BT.601与BT.656

ITU-R
Recommendation BT.601，简称Rec.601或者BT.601（或者它的前身，CCIR601），是1982年由ITU-R发布的一个标准，用于将各行数位视讯讯号进行数位化。旧名称为CCIR 601，国际电信联盟（ITU）所制订的标准规格。为现今标准电视放送规格标准。对应NTSC（525/60）与PAL（扫描线625/50）、对应4:3和16:9纵横比画面。规定了视频信号数字编码方法。虽然色彩成份为RGB 4:4:4跟色差(YCbCr) 4:2:2为既订的，但是，这里记录的是作为广播放送用的一般的色差方式。

PAL技术指标

场频：50Hz

帧频：25Hz

行频：15625Hz=625行/帧x25帧/秒

总行数：625

场回扫行数：25x2

图像行数：575      

数字场：场1消隐24行，场2消隐25行，有效行576

NTSC技术指标

场频：29.97x2Hz

帧频：29.97Hz

行频：15734.25Hz=525x29.97

总行数：525

场回扫行数：20x2

图像行数：485(480)

为什么NTSC制式帧频是29.97FPS（精确来说是60FPS（场速率）/1.001）？

是避免4.5MHz处的干扰而提出的，NTSC经过调查研究后，于1954年决定从30FPS更改为29.97FPS，因为干扰跳动频率出现在颜色副载波（3.5795MHz）和声音载波（4.5MHz）之间，以及颜色副载波和视频亮度信号的高频之间，选择水平频率fH=15734.25Hz（其286次谐波频率为4.5MHz，其227.5倍频率为3.5795MHz），可将干扰最小化。垂直频率从而变成了fH/525=29.97Hz

亮度采样频率fs

视频带宽6MHz

PAL的fH和NTSC的fH的行扫描频率的最小公倍数是2.25MHz

fs>6x2MHz，采样定理

取fs=2.25MHzx6=13.5MHz>6x2MHz

整合NTSC和PAL，减少硬件设计成本，所以选13.5MHz

色差信号抽样频率

6.75MHz（4:2:2）

3.375MHz（4:1:1和4:2:0）

每行采样样本N

PAL

13.5MHz/(625x25)=864

NTSC

13.5MHz/(525x29.97)=858

每一扫描行的有效样本数

720

ITU-R BT.601规定采样时间是53.3333us

53.3333x13.5=719.99955=720

720x576x50=720x480x60=20736000=162x902x10

16x16是压缩算法的主要子块单位

4:2:2格式

CCIR建议两种制式有效行的取样点亮度信号取720个，两个色差信号各取360个

即每个有效行包括720个亮度数据和720个色度数据（两个色度各360个）

统一了数字分量编码标准，使三种制式便于转换和统一

所以有效行亮度信号与两个色差信号的取样点之比也为4:2:2（720:360:360）

分辨率

分辨率即是每帧图像有效行内的有效样本数，CCIR601规定对所有的制式，其每一行的有效样本点数为720个。由于不同的制式其有效行数不同，其分辨率也不同，分别为

PAL制和SECAM制

720×576

NTSC制

720×480

640x480

320x240（320x262），LCD实验

352x288，CMOS Sensor实验

数据量

4:2:2的格式采样，10Bit量化

13.5×10+6.75×10+6.75×10=270Mbps

4:2:2的格式采样，8Bit量化

13.5×8+6.75×8+6.75×8=216Mbps

数据时分复用

经量化、编码后的视频数据字有3个样本值，CCIR601规定进行多路复用后按27Mwords/s来传递,其中字按以下顺序传递:Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y、Cr、Y、Cb、Y、Cr、Y…,也就是说，ITU-RBT601，16位数据传输；21芯；Y、U、V信号同时传输。601是并行数据，行场同步有单独输出。

