BT1120是高清晰度电视 (HDTV) 演播室信号数字接口
BT601是SDTV的数据结构,BT656是SDTV的接口定义;
BT709是HDTV的数据结构,BT1120是HDTV的接口定义
BT709 选用YCbCr 4:2:2的模式,下面是和BT601类似的YCbCr色空间的推导过程:
Y是亮度值,由R,G,B的加权平均可以得到:Y=kr*R +kg*G + kb*B; 这里kr,kb,kg是加权因子。
颜色信号可以由不同的颜色差别来表示:
Cb= B-Y; Cr =R-Y; Cg = G-Y
对于一个颜色图像的完整的描述由给定Y和三个色差: Cb, Cr, Cg 来表示。然后Cb+Cr+Cg是一个常数,那么我们只需要两个色度参数就可以了,第三个可以通过其他两个计算出来。在YCbCr空间中,只有Y和Cb,Cr值被传输和存储,而且Cb和Cr的分辨率可以比Y低,因为人类视觉系统对于亮度更加敏感。这就减少了表示图像的数据量。通常的观察情况下,RGB和YCbCr表示的图像看上去没有什么不同。对于色度采用比亮度低的分辨率进行采样是一种简单而有效的压缩办法。
一个RGB图像可以在捕捉之后转换为YCbCr格式用来减少存储和传输负担。在显示图象之前,再转回为RGB.注意没有必要去指明分别的加权值kg(因为kb+kr+kg=1),而且G可以从YCbCr中解压出来,这说明不需要存储和传输Cg参数。
Y = kr R + (1-kb-kr)G + kb B
Cb = 0.5/(1-kb) * (B-Y)
Cr = 0.5/(1-kr) * (R-Y)
则:
R = Y + (1-kr)/0.5 * Cr
G = Y - 2kb(1-kb)/(1-kb-kr) * Cb-2kr(1-kr)/(1-kb-kr) * Cr
B = Y + (1-kb)/0.5 * Cb
而ITU-R的BT.709决议定义了Kr= 0.2126; Kb = 0.072,那么代换参数就有了如下等式:
Y= 0.2126R + 0.7154G + 0.072B
Cb = 0.5388(B - Y )
Cr = 0.635(R - Y )
即
Y = 0.2126R + 0.7154G + 0.072B
Cb = (-0.1145R - 0.3855G + 0.500B)
Cr = (0.500R - 0.4543G - 0.0457B)
则:
R = Y + 1.5748Cr
G = Y - 0.1868Cb - 0.4680Cr
B = Y + 1.856Cb
对Cb和Cr加上偏置,就得到下面的公式:
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Cb = (-0.1145R - 0.3855G + 0.500B) +128
Cr = (0.500R - 0.4543G - 0.0457B) + 128
在ITU-R BT.709 建议书内,对1125行和1250行系统HDTV(高清晰度电视)已经确立了演播室标准,标准中包含有有关常规电视的系统以及像素平方通用图像格式(CIF)逐行扫描的系统;
ITU-R BT.709 建议书中包含下列HDTV演播室标准,以覆盖宽广的应用范围:
常规电视系统方面:
–总行数1125,2:1 隔行扫描,场频60Hz,有效行1035;
–总行数1250,2:1 隔行扫描,场频50Hz,有效行1152;
CIF 系统(1920×1080)方面:
–总行数1125,有效行1080;
–图像频率60、50、30、25 和24 Hz,包括逐行、隔行和帧分段传输;
对于1125/60/2:1 系统,表示图像信号的数字码字借助于20或30对屏蔽导线并行地传输。20对导线应用于传输由亮度Y和时分复用的色差CB/CR分量组成的信号集合,30对导线应用于传输R、G、B 信号或是传输带有附加数据流(辅助信道)的Y、CB/CR 分量。一对附加的屏蔽导线运载74.25MHz 的同步时钟。
BT1120的数字接口:
1.1 编码特性
HDTV信号传输应符合ITU-R BT.709建议书第2部分中说明的特性。
2 数字接口
接口提供单向连接。数据信号为二进制信息形式,相应编码的信号有:
– 图像数据(10比特字);
– 定时基准和标识码(10比特字);
– 辅助数据(见ITU-R BT.1364建议书)。
当使用8比特视频数据时,两个为0的LSB附加到8比特字以构成10
BT1120的接口 有 16根 数据线 和 一根 时钟线。
2.1 串行图像数据
通过CB和CR分量的时分复用,Y、CB、CR都以20比特字进行处理。每个20比特字对应一
个色差样点和一个亮度样点。复用的组织方法如下:
(CB0Y0)(CR0Y1) (CB1Y2)(CR1Y3) ...
其中,Yi表示一行内第i个亮度有效样点,CBj和CRj表示CB和CR分量的第j个有效色差样
点。由于是色差信号取样频率的一半,CBj和CRj样点与偶数Yi样点同址。
对应于数字量化级0(10)至3(10)和1 020(10)至1 023(10)的数据字保留用于数据标识目的,不得
作为图像数据出现。
除了上述的对Y、CB、CR信号以20比特字进行处理外,对R、G、B信号是以30比特字进
行处理的。
BT1120是高清晰度电视(HDTV) 演播室信号BT709规范的数字接口,因为BT1120采样YCbCr422模式,所以一般是16bit/20bit的数据流通道加上一个采样时钟通道。
数字接口是在单个信号源与单个目的端之间提供单向连接,数据信号为二进制信息形式,相应的编码的信号有:
1) 图像数据
2) 定时基准码
3) 附属数据
在BT1120标准中说明的图像数据指的是图像的有效尺寸的数据。而其中定时基准码包括SAV、EAV信号;而SAV与EAV中间又包括消隐区附属数据;详细内容如下图所示:
图像定时基准码SAV和EAV
有两种定时基准码,一种在每个图像数据块的起始(SAV),另一种在每个图像数据块的结束(EAV)。如图2中所示,这些码与图像数据是邻接的,并在场/帧/段消隐期间仍然存在。
隔行系统和帧分段系统中,数字场/段的起始由数字行起始方面规定的位置予以确定。场/段时间期内的详细时间关系见图2a)和表4a)。逐行系统中,数字帧的起始由数字行起始方面规定的位置予以确定。帧时间期内的详细时间关系见图2b)和表4b)。
上图我们看到视频中的某一帧的状态。L1和L2 是帧消隐区,同样 L5 和L6也是帧消隐区。我们看看下图,来说明各个参数的意义。
从上图我们看到了再L3 和L4行之间才是真正的有用的1080行视频数据。举个例子,1920x1080P60Hz格式的时序为例,BT1120规定一个时钟传输一个像素16bit/20bit(YCbCr),那么一秒钟需要多少个时钟呢?下面简单的换算下,像素的总行数(1125)x像素的总列数(2200)x 帧率(60)=148.5M
由上面的格式, 我们可以看到每一行在视频传输过程中的格式。在定时基准码的前 3个字节是恒定的。 FF , 00 , 00, 第四个字节 XY是我们需要分析的。我们再好好分析下,EAV和SAV 应该填的数据。
通过以上几个图片,就应该可以知道 EAV 和 SAV可以填什么数据了。也知道 BT1120每行的数据格式。
至于 3840 x 2160@30hz走的是 BT1120的双边沿。
格式是
这里 XY的值 和 单边沿是一样的。只是速率提高了一倍。这样就可以通过 BT1120传输 4k的视频。