1、第二章第二章 彩色電視制式與彩色電視信號(hào)彩色電視制式與彩色電視信號(hào) 彩色電視的制式就是對(duì)彩色電視信號(hào)進(jìn)行加工、處理和傳輸?shù)奶囟ú噬娨暤闹剖骄褪菍?duì)彩色電視信號(hào)進(jìn)行加工、處理和傳輸?shù)奶囟ǚ绞健７绞健?為了把三基色電信號(hào)由發(fā)送端傳送到接收端，最簡(jiǎn)單的辦法是用三個(gè)為了把三基色電信號(hào)由發(fā)送端傳送到接收端，最簡(jiǎn)單的辦法是用三個(gè)通道通道(有線或無線有線或無線)分別把三種基色電信號(hào)傳送到接收端，在接收端再分別分別把三種基色電信號(hào)傳送到接收端，在接收端再分別用用R、G、B三個(gè)電信號(hào)去控制紅、綠、藍(lán)三個(gè)電子束，從而在彩色熒光三個(gè)電信號(hào)去控制紅、綠、藍(lán)三個(gè)電子束，從而在彩色熒光屏上得到重現(xiàn)的彩色圖像。然而，這種傳

2、輸方式不僅會(huì)占用較大的帶寬，屏上得到重現(xiàn)的彩色圖像。然而，這種傳輸方式不僅會(huì)占用較大的帶寬，也無法實(shí)現(xiàn)與黑白電視的也無法實(shí)現(xiàn)與黑白電視的“兼容兼容”，因而沒有采用。實(shí)用中的廣播電視都，因而沒有采用。實(shí)用中的廣播電視都采用黑白與彩色電視可以相互采用黑白與彩色電視可以相互“兼容兼容”的。目前，有三種兼容制彩色電視的。目前，有三種兼容制彩色電視制式：制式：NTSC制、制、PAL制和制和SECAM制。制。 21 兼容制彩色電視系統(tǒng)的傳送方式兼容制彩色電視系統(tǒng)的傳送方式 彩色電視是在黑白電視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在彩色電視的發(fā)展過程彩色電視是在黑白電視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在彩色電視的發(fā)展過程中，必然會(huì)在相

3、當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，黑白電視與彩色電視同時(shí)并存的情中，必然會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，黑白電視與彩色電視同時(shí)并存的情況，所以必須研究彩色電視與黑白電視的況，所以必須研究彩色電視與黑白電視的“兼容兼容”問題。所謂的兼容，問題。所謂的兼容，就是黑白電視機(jī)可以收看到彩色電視系統(tǒng)所發(fā)射彩色電視信號(hào)（當(dāng)然，就是黑白電視機(jī)可以收看到彩色電視系統(tǒng)所發(fā)射彩色電視信號(hào)（當(dāng)然，所看到圖像仍然是黑白圖像。）；彩色電視機(jī)可以收看到黑白電視系統(tǒng)所看到圖像仍然是黑白圖像。）；彩色電視機(jī)可以收看到黑白電視系統(tǒng)所發(fā)射黑白電視信號(hào)（當(dāng)然，所看到圖像也是黑白圖像。）。所發(fā)射黑白電視信號(hào)（當(dāng)然，所看到圖像也是黑白圖像。）。 211兼容的

4、必備條件兼容的必備條件 (1) 所傳送的彩色電視信號(hào)中應(yīng)有亮度信號(hào)和色度信號(hào)兩部分。所傳送的彩色電視信號(hào)中應(yīng)有亮度信號(hào)和色度信號(hào)兩部分。亮度信號(hào)包含了彩色圖像的亮度信息，它與黑白電視機(jī)的圖像信號(hào)亮度信號(hào)包含了彩色圖像的亮度信息，它與黑白電視機(jī)的圖像信號(hào)一樣，能使黑白電視機(jī)接收并顯示出無彩色的黑白畫面；色度信號(hào)一樣，能使黑白電視機(jī)接收并顯示出無彩色的黑白畫面；色度信號(hào)包含了彩色圖像的色調(diào)與飽和度等信息，被彩色電視機(jī)接收后，與包含了彩色圖像的色調(diào)與飽和度等信息，被彩色電視機(jī)接收后，與亮度信號(hào)一起經(jīng)過處理后顯示出彩色畫面。另外，彩色電視機(jī)接收亮度信號(hào)一起經(jīng)過處理后顯示出彩色畫面。另外，彩色電視機(jī)接收

5、到黑白電視信號(hào)后，也能顯示出與黑白電視機(jī)基本相同的圖像。到黑白電視信號(hào)后，也能顯示出與黑白電視機(jī)基本相同的圖像。 (2) 彩色電視信號(hào)通道的頻率特性應(yīng)與黑白電視通道頻率特性基彩色電視信號(hào)通道的頻率特性應(yīng)與黑白電視通道頻率特性基本一致。應(yīng)該有相同的頻帶寬度、圖像載頻和伴音載頻。圖像和伴本一致。應(yīng)該有相同的頻帶寬度、圖像載頻和伴音載頻。圖像和伴音的調(diào)制方式應(yīng)黑白電視系統(tǒng)相同，且頻道間隔相同音的調(diào)制方式應(yīng)黑白電視系統(tǒng)相同，且頻道間隔相同(8MHz)。 (3) 彩色電視與黑白電視應(yīng)有相同的掃描方式及掃描頻率，相同彩色電視與黑白電視應(yīng)有相同的掃描方式及掃描頻率，相同的輔助信號(hào)及參數(shù)。的輔助信號(hào)及參數(shù)。

