SD-SDI数据解析

凡是做模拟信号采集的，很少不涉及BT.656标准的，因为常见的模拟视频信号采集芯片都支持输出BT.656的数字信号，那么，BT.656到底是何种格式呢？ 本文将主要介绍标准的 8bit BT656（4:2:2）YCbCr SDTV（标清） 数字视频信号格式，主要针对刚刚入门模拟视频采集的初学者入门之用。

1.帧的概念（Frame）

一个视频序列是由N个帧组成的，采集图像的时候一般有2种扫描方式，一种是逐行扫描（progressive scanning），一种是隔行扫描（interlaced scanning）。对于隔行扫描，每一帧一般有2个场（field），一个叫顶场（top field），一个叫底场（bottom field）。假设一帧图像是720行，那么，顶场就包含其中所有的偶数行，而底场则包含其中所有的奇数行。

2.场的概念（field）

注意，上面提到顶场和底场，用的是“包含”二字，而不是说完全由后者组成，因为在BT.656标准中，一个场是由三个部分组成的：

场 = 垂直消隐顶场（FirstVertical Blanking） + 有效数据行（ActiveVideo） + 垂直消隐底场（Second Vertical Blanking）

对于顶场，有效数据行就是一帧图像的所有偶数行，而底场，有效数据行就是一帧图像的所有奇数行。顶场和底场的空白行的个数也有所不同，那么，对于一个标准的 8bit BT656（4:2:2）SDTV（标清）的视频而言，对于一帧图像，其格式定义如下：

对于PAL制式，每一帧有625行，其中，顶场有效数据288行，底场有效数据也是288行，其余行即为垂直消隐信号。为什么是288行？因为PAL制式的SDTV或者D1的分辨率为 720*576，即一帧有576行，故一场为288行。顶场有效数据的起始行为第23行，底场有效数据的起始行为第335行。

3。行的概念（Lines）

下面说明每一行的组成，一行是由4个部分组成：

行 = 结束码（EAV） + 水平消隐（Horizontal Vertical Blanking） + 起始码（SAV） + 有效数据（Active Video）

典型的一行数据组成如图1所示：

图1 SD-SDI行数据格式

起始码（SAV）和结束码（EAV），它是标志着一行的开始结束的重要标记，也包含了其他的一些重要的信息，后面将会讲到。

为什么一行中的有效数据是 1440 字节？因为PAL制式的SDTV或者D1的分辨率为 720*576，即一行有720个有效点，由于采集的是彩色图像，那么一行就是由亮度信息（Y）和色差信息（CbCr）组成的，由于是 YCbCr422格式，故一行中有720列Y，720列CbCr，这样，一行的有效字节数就自然为 720 × 2 = 1440 字节了。SDI-SD的数据都是422格式的，如图2所示。

图2 ITU-R BT656 422数字视频流

其数据流如图3所示，有两个定时基准信号，一个在每个视频数据块的开始(Start ofActiveVideo，SAV)，另一个在每个视频数据块的结束(End of Active Video，EAV)；每个定时基准信号由4个字的序列组成，格式如下：FF 00 00 XY（16进制）头三个是固定前缀，第4个字包含定义第二场标识、场消隐状态和行消隐状态的信息。

图3 SD-SDI数据流格式

图4 SD-SDI时序图

每个字节数据的含义如图5所示，请注意，视频数据有一个由三个字节构成的前导码（8bit视频是0xFF,0x00，0x00，而10bit视频则是0x3FF, 0x000, 0x000），后面跟随着XY状态字，这个字除了包含F （场）, V （垂直消隐）和 H （水平消隐）位之外，还包含了4个保护位，以实现单位错误的检测和纠正。请注意，F和V只能作为EAV序列的一部分来变化（即，从H = 0切换到H = 1）。此外，请注意，对于10bit视频来说，增加的两位实际上是最低位，而不是最高位。

图5 SD-SDI数据字节含义

4.视频时序

4.1 720×576p @50Hz时序图如图6所示。

4.2 720×480p@59.94/60Hz

720×480p @59.94、60Hz时序图如图7所示。

4.3 720×576i@50Hz

720×576i @50Hz时序图如图8所示。

4.4 720×480i@59.94/60Hz

720×480i @59.94/60Hz时序图如图9所示。