D1、CIF格式介绍

 

    D1为480i(interlace)格式，和NTSC模拟电视清晰度相同，525条垂直扫描线，483条可见垂直扫描线，4：3 或16：9，隔行/60Hz，行频为15.25KHz。

    D2为480P(progressive)格式，和逐行扫描DVD规格相同，525条垂直扫描线，480条可见垂直扫描线，4：3 或 16：9，分辨率为640×480，逐行/60Hz，行频为31.5KHz。

    D3为1080i格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1920×1080，隔行/60Hz，行频为33.75KHz。

    D4为720p格式，是标准数字电视显示模式，750条垂直扫描线，720条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1280×720，逐行/60Hz，行频为45KHz。

    D5为1080p格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1920×1080逐行扫描，专业格式。

    此外还有576i，是标准的PAL电视显示模式，625条垂直扫描线，576条可见垂直扫描线，4：3或16：9，隔行/50Hz，记为576i或625i。

    QCIF全称Quarter（1/4） common intermediate format。QCIF是常用的标准化图像格式。在H.323协议簇中，规定了视频采集设备的标准采集分辨率。
    QCIF = 176×144像素。 

    高清电视，就是指支持1080i、720P和1080P的电视标准。现在的大屏幕液晶电视机，一般都支持1080i和720P，而一些俗称的“全高清”（FullHD），则是指支持1080P输出的电视机。目前的高清电视数字信号，最高支持720P，还没有能够支持1080P的。

    在目前国内监控行业中，涉及视频采集卡、压缩卡、硬盘录像机（DVR）等产品时，经常会遇到诸如SIF、CIF、4CIF、D1等等分辨率标准名词。而在实际上，由于安防行业缺乏行业规范和标准，业内很多名词多来源于其它行业的标准，因此CIF、SIF、D1等几个词不但来源不同，甚至连名词本身都已经被 讹以传讹而相互混淆，令人一头雾水。

　　若追溯源头来看，安防视频监控行业源于闭路电视（CCTV），因此标准一直沿用的是电视行业的SIF系列标准和录像机行业的D1标准，而在国内安防业内，SIF被讹以传讹成了CIF，D1也经常与4CIF、4SIF等概念混淆。一个典型的现象是，采用CIF和D1做为关键字去搜索视频采集卡、压缩卡、DVR等产品，搜到的几乎都是国内产品及国产外销产品，而用SIF做关键字才能搜到同类的国外产品。下面分别对CIF、SIF及D1三个来源不同的系列标 准做简单介绍。

一、CIF

　　CIF（Common Intermediate Format，通用媒介格式）也称为FCIF（Full CIF），是一种用于规范YCbCr色差分量视频信号的像素分辨率的标准格式，常用于电信领域的视频会议系统。
　　CIF格式是国际电信联盟（ITU）在1990年推出的的H.261视频编码标准（ITU-T H.261）中首次被定义的一种格式标准（后续H.263对CIF系列标准进一步完善），其设计目的是为了便于与电视行业的NTSC和PAL两种视频制式标准对接（【注】SECAM制式与PAL制式差异很小），推动电信领域和电视领域之间的互联互通。
　　为了便于和PAL和NTSC两种制式进行转换，由于视频尺寸变换时“缩小”要比“放大”处理起来简单，因此CIF格式定义时采用了最大兼容原则（二者相比取较大者），在分辨率上采用与PAL制的SIF（Source Input Format）格式相同的352×288，在帧率上则采用与NTSC制相同的29.97 fps（30000帧/1001秒），色彩空间编码则采用YCbCr 4:2:0标准。
　　QCIF含义为"Quarter CIF"，即四分之一CIF的意思，其分辨率的宽和高都是CIF格式的一半；SQCIF含义为"Sub Quarter CIF"，其分辨率的宽为CIF的4/11，高为CIF的1/3，像素数为CIF的4/33；类似的格式定义还有4CIF（4×CIF）和 16CIF（16×CIF），都是以CIF格式做为基准进行定义。
　　CIF格式图像尺寸大小之所以确定为352×288，是因为在H.261定义的视频压缩/解压的算法中，采用了基于宏块（大小为16×16像素）的 DCT变换（Discrete Cosine Transform，离散余弦变换），实际上CIF格式视频的帧是由22×18个宏块组成，因此每一帧图像的像素数为352×288。
　　需要注意的是，国际电信联盟（ITU）定义的xCIF系列标准中的所采用的像素都是非正方形像素（像素显示时横纵比为12:11），像素数量横纵比 （即存储横纵比）为352:288（即11:9）。因此，当xCIF系列标准视频在正方形像素显示设备（计算器显示器、大部分HDTV高清数字电视）中显 示时，需要将画面横向拉长为原来的12/11倍（约为109.1%），分辨率变为384×288（正方形像素），像素数量的横纵比从原来的11:9变为 4:3。
    【注】“正方形像素”是一个相当重要的概念，涉及到视频的采集、编码/解码、传输、存储、显示整个过程，关于此概念的详细讲解可参见http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/cc294571.aspx