6、(4) 應(yīng)盡可能地減小黑白電視機(jī)收看彩色節(jié)目時(shí)所受到（彩色信應(yīng)盡可能地減小黑白電視機(jī)收看彩色節(jié)目時(shí)所受到（彩色信號(hào)的）干擾，以及彩色電視中色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。號(hào)的）干擾，以及彩色電視中色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。 在以上各條中，要實(shí)現(xiàn)掃描方式和掃描頻率一致、具有相同的在以上各條中，要實(shí)現(xiàn)掃描方式和掃描頻率一致、具有相同的圖像及伴音載頻相對(duì)較容易。困難的是如何形成亮度與色度信號(hào)；圖像及伴音載頻相對(duì)較容易。困難的是如何形成亮度與色度信號(hào)；如何保證彩色與黑白電視具有相同的頻帶寬度，并盡可能地在減少如何保證彩色與黑白電視具有相同的頻帶寬度，并盡可能地在減少干擾的情況下傳送這些信號(hào)。干擾的情況下傳送

7、這些信號(hào)。 212大面積著色原理大面積著色原理 人眼視覺特性的研究表明，人眼對(duì)黑白圖象的細(xì)節(jié)有較高的分人眼視覺特性的研究表明，人眼對(duì)黑白圖象的細(xì)節(jié)有較高的分辨力，而對(duì)彩色圖象的細(xì)節(jié)分辨力較低，這即所謂的辨力，而對(duì)彩色圖象的細(xì)節(jié)分辨力較低，這即所謂的“彩色細(xì)節(jié)失彩色細(xì)節(jié)失明明”。因而，當(dāng)重現(xiàn)彩色圖像時(shí)，對(duì)著色面積較大的各種顏色，全。因而，當(dāng)重現(xiàn)彩色圖像時(shí)，對(duì)著色面積較大的各種顏色，全部顯示其色度可以豐富圖像內(nèi)容，而對(duì)彩色的細(xì)節(jié)部分，彩色電視部顯示其色度可以豐富圖像內(nèi)容，而對(duì)彩色的細(xì)節(jié)部分，彩色電視可不必顯示出色度的區(qū)別，因?yàn)槿搜垡巡荒鼙嬲J(rèn)它們之間的色度的可不必顯示出色度的區(qū)別，因?yàn)槿搜垡巡荒鼙嬲J(rèn)

8、它們之間的色度的區(qū)別了，只能感覺到它們之間的亮度不同。這就是大面積著色原理區(qū)別了，只能感覺到它們之間的亮度不同。這就是大面積著色原理的依據(jù)。的依據(jù)。 在彩色圖像傳送過程中，只有大面積部分需要在傳送其亮度信息在彩色圖像傳送過程中，只有大面積部分需要在傳送其亮度信息的同時(shí)還必須傳送其色度成分。顏色的細(xì)節(jié)部分的同時(shí)還必須傳送其色度成分。顏色的細(xì)節(jié)部分(對(duì)應(yīng)于信號(hào)的高頻對(duì)應(yīng)于信號(hào)的高頻部分部分)，可以用亮度信號(hào)來取代。這種方法又常稱為，可以用亮度信號(hào)來取代。這種方法又常稱為“高頻混合原高頻混合原理理”。 電視圖像的水平清晰度是和信號(hào)的頻帶寬度成正比的。水平清電視圖像的水平清晰度是和信號(hào)的頻帶寬度成正比

9、的。水平清晰度每增加晰度每增加80線，相當(dāng)于視頻帶寬增加線，相當(dāng)于視頻帶寬增加 l MHz，因而可用，因而可用6MHz帶帶寬傳送亮度信號(hào)，而用窄帶傳送色度信號(hào)。寬傳送亮度信號(hào)，而用窄帶傳送色度信號(hào)。 經(jīng)過對(duì)許多正常視力的人統(tǒng)計(jì)，使用經(jīng)過對(duì)許多正常視力的人統(tǒng)計(jì)，使用 l MHz帶寬傳送色度信號(hào)，帶寬傳送色度信號(hào)，所獲得的彩色圖像所獲得的彩色圖像88的人會(huì)感到滿意，若用的人會(huì)感到滿意，若用2MHz帶寬傳送色度帶寬傳送色度信號(hào)，幾乎所有的人都會(huì)對(duì)所獲得的彩色效果滿意。信號(hào)，幾乎所有的人都會(huì)對(duì)所獲得的彩色效果滿意。我國(guó)電視制式我國(guó)電視制式規(guī)定規(guī)定: 色度信號(hào)的頻帶寬度為色度信號(hào)的頻帶寬度為1.3MHz

10、。 213 頻譜交錯(cuò)原理頻譜交錯(cuò)原理 根據(jù)大面積著色原理和高頻混合原理，色度信號(hào)的帶寬雖可以大根據(jù)大面積著色原理和高頻混合原理，色度信號(hào)的帶寬雖可以大大地壓縮，但是彩色電視信號(hào)中的亮度信號(hào)頻譜已占有大地壓縮，但是彩色電視信號(hào)中的亮度信號(hào)頻譜已占有6MHz帶寬，帶寬，若把已壓縮的色度信號(hào)直接與亮度信號(hào)混合，由于亮度信號(hào)和色度若把已壓縮的色度信號(hào)直接與亮度信號(hào)混合，由于亮度信號(hào)和色度信號(hào)在時(shí)域和頻域均有重疊，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的相互干擾。我們知道，信號(hào)在時(shí)域和頻域均有重疊，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的相互干擾。我們知道，亮度信號(hào)的頻譜具有間隙很大梳齒狀特征，因而只要設(shè)法將色度信亮度信號(hào)的頻譜具有間隙很大梳齒狀特征，因而只

11、要設(shè)法將色度信號(hào)插到亮度信號(hào)頻譜的空隙中，實(shí)現(xiàn)號(hào)插到亮度信號(hào)頻譜的空隙中，實(shí)現(xiàn)“頻譜交錯(cuò)頻譜交錯(cuò)”，這樣即可使色，這樣即可使色度信號(hào)不占有額外的頻帶，又可避免亮度、色度信號(hào)間的干擾，使度信號(hào)不占有額外的頻帶，又可避免亮度、色度信號(hào)間的干擾，使彩色電視信號(hào)仍然彩色電視信號(hào)仍然6MHz的頻帶范圍，從而滿足與黑白電視的兼容條的頻帶范圍，從而滿足與黑白電視的兼容條件。件。 要實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)“頻譜交錯(cuò)頻譜交錯(cuò)” ，需將色度信號(hào)的頻譜移動(dòng)需將色度信號(hào)的頻譜移動(dòng)半行頻（半行頻（fH/2）的奇數(shù)倍，）的奇數(shù)倍，使色度信號(hào)的頻譜與亮度使色度信號(hào)的頻譜與亮度信號(hào)的頻譜錯(cuò)開（為了與信號(hào)的頻譜錯(cuò)開（為了與黑白電視兼容，不

