對電視視頻信號進行壓縮有兩個原因，即處理速度(帶寬)的實際局限性和因所需帶寬引起的傳輸或存儲費用。目前，高速半導體和集成電路的使用使得在幾乎所有應用中后一個原因變得更為重要。實際上，所有視頻壓縮的方法均利用了人類視覺系統的局限性，去掉了那些本應展現但又不太容易看到的畫面內容。

隨著廣播電視的不斷發展，每秒鐘50或60幅畫面的顯示速率被認為是必須的，為了提供足夠的視覺信息，每幅畫面在每個方向上需要500個顯示元素(現在稱為象素)。要以模擬形式產生和傳輸如此的畫面序列需要的處理速度和傳輸帶寬達到大約10MHz。這是現有技術很難達到的，而且也超過了現有的無線電頻率范圍。第一個實際使用的電視廣播系統使用二比一的頻帶降低或壓縮，稱之為交織。每幀畫面分為兩場，每場包括一半數量的行，而不是每秒鐘發送50至60幅畫面。第一場中的行是相間隔的，比方說1、3、5..，第二場中的行則填補了第一場中的空行。因交織引起的圖象衰減以副產物的形式表示出來，稱為行間抖動。然而在娛樂節目中如此的圖象質量已經令人滿意了。

十九世紀五十年代，彩色電視問世。一幅彩色畫面需要三種色彩圖象，指定為發光器件像陰極射線管(如顯象管)中的紅色、綠色和藍色(RGB)。在全幀逐行掃描畫面的時代，要提供所需的圖像率需要30MHz的帶寬，而對于模擬RGB系統來說，使用交織技術可將帶寬降低至15MHz，在演播室中信號分別由三根各為5MHz或更大帶寬的電纜承載。彩色電視中使用的最基本壓縮方案是將三種彩色信號變為彩色差異域，即畫面通過亮度(相當于早期的黑白電視)畫面和兩個色差畫面R-Y及B-Y表現出來。該系統的另一個名稱是YUV，Y代表亮度，U、V代表兩個色差信號。我們利用人類視覺系統的局限性，即對色彩遠不如對亮度那樣敏感的原理，將色差信號的帶寬再降低50%，從而使YUV帶寬只需要10MHz。目前，YUV信號已經以模擬和數字的方式使用，并且與交織RGB視頻信號相比幾乎看不到視覺上的衰減。隨著YUV的廣泛使用，這兩種形式被稱為分量視頻信號。

從十九世紀五十年代到現在，彩色電視一直需要進一步壓縮以適應6MHz的發射通道帶寬，并與已建立的黑白電視設備相兼容。為了達到這個目的，兩個色差信號的帶寬均降低至每個1.5MHz，并正交調制到副載波上，再加到亮度信號上產生復合視頻信號。復合NTSC和PAL制信號均能產生質量很好的彩色娛樂節目視頻信號，而其帶寬為5MHz，與理想的逐行掃描的RGB視頻信號相比壓縮比率為六比一。最后以二比一的壓縮比率將分量信號壓縮為復合信號會造成畫面質量降低，包括色度信息看上去像亮度錯誤，或出現相反的情況。

目前，使用現代數字壓縮方法，四路或更多路的高質量數字分量電視信號可以通過相同的6MHz傳輸通道送到各個家庭。如果數字分量信號源的質量很高的話，壓縮后的多路電視信號的質量會比單個6MHz帶寬的復合視頻信號有明顯的提高。

數字壓縮方法

隨著1973年視頻錄像機以復合信號為基礎的數字時基校正器的問世，數字視頻信號變成了現實。十九世紀八十年代初，全世界范圍的數字分量視頻信號標準被制定了出來，要求根據使用8位或10位取樣值的不同，采用216Mb/s或270Mb/s的數據率。這個標準通常稱為Rec.601。它是數字電視中主要的取樣框架，在各種實際應用中它不斷地得到發展。自從Rec.601標準通過以后，針對降低數字視頻數據率這一目標進行了大量的研究和開發工作，產生了各種視頻壓縮方法。這些壓縮方法中的每一個均有其優點、缺點和畫面質量降低的特性。對我們而言，重要的是有一種用于一般目的的畫面質量測量儀器能提供測量結果，而不需要考慮具體使用何種壓縮方法。

目前逐漸占有主導地位的壓縮方法叫作MPEG-2由運動畫面專家組定義，并是由國際標準組織(ISO)和國際電工技術委員會(IEC)共同予以標準化。MPEG-2是以離散余弦變換(DCT)方法和強大的空間壓縮技術為基礎的。雖然在有些應用中使用其它壓縮方法效果更好，但MPEG-2必將在未來成為使用最廣的壓縮方法。這是因為它是在大范圍應用中被公認的最佳的或效果足夠好的標準。人們正在花大量的精力開發低成本編碼器和解碼器的集成芯片。不久將建立的龐大基地將吸引大量的設備制造商和應用開發商。

現代電視系統

現代壓縮電視的處理和傳輸系統主要包括音頻和視頻兩部分，但整個系統也可能包括數據和控制信號，所以可以認為是一個多媒體系統。

模擬RGB視頻信號由攝像機產生并處理成一種或多種格式：如模擬復合信號、數字復合信號、模擬分量信號或數字分量信號。在當今電視系統中全帶寬數字視頻信號是最為重要的。節目制作和處理必須以全帶寬數字(或模擬)方式進行，從而可以利用畫面來制作想要達到的藝術效果。

節目制作完成之后，電視信號將被壓縮以便于儲存，有效傳輸或以數字形式在設備內部互聯。一般會采用MPEG-2壓縮產生一個MPEG傳送碼流(MTS)，然后可以與其它MPEG傳送碼流復合以便于傳輸或互聯。電視信號RF傳輸的新系統使用數字調制方案，在相同傳輸功率下通常更強大，并且為壓縮電視信號提供了數字通道。需要注意的是，傳輸到家中的壓縮電視信號也經常是由全帶寬數字視頻信號開始，以驅動比特率有效、統計上復合的壓縮系統。

寬帶電信系統提供了多種傳輸方法。傳統上它們由數字電視信號的特殊數據的映射，進行聲音通道定向。雖然MTS直接映射到數字電信層中的方法正在被標準化，但非同步傳送方式(ATM)將成為設備之間視頻傳送的一個好方法。

現代電視中的視頻檢測不僅僅是發展一門新技術來評估壓縮的效果。利用模擬和全帶寬數字信號的系統的有意義之處就在于將傳統的模擬方法和最新發展的數字檢測方法共同使用。要確定由壓縮造成的畫面質量損傷，視頻測量系統必須考慮到不同信號格式的變換對整個系統視頻的影響。

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