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SD-SDI数据解析

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瓜大三哥
发布2018-07-30 10:51:35
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发布2018-07-30 10:51:35
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文章被收录于专栏:瓜大三哥

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

Bit7

Bit6

Bit5

Bit4

Bit3-0(P3P2P1P0)

Hex

Description

1

0

0

0

0000

0x80

Even,Active,SAV

1

0

0

1

1101

0x9d

Even, Active,EAV

1

0

1

0

1011

0xab

Even,Blank, SAV

1

0

1

1

0110

0xb6

Even, Blank, EAV

1

1

0

0

0111

0xc7

Odd, Active, SAV

1

1

0

1

1010

0xda

Odd, Active, EAV

1

1

1

0

1100

0xec

Odd, Blank, SAV

1

1

1

1

0001

0xf1

Odd, Blank, EAV

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。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。
原始发表:2018-07-25,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 1.帧的概念(Frame)
  • 2.场的概念(field)
  • 3。行的概念(Lines)
  • 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
      • 4.4 720×480i@59.94/60Hz
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