入門視頻采集與處理（BT656簡介）

凡是做模擬信號采集的，很少不涉及BT.656標準的，因為常見的模擬視頻信號采集芯片都支持輸出BT.656的數字信號，那麼，BT.656到底是何種格式呢？
      本文將主要介紹 標準的 8bit BT656（4:2:2）YCbCr SDTV（標清） 數字視頻信號格式，主要針對剛剛入門模擬視頻采集的初學者入門之用。

1.  幀的概念（Frame）

    一個視頻序列是由N個幀組成的，采集圖像的時候一般有2種掃描方式，一種是逐行掃描（progressive scanning），一種是隔行掃描（interlaced scanning）。對於隔行掃描，每一幀一般有2個場（field），一個叫頂場（top field），一個叫底場（bottom field）。假設一幀圖像是720行，那麼，頂場就包含其中所有的偶數行，而底場則包含其中所有的奇數行。

2.  場的概念（field）   

    注意，上麵提到頂場和底場，用的是“包含”二字，而不是說完全由後者組成，因為在BT.656標準中，一個場是由三個部分組成的：

    場 = 垂直消隱頂場（First Vertical Blanking） + 有效數據行（Active Video） + 垂直消隱底場（Second Vertical Blanking）

    對於頂場，有效數據行就是一幀圖像的所有偶數行，而底場，有效數據行就是一幀圖像的所有奇數行。頂場和底場的空白行的個數也有所不同，那麼，對於一個標準的 8bit BT656（4:2:2）SDTV（標清）的視頻而言，對於一幀圖像，其格式定義如下：

    由上圖可以知道，對於PAL製式，每一幀有625行，其中，頂場有效數據288行，底場有效數據也是288行，其餘行即為垂直消隱信號。為什麼是288行？因為PAL製式的SDTV或者D1的分辨率為 720*576，即一幀有576行，故一場為288行。

    由上圖我們還可以知道，頂場有效數據的起始行為第23行，底場有效數據的起始行為第335行。

    另外，上圖中的 F 標記奇偶場，V標記 是否為垂直消隱信號。

3.  每一行的組成（Lines）

    下麵說明每一行的組成，一行是由4個部分組成：

    行 = 結束碼（EAV） + 水平消隱（Horizontal Vertical Blanking） + 起始碼（SAV） + 有效數據（Active Video）

    典型的一行數據組成如下圖所示：

    起始碼（SAV）和結束碼（EAV），它是標誌著一行的開始結束的重要標記，也包含了其他的一些重要的信息，後麵將會講到。

    為什麼水平消隱 是280字節，這個我暫時還沒搞清楚，不知道是不是標準定義的。

    為什麼一行中的有效數據是 1440 字節？ 因為PAL製式的SDTV或者D1的分辨率為 720*576，即一行有720個有效點，由於采集的是彩色圖像，那麼一行就是由亮度信息（Y）和色差信息（CbCr）組成的，由於是 YCbCr422格式，故一行中有720列Y，720列CbCr，這樣，一行的有效字節數就自然為 720 x 2 = 1440 字節了。

4.  EAV和SAV

    EAV和SAV都是4個字節（Bytes），由上麵的圖可以知道，SAV後麵跟著的就是有效的視頻數據了。那麼，EAV和SAV的格式是怎麼樣的呢？

    EAV和SAV的4個字節的格式規定如下（下麵以16進製表示）：

    FF 00 00 XY

    其中，前三個字節為固定的，必須是FF 00 00，而第4個字節（XY）是根據場、消隱信息而定的，其8個bit含義如下： 1 F V H  P3 P2 P1 P0

    其中，F：標記場信息，傳輸頂場時為0，傳輸底場時為1

    V：標記消隱信息，傳輸消隱數據時為1，傳輸有效視頻數據時為0

    H：標記EAV還是SAV，SAV為0，EAV為1

    而 P0~P3為保護比特，其值取決於F、H、V，起到校驗的作用，計算方法如下：

5.  總結

    這篇文章僅僅講了BT.656格式中最基本的一些概念，權當入門，許多視頻采集芯片都會涉及這方麵的知識。如有疑問，歡迎留言討論。最後，感謝《A Brief Introduction to Digital Video》這篇英文文章對BT.656的介紹，寫得很不錯，我基本上根據它了解BT656和寫這篇文章的，有興趣的童鞋可以看看。

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以下轉自特權博客https://www.eefocus.com/ilove314/blog/11-09/231422_89195.html

ITU-RBT.656視頻標準接口

ITU-RBT.656視頻標準接口PAL製式（720*576）每場由四部分組成。

●  有效視頻數據，分為奇場和偶場，均由288行組成。每行有1440個字節，其中720個字節為Y分量，360個字節為Cb分量，360個字節為Cr分量。Y分量的取值為16~235；Cb和Cr分量的取值為16~240。

●  水平消隱，有280個字節。

●  垂直消隱。

●  控製字。

對於有效數據行，其格式如圖1所示。EAV和SAV為嵌入式控製字，分別表示有效視頻的終點和起點。EAV和SAV均為4個字節構成，前3個字節FF、00、00為固定頭，“XY”為控製字。“XY”的8個bit含義如下：

●  Bit7（Const），常數，總為1。

●  Bit6（F），場同步信號，表示該行數據處於奇場還是偶場。

●  Bit5（V），垂直同步信號，表示處於場消隱區間還是正程區間（有效數據行）。

●  Bit4（H），水平同步信號，表示是“SAV”還是“EAV”。

●  Bit3-0（P3P2P1P0），糾錯位。P3=V(XOR)H；P2=F(XOR)H；P1=F(XOR)V；P0=F(XOR)V(XOR)H。

EAV與SAV的詳細定義如表1所示。

表1

Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3-0(P3P2P1P0)	Hex	Description
1	0	0	0	0000	0x80	Even,Active,SAV
1	0	0	1	1101	0x9d	Even, Active,EAV
1	0	1	0	1011	0xab	Even,Blank, SAV
1	0	1	1	0110	0xb6	Even, Blank, EAV
1	1	0	0	0111	0xc7	Odd, Active, SAV
1	1	0	1	1010	0xda	Odd, Active, EAV
1	1	1	0	1100	0xec	Odd, Blank, SAV
1	1	1	1	0001	0xf1	Odd, Blank, EAV

 

Blanking為水平消隱區，通常由80H/10H來填充。

 

 

圖1

         對於圖1中的Valid data（有效數據）區，其數據排列順序如圖2所示。即Y : Cb : Cr="4" : 2 : 2。從圖像的像素點上來理解，就是每個像素點有一個單獨的Y值，而相鄰的兩個像素點的Cb和Cr數據是一樣的。

 

 圖2

         PAL一場的數據行格式如圖3所示。 

 

圖3

         工程實踐中就是通過EAV和SAV對行、場信息進行檢測，分離出有效數據。而EAV和SAV的差別隻在控製字XY數據有別。因此表2對控製字XY和行、場之間的關係做了映射，並且理論上控製字XY數據流也是按照表2的上到下、左到右的順序出現的。但是在實際工程中，特權同學發現奇場和偶場的順序好像和這裏的定義剛好反了。

表2

行數	F	V	EAV	SAV
1~22	0	1	0xb6	0xab
23~310	0	0	0x9d	0x80
311~312	0	1	0xb6	0xab
313~335	1	1	0xf1	0xec
336~623	1	0	0xda	0xc7
624~625	1	1	0xf1	0xec