12、能移動(dòng)黑白電視兼容，不能移動(dòng)亮度信號(hào)的頻譜）。實(shí)現(xiàn)亮度信號(hào)的頻譜）。實(shí)現(xiàn)的辦法是，的辦法是，選擇一個(gè)合適的載頻選擇一個(gè)合適的載頻fSC （色度副載波）（色度副載波） ，將色度信號(hào)調(diào)，將色度信號(hào)調(diào)制在這個(gè)副載波上，即可將色度信號(hào)的頻譜搬移到合適位置上。制在這個(gè)副載波上，即可將色度信號(hào)的頻譜搬移到合適位置上。22 亮度信號(hào)與色差信號(hào)亮度信號(hào)與色差信號(hào) 為了傳送彩色圖像，從兼容的角度出發(fā)，彩色電視系統(tǒng)中應(yīng)為了傳送彩色圖像，從兼容的角度出發(fā)，彩色電視系統(tǒng)中應(yīng)傳送一個(gè)只反映圖像亮度的亮度信號(hào)，以傳送一個(gè)只反映圖像亮度的亮度信號(hào)，以 Y 表示，其特性應(yīng)與黑表示，其特性應(yīng)與黑白電視信號(hào)相同。同時(shí)還需傳送色度

13、信息，常以白電視信號(hào)相同。同時(shí)還需傳送色度信息，常以 F 表示。根據(jù)三表示。根據(jù)三基色原理，必須傳送反映基色原理，必須傳送反映R、G、B三個(gè)基色的信息。亮度方程：三個(gè)基色的信息。亮度方程：Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B告訴我們?cè)诟嬖V我們?cè)赮、R、G、B這這4個(gè)變量中，只有個(gè)變量中，只有3個(gè)是獨(dú)立的。所以個(gè)是獨(dú)立的。所以只要在傳送只要在傳送Y 的同時(shí)，再傳送三個(gè)基色中的任意兩個(gè)即可。的同時(shí)，再傳送三個(gè)基色中的任意兩個(gè)即可。 由于每個(gè)基色信息中都含有亮度信息，如果直接傳送基色信由于每個(gè)基色信息中都含有亮度信息，如果直接傳送基色信號(hào)，巳傳送的亮度信號(hào)號(hào)，巳傳送的亮度信號(hào)Y(為各基

14、色亮度總和為各基色亮度總和)與所選出的兩個(gè)基色與所選出的兩個(gè)基色所包含的亮度參量就重復(fù)了，因而使得基色與亮度之間的相互干所包含的亮度參量就重復(fù)了，因而使得基色與亮度之間的相互干擾也會(huì)十分嚴(yán)重（帶寬不同）。所以通常選擇不反映亮度信息的擾也會(huì)十分嚴(yán)重（帶寬不同）。所以通常選擇不反映亮度信息的信號(hào)傳送色度信息，例如基色信號(hào)與亮度信號(hào)相減所得到的色差信號(hào)傳送色度信息，例如基色信號(hào)與亮度信號(hào)相減所得到的色差信號(hào)信號(hào)(R-Y)、(G-Y)和和(B-Y)，可從中選取兩個(gè)代表色的度信息。因，可從中選取兩個(gè)代表色的度信息。因此，在彩色電視系統(tǒng)中，為傳送彩色圖像，選用了一個(gè)亮度信號(hào)此，在彩色電視系統(tǒng)中，為傳送彩色

15、圖像，選用了一個(gè)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)。和兩個(gè)色差信號(hào)。 221 亮度、色差與亮度、色差與R、G、B的關(guān)系的關(guān)系 由亮度方程：由亮度方程： Y =0.30R + 0.59G + 0.11B 可得色差信號(hào)：可得色差信號(hào)： R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B 三個(gè)色差信號(hào)中只有二個(gè)是獨(dú)立的，常選用三個(gè)色差信號(hào)

16、中只有二個(gè)是獨(dú)立的，常選用(R - Y)和和(B - Y)兩兩個(gè)色差代表色度信號(hào)。這是因?yàn)閷?duì)大多數(shù)彩色來說，個(gè)色差代表色度信號(hào)。這是因?yàn)閷?duì)大多數(shù)彩色來說，(G-Y)比比(R - Y)和和(B - Y)數(shù)值要小，如選擇數(shù)值要小，如選擇(G-Y)對(duì)改善信噪比不利。對(duì)改善信噪比不利。 在已知在已知(R - Y)和和(B - Y)的情況下，可以容易地求得的情況下，可以容易地求得(G-Y)。 令：令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并與亮度方程相減：，并與亮度方程相減： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得：得：Y)0.19(BY)0.51(RY)(B

17、0.590.11Y)(R0.590.30YG 在接收端根據(jù)上式先用矩陣電路解出在接收端根據(jù)上式先用矩陣電路解出(G-Y)，再運(yùn)算：，再運(yùn)算：(R-Y)+Y =R ，(G-Y)+Y =G ，(B-Y)+Y =B，即可恢復(fù)出基色信號(hào)。，即可恢復(fù)出基色信號(hào)。傳送傳送Y、 R-Y、 B-Y 在傳送黑白電視圖像時(shí)，在傳送黑白電視圖像時(shí)，R、G、B應(yīng)相等，因而色度信號(hào)為零。應(yīng)相等，因而色度信號(hào)為零。設(shè)設(shè)RGBEx，則利用亮度方程可求得：，則利用亮度方程可求得： Y =0.30 Ex+0.59 Ex+0.11 Ex =Ex ，R-Y= Ex - Ex =0，B-Y= Ex - Ex =0對(duì)于黑白電視信號(hào)，反

