Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №25 (159) июнь 2017 г.

Дата публикации: 23.06.2017

Статья просмотрена: 217 раз

Библиографическое описание:

Беляев И. Д. Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации // Молодой ученый. — 2017. — №25. — С. 58-62. — URL https://moluch.ru/archive/159/44866/ (дата обращения: 26.09.2018).



Протокол ITU-R BT.656 [1], описывает алгоритм передачи видео для потокового несжатого PAL или NTSC ТВ стандартной четкости (625 или 525 строк) сигналов.

Стандарт NTSC [2] определяет метод кодирования информации в композитный видеосигнал. Согласно стандарту NTSC, каждый видеокадр состоит из 525 горизонтальных строк экрана, по которым каждую 1/30 секунды проходит электронный луч. При отрисовке кадра электронный луч делает два прохода по всему экрану: сначала по нечетным строкам, а потом по четным (чересстрочная развертка — interlacing).

Стандарт PAL [3] использует метод добавления черного и белого цвета к телевизионному сигналу. Создает на экране 625 строк с частотой 25 кадров в секунду. Аналогично системе NTSC использует чересстрочную развертку.

В дальнейшем будет рассматриваться стандарт цифровой передачи видеоданных для системы аналогового цветного телевидения PAL.

Протокол BT.656 опирается на цифровые параметры кодирования видео 4:2:2, определенных в Рекомендации ITU-R BT.601 [4], которая использует цветовое пространство Y-Cb-Cr и частоту дискретизации 13,5 МГц для пикселей.

Структура дискретизации сигнала обозначается как соотношение между тремя частями X:a:b (например, 4:2:2)(рис.1), описывающими число выборок яркостных и цветоразностных сигналов. Этими частями являются:

X — частота дискретизации яркостного канала, выраженная коэффициентом базовой частоты (ширина макропикселя);

a — число выборок цветоразностных сигналов (Cb) в горизонтальном направлении в первой строке;

b — число (дополнительных) выборок цветоразностных сигналов (Cr) во второй строке.

Рис. 1. Структура дискретизации сигнала

Стандарт может быть реализован для передачи либо 8-битных значений (стандарт в области потребительской электроники) или 10-битных значений (иногда используется в студийных условиях).

Y-Cb-Cr поток видео

В 4:2:2 Y-Cb-Cr данные мультиплексируют в 8-битный или 10-битныйпоток: Cb0Y0Cr0Y1Cb2Y2Cr2 и т. д. На рис. 2 приведен формат 625/50 видео систем, который использует 8-разрядный поток данных Y-Cb-Cr [5].

Рис. 2. BT.656 8-битный формат для параллельного интерфейса передачи данных для 625/50 видеосистем

После каждого кода SAV, формат каждой пары пикселей имеет вид Cb-Y1-Cr-Y2, где коды яркости (Y) соответствуют каждому пикселю, а коды цветности (Pb-Pr) — группе пикселей. Таким образом, в среднем за два такта передается информация об одном пикселе.

Каждая строка видео оцифровывается с частотой 13.5 МГц, генерируя 720 выборок, как показано на рис. 3 [1]. Это преобразуется в 16-битный 4:2:2 поток данных Y-Cb-Cr, в результате в 720 выборок Y в одной строке, и 360 выборок каждого из Cb и Cr на линию. Данные Y и данные Cb-Cr мультиплексируются, и тактовая частота в 13.5 МГц увеличивается в два раза до 27 МГц.

Рис. 3. BT.656 временные соотношения строки для 625/50 видеосистем

SAV иEAV коды синхронизации

SAV (начало активного видео) и EAV (конец активного видео) коды встроены в видеопоток Y-Cb-Cr. Они устраняют необходимость в HSYNC, VSYNC и FIELD тактовых сигналов, обычно использующихся в видеосистемах. EAV и SAV последовательности показаны в таблице 1 [1].

Таблица 1

BT.656 EAV иSAV последовательность

Слово состояния XY, которое также указывает на то, является ли это SAV или последовательность EAV, определяется следующим образом:

F = 0 для поля 1; F = 1 для поля 2;

V = 1 во время вертикального бланкирования;

Н = 0 при SAV, Н = 1 при EAV;

P3-P0 = биты защиты:

P3 = V ⊕ H,

P2 = F ⊕ H,

P1 = F ⊕ V,

P0 = F ⊕ V ⊕ H,

где ⊕ представляет собой функцию сложения по модулю 2.

Состояние битов P0, P1, P2, P3 зависят от состояний битов F, V и H, как показано в таблице 2 [1].

Таблица 2

Состояние битов

Эта защита битов позволяет обнаружить одноразрядные ошибки и исправить (и обнаружить некоторые битные ошибки) на приемнике. BT.656 использует стандарт BT.601 — определенные вертикальные интервалы гашения, как показано на рис. 4. Тем не менее, активные разрешения кроме 720 х 486 и 720 х 576 могут поддерживаться, регулируя, где в EAV и SAV кодах и вертикальных интервалах гашения происходят [1].

