标准清晰度和高清晰度数字视频测量指南
初级
“新”数字电视
多少年以来，数字信号一直是电视的一部分，最初，它只是
隐藏在设备内部，例如在测试信号和字符发生器中；随后，
它贯穿了整个系统。在这本小册子中，我们将首先简要地
讨论电视信号的视频部分。音频也是数字的，它作为数字
数据码流而后在电视接收机中予以恢复。数字音频将在随
后的几章加以讨论。
数字视频是模拟视频的简单延伸。一旦我们掌握了模拟视
频，就不难了解数字视频的产生和处理过程以及它与模拟
之间的转换。模拟视频和数字视频有着很多相同的规则，在
数字域可能出现的许多问题，将会导致模拟视频源的不正
确。因此，重要的是要制定标准以用于模拟和数字视频器
件的设计和运行。
模拟域的数字描述
早期的数字视频只是模拟 NTSC或PAL复合模拟视频信号的
数字描述。所制定的标准是用来描述运行容限和规定每个
电平的数字数据，以及每个数字是如何产生的和如何恢复
的。由于数据率高，以前通常是以 8bit 或 10bit 母线在内部
处理数字视频数据，起初使用的是多线内部连接标准。该
标准同时也包含了某种辅助和内务处理数据以使接收机和
传输数据同步，还可增加附加业务如嵌入音频。后来，更高
的数据率进入实用，并制定了单线复合串行接口标准。在
此基础上，数字视频就成为模拟电压的数字表示，并具有
足够高的数据率以适应不断变化的视频和必要的辅助数据。
分量数字视频
早期的模拟特技设备的设计师们就认为，在进行信号处理
时应当尽可能地使红、绿、兰三个视频通道保持分离，这样
对信号质量是有益的。NTSC 和 PAL 编码／解码处理并非是
透明的，多级的编码和解码处理会使信号逐渐劣化。摄像机
中最初产生的信号是独立的红、绿和兰通道信息，在将其编
码成 NTSC 和 PAL 以传送到用户家庭之前，最好在通过系统
时使用尽可能少的信号格式处理。但在电视设备中，处理这
三个独立而又对等的通道信息存在着逻辑性和可靠性的问
题。从实用的观点来看，这三路信号应当共存于同一条线路
（通常就是同轴电缆）。由此，我们可以对这三个分量信号进
行简单的矩阵运算，把红、绿、兰视频通道组合为更为有效
的一路亮度信号和两路色差信号；把它们每一路均数字化，
而后将复用后的数据用一单根同轴电缆进行传输。我们能够
处理这种数据流信号，就象我们处理传统的 NTSC 和 PAL 复
合视频信号一样。现在我们就可以处理这种高速的数字数据
流了。尽管这种数据信号所包含的能量变化速率远大于
NTSC 或PAL 视频信号的 5 至6MHz 的能量变化速率，但它却
能无损耗地进行处理，而且在适当的传输距离内还无须维
护。一旦视频信号处于数字域，我们就能很容易地抽取它的
分量进行个别处理，也可再次将它们在数字域中组合在一
起，而且不会附加损耗，也不存在通道间的相互干扰。
分量和数字技术在视频质量控制中有着突出的优点，已制造
出的高速数字器件，在实用上可达到高清晰度视频的带宽。
通过各种压缩算法，可对数字信号本身进行处理，以降低所
需的总数据量。目前已能将高清视频和相关多通道音频的所
需带宽转换为高质量实时模拟视频的所需带宽。有关视频压
缩的内容已在许多书刊（见参考文献）中均有介绍，在此不
再讨论。
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