18、映色度的信號(hào)為零，表明具有很好的兼容性。對(duì)于黑白電視信號(hào)，反映色度的信號(hào)為零，表明具有很好的兼容性。 在傳送彩色圖像時(shí)，三基色電壓在傳送彩色圖像時(shí)，三基色電壓R、G、B不相同，若三個(gè)值都不不相同，若三個(gè)值都不為零，則說明該被傳送的彩色是非飽和色，因?yàn)槠渲斜厝话杏蔀榱?，則說明該被傳送的彩色是非飽和色，因?yàn)槠渲斜厝话杏上嗟鹊娜@所組成的白色成分。若三個(gè)值中有一個(gè)或兩個(gè)為零，相等的三基色顯所組成的白色成分。若三個(gè)值中有一個(gè)或兩個(gè)為零，則所傳送的彩色為飽和色。比如傳送飽和黃色，則所傳送的彩色為飽和色。比如傳送飽和黃色，RG1、B0，其亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別為：其亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別為：

19、Y = 0.30 + 0.59 = 0.89， R - Y =1 - 0.89 = 0.11， B - Y = 0 - 0.89 = -0.89，此時(shí)，此時(shí)，(R - Y)和和(B - Y)均不為零。均不為零。 此外，在不計(jì)顯像管此外，在不計(jì)顯像管失真及傳輸系統(tǒng)非線性的情況下，還可以證失真及傳輸系統(tǒng)非線性的情況下，還可以證明代表色度信息的色差信號(hào)受到干擾時(shí)，將不影響亮度信號(hào)，也不明代表色度信息的色差信號(hào)受到干擾時(shí)，將不影響亮度信號(hào)，也不會(huì)反映到圖像的亮度上。因而重現(xiàn)圖像的亮度就只由所傳送的亮度會(huì)反映到圖像的亮度上。因而重現(xiàn)圖像的亮度就只由所傳送的亮度信號(hào)所決定，常稱其為信號(hào)所決定，常稱其為恒定

20、亮度原理恒定亮度原理。它正是選擇傳送色差信號(hào)的。它正是選擇傳送色差信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)之一。優(yōu)點(diǎn)之一。證明：證明： 以以Y =0.30R0 + 0.59G0 + 0.11B0=Y0表示攝像端獲取的原景物亮表示攝像端獲取的原景物亮度，用度，用Yt、(R - Y) t和和(B - Y) t分別表示傳輸后的亮度信號(hào)和色差信分別表示傳輸后的亮度信號(hào)和色差信號(hào)，相對(duì)于發(fā)端信號(hào)而言，可能因混入了某種干擾而使幅度有所號(hào)，相對(duì)于發(fā)端信號(hào)而言，可能因混入了某種干擾而使幅度有所變化。用于重現(xiàn)彩色圖像的三基色信號(hào)分別為：變化。用于重現(xiàn)彩色圖像的三基色信號(hào)分別為： Rd =（R-Y）t+Y t ； Bd =（B-Y）t +Y

21、t Gd =-0.51（R-Y）t -0.1（B-Y）t +Y t 。因?yàn)椴挥?jì)入顯像管因?yàn)椴挥?jì)入顯像管失真，所以顯示的亮度失真，所以顯示的亮度Yd將為：將為： Yd = 0.30Rd +0.59 Gd +0.11Bd=Y t ?？梢娭噩F(xiàn)的亮度可見重現(xiàn)的亮度Yd只與所傳送的到接收端的亮度信號(hào)只與所傳送的到接收端的亮度信號(hào)Y t有關(guān)，即有關(guān)，即實(shí)觀了恒定亮度傳輸。實(shí)觀了恒定亮度傳輸。 然而，當(dāng)考慮顯像管的非線性電然而，當(dāng)考慮顯像管的非線性電 光轉(zhuǎn)換特性時(shí)光轉(zhuǎn)換特性時(shí)(即即1)，盡管在攝像端對(duì)每一基色信號(hào)還進(jìn)行盡管在攝像端對(duì)每一基色信號(hào)還進(jìn)行校正校正(開開次方次方)，恒定亮度原，恒定亮度原理將不再滿

22、足，但影響不大。理將不再滿足，但影響不大。 222 標(biāo)準(zhǔn)彩條亮度與色差信號(hào)的波形與特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)彩條亮度與色差信號(hào)的波形與特點(diǎn) 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由彩條信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的一種測(cè)試信號(hào)。它是用電的標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由彩條信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的一種測(cè)試信號(hào)。它是用電的方法產(chǎn)生的模擬彩色攝像機(jī)拍攝的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，常用以對(duì)彩色電視系統(tǒng)方法產(chǎn)生的模擬彩色攝像機(jī)拍攝的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，常用以對(duì)彩色電視系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整。的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整。 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由三個(gè)基色、三個(gè)補(bǔ)色、白色和黑色，依亮度遞減的標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由三個(gè)基色、三個(gè)補(bǔ)色、白色和黑色，依亮度遞減的順序排列的順序排列的8條垂直彩帶。彩條電壓條垂直彩帶。彩

23、條電壓波形是在一周期內(nèi)用三個(gè)寬度倍增的波形是在一周期內(nèi)用三個(gè)寬度倍增的理想方波構(gòu)成的三基色信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)彩理想方波構(gòu)成的三基色信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)有多種規(guī)范，如條信號(hào)有多種規(guī)范，如 “100幅度、幅度、100飽和度飽和度”彩條，這種規(guī)范中白彩條，這種規(guī)范中白條條電平為電平為1，黑條電平為，黑條電平為0，三基色信號(hào)的電平，三基色信號(hào)的電平非非1即即0。但此類彩條但此類彩條色度信號(hào)幅度較大，色度信號(hào)幅度較大，與亮度信號(hào)疊加后會(huì)與亮度信號(hào)疊加后會(huì)造成信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍過造成信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍過大而產(chǎn)生失真。故我大而產(chǎn)生失真。故我國(guó)規(guī)定使用國(guó)規(guī)定使用75%幅度、幅度、100飽和度信號(hào)作為飽和度信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)

