数字电视信号的量化和编码

　　模拟信号取样后，各样值的大小仍可能为幅度连续改变的模拟信号取值范围内的任一值。为了把样值表示成某种精度的数字，实现祥值大小的离散化，需经量化处理。量化是把电视系统要传送的图像或声音信号幅度按某种规则，划分成若干级，每级对应一个数字，落在相邻两个级别之间的取样值，一般按四舍五入方法，用其邻近值近似。下图(b)是取样值量化和过程的示意图。图中假定把0～10V的样值20等分，称各级为量化等级，简称量化级。这样，各级间的差为0.5V，称为量化级差。若所有的量化级差均相等，则称线性量化。将0～10V的各取样值按四舍五入，近似成邻近的量化级的过程即为样值的量化。由于这种近似带来的误差，称量化误差。因为量化误差相当于引入，所以称之为量化噪声。
　　
　　对于下图(b)所示的例子，量化后的样值最多有20种不同值。这些量化值需要分别用对应的码字代表。
　　
　　常用的码字为自然码字，简称二进制码。二进制码字由若干二进制位组成，在中，每位只能取高和低两种。为了表示码字，各位高、低电平逻辑上分别用1和O代表。位也称比特，记成bit。对图l(b)所示的例子，需要5位，每位分别取1或0，可得出彼此不同的32个二进制码字，用其中的20个，即可分别代表可能出现的20种量化值，从而把各量化值编码成不同的二进制码字。
　　
　　由于二进制码字的每位只有O和1两种状态，所以每位只能代表2个数。不过，与十进制数类似，二二进制数写在左侧的位为高位，由右向左，权重依次加大2倍。
　　
　　量化级越多，量化级差越小，量化噪声越低，量化精度越高，二进制码字位数越多，处理和传输越困难。
　　
　　在系统中，亮度信号和两个色差信号都采用线性量化。依据对视觉特性所做大量测试数据的统计结果，每个取样值按8bit量化，量化噪声即可不被视觉明显感知，于是每个量化值需对应1个8位自然二进制码字。为提高电视节目制作质量，电视演播室可采用10bit线性量化和编码的编码方式，但最后播出的电视节目都是8bit精度。
　　
　　8位二进制码共有256个彼此不同的8位二进制码字，可分别分配给8bit精度的256个量化值。但考虑到可能有幅度超过正常范围的信号，以及有些码字还要留作它用等原因，相关标准规定，这256个码字并不都分给编码图像信号使用，它们与十进制表示的量化级及模拟图像信号电平的对应关系如下表所示。