格式标准    分辨率（非正方形像素） 分辨率（正方形像素） 标准帧率（帧/秒）
QCIF               176 × 144                       192 × 144                      29.97 fps
CIF（FCIF）  352 × 288                       384 × 288                     29.97 fps
4CIF                704 × 576                       768 × 576                     29.97 fps
16CIF             1408 × 1152                   1536 × 1152                   29.97 fps

二、SIF

　　动态图像专家组（MPEG）在1992年推出的MPEG-1标准中首次定义了SIF（Source Input Format，源输入格式）,SIF是一种用于数字视频的存储和传输的视频格式，常用于VCD（MPEG-1视频编码）、DVD（MPEG-2的视频编码）和某些视频会议系统中。由于SIF系列标准主要应用电视行业，因此SIF标准格式分为SIF-525（NTSC制式）和SIF-625（PAL制式和SECAM制式）两种：

[email protected]的SIF格式（SIF-525）用于NTSC制式中，其分辨率为352×240像素，刷新频率（帧率）为29.97fps（帧/秒）
2.625@50Hz的SIF格式（SIF-625）用于PAL制式和SECAM制式中，其分辨率为352×288像素，刷新频率（帧率）为25fps（帧/秒）

 

    其中SIF-525和SIF-625两种格式都属于非隔行（逐行）标准，此外SIF还有一种隔行版本被称为SIF-I。 SIF格式视频流也被称为MPEG-1 CPB（constrained parameters bitstream，约束参数码流）。与国际电信联盟（ITU）定义的CCIR 601（又名ITU-R BT.601/Rec.601）电视信号数字编码标准相比，SIF可以看为CCIR 601格式在帧长、帧宽、帧率和色度上均减半的标准。
　　动态图像专家组（MPEG）在定义SIF（Source Input Format）格式标准时参照了国际电信联盟（ITU）定义的CIF格式标准，因此SIF标准格式几乎与CIF标准格式相同，两者的区别在于：SIF格式 在NTSC制式（525-line）下为352×[email protected]，在PAL/SECAM制式（625-line）下为352×288@25fps；而CIF格式则无制式之分，标准格式固定为352×[email protected]（在H.263中帧率标准扩展支持7.49fps、14.99fps、59.94fps等值）。
　　由于计算机行业广泛采用正方形像素，因此在计算机行业里SIF格式（正方形像素版本）被定义为：分辨率为320×240（相当于计算机行业的QVGA标准）或者384×288像素，帧率则可以是计算机支持的任意刷新频率（60Hz、75Hz、85Hz、……）。

  格式标准            分辨率（非正方形像素） 分辨率（正方形像素） 标准帧率（帧/秒）
SIF@NTSC制式           352 × 240                        320 × 240                       29.97 fps
SIF@PAL/SECAM制式     352 × 288                         384 × 288                       25 fps
4SIF@NTSC制式          704 × 480                         640 × 480                      29.97 fps
4SIF@PAL/SECAM制式    704 × 576                         768 × 576                       25 fps