24、測(cè)試信號(hào)。表表2-1 100%幅度、幅度、100%飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值 色別白黃青綠品紅藍(lán)黑R G B 111110011010101100001000Y 1.000.890.700.590.410.300.110.00R-Y 0.000.11-0.70-0.590.590.70-0.110.00B-Y 0.00-0.890.30-0.590.59-0.300.890.00表表2-2 75%幅度、幅度、100%飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值 色別白黃青綠品紅藍(lán)黑R G B 1110.750.75000.750

25、.7500.7500.7500.750.7500000.75000Y 1.000.6680.5260.4400.3100.2250.0830.00R-Y 0.000.083-0.526-0.4400.4400.526-0.0830.00B-Y 0.00-0.6680.224-0.4400.440-0.2240.6680.00G-Y 0.000.0830.2240.310-0.310-0.224-0.0830.00 標(biāo)推彩條信號(hào)還可以用另一種由四個(gè)數(shù)碼表示的命名法。標(biāo)推彩條信號(hào)還可以用另一種由四個(gè)數(shù)碼表示的命名法。例如例如l00-0-100-0彩條信號(hào)、彩條信號(hào)、100-0-75-0彩條信號(hào)等。

26、在四位數(shù)彩條信號(hào)等。在四位數(shù)碼中，各信號(hào)均指經(jīng)碼中，各信號(hào)均指經(jīng)校正后的信號(hào)。每一數(shù)字表示相應(yīng)條的校正后的信號(hào)。每一數(shù)字表示相應(yīng)條的基色信號(hào)的百分比幅度，而基準(zhǔn)則是組成白條的任一基色信號(hào)基色信號(hào)的百分比幅度，而基準(zhǔn)則是組成白條的任一基色信號(hào)的幅度。第一和第二個(gè)數(shù)字分別表示組成無色條的幅度。第一和第二個(gè)數(shù)字分別表示組成無色條(白、黑條白、黑條)的的R、G、B的最大值和最小值；第三和第四數(shù)字分別表示組成的最大值和最小值；第三和第四數(shù)字分別表示組成各彩條的各彩條的R、G、B的最大值和最小值。例如，若組成白條的的最大值和最小值。例如，若組成白條的基色信號(hào)的幅度為基色信號(hào)的幅度為1，則，則100-0-7

27、5-0彩條的各基色幅度為：白條彩條的各基色幅度為：白條信號(hào)為信號(hào)為1；黑條信號(hào)為；黑條信號(hào)為0；對(duì)應(yīng)的各彩條信號(hào)的最大值為；對(duì)應(yīng)的各彩條信號(hào)的最大值為0.75，最小值為最小值為0。 彩條信號(hào)由四個(gè)數(shù)碼命名時(shí)，其百分比幅度和飽和度可以彩條信號(hào)由四個(gè)數(shù)碼命名時(shí)，其百分比幅度和飽和度可以這樣計(jì)算：這樣計(jì)算： 飽和度飽和度%=1-(Emin/Emax)100%； 幅度幅度%=Emin/EW100%。式中，式中，Emin和和Emax分別對(duì)應(yīng)彩條信號(hào)分別對(duì)應(yīng)彩條信號(hào)R、G、B的最大值和最小的最大值和最小值；值；EW為白條所對(duì)應(yīng)的為白條所對(duì)應(yīng)的R、G、B的信號(hào)幅度。的信號(hào)幅度。 23 色度信號(hào)與色同步信號(hào)色

28、度信號(hào)與色同步信號(hào) 為了實(shí)現(xiàn)頻譜交錯(cuò)，須將色差信號(hào)調(diào)制到副載波上。而色差信為了實(shí)現(xiàn)頻譜交錯(cuò)，須將色差信號(hào)調(diào)制到副載波上。而色差信號(hào)有兩個(gè)號(hào)有兩個(gè)(R-Y和和B-Y)，若分別調(diào)制到不同的副載波上，同時(shí)傳輸，若分別調(diào)制到不同的副載波上，同時(shí)傳輸時(shí)會(huì)使帶寬增加，所以需要進(jìn)行編碼處理，處理方式的不同從而產(chǎn)時(shí)會(huì)使帶寬增加，所以需要進(jìn)行編碼處理，處理方式的不同從而產(chǎn)生了不同的彩色電視制式。生了不同的彩色電視制式。 就現(xiàn)有的三大兼容制彩色電視制式而言，就現(xiàn)有的三大兼容制彩色電視制式而言，NTSC制發(fā)展較早、制發(fā)展較早、PAL和和SECAM是為克服是為克服NTSC制的相位敏感而發(fā)展起來的。制的相位敏感而發(fā)展起

29、來的。NTSC制和制和PAL制色差信號(hào)都采用制色差信號(hào)都采用正交平衡調(diào)幅制正交平衡調(diào)幅制，只是后者將其中一個(gè)，只是后者將其中一個(gè)分量進(jìn)行了逐行倒相。所以我們首先分析正交平衡調(diào)幅的色度信號(hào)分量進(jìn)行了逐行倒相。所以我們首先分析正交平衡調(diào)幅的色度信號(hào)和色同步信號(hào)。和色同步信號(hào)。 231 色度信號(hào)的形成色度信號(hào)的形成 在在NTSC制中，它是將制中，它是將正交調(diào)幅正交調(diào)幅與與平衡調(diào)幅平衡調(diào)幅結(jié)合起來，將兩個(gè)結(jié)合起來，將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)相位正交的兩個(gè)副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，由此而得到色差信號(hào)分別對(duì)相位正交的兩個(gè)副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，由此而得到已調(diào)信號(hào)，稱其為色度信號(hào)。已調(diào)信號(hào)，稱其為色度信號(hào)。 兩個(gè)色差信號(hào)的