Рис. 4. Типовые BT.656 интервалы вертикального гашения в кадре для 625/50 видеосистем

Структурная схема запоминающего устройства записи видеоинформации

Структурная схема, в которой реализованы рассмотренные принципы, приведена на рис.5.

Рис. 5. Структурная схема запоминающего устройства записи видеоинформации

Данный рисунок представляет собой схему запоминающего устройства видеоинформации. Рассмотренные особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656используются для передачи видео между процессором и внешним устройством.

Вывод

В статье рассмотрены протокол ITU-R BT.656 и стандарты PAL и NTSC, а так же один из примеров их реализации.

Литература:

  1. https://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/an97/an9728.pdf -Протокол цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656.
  2. http://video-sam.ru/standart.html — Статья о системе аналогового цветного телевидения NTSC.
  3. http://www.proximasp.ru/phase_alternate_line.html — Статья о системе аналогового цветного телевидения PAL.
  4. https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.601–5-199510-S!!PDF-E.pdf - Рекомендация ITU-R BT.601.
  5. http://kit-e.ru/articles/interface/2006_2_10.php — Статья по форматам передаваемых Y-Cb-Cr видеоданных.
Основные термины (генерируются автоматически): SAV, EAV, NTSC, ITU-R, PAL, стандарт, состояние битов, структурная схема, чересстрочная развертка, электронный луч.


Похожие статьи

Подсистема ввода и вывода видеоинформации процессоров серии...

На рисунке 1 представлена функциональная блок-схема процессора серии TMS320DM36X — TMS320DM368.

– Параллельный RGB 16/18/24-бит. – Последовательный RGB 8-разрядный; – Вставка EAV / SAV.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Что позволяет сигналы всех передатчиков излучать синхронно на одной частоте и иметь одинаковые биты данных.

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети. В стандарте DVB-T2 появились два режима работы: System A и System B...

Организация автоматизированной системы управления...

Существуют рекомендации ITU — TX.700 и близкий к ним стандарт ISO 7498–4, которые делят задачи

Для составления карты сети использовалась программа 10-Страйк Схема сети.

Он позволяет получать данные, относительно объектов мониторинга (состояние здоровья...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Системный контроллер нужен для фиксации слова состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управления направлением передачи данных.

Анализ применения гомоморфных схем шифрования в алгоритмах...

Нами была рассмотрена возможность построения гибридной схемы шифрования, основанной на стандарте ГОСТ 28147–89.

Результат разбивается на восемь 4-битовых последовательностей, каждая из которых поступает

Задать вопрос. ФИО. Электронная почта.

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Число битов адреса и команды, а также порядок их размещения в информационном поле зависит от типа протокола.

Рис.2. Структурная схема анализатора.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при...

Рис.2. Блочная схема кодера по стандарту MPEG-4.

Электронный ресурс, сайт: http

Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации.

Технологии широкополосного мобильного доступа в сетях LTE

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Одной из задач было достижение полного соответствия технологии LTE требованиям стандарта IMT-Advanced, установленного для 4G Международным союзом электросвязи (ITU), что позволило бы с...

Принципы построения систем радиочастотной идентификации

RFID технология состоит из считывающего устройства и носителя информации. Рис. 1. Обобщенная структурная схема RFID систем.

Власов А. И., Михненко А. Е. Принципы построения и развертывания информационной системы предприятия электронной отрасли...

Подсистема ввода и вывода видеоинформации процессоров серии...

На рисунке 1 представлена функциональная блок-схема процессора серии TMS320DM36X — TMS320DM368.

– Параллельный RGB 16/18/24-бит. – Последовательный RGB 8-разрядный; – Вставка EAV / SAV.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Что позволяет сигналы всех передатчиков излучать синхронно на одной частоте и иметь одинаковые биты данных.

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети. В стандарте DVB-T2 появились два режима работы: System A и System B...

Организация автоматизированной системы управления...

Существуют рекомендации ITU — TX.700 и близкий к ним стандарт ISO 7498–4, которые делят задачи

Для составления карты сети использовалась программа 10-Страйк Схема сети.

Он позволяет получать данные, относительно объектов мониторинга (состояние здоровья...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Системный контроллер нужен для фиксации слова состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управления направлением передачи данных.

Анализ применения гомоморфных схем шифрования в алгоритмах...

Нами была рассмотрена возможность построения гибридной схемы шифрования, основанной на стандарте ГОСТ 28147–89.

Результат разбивается на восемь 4-битовых последовательностей, каждая из которых поступает

Задать вопрос. ФИО. Электронная почта.

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Число битов адреса и команды, а также порядок их размещения в информационном поле зависит от типа протокола.

Рис.2. Структурная схема анализатора.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при...

Рис.2. Блочная схема кодера по стандарту MPEG-4.

