同亮度信號量化一樣，表示“004～039”量化電平的第“4～63”60個字保留給負電平過沖，而不同的是，只將表示“3CI～3FC”量化電平的第“961～1019”59個字保留給正電平過沖，比亮度信號的白電平過沖少保留20個量化電平。這樣色差信號的“-350～+350mV”電平的量化字為897個（第64～960），比亮度信號的“0～700mV”電平的量化多了20個字。
在色差信號的量化中，零電平在表示量化電平“200”的第512字上，峰負電平在表示量化電平“040”的第64字上，峰正電平在表示量化電平“3CO”的第960字上。
同樣，根據4∶2∶2的取樣方式，在有效行的720個象素上，Cb、Cr各有360個取樣字。
（1）并行分量數字標準—SMPTE125M/EBUTech3267
CCIR601（ITU-RBT.601-2）闡述了信號的取樣。SMPTE和EBU分別制定了適合于取樣的數據電氣接口規定。SMPTE制定了525/59.94并行接口規定，稱為SMPTE標準125M（早期的RP125標準），而EBUTech 3267則規定了625/50接口（早期的EBUTech 3246標準）。兩者都為CCIR所接受，并收入推薦書656。同樣現稱ITUR BT.656。
并行接口使用11股絞線，25芯D型連接器。（早期文件規定連接器采用滑扣鎖定方式。后來，文件修改為使用4/40固定方式）。這種接口按照Cb、Y、Cr、Y、Cb的順序，將多路數據字連續發送出去。傳送數據率是27M字/秒。在每行上都疊加定時時序SAV和EAV，以表示有效視頻的起始點和終點。有效數字行內含720個亮度取樣。在有效行中包含了表示行消隱的區間。
由于EAV和SAV代表了定時信息，因此，沒有必要傳送通常的同步信號。行消隱區（也包含場消隱區中的行正程）可以用于傳送輔助數據。在這個數據空間是可以用來攜帶數字音頻信息的。SMPTE也制定了相應的文件，對音頻數據包的格式和分配標準作了規定。
�。�2）串行分量數字信號
數字設備的并行接口連接方式有線纜和特征的局限，通常只能適合于相當小型的設備。很明顯，在大型設備和電視系統中，需要采用一種能通過一條同軸電纜串行傳送的方式。因為傳送數據率很高，所以，實現起來并不簡單。如果信號不經過處理就串行傳送，要可靠地恢復原信號就很困難，因此在傳送前，串行信號必須經過修正，以保證足夠的邊沿。
一種新型的，采用擾頻和變換到NRZI的接口，現在已被SMPTE（SMPTE259M）和EBU（TECH326）采納為標準。這種接口接受修正并行接口送來的10比特信號，傳送比特率為270Mb/S的數字分量串行信號（SDI）。分量信號不需要進一步處理。這是因為并行接口中的SAV和EAV信號，提供了統一的時序。它能夠識別串行區域，以便形成字幀信號。如果輔助數據（例如伴音信號）已插入并行信號，則該數據可以被串行接口傳送。這種串行接口可以使用普通的視頻同軸電纜。
�。�3）分量數字視頻信號的水平行
圖6所示，表明了分量數字視頻信號水平行取樣字的位置。我們知道，在有效行中有720個Y取樣字，分別有360個Cb和Cr取樣字，總共有1440個取樣字（0～1439）。行消隱期間，525/60可安排276個取樣字，625/50可安排288個取樣字。這樣，對于一個水平行，525/60有1716個取樣字，625/50有1728個取樣字。
在行消隱期間表示“SAV”和“EAV”的4個碼字，前3個字相同，都是3FF/000/000，不同的是稱作“XYZ”的第4個字。在“XYZ”字中其第8比特（F比特）的狀態表征所取樣的行在奇數場或偶數場，第7比特（V比特）的狀態表征所取樣的行在場消隱期間或正程期間，第6比特（H比特）的狀態表征是“SAV”還是“EAV”。另有6個比特用于比特糾錯。
�。�4）NRZ碼對NRZI碼的轉換
分量數字視頻信號（D1格式）的半行方式輸出時，產生的270Mb/s碼流為不歸零碼（NRZ碼）。NRZ碼的邏輯“0”并非真正的“0”電平（如0mV），而僅指輸出低電平，同樣，邏輯“1”也并非真正的“1”電平（如700mV等），而僅指輸出的高電平。這意味著NRZ碼對極性很敏感，傳送中的噪聲電平都會產生錯誤的“0”和“1”。另外，NRZ碼對接收機和D/A轉換器的�！�0”和常“1”碼的運行也束手無策。碼流中當出現�！�0”和常“1”碼的運行時，意味著碼流中低頻成分很豐富，即�！�0”和常“1”運行期間不發生取樣時鐘的跳變，這時接收機和D/A轉換器的鎖相環的本振，由于得不到時鐘信息的修正而漂移，進而造成鎖相環失鎖，從而產生嚴重的接收誤碼。通過對NRZ碼進行加擾，能去除NRZ碼的這兩個缺陷。加擾的數字方程式為G1（x）=x9+x4+1和G2(x)=x+1(G1為擾頻輸出，G2為NRZI編碼器輸出)。加擾后的NRZ碼變為NRZ1碼，稱之為倒相不歸零碼。NRZ1碼的特點是，不把輸出的高、低電平分別看作“1”和“0”，而僅把高、低電平之間的變化認作“1”和“0”，對高、低電平的極性不再敏感。NRZ1碼的另一個優點是，通過NRZ碼的加擾，打破�！�0”和�！�1”的運行，使“1”和“0”的比值非常接近1，為接收機和D/A轉換器產生了最多的過零點（即提供了豐富的時鐘信息），使接收機和D/A轉換器鎖相環與取樣時鐘緊緊相鎖，保證工作正常。擾頻是適用于串行數據傳輸的一項技術，是在取樣并行數據轉為串行碼流的過程中實現的。