30、頻譜結(jié)構(gòu)相同但相兩個(gè)色差信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同但相位不同（正交），因而避免相互干位不同（正交），因而避免相互干擾。擾。 1平衡調(diào)幅平衡調(diào)幅 所謂平衡調(diào)幅，是指抑制載波的一種調(diào)制方式。它與普通調(diào)幅不所謂平衡調(diào)幅，是指抑制載波的一種調(diào)制方式。它與普通調(diào)幅不同之處在于不輸出載波，現(xiàn)舉例加以說明。同之處在于不輸出載波，現(xiàn)舉例加以說明。設(shè)：調(diào)制信號(hào)為設(shè)：調(diào)制信號(hào)為 ，載波信號(hào)為，載波信號(hào)為 ，則調(diào)幅后形成，則調(diào)幅后形成的一般調(diào)幅波為：的一般調(diào)幅波為：tUucostUuSSScostmUtmUtUtmUtUttUKUttVuSaSSaSSSSaSSSSaSS)cos(21)cos(21coscoscoscos

31、cos)cos(cos)(1調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)原教材有誤原教材有誤平衡調(diào)幅抑制了載波分量，因而其表達(dá)式變?yōu)槠胶庹{(diào)幅抑制了載波分量，因而其表達(dá)式變?yōu)?K為調(diào)制增益為調(diào)制增益)：tUKUtUKUtUKUuSSSSSS)cos(21)cos(21coscos2 平衡調(diào)幅波為調(diào)制信平衡調(diào)幅波為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)之積，平衡號(hào)與載波信號(hào)之積，平衡調(diào)制器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)乘法調(diào)制器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)乘法器，其頻譜僅含器，其頻譜僅含(S )兩個(gè)邊頻分量，不合載波兩個(gè)邊頻分量，不合載波S成分。成分。 平衡調(diào)幅波的特點(diǎn)：平衡調(diào)幅波的特點(diǎn)： (1) 平衡調(diào)幅波的幅度與調(diào)制信號(hào)幅度的絕對(duì)值成正比。當(dāng)調(diào)制信平衡調(diào)幅波的幅度與調(diào)制信號(hào)

32、幅度的絕對(duì)值成正比。當(dāng)調(diào)制信號(hào)的絕對(duì)值最大時(shí)號(hào)的絕對(duì)值最大時(shí)(圖中圖中t3、t5時(shí)刻時(shí)刻)，平衡調(diào)幅波幅度最大；當(dāng)調(diào)制信，平衡調(diào)幅波幅度最大；當(dāng)調(diào)制信號(hào)等于零時(shí)號(hào)等于零時(shí)(圖中圖中t2、t4時(shí)刻時(shí)刻)，平衡調(diào)幅波幅度也為零。，平衡調(diào)幅波幅度也為零。 (2) 調(diào)幅信號(hào)為正值時(shí)，平衡調(diào)幅調(diào)幅信號(hào)為正值時(shí)，平衡調(diào)幅波與載波同相；調(diào)制信號(hào)電壓為負(fù)波與載波同相；調(diào)制信號(hào)電壓為負(fù)值時(shí)，平衡調(diào)幅被與載波反相。當(dāng)值時(shí)，平衡調(diào)幅被與載波反相。當(dāng)調(diào)制信號(hào)電平過零而改變其電壓極調(diào)制信號(hào)電平過零而改變其電壓極性時(shí)，平衡調(diào)幅波相位隨之變化性時(shí)，平衡調(diào)幅波相位隨之變化180。 為什么要采用平衡調(diào)幅來傳送為什么要采用平衡調(diào)

33、幅來傳送色差信號(hào)呢？這是因?yàn)橐话愕恼{(diào)幅色差信號(hào)呢？這是因?yàn)橐话愕恼{(diào)幅波信號(hào)包含著不含信號(hào)信息載波，波信號(hào)包含著不含信號(hào)信息載波，而信息含在上、下兩個(gè)邊帶之中。而信息含在上、下兩個(gè)邊帶之中。但是載波占用了一般調(diào)幅波信號(hào)能但是載波占用了一般調(diào)幅波信號(hào)能量的量的2/3。抑制掉載波，可使傳送同。抑制掉載波，可使傳送同樣信息能量所需功率大為減少；還樣信息能量所需功率大為減少；還能減少副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾。能減少副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾。 書中有誤書中有誤 2正交調(diào)幅正交調(diào)幅 將兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)頻率相等、相位相差將兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)頻率相等、相位相差90的兩個(gè)正交載波的兩個(gè)正交載波進(jìn)行調(diào)幅，然后再將這兩

34、個(gè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行矢量相加（頻帶寬度沒有進(jìn)行調(diào)幅，然后再將這兩個(gè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行矢量相加（頻帶寬度沒有增加），這一調(diào)制方式稱正交調(diào)幅。如果兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)正交增加），這一調(diào)制方式稱正交調(diào)幅。如果兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)正交的兩個(gè)載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，其合成信號(hào)即為正交平衡調(diào)幅信號(hào)。的兩個(gè)載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，其合成信號(hào)即為正交平衡調(diào)幅信號(hào)。 彩色電視系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)色度與亮度信號(hào)頻譜交錯(cuò)，應(yīng)用了正交彩色電視系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)色度與亮度信號(hào)頻譜交錯(cuò)，應(yīng)用了正交平衡調(diào)幅的方式，只用一個(gè)副載波便實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)的傳輸，平衡調(diào)幅的方式，只用一個(gè)副載波便實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)的傳輸，而且在解調(diào)端采用同步解調(diào)又很容易分離出紅色差與藍(lán)

