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数字电视已进入实用化阶段,不同等级的数字电视业务(如HDTV和SDTV)将长期共存。为实现电视节目资源共享,合理利用信道资源,服务于各种终端,经常需要把数字视频信号从一种格式转换成另一种格式,其中包括空间和时间分辨率的转换。MPEG-2作为数字电视等领域广泛采用的编码标准,一方面要面对SDTV和HDTV等隔行扫描视频的高质量、高效率广播级编码需求,另一方面又要满足数字存储和可分级编码等系统的要求,这就需要MPEG-2视频压缩编码在比特率、分辨率、信号质量和服务形态等方面,有很大可供选择的空间。MPEG-2的这种广适性品格,利于拓宽其应用范围,并派生出转换编码的多种类型和应用,但也为转换编码带来许多困难。本课题重点研究HDTV到SDTV转换编码问题。较深入地研究了隔行扫描视频序列的预测编码算法,特别是图像空间分辨率变换中的宏块编码模式及运动向量提取、优化和复用等问题。在论文工作中,构建了HDTV到SDTV转换编码软件实验环境,协助实验室和课题组扩充和改进了硬件实验平台;这些条件,为算法研究和方案对比,提供了实验和验证手段,并依托试验平台,实现了不同图像格式数字电视视频流的转换编码。在变换图像空间分辨率过程中,除了需要按图像格式转换的要求,改变像素点阵构成外,还要针对终端显示设备的不同图像幅型比和像素宽高比,解决图像完整性和几何畸变等问题,并研究如何保持或提高转换编码器输出的目标码流解码图像的清晰度。本文基于采用亚取样-内插算法得以恢复图像清晰度的原理,结合已有亚取样-内插算法,给出了一种3/4亚取样-自适应内插算法。理论分析和试验表明,这种算法可较好的恢复亚取样图像的水平清晰度。基于亚取样-内插算法研究,本文针对我国的数字电视标准,设计了4种由1920×1080i HDTV到4:3和16:9两种幅型比的720×576i SDTV转换编码方案。通过对这些方案的分析和实验比较,建议了两种HDTV到SDTV转换编码方案,并对如何实现兼容过渡,提供了可供选择的途径。理论分析、软件模拟和硬件DVB-C系统实验表明,这两种方案分别可以以较好的图像质量,服务于4:3和16:9两种幅型比的720×576i SDTV显示终端。这两种方案中,服务于16:9幅型比SDTV显示器的亚取样-内插方案,利用