分量取值

CCIR601规定，每个样本点都按8位数字化，也即有256个等级。但实际上亮度信号占220级，色度信号占225级，其它位作同步、编码等控制用。

Y：16（全黑）~235（全白）

Cb，Cr：16~240，128除外

这种规格的机器通常可连接serial digital interface（SDI）规格SMPTE 259M为标准的接口。为了跟HDTV有所区别又称SD-SDI。

串行数字接口 (SDI) 是 ITU-R BT.656 以及移动图像和电视工程师协会 ( SMPTE) 
提出的串行链路标准，在演播环境中通过 75 欧姆同轴电缆来传输未压缩的数字视频，大部分专业视频基础设备都采用了该标准。该标准的第一版是 SMPTE 
259M，定义了通过串行接口来传输数字化的 NTSC 和 PAL 等模拟视频，它更流行的名称是标准清晰度 (SD) SDI 。传输 SD SDI 
所需的数据速率是 270 Mbps。随着 1080i 和 720p 等高清晰 (HD) 视频标准的出现，对接口进行了调整以处理更高的 1.485 Gbps 
数据速率。1.485-Gbps 串行接口通常被称为 HD SDI 接口，由 SMPTE 292M 进行定义，它使用同样的 75 
欧姆同轴电缆。演播和其他视频产品开发商在同轴电缆硬件基础设备上进行了大量投入，希望能够延长其基础设备的生命周期。幸运的是，SMPTE 最近批准了名为 SMPTE 
424M 的新标准，在同样的75欧姆同轴电缆上，SDI数据速率加倍，达到了2.97 Gbps。这一新标准也称为 3-Gbps (3G) SDI，支持 1080p 
和数字影院等分辨率更高的图像质量。

BT.601它规定彩色电视信号采用分量编码。所谓分量编码就是彩色全电视信号在转换成数字形式之前，先被分离成亮度信号和色差信号，然后对它们分别进行编码。

ITU
BT.656

ITU-R
Recommendation BT.656，有时候也称为ITU656（前身CCIR 656），是一个简单的数字视频协议，用于将未压缩的PAL或NTSC（525行或者625行）信号进行编码。9芯，其输入接口有一根pixel_CLK时钟信号,8根YUV的数据信号,还有二根SVVS/SVHS(垂直水平同步信号)，8/10位数据传输；不需要同步信号；串行数据传输；传输速率是601的2倍；先传Y，后传UV。行场同步信号嵌入在数据流中。 BT656主要用于实时视频数据传递。包含三部分

1：视频信号，依BT.601

2：数字消隐数据， 0x80,0x10,0x80,0x10(8位)，200h，40h，200h，40h（10位），分别与Cb,Y,Cr，Y的消隐电平相对应。

3：定时基准信号：

有两个定时基准信号，一个在每个视频数据块的开始(Start of ActiveVideo，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。

4：辅助信号：

辅助数据信号可以以10比特形式只在行消隐期间传送，还可以以8比特形式只在场消隐中的行的有效期间传送。依BT.1364标准。

简单的说ITU-R BT.601是"演播室数字电视编码参数"标准,而ITU-R BT.656则是ITU-R     
BT.601附件A中的数字接口标准,用于主要数字视频设备(包括芯片)之间采用27Mhz/s并口或243Mb/s串行接口的数字传输接口标准.

BT.601规划了对视频进行数字编码的方法

BT.656则实际定义了实施BT.601所必需的物理接口和数据流，以及位并行和位串行模式

位并行模式

只需要27MHz的时钟（在NTSC 30 帧/s条件下）以及8或10条连线（具体取决于像素的分辨率）。

所有的同步化信号都嵌入到数据流中，因此无需额外添加硬件连线。（25针D型迷你连接器）

位串行模式

只需要在单个通道上传输一路复用化的10bit/像素串行数据流，不过它需要运用复杂的同步化、频谱整形和时钟恢复调理等技术手段。

此外，其位时钟速率接近300MHz，因此要在很多系统中实施基于采用串行位形式的BT.656是极富挑战性的任务。

帧划分：
数据流：
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。
另外，垂直消隐间隔可以被用来发送非视频的信息，如字幕，音频，文字电视广播或者甚至交互电视应用所需的数据。这些辅助数据包并未采用通常的控制代码的前导码，而以0x00,0xFF,0xFF为前导码。如果不发送辅助数据，则在水平和垂直消隐间隔发送（0x80, 0x10, 0x80, 0x10, 0x80, 0x10。。。）对应（Cb, Y, Cr, Y, Cb, Y, …）。