PAL/NTSC/1080I和interlaced scan(隔行扫描)

目录

1.PAL/NTSC和1080I

2.PAL/NTSC/1080I的timing

2.1 NTSC的垂直同步

2.2 PAL的垂直同步​编辑

2.3 1080i@50FPS的vic=20的时序

3.interlaced video timing实现说明

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1.PAL/NTSC和1080I

        NTSC 和PAL 是两种不同视讯标准, 两种都是CRT时代遗留下的产物, 也都使用Interlace技术. 使用NTSC标准的国家包含美国, 韩国,日本,东南亚国家和台湾. 使用PAL标准的国家包含欧洲和中国大陆.NTSC规格的扫描频率每秒59.94场(简写为60场), 总扫描水平线525条, 有效水平扫描线480条. 简写为480i 60.PAL规格的扫描频率每秒50场, 总扫描水平线625条, 有效水平扫描线576条. 简写为576i50.

        早期的NTSC和PAL都是模拟信号，在BT601出现之后(SDTV)，规范了525和625行显示的数字化工作。为了习惯，还是把525行叫做NTSC，625行叫做PAL。实际上NTSC和PAL都支持interlaced scan和progressive两种扫描方式。这里仅介绍interlaced scan(隔行扫描)。

        1080I是BT709 HDTV 高清电视标准上提出的1920x1080I。每一个1080I的video包含两个场，每个场的active行数是540，active列数是1920.【Each frame of 1080i video consists of two sequential fields of 1920 horizontal and 540 vertical pixels】.CEA-861-E定义了多种帧率的1080I。如下所示：

1920x1080i@120FPS Htotal×Vtotal=2200x1125 VIC：50、51

1920x1080i@60FPS Htotal×Vtotal=2200x1125   VIC：5

1920x1080i@100FPS Htotal×Vtotal=2640x1125 VIC：40

1920x1080i@50FPS Htotal×Vtotal=2304x1125   VIC：39

1920x1080i@50FPS Htotal×Vtotal=2640x1125   VIC：20

         其中1080i@60FPS的流行在  NTSC and Brazilian PAL-M使用的地区，1080i@60FPS流行在 PAL or SECAM使用的地区。https://en.wikipedia.org/wiki/1080i

        当然CEA-861-E还定义了其他分辨率的interlaced格式视频，但是interlaced video只在HDTV上比较多，更高分辨率的video由于年代较近，已经没必要在搞interlaced这一套。  

2.PAL/NTSC/1080I的timing

2.1 NTSC的垂直同步

        上图给出了NTSC  interlaced scan的VSYNC时序图，其中HSYNC和VSYNC都是低有效。在NTSC 隔行扫描制式下，第 1 场的垂直同步信号在第 4 行的起始位置变为低电平，持续 3 行低电平后，在第 7 行的起始位置变为高电平。 有效数据是从第 22 行开始到第261 行结束的 240 行数据。第 2 场的垂直同步信号在第 266 行的中间位置变为低电平，持续 3 行低电平后，在第 269 行中间位置变为高电平。有效数据是第 285 行开始第524 行结束的 240 行数据。

2.2 PAL的垂直同步

        上图给出了NTSC  interlaced scan的VSYNC时序图，其中HSYNC和VSYNC都是低有效。在 PAL 隔行扫描制式下，第 1 场的垂直同步信号在第 1 行起始位置变为低电平，持续2.5 行低电平后，在第 3 行的中间位置变为高电平。active line从第 24 行开始到第310 行结束的 288 行数据。第 2 场的垂直同步信号在第 313 行的中间位置变为低电平，持续 2.5 行低电平后，在第 316行的起始位置变为高电平。active line从第 336 行开始到第 623 行结束的 288 行数据。

        PAL和NTSC的时序图可参考 思睿邏輯 (Cirrus Logic)早期的NTSC/PAL Digital Video Encoder
芯片CS4954/CS4955的datasheet。

2.3 1080i@50FPS的vic=20的时序

DM8148 1080i interlace video capture with VPS_VIP_FID_DETECT_MODE_VSYNC mode - Processors forum - Processors - TI E2E support forums

 图片摘自以上链接。

        上图给出了1080i@50FPS vic=20的时序图，其中HSYNC和VSYNC都是高有效。行扫描制式下，第 1 场的垂直同步信号在第 1 行起始位置变为高电平，持续5行高电平后，在第 6 行的起始间位置变为低电平。active line 第 21 行开始到第560 行结束的540 行数据。第 2 场的垂直同步信号在第 563行的中间位置变为高电平，持续 5 行高电平后，在第 568行的中间位置变为低电平。active line从第 584 行开始到第 1123 行结束的 540 行数据。

3.interlaced video timing实现说明

        从第2节的描述可以看出，对于interlaced video的timing，特别是vsync信号有时是从行中间开始，有的是持续半行的整数倍，所以在对pixclk计数时，一定要以clk为单位，而不能以行为单位。