在广播电视行业中，数字电视是一项全新的系统概念，广播电视技术发展迅猛，数字技术取代模拟技术已成为不可动摇的事实。数字电视节目容量巨大，画面更加清晰，这是模拟电视节目根本无法与之相比。
数字视频信号编码的两种方式
在数字电视中，首先要将模拟信号转换成数字信号，这样就要对视频信号进行编码，其编码方式有两种
- 复合编码：复合编码是将复合彩色全电视信号直接进行编码,分量编码则是将亮度信号Y和色差信号Cr, cb分别进行编码，复合编码的优点是码率较低,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,但是它的缺点也是非常明显的,即在编码过程中抽样频率必须与彩色副载频保持一定的关系。而3种电视制式的副载频不尽相同,在数字电视中难以取得统一。另外采用复合编码时,抽样频率和副载频之间所产生的差拍会造成对图像的干扰。
- 分量编码：抽样频率与电视制式无关，而且由于Y,CrCb分别编码，可采用时分复用方式，避免亮色互串，以获得高质量的图像。复合编码虽然简单实用,但是从发展趋势来看,分量编码消除了电视制式的差别,使三大制式在数字电视上得到了统一,为国际间电视节目交流提供了方便。分量编码方式已成为世界线一的数字编码标准。
数字视频信号分量编码格式
电视模拟信号有3种制式：NTSC，PAL和SECAM制式。这3种制式如果以扫描方式来分的话又可分为 625行/50场和525行/60场两种系统。模拟视频信号转换成数字信号，在编码时首先要对信号进行抽样。根据理论计算结果，抽样频率的选择必须满足奈奎斯特抽样定理，即抽样频率要大于或等于视频带宽的两倍，这样就可以保证抽样后原始信号完整地保留。
对于分量编码，Y、Cr和Cb的抽样在满足奈全斯特抽样定理的基础上，CCIR 601建议亮度信号Y的抽样频率为525/60和625/50两系统行频公倍数25MHz的6倍，即以13.5MHz进行取样，对现行电视制式而言，亮度信号的最大带宽是6Mz,13. 5MHz > 2 × 6MHz-12MHz，所以它符合奈奎斯特定理。经过处理后使得在每个有效行内都取720个亮度信号样值，两个色差信号Cr和Cb的抽样频率均为亮度信号的一半，即6.75M1z。在每个有效行内， Cr和Cb的取样点敷也分别是亮度信号样值点数的一半，即各取360个。同样道理，两个色差信号的抽样也符合奈奎斯特定理，以上即为数字电视演播室数字化分量编码标准。
在这里我们可以看到，完度信号的抽样频率是13. 5MHz，两个色差信号的抽样频率是6.75MHz，其抽样频率之比为4:2:2，为此我们也把它称之4:2:2格式。同理，如果3个信号的抽样频率均取13.5MHz的话，则称为4：4：4格式。4：4：4格式一般用于对信号处理质景要求较高的设备，以适合更高图像质量要求。另外，根据不同场合的需求，经常用到的还有4：1：1和4：2：0格式等等。
综上所述，CCIR 601建议使得模拟电视的3种制式在数字分量编码标准的基础上得到了统一。今后全世界在数字电视的领域里将统一使用一种制式，不再像模拟时代那样为各种制式间的转换而烦恼。
4:1:1与4:2:0格式的区别
4：2：2格式是CCIR建议的数字电视演播室数字化分量编码标准。但是在实际工程应用中，我们还经常可以看到其它的格式在使用，例如：为了节约带宽、降低成本，在不影响视觉效果的情况下，还有将色差信号抽样频率取为较低标准的4：1：1和4：2：0格式。
那么4：1：1和4：2：0格式之间有什么相同之处，又有什么差别呢？首先相同之处在于4：1：1和4：2：0格式对亮度Y信号的处理是相同的，都以13.5MHz的抽样频率取样，区别在色差信号的处理方面。对于4：1：1来说，比较好理解，即色差信号Cr和Cb分别以3.375MHz的频率取样, Y、Cr和Cb的比值为4：1：1。在数据传送时，每一行传送亮度样值Y为720个,色差样值Cr和Cb各180个Cr和Cb样值的总和为360个。对于4：2：0来说，则采用了另一种处理方式，即对色差信号Cr和Cb都以6.75MHz的频率取样，但在数据传送时，除亮度样值Y为720个外，每一行只传送两种色差样值Cr和Cb其中的一种，其样值也为360个，两种色差样值每行交替传送，这就是通常所说的4:2:0取样格式。在两种系统中, Cr和Cb取样的起点和Y是相同的。在这里我们要注意4：2：0中的0，它表示的是两种色差样值在传送时是每行交替进行的，而绝不是有一个色差信号不取样。这点比较容易被人误解。概括起来说, 4：1：1格式在每一个有效行内，都有亮度样值720个，色差样值Cr和Cb各180个，而4：2：0格式在每一个有效行内，除有亮度样值720个外，只有色差样值Cr或Cb其中的一种360个出现，在相邻的有效行之间Cr, Cb交替出现，这就是4:1:1和4:2:0的不同之处。
从图中可以看出，4：2：0并非Cb取样为0，而是和4：1：1相比，在水平方向上提高1倍色差采样频率，但在垂直方向上以Cr、Cb间隔的方式减小一半色差来样。
4：1：1与4：2：0的优缺点
4：1：1与4：2：0这两种取样格式孰优孰劣不能一概而论，它们对图像质量的影响各有利弊。4：2：0是在垂直方向上牺牲了彩色清晰度，而4：1：1则是在水平方向上牺牲了彩色清晰度。就直观上讲，前者在显示方面有一定优势，因为人眼对水平方向上的细节更敏感一些，而后者在多代复制性能上表现得更加突出一些。一般在DV实际应用中，NTSC制式采用4：1：1格式，PAL采用4：2：0格式。
4：2：2是CCIR 601建议的格式，它比较完整地保留了模拟视频信号的原始信息。而4：1：1和4：2：0这两种格式相对于4：2：2格式来说，随着色差言号取样频率减半，带宽也随之减半。这样便可以大量地节省带宽，但是它们的缺点也是显而易见的。彩色信号带宽信息减半，场取样比减半，导致了后期制作中的一些重要信号信息的丢失，如色键等。因此由这两种非标准取样格式而产生的彩色数字电视信号就不再适合作高质量的多代编辑，但是用于普通的新闻采访和窄带传输却是绰绰有余。用平常的话说就是牺牲带宽而换得节省设备费用。4：2：2格式同4：1：1及4：2：0格式系统相比，其高质量视频图像的效果是显而易见的。
