大大增加，讓設(shè)備的有關(guān)成本大幅提升，另一方面和部分電視類(lèi)型無(wú)法做到完全兼容。因此，根據(jù)特定比例將三基色的信號(hào)組合并構(gòu)成色度信號(hào)與亮度信號(hào)。

二、轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)

（一）在電視臺(tái)中常見(jiàn)的視頻信號(hào)類(lèi)型

為了有效應(yīng)用轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)，先要對(duì)常見(jiàn)的視頻信號(hào)類(lèi)型進(jìn)行全面的了解。

1.s信號(hào)

視頻信號(hào)中的s信號(hào)也叫作s端子視頻信號(hào)，可以在同一時(shí)間輸送色度信號(hào)、亮度信號(hào)這兩路信號(hào)。該視頻信號(hào)可以有效分離色度與亮度，這使其具有一定的優(yōu)越性，充分避免亮度與色度串?dāng)_的情況出現(xiàn)。然而，該視頻信號(hào)沒(méi)有改變失信亮度帶寬，并且應(yīng)解調(diào)色度信號(hào)，這使其提升圖像質(zhì)量有限。

2.vs、rgb等信號(hào)

在圖像之中，所有色彩都是b、g、r這幾個(gè)基色共同構(gòu)成的，并通過(guò)顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)其兼容，并且，rgb信號(hào)最高可以有較大的帶寬，其信號(hào)質(zhì)量比分量信號(hào)要好，屬于高質(zhì)量顯示模擬信號(hào)。與此同時(shí)，它包括逐行、隔行這兩種，逐行的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)于隔行的信號(hào)質(zhì)量。rgb+s信號(hào)以rgb信號(hào)為基礎(chǔ)，分離了g信號(hào)內(nèi)的同步信號(hào)，讓對(duì)應(yīng)同步復(fù)合信號(hào)大大增加，有四路信號(hào)可以同時(shí)展開(kāi)傳輸。同步復(fù)合信號(hào)之中包括垂直同步信號(hào)與水平同步信號(hào)，一般老設(shè)備使用較多。而vs信號(hào)與rgb+hs信號(hào)以rgb+s信號(hào)為基礎(chǔ)，可以劃分同步復(fù)合信號(hào)的垂直同步信號(hào)與水平同步信號(hào)，其插頭一般為bnc插頭。

3.視頻復(fù)合信號(hào)

在我們平時(shí)生活之中，視頻復(fù)合信號(hào)隨處可見(jiàn)，信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中涉及到同步信號(hào)、色度、亮度等多方面呢絨。對(duì)于視頻復(fù)合信號(hào)來(lái)講，具備5mhz的帶寬，而且亮度的信號(hào)帶寬中包含副載波彩色信號(hào)，會(huì)在一定程度上干擾其色度與亮度，視頻復(fù)合信號(hào)屬于所有視頻信號(hào)中最初的一種[1]。使用視頻復(fù)合信號(hào)的過(guò)程中，需要全面考慮定時(shí)問(wèn)題與頻率響應(yīng)問(wèn)題，不能對(duì)多級(jí)解碼器進(jìn)行使用。與此同時(shí)，視頻復(fù)合信號(hào)的傳輸主要介質(zhì)是具有屏蔽功能的單根同軸電纜，采用了蓮花接頭與bnc接頭，同軸的信號(hào)線與插針相連接，且屏蔽網(wǎng)線與外殼公用地相連接。

4.分量信號(hào)

通常來(lái)講，分量信號(hào)又叫作色差信號(hào)，可以在同一時(shí)間輸送三路信號(hào)，分別是by信號(hào)、ry信號(hào)與亮度，其中，by信號(hào)指的是亮度信號(hào)與藍(lán)色信號(hào)兩者差值，ry信號(hào)指的是亮度信號(hào)與紅色信號(hào)兩者差值。該視頻信號(hào)也能夠分離兩色信號(hào)，并且無(wú)需調(diào)制工作，擁有更為逼真的色彩。相比色彩變化，人們視覺(jué)對(duì)于亮度變化有更為靈敏的感受，從這個(gè)角度來(lái)講，把所有帶寬都用到亮度信息之中，可用的剩余帶寬用到色差信息之中，可以有效提高利用帶寬的效率。并且，該視頻信號(hào)的格式多種多樣，能夠應(yīng)用到多個(gè)范圍領(lǐng)域，逐行的分量信號(hào)能夠逐行顯示，在增加圖像質(zhì)量的同時(shí)也提升了圖像的穩(wěn)定性。

（二）轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)原理

在轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)時(shí)，需要嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)原理來(lái)進(jìn)行。應(yīng)保持視頻基帶的原有信號(hào)頻譜，然后內(nèi)插數(shù)字原有信號(hào)，讓取樣數(shù)字信號(hào)的工作更加快捷。

1.主要的場(chǎng)內(nèi)差原理

對(duì)場(chǎng)頻變化而言，不但應(yīng)轉(zhuǎn)換行，而且應(yīng)轉(zhuǎn)換場(chǎng)頻。靜止的圖像可利用舍棄轉(zhuǎn)換，運(yùn)動(dòng)的圖像則不然，這樣做會(huì)使圖像信息出現(xiàn)不同程度的丟失，讓運(yùn)動(dòng)圖像產(chǎn)生跳躍現(xiàn)象、不連續(xù)現(xiàn)象等。從這里我們可以看出，一般應(yīng)使用運(yùn)動(dòng)圖像不同的場(chǎng)內(nèi)插方法，有效處理內(nèi)插的圖像，讓圖像質(zhì)量得到全面的保證。