圖7表示模擬信號取樣的并行數據是怎樣產生半行數據流信號的過程。并行時鐘用于把取樣數據輸入移相寄存器，以十倍于并行時鐘的速率，將比特位傳遞下去。在每十位數據字中，首先傳遞LSB（最低有效位），如果輸入端的可用數據只有8位，則串行編碼器在最后兩位置零，以產生完整的十位字（在圖7中，MSB表示最高有效位。）
2、 復合數字視頻信號
數字技術初始實驗階段，都是基于對復合模擬信號（NTSC或PAL）進行取樣，在實際操作中確認，為了取得最高的質量，還必須采用分量方式處理。于是產生的第一個數字標準，就是分量標準。直至宣告推出稱之為D2格式的復合數字錄像機系統后，復合數字格式又重新引起界內人士進一步研討實驗的興趣。最初設計這種機器的目的，是作為模擬信號（NTSC或PAL）系統中的輸入輸出設備使用。采用數字式的輸入輸出設備進行機對機的多代復制，可收到很好的效果。因此，逐漸地出現了一系列的各種類型的制作設備。
復合數字視頻信號以4倍副載波頻率進行取樣。NTSC制標稱取樣頻率14.3MHz，而PAL制為17.7MHz。與分量接口一樣，復合數字信號的有效行中足以表示模擬信號的有效行和消隱信號。與分量接口不同的是，復合接口發送的數字信號表示行消隱期間的普通同步和色同步信號。在復合接口上還傳遞表示場同步和均衡脈沖的數字信息。
復合數字設備具有數字處理和接口的各種優點，尤其是數字錄像的多代復制性能。但也存在一些局限性，由于是對復合模擬信號直接取樣，就保留了NTSC制和PAL制編碼方式的烙印，其固有的缺陷，也是無法解決的。
（1） 并行復合數字信號
與分量數字方式一樣，并行復合接口使用多芯電纜和25芯“D”型連接器。實踐證明，對于小型和中型規模的設備還能適應，但對大型設備而言，還是需要串行接口。NTSC制的復合數字并行接口標準是SMPTE 244M，EBU也有關于PAL制的接口標準。兩種接口標準都規定為10比特的精度。
�。�2） 串行復合數字信號
SMPTE 259M闡述的擾頻NRZI串行接口，也可用來傳送復合數字信號。從10比特并行接口來的數據，經過串接，按分量接口使用用同樣算法經過擾頻處理，變換為NRZI信號。最終的數據率為：NTSC是143Mb/s，PAL是177Mb/s。
與分量信號相比，復合信號從并行到串行的變換稍微復雜一些。在并行分量接口中的SAV和EAV信號提供了獨特的序列，能夠在串行信號流中被識別出來，而并行復合接口并不具備這樣的信號，因此，必須在串接前，在并行信號中插入適當的定時基準信號（TRS）于同步頂位置，用3個字表示TRS信號，以保證在串行接收機中實現成幀，然后在接收機中再去掉TRS信號。
復合并行接口不具備發送附加數據的能力，由于發送同步和色同步信息占據了較多的數據空間，相對插入數據空間變小了。從并行轉到串行的過程中，輔助數據可以插在同步頂位置。該數據空間足夠發送4個通道的AES/EBU數字音頻信號（兩組立體聲信號）。諸如音頻信號之類的附加信號，可以預先在信號串接時加入，這個過程通常是利用插入TRS信號的同一個公用處理器實現的。
3、 數字音頻
在分析了數字視頻信號的基礎上，讓我們再看一看被嵌入的音頻信號的具體表征。
1992年，美國音頻工程師協會（AES）和歐洲廣播聯盟（EBU）共同制定了數字音頻的接口標準，即AES/EBU數字音頻格式。在這個基礎上，國際電信聯盟將其歸納為ITU-R BS647-2號建議書《廣播演播室數字音頻信號的接口》（A DIGITAL AUDIO INTERFACE FOR BROADCASTING STUDIOS）。
AES/EBU音頻被廣泛地使用在演播室的各種數字音頻設備間，數字域內的相互聯接之中。就是我們談及的嵌入音頻，具體的音頻格式，將在音頻嵌入部分中詳細表述。
當討論數字音頻時，最重要的考慮問題之一，就是每個取樣的二進制數的個數，當視頻按每個取樣為8位或10位二進制數時，音頻設備的位數范圍應該是16～20位，以提高所需要的動態范圍和信雜比（SNR）。確定數字音頻信雜比SNR的基本公式是：
SNR=（6.02×n）+1.76(dB)
式中“n”是每個取樣二進制數的位數
對于16位系統，最高理論SNR應為（6.02×16）+1.76=98.08dB，18位系統SNR為110.2dB，20位系統SNR為122.16dB。不難看出，一個設計優良的音頻設備系統，若能取得100～110 dB的信雜比，按公式計算，SNR為110 dB時，該系統具有的等效分解力為18.3比特（位）.
|
