ITU-R BT.656 , 幀 , 場 === 模擬視頻信號採集的處理,以及奇偶場
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一,ITU-R BT.656
ITU-R BT.656 8/10位數據傳輸；不需要同步信號；串行數據傳輸；傳輸速率是601的2倍；先傳Y，後傳UV。行場同步信號嵌入在數據流中。包含三部分 :
①：視頻信號
②：定時基準信號：
有兩個定時基準信號，一個在每個視頻數據塊的開始(Start of ActiveVideo，SAV)，另一個在每個視頻數據塊的結束(End of Active Video，EAV)；每個定時基準信號由4 個字的序列組成，格式如下： FF 00 00 XY （16 進制）頭三個是固定前綴，第4 個字包含定義第二場標識、場消隱狀態和行消隱狀態的信息。XY(MSB9-0)[1,F,V,H,P3,P2,P1,P0,0,0]
輔助數據信號可以以10 比特形式只在行消隱期間傳送，還可以以8 比特形式只在場消隱中的行的有效期間傳送。
656輸出的是串行數據，行場同步信號嵌入在數據流中；
ITU-RBT.656視頻標準接口PAL制式（720*576）每場由四部分組成。
● 有效視頻數據，分爲奇場和偶場，均由288行組成。每行有1440個字節，其中720個字節爲Y分量，360個字節爲Cb分量，360個字節爲Cr分量。Y分量的取值爲16~235；Cb和Cr分量的取值爲16~240。
● 水平消隱，有280個字節。
● 垂直消隱。
● 控制字。
對於有效數據行，其格式如圖1所示。EAV和SAV爲嵌入式控制字，分別表示有效視頻的終點和起點。EAV和SAV均爲4個字節構成，前3個字節FF、00、00爲固定頭，“XY”爲控制字。“XY”的8個bit含義如下：
● Bit7（Const），常數，總爲1。
● Bit6（F），場同步信號，表示該行數據處於奇場還是偶場。
● Bit5（V），垂直同步信號，表示處於場消隱區間還是正程區間（有效數據行）。
● Bit4（H），水平同步信號，表示是“SAV”還是“EAV”。
● Bit3-0（P3P2P1P0），糾錯位。P3=V(XOR)H；P2=F(XOR)H；P1=F(XOR)V；P0=F(XOR)V(XOR)H。
BT656
itu-r bt.656定義了一個並行的硬件接口用來傳送一路4:2:2的YCbCr的數字視頻流。視頻流的分辨率爲720×576像素的d1格式。我們需要發送的視頻數據源通常是經過mpeg2壓縮的,分辨率爲352×288像素的cif格式。在輸出到顯示終端前,處理器需要對cif格式的圖像數據插值爲d1(720×576像素)格式,然後再通過itu-r bt.656並行的硬件接口輸出給視頻編碼器。在這種前提下,可以利用一個itu-r bt.656的硬件接口傳輸4路不同的cif格式的視頻數據流,然後在接收側通過fpga(現場可編程門陣列)將4路視頻數據流分離、插值生成d1格式的數據輸出給視頻編碼器。通過該方式,可以克服某些視頻處理器輸出端口的限制,使視頻輸出端口擴展爲原來的4倍。同時,由於使用fpga進行插值運算,分擔了一部分視頻處理器的工作量。
二,幀 , 場 === 模擬視頻信號採集的處理
凡是做模擬信號採集的，很少不涉及BT.656標準的，因爲常見的模擬視頻信號採集芯片都支持輸出BT.656的數字信號，那麼，BT.656到底是何種格式呢？
本文將主要介紹 標準的8bit BT656（4:2:2）YCbCr SDTV（標清）數字視頻信號格式，主要針對剛剛入門模擬視頻採集的初學者入門之用。
1. 幀的概念（Frame）
一個視頻序列是由N個幀組成的，採集圖像的時候一般有2種掃描方式，一種是逐行掃描（progressive scanning），一種是隔行掃描（interlaced
scanning）。對於隔行掃描，每一幀一般有2個場（field），一個叫頂場（top field），一個叫底場（bottom field）。假設一幀圖像是720行，那麼，頂場就包含其中所有的偶數行，而底場則包含其中所有的奇數行。
2. 場的概念（field）
注意，上面提到頂場和底場，用的是“包含”二字，而不是說完全由後者組成，因爲在BT.656標準中，一個場是由三個部分組成的：
