数字电视标准综述

一．CCIR 601号建议

    自1948年提出视频数字化的概念后，经过40年的探索，国际无线电咨询委员会（CCIR）于1982年提出了电视演播室数字编码的国际标准CCIR 601号建议，确定以亮度分量Y和两个色差分量R-Y、B-Y为基础进行编码，作为电视演播室数字编码的国际标准。

    CCIR 601号建议：(1)亮度抽样频率为525/60和625/50三大制式行频公倍数的2.25MHz的6倍，即Y、R-Y、B-Y三分量的抽样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz。现行电视制式亮度信号的最大带宽是6MHz，13.5MHz>2*6MHz=12MHz，满足奈奎斯特定理（抽样频率至少要等于视频带宽的两倍）。考虑到抽样的样点结构应满足正交结构的要求，两个色差信号的抽样频率均为亮度信号抽样频率的一半。（2）抽样后采用线性量化，每个样点的量化比特数用于演播室为10bit，用于传输为8bit。（3）建议两种制式有效行内的取样点数亮度信号取720个，两个色度信号各取360个，这样就统一了数字分量编码标准，使三种不同的制式便于转换和统一。所以有效行Y、R-Y、B-Y三分量样点之间的比例为4：2：2（720：360：360）。
另外在1983年召开的国际无线电咨询委员会上又做了三点补充：（1）明确规定编码信号是经过预校正的Y、R-Y、B-Y信号；（2）相应于量化级0和255的码字专用于同步，1到244的量化级用于视频信号；（3）进一步明确了模拟与数字行的对应关系，并规定了从数字有效行末尾至基准时间样点的间隔，对525/60和625/50两种制式分别为16个和12个样点。

二、 H.261标准

    H．261也称P*64，即"采用P*64kb/s声像业务的图像编解码",是最早的一个码率压缩标准。是1984年国际电报电话咨询委员会提出的第一个实用化的、适用于会议电视和可视电话要求的标准。所用的电话网络为综合业务数字网络（ISDN），目标是推荐一个图像编码标准，因为图像必须和语音密切配合，所以推荐的图像编码算法必须是实时处理的，并且要求最小的延时。

三、JPEG标准

    JPEG（Joint Photo -graphic Experts Group联合图像专家组）是数字图像压缩的国际标准。它从1986年正式开始制定，是国际标准化组织ISO、国际电报电话咨询委员会CCITT、国际电工委员会IEC合作的结果，所以它是ISO的标准, 同时也是CCITT推荐的标准。

    Motion-JPEG用于空间连续变化的静止图像，包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。JPEG包含两种基本压缩方法，一种是以DCT（Discrete Cosine Transform离散余弦变换）为基础的压缩方法，另一种是无损压缩（又称为预测压缩方法）。由于JPEG没有利用时间方向上的冗余，因此JPEG在帧内编码方式上提供了多种多样的方法和选择。

四、MPEG标准
（一）MPEG简介

    MPEG（Moving Picture Expert Group活动图像专家组）是运动图像和声音的数字编码标准。它是标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）制订的。实际上MPEG是一个标准系列，有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7。
1．MPEG-1标准

    MPEG-1 标准可以处理各种类型的活动图像，MPEG-1 所支持的输入图像格式有两种：352*240*30和352*288*25。其基本算法对于压缩水平方向360个象素、竖直方向288个象素的空间分辨力，每秒24至30副画面的运动图像有很好的效果。在MPEG-1标准中的一帧图像是成逐行扫描的图像。

    MPEG-1 标准采用了一系列的技术获得高压缩比：（1）对色差信号进行亚取样以减少数据量；（2）采用运动补偿技术减少时间冗余度；（3）做二维DCT变换去除空间相关性；（4）对DCT分量进行量化，将量化后的DCT分量按频率重新排序；（5）将DCT分量进行变字长编码；（6）对每数据块的直流分量进行预测。
MPEG-1 是一个开放统一的标准，它为工业标准而设计，可适用于不同带宽的设备。尽管其图像质量仅相当于VHS视频的质量，还不能满足广播级的要求，但已广泛应用于VCD等家庭视像产品中。它也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路（ADSL）、视频点播（VOD）以及教育网络等。MPEG-1也可被用作记录媒体或是在Internet上传输音频。

2．MPEG-2标准

    MPEG-2（Generic Coding of Moving Picture Associated Audio Information活动图像及有关声音信息的通用编码）。是由MPEG开发的第二个标准，按计划