35、色差分量。而且在解調(diào)端采用同步解調(diào)又很容易分離出紅色差與藍(lán)色差分量。 3色度信號(hào)的形成色度信號(hào)的形成 在將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅之前，在將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅之前，先對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆葔嚎s，這是不失真?zhèn)鬏斔枰?。壓縮后的先對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆葔嚎s，這是不失真?zhèn)鬏斔枰?。壓縮后的色差信號(hào)分別用色差信號(hào)分別用U和和V表示，它們與壓縮前的色差信號(hào)的關(guān)系是：表示，它們與壓縮前的色差信號(hào)的關(guān)系是： U = 0.493(B-Y)；V = 0.877(R-Y)。壓縮后的色差信。壓縮后的色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交副載波號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交副載波sinSCt和和cos

36、SCt進(jìn)行平進(jìn)行平衡調(diào)幅：衡調(diào)幅：F = FU + FV = U sinSCt + V cosSCt，這這兩個(gè)平衡調(diào)幅信號(hào)兩個(gè)平衡調(diào)幅信號(hào)FU 、 FV頻率相等，相差頻率相等，相差90。F稱為色度信號(hào)，亦可用矢量表示：稱為色度信號(hào)，亦可用矢量表示：UVVUFmtanarc22可見，色度信號(hào)可見，色度信號(hào)F的振幅的振幅Fm取決于取決于U、V值的大??；值的大?。簧刃盘?hào)色度信號(hào)F的相角的相角 取決于取決于V與與U的比值，它決定著的比值，它決定著彩色的色調(diào)。這說明色度信號(hào)彩色的色調(diào)。這說明色度信號(hào)F包含著色調(diào)和色包含著色調(diào)和色UVVUFmtanarc22由飽和度信息，是一個(gè)既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。飽和度

37、信息，是一個(gè)既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。當(dāng)色度信號(hào)的相位發(fā)生當(dāng)色度信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起色調(diào)變化；當(dāng)色度信號(hào)的振幅發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起變化時(shí)，會(huì)引起色調(diào)變化；當(dāng)色度信號(hào)的振幅發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起飽和度變化。飽和度變化。 正交平衡調(diào)幅的方框圖解正交平衡調(diào)幅的方框圖解說：說： 由副載波發(fā)生器產(chǎn)生的由副載波發(fā)生器產(chǎn)生的副載波副載波sinSCt經(jīng)放大后直接經(jīng)放大后直接加至加至U平衡調(diào)制器，由色差平衡調(diào)制器，由色差信號(hào)信號(hào)U進(jìn)行平衡調(diào)幅，產(chǎn)生進(jìn)行平衡調(diào)幅，產(chǎn)生平衡調(diào)幅被平衡調(diào)幅被FU分量；同時(shí)分量；同時(shí)sinSC經(jīng)過經(jīng)過90移相后，得移相后，得到正交副載波到正交副載波cosSCt，然后送，然后送V平衡調(diào)制器由

38、色差信號(hào)平衡調(diào)制器由色差信號(hào)V進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生平街調(diào)幅波產(chǎn)生平街調(diào)幅波FV分量，分量，F(xiàn)V與與FU在合成器中相加得到色度信號(hào)在合成器中相加得到色度信號(hào)F。 232同步檢波原理同步檢波原理 要從彩色全電視信號(hào)中獲得兩個(gè)色差信號(hào)，首先必須把色度信號(hào)要從彩色全電視信號(hào)中獲得兩個(gè)色差信號(hào)，首先必須把色度信號(hào)從全電視信號(hào)中分離出來，然后送同步檢波電路，利用兩個(gè)色度分從全電視信號(hào)中分離出來，然后送同步檢波電路，利用兩個(gè)色度分量量FV、FU的相位差來解調(diào)出色差信號(hào)的。的相位差來解調(diào)出色差信號(hào)的。tscsintsccos同步檢波原理示意圖同步檢波器可看成兩個(gè)受副載波控制同步檢波器可看成兩個(gè)受副載波控制

39、的開關(guān)。將色度信號(hào)的開關(guān)。將色度信號(hào)F = U sinSCt + V cosSCt 送入這兩個(gè)同步檢波開關(guān)。在送入這兩個(gè)同步檢波開關(guān)。在FU = U sinSCt分量為正值期間，分量為正值期間，U同同步解調(diào)開關(guān)閉合，在此期間期間步解調(diào)開關(guān)閉合，在此期間期間FV分分量載波從正最大變化到負(fù)最大，平均量載波從正最大變化到負(fù)最大，平均值為零，從而把值為零，從而把U分量解調(diào)出來。同分量解調(diào)出來。同理亦可解調(diào)出理亦可解調(diào)出V分量。乘法器解調(diào)：分量。乘法器解調(diào)：tVtUUttVtUttVtUtFscscscscscscscscsc2sin212cos2121sincossinsin)cossin(sin2濾

40、除高頻濾除高頻(2SCt=8.86MHz，)即可得即可得到到U分量（分量（01.3MHz）。）。用用cosSCt相乘相乘可解出可解出V分量。分量。 相當(dāng)于用方波相乘相當(dāng)于用方波相乘 233色同步信號(hào)色同步信號(hào) 要實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)，需要一個(gè)與色差信號(hào)調(diào)制時(shí)的副載波同頻、要實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)，需要一個(gè)與色差信號(hào)調(diào)制時(shí)的副載波同頻、同相的信號(hào)（恢復(fù)副載波）。由于色度信號(hào)中副載波已被平衡調(diào)同相的信號(hào)（恢復(fù)副載波）。由于色度信號(hào)中副載波已被平衡調(diào)制器所抑制，所以在彩色電視接收機(jī)中需要設(shè)置一個(gè)副載波產(chǎn)生制器所抑制，所以在彩色電視接收機(jī)中需要設(shè)置一個(gè)副載波產(chǎn)生電路（副載波恢復(fù)電路）。為保證所恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波電