場 = 垂直消隱頂場（First Vertical Blanking） + 有效數據行（Active Video） + 垂直消隱底場（Second Vertical Blanking）
對於頂場，有效數據行就是一幀圖像的所有偶數行，而底場，有效數據行就是一幀圖像的所有奇數行。頂場和底場的空白行的個數也有所不同，那麼，對於一個標準的 8bit BT656（4:2:2）SDTV（標清）的視頻而言，對於一幀圖像，其格式定義如下：
由上圖可以知道，對於PAL制式，每一幀有625行，其中，頂場有效數據288行，底場有效數據也是288行，其餘行即爲垂直消隱信號。爲什麼是288行？因爲PAL制式的SDTV或者D1的分辨率爲 720*576，即一幀有576行，故一場爲288行。
由上圖我們還可以知道，頂場有效數據的起始行爲第23行，底場有效數據的起始行爲第335行。
另外，上圖中的 F 標記奇偶場，V標記 是否爲垂直消隱信號。
3. 每一行的組成（Lines）
下面說明每一行的組成，一行是由4個部分組成：
行 = 結束碼（EAV） + 水平消隱（Horizontal Vertical Blanking） + 起始碼（SAV） + 有效數據（Active Video）
典型的一行數據組成如下圖所示：
起始碼（SAV）和結束碼（EAV），它是標誌着一行的開始結束的重要標記，也包含了其他的一些重要的信息，後面將會講到。
爲什麼一行中的有效數據是 1440 字節？ 因爲PAL制式的SDTV或者D1的分辨率爲 720*576，即一行有720個有效點，由於採集的是彩色圖像，那麼一行就是由亮度信息（Y）和色差信息（CbCr）組成的，由於是YCbCr422格式，故一行中有720列Y，720列CbCr，這樣，一行的有效字節數就自然爲 720 x 2 = 1440 字節了。
4. EAV和SAV
EAV和SAV都是4個字節（Bytes），由上面的圖可以知道，SAV後面跟着的就是有效的視頻數據了。那麼，EAV和SAV的格式是怎麼樣的呢？
EAV和SAV的4個字節的格式規定如下（下面以16進製表示）：
FF 00 00 XY
其中，前三個字節爲固定的，必須是FF00 00，而第4個字節（XY）是根據場、消隱信息而定的，其8個bit含義如下： 1 F V H P3 P2 P1 P0
其中，F：標記場信息，傳輸頂場時爲0，傳輸底場時爲1
V：標記消隱信息，傳輸消隱數據時爲1，傳輸有效視頻數據時爲0
H：標記EAV還是SAV，SAV爲0，EAV爲1
而 P0~P3爲保護比特，其值取決於F、H、V，起到校驗的作用，計算方法如下：
三,奇數場和偶數場:
現行的電視制式都採用隔行掃描方法，一幀圖象分爲奇數場和偶數場兩場。在高分辨率數字圖象系統中，通常都要對視頻信號的奇偶場進行識別。，視頻信號中奇數場和偶數場的唯一區別是：奇數場的場同步信號與該場的第1個行同步信號同時出現，偶數場的場同步信號比該場的第1個行同步信號提前半行(32 s)出現。
電視使用的PAL-D制採用的是隔行掃描方式，隔行掃描時電子束首先從左到右、從上到下掃描所有的單數行形成一場圖像，然後電子束又回到頂端，再次從左到右、從上到下掃描所有的雙數行形成另一場圖像。這兩個垂直方向交換顯示的掃描場構成每一幀完整的畫面，其中每個掃描場只包含掃描圖像總行數的一半。我們把其中一個掃描場全部是單數行的稱爲奇場或上場；把另一個掃描場的全部是雙數行的稱爲偶場或下場。對於PAL制信號來講，每秒掃描50場（即25幀）。
由於隔行掃描存在奇偶場的問題，如果我們在節目製作時沒有“場”的意識，把奇偶場的順序弄反了，對最終作品的輸出質量有很大的影響，作品在監視器上播放時會出現抖動，變形，邊緣不清晰等現象。那到底是奇場優先，還是偶場優先呢？不同類型的視頻編輯卡，場的優先順序是不一樣的。我們只要將採集的視頻內容導入視頻編輯軟件中，查看其屬性，即可知道哪一場優先了。在實際操作中如果永遠用同一類型的卡採集素材，則只需要檢測一段並記住它（upper或
lower），後面的素材就可以跳過檢測直接設置你認爲正確的即可。但對不明來源的素材（比如別人做的帶“場”的三維，另外的採集卡採集的視頻素材）等等，仍然需要檢測。