Электронный ресурс, сайт: http

Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации.

Технологии широкополосного мобильного доступа в сетях LTE

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Одной из задач было достижение полного соответствия технологии LTE требованиям стандарта IMT-Advanced, установленного для 4G Международным союзом электросвязи (ITU), что позволило бы с...

Принципы построения систем радиочастотной идентификации

RFID технология состоит из считывающего устройства и носителя информации. Рис. 1. Обобщенная структурная схема RFID систем.

Власов А. И., Михненко А. Е. Принципы построения и развертывания информационной системы предприятия электронной отрасли...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Подсистема ввода и вывода видеоинформации процессоров серии...

На рисунке 1 представлена функциональная блок-схема процессора серии TMS320DM36X — TMS320DM368.

– Параллельный RGB 16/18/24-бит. – Последовательный RGB 8-разрядный; – Вставка EAV / SAV.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Что позволяет сигналы всех передатчиков излучать синхронно на одной частоте и иметь одинаковые биты данных.

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети. В стандарте DVB-T2 появились два режима работы: System A и System B...

Организация автоматизированной системы управления...

Существуют рекомендации ITU — TX.700 и близкий к ним стандарт ISO 7498–4, которые делят задачи

Для составления карты сети использовалась программа 10-Страйк Схема сети.

Он позволяет получать данные, относительно объектов мониторинга (состояние здоровья...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Системный контроллер нужен для фиксации слова состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управления направлением передачи данных.

Анализ применения гомоморфных схем шифрования в алгоритмах...

Нами была рассмотрена возможность построения гибридной схемы шифрования, основанной на стандарте ГОСТ 28147–89.

Результат разбивается на восемь 4-битовых последовательностей, каждая из которых поступает

Задать вопрос. ФИО. Электронная почта.

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Число битов адреса и команды, а также порядок их размещения в информационном поле зависит от типа протокола.

Рис.2. Структурная схема анализатора.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при...

Рис.2. Блочная схема кодера по стандарту MPEG-4.

Электронный ресурс, сайт: http

Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации.

Технологии широкополосного мобильного доступа в сетях LTE

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Одной из задач было достижение полного соответствия технологии LTE требованиям стандарта IMT-Advanced, установленного для 4G Международным союзом электросвязи (ITU), что позволило бы с...

Принципы построения систем радиочастотной идентификации

RFID технология состоит из считывающего устройства и носителя информации. Рис. 1. Обобщенная структурная схема RFID систем.

Власов А. И., Михненко А. Е. Принципы построения и развертывания информационной системы предприятия электронной отрасли...

Подсистема ввода и вывода видеоинформации процессоров серии...

На рисунке 1 представлена функциональная блок-схема процессора серии TMS320DM36X — TMS320DM368.

– Параллельный RGB 16/18/24-бит. – Последовательный RGB 8-разрядный; – Вставка EAV / SAV.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Что позволяет сигналы всех передатчиков излучать синхронно на одной частоте и иметь одинаковые биты данных.

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети. В стандарте DVB-T2 появились два режима работы: System A и System B...

Организация автоматизированной системы управления...

Существуют рекомендации ITU — TX.700 и близкий к ним стандарт ISO 7498–4, которые делят задачи

Для составления карты сети использовалась программа 10-Страйк Схема сети.

Он позволяет получать данные, относительно объектов мониторинга (состояние здоровья...

Разработка узлов микропроцессорной системы | Статья в журнале...

Рис. 1. Структурная схема МП системы управления.

Системный контроллер нужен для фиксации слова состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управления направлением передачи данных.

Анализ применения гомоморфных схем шифрования в алгоритмах...

Нами была рассмотрена возможность построения гибридной схемы шифрования, основанной на стандарте ГОСТ 28147–89.

Результат разбивается на восемь 4-битовых последовательностей, каждая из которых поступает

Задать вопрос. ФИО. Электронная почта.

Анализатор сигналов инфракрасного пульта дистанционного...

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Число битов адреса и команды, а также порядок их размещения в информационном поле зависит от типа протокола.

Рис.2. Структурная схема анализатора.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при...

Рис.2. Блочная схема кодера по стандарту MPEG-4.

Электронный ресурс, сайт: http

Особенности применения протокола цифровой передачи видео данных ITU-R BT.656 при разработке запоминающего устройства записи видеоинформации.

Технологии широкополосного мобильного доступа в сетях LTE

Скачать электронную версию. Библиографическое описание

Одной из задач было достижение полного соответствия технологии LTE требованиям стандарта IMT-Advanced, установленного для 4G Международным союзом электросвязи (ITU), что позволило бы с...

Принципы построения систем радиочастотной идентификации

RFID технология состоит из считывающего устройства и носителя информации. Рис. 1. Обобщенная структурная схема RFID систем.

Власов А. И., Михненко А. Е. Принципы построения и развертывания информационной системы предприятия электронной отрасли...

Задать вопрос