在图像信号的数字化处理中，主要有复合编码和分量编码方式。
复合编码是将复合彩色信号直接编码成PCM形式。复合彩色信号是指彩色全电视信号，它包含有亮度信号和以不同方式编码的色度信号。
复合编码的优点是码率低些、设备较简单，适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。它的缺点是由于数字电视的抽样频率必须与彩色副载频保持一定的关系，而各种制式的副载频各不相同，难以统一。采用复合编码时由抽样频率和副载频间的差拍造成的干扰将影响图像的质量。
分量编码是将三基色信号R、G、B分量或亮度和色差信号Y、（B-Y）、（R-Y）分别编码成PCM形式。
分量编码的优点是编码与制式无关，只要抽样频率与行频有一定的关系，便于制式转换和统一，而且由于Y、（R-Y）、（B-Y）分别编码，可采用时分复用方式，避免亮色互串，可获得高质量的图像。
分量编码的缺点是亮度信号用较高的码率传送，两个色差信号的码率可低一些，但总的码率比较高，设备价格相应较贵。
将亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y分别进行PCM编码，如图5-7所示。
分量信号Y、（R-Y）、（B-Y）由三基色信号转换得到，标准彩条信号的RGB变成Y、（R-Y）、（B-Y）的示意图如图5-8所示。
图5-7 分量编码框图
图5-8 标准彩条信号变换示意图
在分量视频中，需要对色差信号进行压缩，以控制其动态范围。模拟视频的（R-Y）压缩0.877倍、（B-Y）压缩0.493倍，数字视频的（R-Y）压缩0.713倍、（B-Y）压缩0.564倍，以使其动态范围为±350mv（总值为700mv）。
模拟视频和数字视频的动态范围如图5-9所示。
图5-9 模拟视频和数字视频的动态范围
对模拟电视信号取样要选择取样结构，取样结构是指取样点在空间与时间上的相对位置，有正交结构和行交叉结构等，如图5-10所示。
图5-10 取样结构
正交结构在图像平面上，沿水平方向取样点等间隔排列，沿垂直方向取样点上下对齐，这样有利于帧内和帧间的信号处理。行交叉结构为奇数行和偶数行内的取样点数错开半个样点位置。
电视信号的取样结构为正交结构，为保证是正交结构，要求行周期TH必须是取样周期TS的整数倍，即TH=nTS，也就是取样频率fs是行频fH的整数倍，即fs=nfH。
在数字电视中，选择亮度信号取样频率应考虑以下四点：(www.xing528.com)
1.满足取样定理，即取样频率fs大于或等于2倍亮度信号带宽fY（6MHz），fs≥2fY。
2.满足正交结构，即取样频率fs是行频整数倍，fs=n×fH（n为整数）。
3.便于国际间交流电视节目，兼顾625/50和525/60（59.94）两种扫描格式，其行频分别为15625Hz和15734.265Hz，最小公倍数是2.25，即取样频率fs是2.25的整数倍，fs=m×2.25（m为整数）。
4.编码后的比特率为Rn=fs×n，n为量化比特数，n越大，比特率越高，从降低比特率考虑，fs越接近2f Y越好。
综上所述，标清电视亮度信号的取样频率为13.5MHz、高清电视亮度信号的取样频率为74.25MHz（fY=30MHz）。
在数字电视中，两个色差信号一般用Cr和Cb表示，由于色差信号带宽比亮度信号带宽小，因此在数字分量编码时，两个色差信号的取样频率可以小一些，同时考虑取样点为正交结构，有以下四种取样格式，如图5-11所示。
图5-11 色差信号取样格式
（一）4：4：4格式
亮度信号和两个色差信号的取样频率相同，都是13.5MHz，且取样结构完全相同。亮度信号和两个色差信号具有相同的水平和垂直分解力，每四个像素中有12个样值，亮度信号和两个色差信号各有4个样值，亮度信号和两个色差信号的样值比为4：4：4。按8bit编码，有12×8=96bits，96/4=24bits/per.pixel，即每个像素24bits。这种格式一般用于对RGB信号进行数字化或要求高质量信号源的场合。
（二）4：2：2格式
两个色差信号的取样频率是亮度信号取样频率的一半，即6.75MHz，两个色差信号在水平方向的取样点数是亮度信号的一半，而在垂直方向的取样点与亮度信号相同。每四个像素中有8个样值，亮度信号有4个样值，两个色差信号各有2个样值，亮度信号和两个色差信号的样值比为4：2：2。按8bit编码，有8×8=64bits，64/4=16bits/per.pixel，即每个像素16bits。这种格式一般用于电视演播室节目制作。
（三）4：2：0格式
两个色差信号的取样频率是亮度信号取样频率的四分之一，即3.375MHz，一行色差信号按4：2：2取样，另一行色差信号不取样，两个色差信号在水平方向和垂直方向的取样点都是亮度信号的一半。每四个像素中有6个样值，亮度信号有4个样值，两个色差信号各有1个样值，亮度信号和两个色差信号的样值比为4：2：0。按8bit编码，有6×8=48bits，48/4=12bits/per.pixel，即每个像素12bits。这种格式一般用于对信号源质量要求不高的场合，如VCD等。
（四）4：1：1格式
两个色差信号的取样频率是亮度信号取样频率的四分之一，即3.375MHz，两个色差信号在水平方向的取样点都是亮度信号的四分之一，而在垂直方向的取样点与亮度信号相同（每一行都取样）。每四个像素中有6个样值，亮度信号有4个样值，两个色差信号各有1个样值，亮度信号和两个色差信号的样值比为4：1：1。按8bit编码，有6×8=48bits，48/4=12bits/per.pixel，即每个像素12bits。这种格式一般用于对信号源质量要求不高的场合。
数据量计算：
对于4：4：4格式，亮度信号Y的格式为720×576样值，色度信号Cb、Cr的格式也各为720×576样值，设每个样值8比特编码，一帧画面的数据量为：
720×576×8×3=9953280（bits）
对于4：2：2格式，亮度信号Y的格式为720×576样值，色度信号Cb、Cr的格式各为360×576样值，设每个样值8比特编码，一帧画面的数据量为：
（720×576×8）+（360×576×8×2）=6635520（bits）
对于4：2：0格式，亮度信号Y的格式为720×576样值，色度信号Cb、Cr的格式各为360×288样值，设每个样值8比特编码，一帧画面的数据量为：
（720×576×8）+（360×288×8×2）=4976640（bits）
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