2.主要的行內(nèi)插原理

所謂行內(nèi)插，通常是將全新取樣值插到數(shù)字原有取樣點(diǎn)間。開(kāi)展行內(nèi)插的過(guò)程中，一般包括場(chǎng)間的行內(nèi)插與場(chǎng)內(nèi)的行內(nèi)插。其中，場(chǎng)內(nèi)的行內(nèi)插借助同一場(chǎng)中相鄰行的有關(guān)計(jì)算，獲得內(nèi)插行的數(shù)據(jù)圖像[2]。進(jìn)行內(nèi)插計(jì)算的主要相鄰行有四行和兩行兩種，若硬件有較大的計(jì)算量，可對(duì)更多相鄰行進(jìn)行選取。場(chǎng)間的行內(nèi)插通過(guò)儲(chǔ)存上場(chǎng)連接的圖像數(shù)據(jù)，提供給下場(chǎng)圖像內(nèi)插系數(shù)數(shù)據(jù)所需的依據(jù)。在該方法中，運(yùn)動(dòng)圖像比靜止圖像擁有更好的內(nèi)插效果。

應(yīng)用的具體過(guò)程之中，工作人員應(yīng)按照實(shí)際狀況來(lái)判斷場(chǎng)間的行內(nèi)插與場(chǎng)內(nèi)的行內(nèi)插，并開(kāi)展圖像的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)工作，然后按照幀差的信號(hào)大小、運(yùn)動(dòng)的情況等方面加以選擇。通過(guò)圖像運(yùn)動(dòng)來(lái)判斷檢測(cè)電路，觀察待處理圖像處于靜止?fàn)顟B(tài)還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果是靜止的圖像，需要使用場(chǎng)間的行內(nèi)插。利用以上原理，工作人員可以讓清晰度出現(xiàn)劣化現(xiàn)象的概率大大降低。

（三）轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)主要技術(shù)

1.運(yùn)用變頻技術(shù)

要想有效轉(zhuǎn)換電視臺(tái)的視頻信號(hào)中場(chǎng)頻與幀頻，離不開(kāi)變頻技術(shù)的使用。進(jìn)行變頻的操作之前，垂直像素、水平信號(hào)、視頻信號(hào)不但不能夠增加，而且無(wú)法進(jìn)行增加，但是視頻信號(hào)會(huì)增加一定的帶寬。總體來(lái)看沒(méi)有根本改善圖像自身清晰度。

2.運(yùn)用去隔行技術(shù)

這一技術(shù)主要是進(jìn)行隔行掃描向逐行掃描的轉(zhuǎn)化，進(jìn)行去隔行之時(shí)，給予每場(chǎng)隔行信號(hào)兩倍行內(nèi)插，內(nèi)插應(yīng)使用非線性?xún)?nèi)插、行平均、復(fù)制等方法，借助行復(fù)制，奇偶場(chǎng)兩者可以進(jìn)行更好的合并，有效復(fù)制應(yīng)內(nèi)插的上場(chǎng)，靜止圖像使用后會(huì)得到非常好的效果。與此同時(shí)，行平均算法能夠按照內(nèi)插場(chǎng)位置信號(hào)的上或下開(kāi)展復(fù)制，然后在本場(chǎng)之中實(shí)施運(yùn)算，讓失真現(xiàn)象的出現(xiàn)概率有效降低，但圖像細(xì)節(jié)有可能存在模糊的情況。

3.轉(zhuǎn)換不同的行頻技術(shù)

為了全面轉(zhuǎn)換隔行不同的掃描信號(hào)，應(yīng)通過(guò)去隔行來(lái)處理隔行的掃描信號(hào)，隨后，將其進(jìn)行逐行掃描信號(hào)的轉(zhuǎn)變，在這一過(guò)程中需要對(duì)內(nèi)插技術(shù)進(jìn)行充分利用之后再開(kāi)展隔行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)隔行掃描的轉(zhuǎn)換。

結(jié)語(yǔ)：總而言之，研究轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)具有十分重要的意義。電視臺(tái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前視頻信號(hào)概況有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，了解常見(jiàn)的視頻信號(hào)類(lèi)型，掌握轉(zhuǎn)換多格式的視頻信號(hào)技術(shù)原理并通過(guò)變頻技術(shù)、去隔行技術(shù)、轉(zhuǎn)換不同的行頻技術(shù)等進(jìn)行多格式的視頻信號(hào)有效轉(zhuǎn)換，從而推動(dòng)電視臺(tái)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]本刊記者.全國(guó)新聞界組織踐行“四力”江蘇、河南主題采訪活動(dòng)——山西日?qǐng)?bào)記者閆杰、晉城廣播電視臺(tái)記者龔晨參加了采訪活動(dòng)[J].新聞采編，2018，（06）：45.

[2]胡浩.習(xí)近平致信祝賀中央電視臺(tái)建臺(tái)暨新中國(guó)電視事業(yè)誕生60周年強(qiáng)調(diào)銳意改革創(chuàng)新壯大主流輿論努力打造具有強(qiáng)大引領(lǐng)力傳播力影響力的國(guó)際一流新型主流媒體[J].中國(guó)廣播，2018，（10）：4-5.