Quelltext der Seite ITU-R BT 601

'''ITU-R-Empfehlung BT.601''' (alte Bezeichnung: '''CCIR 601''') ist ein Standard, der durch den [[Comité Consultatif International des Radiocommunications|CCIR]] (jetzt [[ITU-R]]) veröffentlicht wurde und der festlegt, wie digitale [[Zeilensprungverfahren|interlaced]]-[[Videoformat|Video]]-Signale zu kodieren sind. Er enthält Methoden, analoge [[Fernsehsignal]]e mit einer Bildrate von 60&nbsp;[[Hertz (Einheit)|Hz]] und 525 Zeilen oder alternativ dazu mit einer Bildrate von 50&nbsp;Hz und 625 Zeilen zu digitalisieren.

== Frequenzen ==
Die Timings des CCIR-601-Signals entsprechen weitgehend denen der analogen Vorläufer, so dass eine Umwandlung sowohl in die eine als auch in die andere Richtung ohne großen Aufwand möglich ist. Es sind somit auch Zeitbereiche für die Synchronisationssignale und die [[Austastlücke]]n des analogen Signals vorgesehen. Der [[Pixeltakt]] beträgt unabhängig von der Bildwiederholrate 13,5&nbsp;MHz.

Bei der 50-Hertz-Version ist die Dauer einer Zeile genau wie beim analogen [[Fernsehsignal]] auf 64&nbsp;µs festgelegt, woraus sich eine nominelle horizontale Auflösung von 864 Pixeln pro Zeile ergibt. Von den 64&nbsp;µs müssen noch die 12&nbsp;µs für das Austastsignal abgezogen werden. Für die sichtbare Zeile bleiben also 52&nbsp;µs. Der aktive Bereich einer Zeile ist mit 53&nbsp;⅓&nbsp;µs (720 Pixeln) etwas breiter als beim analogen Standard mit 52&nbsp;µs (entspricht 702 Pixeln)<ref>Die ''EBU Technical Recommendation R92-1999'': ''[https://tech.ebu.ch/docs/r/r092.pdf Active picture area and picture centring in analogue and digital 625/50 television systems] (PDF; 14&nbsp;kB)'' stellt klar, dass die 52&nbsp;µs (702 Pixel) aus BT.470 stammt. BT.601 hingegen kommt auf 53&nbsp;⅓&nbsp;µs (720 = 864 − 144 Pixel).</ref>. Auch in der Bildhöhe steigt der aktive Bereich: es sind nun 576 sichtbare Zeilen statt bisher 574 ganzen und je einer halben rechts oben und links unten. Bei der Digitalisierung eines analogen Signals ergeben sich daher kleine schwarze Ränder.

Die Norm sagt nichts darüber aus, ob und wie ein digitales Signal in ein analoges zurückzuverwandeln ist.
<!-- 60 Hz-Version:
Timing geht nicht auf: Man müsste 13513500 Hz verwenden, wird aber nicht gemacht, daher nicht mehr exakt 60 Hz.
Zeilenfrequenz von 15750&nbsp;Hz (Periode: 63,492&nbsp;µs) bleibt (ungefähr, s.&nbsp;o.).
Sichtbarer Bereich: 720×480
Sichtbarer Bereich im alten Analog-Signal entspricht 704×485
Tabelle?
-->

== Farbkodierung ==
CCIR 601 besagt weiter, dass die Farbsignalwerte C<sub>b</sub> und C<sub>r</sub> von jedem zweiten Pixel zu übergehen sind. Dieses [[Farbmodell]] wird [[YCbCr-Farbmodell|YC<sub>b</sub>C<sub>r</sub>]]-4:2:2 genannt, entsprechend dem Verhältnis der drei Werte ''Helligkeit'', ''Farbabweichung Blau/Gelb'' und ''Farbabweichung Rot/Türkis''. Für zwei aufeinanderfolgende Pixel werden also die beiden Helligkeitswerte Y<sub>1</sub> und Y<sub>2</sub> sowie die beiden Farbdifferenzwerte in der Reihenfolge C<sub>b</sub>:Y<sub>1</sub>:C<sub>r</sub>:Y<sub>2</sub> abgelegt. Dabei sind die Helligkeitswerte mindestens mit 8 Bit, die Farbabweichungswerte mindestens mit 4 Bit zu [[Quantisierung (Signalverarbeitung)|quantisieren]]. Im Studiobereich werden alle Werte mit der höheren Auflösung von 10 Bit quantisiert.

