電視臺多格式視頻信號的轉換

譚麗芳

隨著互聯網技術的發展和應用，媒體之間的競爭逐漸加劇。電視臺在發展過程中出現了多種格式的視頻信號，對多格式視頻信號的轉換進行研究，借助數字化技術實現視頻信號的快速轉換和傳播。視頻信號在發展過程中出現了復合視頻信號、S-VIDEO、VGA、DVI、HDMI。高清視頻的出現給人們的視覺和聽覺帶來強烈的沖擊，使人們感受到更加逼真的現場效果。因此，應當加強對電視臺多格式視頻信號轉換的研究，滿足人們對電視觀看的需求，促進電視臺事業的發展[1]。

1 電視臺視頻信號種類的分析

1.1 復合視頻信號

復合視頻信號是生活中比較常見的視頻信號，在傳輸信號中能夠對亮度、色度以及同步信號進行包含。在復合視頻信號中其帶寬只有5MHz，彩色副載波信號在亮度信號的帶寬中，對亮度和色度造成干擾，復合視頻信號是最初的視頻信號。復合視頻信號使用時需要對其頻率響應以及定時問題進行考慮，避免使用多級解碼器。復合視頻信號使用單根帶屏蔽的同軸電纜作為傳輸介質，采用BNC接頭和蓮花接頭，插針和同軸信號線連接，外殼公用地和屏蔽網線連接。

1.2 S視頻信號

S視頻信號又被稱作S端子信號，能夠同時進行兩路信號的傳送：亮度信號和色度信號。此種視頻信號能夠將亮度和色度進行分離，因此，其圖像的質量比復合視頻信號要好，色度和亮度之間的串擾現象也不存在。但是由于此種視頻失信的亮度帶寬并沒有改變，色度信號依然需要解調，因此，圖像質量的提高是非常有限的。

1.3 色差信號

色差信號也被叫做分量信號，能夠同時進行三路信號的傳送：亮度、R-Y信號（紅色信號和亮度信號的差）、B-Y信號（藍色信號和亮度信號的差）。此種信號也是對亮色信號進行分離，此種信號不需要進行調制，其色彩更加逼真。人類的視覺是亮度細節的變化感受要比彩色的變化更加靈敏，因此，將整個帶寬用于亮度信息，剩余可用帶寬可以用于色差信息，促進帶寬利用率的提高[2]。色差信號也有著不同的格式，在不同的范圍中使用。同時逐行色差信號具有逐行顯示功能，圖像的質量更高，更穩定。

1.4 RGB信 號、RGB+S信 號 和RGB+HS、Vs信號

圖像中的各種色彩由R、G、B三種基色組成的，顯示設備主要能夠對其進行兼容，RGB信號的帶寬可以到幾十兆，RGB信號的質量高于色差信號，是一種質量好的模擬顯示信號。同時，RGB信號也分為隔行和逐行兩種，并且逐行信號的質量比隔行信號要好。RGB+S信號其基礎是RGB信號，對G信號中的同步信號進行分離，并且增加相應的復合同步信號，一共存在四路信號進行傳輸。在復合同步信號中有水平和垂直同步信號，通常在一些老設備中進行使用。RGB+Hs、Vs信號的基礎是RGB+S信號，對復合同步信號進行水平同步信號和垂直同步信號的劃分，通常采用BNC插頭。

1.5 全數字信號和HDCP協議

HDCP協議對數字信號設備在未來的應用有著深遠的影響，作為一項加密技術，促進軟件和硬件的融合，對數字內容進行讀取。HDCP是一項重要的環節，能夠對盤片本身進行加密，同時需要播放設備以及播放軟件和HDCP進行融合，呈現出更加高清的效果。

2 電視臺多格式視頻信號轉換的基本原理

在對原視頻基帶信號頻譜進行保持的同時，對原數字信號進行內插，可以提高數字信號的取樣頻率。

2.1 行內插

行內插主要是在原數字取樣點之間插入新的取樣值。在行內插中可以分為場內行內插和場間行內插。場內行內插主要是用同一場的相鄰行，通過相應的運算得出內插行圖像數據的方式。參與內插運算的相鄰行可以是兩行或者四行，硬件運算量足夠大，可以選擇更多的相鄰行。場間行內插是對上一場的圖像連接數據進行儲存，并且給下一場的內插系數的圖像數據作為依據。此種方式的靜止圖像的內插效果比運動圖像的內插效果好。

在實際使用的過程中，需要根據情況對場內行內插和場間行內插進行判斷，對圖像進行相應的運動檢測，并且根據圖像的運動情況（圖像幀差信號的大小）對其進行選擇。根據圖像運動檢測電路的判斷，待處理圖像是運動還是靜止，運動圖像采取數字濾波器的場內行內插，靜止圖像采取場間行內插。通過這樣能夠減少清晰度的劣化情況。

2.2 場內插

針對場頻的變換來說，不僅僅需要實現行的變換，同時還需要對場頻進行轉換。采取簡單的舍棄轉換，對于靜止圖像來說可以實現，但是對于運動圖像來說，就會造成圖像信息的丟失，使得運動圖像出現不連續以及跳躍現象。因此，通常采取不同的運動圖像場內插方式，對內插圖像進行相應的處理，保證圖像的質量。

3 電視臺多格式視頻信號的幾種轉換技術

3.1 去隔行技術的應用

此種技術是把隔行掃描轉換成逐行掃描，在去隔行的過程中可以對隔行信號的每一場進行2倍的行內插，原奇數行內插偶數行，偶數行內插技術性。內插可以采取復制、行平均或者非線性內插的方式。行復制能夠促進奇偶場的合并，對需要內插的前一場進行復制，對靜止圖像具有較好的效果。行平均算法可以根據內插場上下位置信號進行復制，并且在本場進行運算，能夠減少失真情況，不過圖像細節會出現模糊現象。

3.2 變頻技術的應用

在對電視視頻信號的幀頻和場頻進行相互轉換的過程中，需要對變頻技術進行利用。在變頻前，視頻信號、水平像素以及垂直像素不能增加也無法增加，視頻信號的帶寬會有所增加，對圖像的清晰度沒有根本上的改善。

3.3 不同行頻之間的轉換

在對不同隔行掃描信號進行轉換時，需要對隔行掃描信號進行去隔行處理，之后轉換成逐行掃描信號，運用內插技術進行逐行掃描的轉換，再進行隔行處理，轉換成相應的隔行掃描。

4 結語

隨著電視行業的發展，電視臺軟件和硬件都在不斷的發展和革新。針對不同的節目需要配置相應的系統、軟件和硬件，滿足電視臺對不同欄目信號的制作需求，能夠提高電視臺節目生產和制作的效率，促進傳播范圍的擴大，有效地節約成本，加強多格式視頻信號轉換技術的研究，滿足不同的社會需求，促進電視傳播事業的發展。

參考文獻：

[1]高平.詳解視頻格式種類與轉換方法[J].現代電視技術,2012(S1):51-52.

[2]張偉,王浩.常用視頻信號格式及接口分析[J].有線電視技術,2013(3):97-102,120.