三、D1（又称为D-1、Sony's D1）

　　D1是一种专业数字视频格式标准，主要应用于数字广播电视和录像行业。D1标准的产生在CIF和SIF标准之前，早于20世纪80年代就在Sony（索尼）和Bosch-BTS（博世-BTS）公司的DVR（数字录像机）产品中被首次使用。1986年，在电影电视工程师协会（SMPTE）工程师委员会的努力下，D1被采用为SMPTE标准，主要在DVTR（数字磁带录像机）产品中使用，是视频录像行业中的第一种主流格式。
　　D1采用非压缩数字复合视频，颜色编码采用CCIR 601（于1981年定义）的YCbCr 4:2:2格式，音频采用PCM格式；音频和视频被同步存储在19mm（3/4"）的盒式录像带上，D1录像带最大存储时间为94分钟。D1的分辨率在NTSC制式下定义为720×486（非正方形像素），在PAL/SECAM制式下为720×576（非正方形像素）。早期的D1系统复杂且操作困难，虽然后来迅速稳定下来，但就当时（1986年）来说，D1以其华丽的画质（相当于后来的SD，即标准清晰度画质）、价格的昂贵、配置要求高、升级成本高等因 素而著称。

格式标准       分辨率（非正方形像素） 分辨率（正方形像素） 标准帧率（帧/秒）
D1@NTSC制式         720 × 486                720 × 540                29.97 fps
D1@PAL/SECAM制式    720 × 576               768 × 576                25 fps

　　在当时，由于D1采用非压缩复合视频占用的带宽过大，因此后续很快就推出了D2系统。D2系统虽然也采用非压缩复合视频格式，但D2在D1的基础上降低了采样率，做为一种经济型选择和D1一起供用户使用。D1格式直到2003年仍然在使用，后来的许多技术都引入了D1格式，而现代的许多数字视频录像产 品也将其作为一种通用格式。在D1格式的基础上，后续还出现了D2、D3、D5/D5 HD等一系列标准，广泛用于美国和日本的电视演播录像、VHS家用录像带等视频录像行业。

  AMPEX DCT-1700D D1-601 VCR
格式标准       标准化时间         标准推动者
D1                     1986年             Sony（索尼）
D2                     1988年           AMPTEX（安培）
D3                     1991年           Panasonic（松下）
D5                     1994年           Panasonic（松下）
D5 HD               2006年            Panasonic（松下）

四、CIF、SIF、D1三种系列标准对比

格式标准      标准化时间               标准化组织                          应用领域
D1                      1986年           电影电视工程师协会（SMPTE）       广播电视、电影、录像领域
CIF                     1990年           国际电信联盟（ITU）                   电信、网络视频领域
SIF                     1992年           动态图像专家组（MPEG）            多媒体领域（影视、VCD、DVD等）
　　在实际应用中，最容易混淆的三种格式为4CIF、PAL制式的4SIF，以及PAL制式的D1，这三种格式的主要区别如下：

1.应用领域不同；
2.制定的标准化组织不同；
3.刷新频率（帧率）定义不同；
4.在非正方形像素模式下分辨率不同。

格式标准         分辨率（非正方形像素）   分辨率（正方形像素）     标准帧率（帧/秒）
4CIF                              704 × 576                          768 × 576                          29.97 fps
4SIF@PAL/SECAM制式 704 × 576                         768 × 576                            25 fps
D1@PAL/SECAM制式 720 × 576                            768 × 576                             25 fps

五、 PAL与NTSC

    NTSC制又称为恩制。它属于同时制，是美国在1953年12月首先研制成功的，并以美国国家电视系统委员会（National Television System Committee）的缩写命名。这种制式的色度信号调制特点为平衡正交调幅制，即包括了平衡调制和正交调制两种，虽然解决了彩色电视和黑白电视广播相互兼容的问题，但是存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。NTSC制电视的供电频率为60Hz，场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525行，图像信号带宽为6.2MHz。采用NTSC制的国家美国、日本等国家。

    PAL制又称为帕尔制。它是为了克服NTSC制对相位失真的敏感性，在1962年，由前联邦德国在综合NTSC制的技术成就基础上研制出来的一种改进方案。PAL是英文Phase Alteration Line的缩写，意思是逐行倒相，也属于同时制。它对同时传送的两个色差信号中的一个色差信号采用逐行倒相，另一个色差信号进行正交调制方式。这样，如果在信号传输过程中发生相位失真，则会由于相邻两行信号的相位相反起到互相补尝作用，从而有效地克服了因相位失真而起的色彩变化。因此，PAL制对相位失真不敏感，图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容也好，但PAL制的编码器和解码器都比NTSC制的复杂，信号处理也较麻烦，接收机的造价也高。

还有其他很多标准参见：http://blog.chinaunix.net/uid-20682890-id-3458694.html

http://www.cnblogs.com/xkfz007/articles/2396343.html