== Hilfssignale ==
Bei CCIR 601 (genauer: CCIR 656) werden die Synchronisationssignale des analogen Videosignals nicht digitalisiert übertragen. Stattdessen wird der sichtbare Videobereich durch spezielle digitale Synchronisationssignale markiert, welche den Anfang (''SAV'' = Start of Active Video) und das Ende (''EAV'' = End of Active Video) einer Videozeile signalisieren. Zwischen ''SAV'' und ''EAV'' wird die digitalisierte Videoinformation übertragen. Die Zeitbereiche zwischen ''EAV'' und ''SAV'' werden entweder mit bedeutungslosem Inhalt gefüllt, oder es werden darin beispielsweise digitale Audiodaten eingebettet. Entsprechende Geräte nennt man [[Embedder]]. Bei 8-Bit-Systemen wird mit den speziell dafür reservierten Werten 0x00 (0) und 0xFF (255) die ''SAV'' und ''EAV'' Signale in der Form 0xFF, 0x00, 0x00, 0x''YY'' kodiert. Der Wert 0x''YY'' ist ein [[Bitfeld]] und definiert dabei, ob es sich um einen Zeilenanfang bzw. ein Zeilenende, einen Bildanfang bzw. ein Bildende oder um ein gerades bzw. ungerades Halbbild (''Field'') handelt.

Das zeitliche Erhalten der horizontalen und vertikalen Austastlücken im digitalen Datenstrom ist notwendig, um den zeitlichen Bezug zwischen den dargestellten analogen Videosignalen und deren digitaler Abbildung zu gewährleisten. Ohne das Erhalten dieser Bereiche würde bei gleicher Bildwiederholrate die Zeilenfrequenz der analogen und digitalen Videodaten nicht übereinstimmen, was zur Folge hätte, dass bei der Umwandlung ein komplettes Bild zwischengepuffert werden müsste.

== Schnittstellen ==
Die erste Version von CCIR 601 definierte nur eine parallele Schnittstelle, aber spätere Versionen führten die bit-serielle Familie '''serieller digitaler Videosignale''' ein (besser bekannt als [[Serial Digital Interface|SDI]]), die jetzt allgemein verwendet werden. Das 8-Bit-Serienprotokoll wurde früher in der [[D-1-Standard|D-1]]-Digitalband-Aufnahme verwendet. Es quantisiert auch die Farbdifferenzwerte mit 8 Bit und kommt gemäß Y<sub>1</sub>:Y<sub>2</sub>:C<sub>b1</sub>:C<sub>r1</sub> somit auf eine Datenrate von
:13,5 MHz × 1/2 × (8 bit + 8 bit + 8 bit + 8 bit) = 216 Mbit/s
Moderne Standards gebrauchen eine Kodiertafel, die ein bis zwei Prüfbits hinzufügt. Die 9-Bit-Serienversion hat eine Datenrate von 243&nbsp;Mbit/s. Die in der [[Magnetaufzeichnung#1990_bis_1999|D5]]-Digitalband-Aufnahme verwendete 10-Bit-Version hat eine Datenrate von 270&nbsp;Mbit/s.

Es gibt eine 8-Bit-Version, in der nur der eigentliche Bildbereich übertragen wird. Diese benötigt 165,9&nbsp;Mbit/s.

Da laut Spezifikation die digitalen Werte 0 und 255 als Synchronisationswerte genutzt werden, wird der gültige Helligkeits- und Farb-Wertebereich verkleinert. Daher stehen der Luminanz (Y) 220 Werte zur Verfügung (16 … 235) um eine ausreichende Pufferzone ober- und unterhalb der gültigen Werte zu erzielen. Diese Bereiche nennt man Head- und Footroom, welche dem Auffangen eventueller (ungültiger) Überschwinger dienen, ohne die Synchronisation zu gefährden.
Die Chrominanz (C<sub>b</sub>,C<sub>r</sub>) wird jeweils auf 225 gültige Werte (16 … 240) abgebildet, wobei der Wert 128 den Nullpunkt und somit den farblosen Zustand der beiden Farbsignale definiert. In diesem Bereich kann nun ein reines Schwarz-Weiß-Bild, bzw. eine Graustufe übertragen werden.

== Anwendung ==
Das CCIR-601-Videorasterformat ist in mehreren späteren Standards einschließlich [[Moving Picture Experts Group|MPEG]] wiederverwendet worden. Die [[FourCC]]-Kennung für einen CCIR-601-[[Datenstrom]] lautet ''V422''.

== Anmerkungen ==
<references/>

== Literatur ==
* {{Internetquelle|url=https://www.itu.int/rec/R-REC-BT.601/en |titel=BT.601 : Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide screen 16:9 aspect ratios |hrsg=International Telecommunication Union|datum=2011-03|sprache=en|abruf=2024-09-30}}
* elektroniknet.de: ''[https://www.elektroniknet.de/kommunikation/technik-know-how/kommunikations-module-u-systeme/article/25907/2/Farbraum_Gammakorrektur_digitale_Video-Signale/ Grundlagen der Videotechnik II: Farbraum, Gammakorrektur, digitale Video-Signale]''

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