41、路（副載波恢復(fù)電路）。為保證所恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波同頻、同相，需要發(fā)端在發(fā)送彩色全電視信號(hào)的同時(shí)發(fā)出一個(gè)能同頻、同相，需要發(fā)端在發(fā)送彩色全電視信號(hào)的同時(shí)發(fā)出一個(gè)能反映發(fā)端副載波頻率與相位信息的反映發(fā)端副載波頻率與相位信息的“色同步信號(hào)色同步信號(hào)”，以使電視接，以使電視接收機(jī)中的副載波恢復(fù)電路所產(chǎn)生的恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波同收機(jī)中的副載波恢復(fù)電路所產(chǎn)生的恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波同步。色同步信號(hào)是由步。色同步信號(hào)是由812個(gè)周期副載波組成的一小串副載波群構(gòu)個(gè)周期副載波組成的一小串副載波群構(gòu)成（正弦填充脈沖），這個(gè)正弦填充脈沖的周期與行周期相同，成（正弦填充脈沖），這個(gè)正弦填充脈沖的周期與行周

42、期相同，位位于行消隱的后肩上，前沿滯后于行消隱的后肩上，前沿滯后行同步脈沖前沿行同步脈沖前沿5.6s。色同步。色同步信號(hào)的幅度與行步脈沖幅度相信號(hào)的幅度與行步脈沖幅度相等。若以等。若以h表示同步脈沖幅度，表示同步脈沖幅度，F(xiàn)b表示色同步信號(hào)，則表示色同步信號(hào)，則)(sin2thFscb 23彩條圖像對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形及矢量圖彩條圖像對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形及矢量圖 根據(jù)表根據(jù)表2-1所列彩條信號(hào)參數(shù)，利用公式所列彩條信號(hào)參數(shù)，利用公式 可分別求可分別求得白、黃、綠、品、紅、藍(lán)、黑所對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)、色差信號(hào)、色得白、黃、綠、品、紅、藍(lán)、黑所對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)、色差信號(hào)、色度信號(hào)、亮度與色度的合成信號(hào)等數(shù)據(jù)，并繪出

43、的各信號(hào)波形。度信號(hào)、亮度與色度的合成信號(hào)等數(shù)據(jù)，并繪出的各信號(hào)波形。22)()(YBYRFm表 2-3 未壓縮彩條信號(hào)有關(guān)數(shù)據(jù)色別白黃青綠品紅藍(lán)黑Y1.000.890.700.590.410.300.110.00R-Y0.000.11-0.70-0.590.590.70-0.110.00B-Y0.00-0.890.30-0.590.59-0.300.890.00G-Y0.000.110.300.41-0.41-0.30-0.110.00Fm0.000.900.760.860.830.760.900.00Y+ Fm1.001.791.461.421.241.061.010.00Y- Fm1.0

44、0-0.01-0.06-0.24-0.42-0.46-0.780.00負(fù)極性信號(hào)負(fù)極性信號(hào) 未經(jīng)壓縮的彩條信號(hào)未經(jīng)壓縮的彩條信號(hào) Y+Fm 所得彩所得彩色視頻信號(hào)的電平變化范圍已大大地超色視頻信號(hào)的電平變化范圍已大大地超過了黑白視頻信號(hào)的電平變化范圍。對(duì)過了黑白視頻信號(hào)的電平變化范圍。對(duì)100幅度來壓縮彩條信號(hào)來說幅度來壓縮彩條信號(hào)來說,黑白電黑白電平的變化范圍應(yīng)在平的變化范圍應(yīng)在0到到1之間。由表中數(shù)之間。由表中數(shù)據(jù)可見，黃條和青條的最大使分別超過據(jù)可見，黃條和青條的最大使分別超過白色電平白色電平79和和46；紅條和藍(lán)條的最；紅條和藍(lán)條的最小值又分別低于黑條電子小值又分別低于黑條電子46和和

45、78。 電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同步信號(hào)幅度最高電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同步信號(hào)幅度最高(100) ，以其值為參考。黑白電視中，以其值為參考。黑白電視中，黑色電平為黑色電平為75，白色電平為，白色電平為10。在。在彩電中，黑色電平為彩電中，黑色電平為76，白色電平為，白色電平為20。按照這一規(guī)定，圖。按照這一規(guī)定，圖2-11(c)中，圖像中，圖像載波幅度載波幅度20處為白電平，相對(duì)視頻信處為白電平，相對(duì)視頻信號(hào)幅度為號(hào)幅度為1V；圖像信號(hào)幅度；圖像信號(hào)幅度76處為黑處為黑電平，相對(duì)視頻信號(hào)幅度為電平，相對(duì)視頻信號(hào)幅度為0V。對(duì)已調(diào)。對(duì)已調(diào)信號(hào)，當(dāng)載波幅度為信號(hào)，當(dāng)載波幅度為0處，相對(duì)視頻信處，相對(duì)視頻信號(hào)幅度為號(hào)

46、幅度為1.36V，而載波幅度為，而載波幅度為100處處(即同步頂即同步頂)，其相對(duì)視頻信號(hào)的幅度應(yīng)為，其相對(duì)視頻信號(hào)的幅度應(yīng)為-0.43V。顯然，藍(lán)條和紅條不但超過了黑。顯然，藍(lán)條和紅條不但超過了黑色電平，而且超過了同步頭電平，這將色電平，而且超過了同步頭電平，這將破壞同步，使重現(xiàn)圖像不穩(wěn)。黃條和破壞同步，使重現(xiàn)圖像不穩(wěn)。黃條和青條由于幅度過大，低于白色電平，以至于小于零，這將會(huì)使發(fā)射青條由于幅度過大，低于白色電平，以至于小于零，這將會(huì)使發(fā)射機(jī)產(chǎn)生過調(diào)制；不但會(huì)使重現(xiàn)圖像嚴(yán)重失真，而月還會(huì)造成伴音中機(jī)產(chǎn)生過調(diào)制；不但會(huì)使重現(xiàn)圖像嚴(yán)重失真，而月還會(huì)造成伴音中斷。因?yàn)殡娨暯邮諜C(jī)中，第二伴音中頻是靠

47、圖像中頻和伴音中頻差斷。因?yàn)殡娨暯邮諜C(jī)中，第二伴音中頻是靠圖像中頻和伴音中頻差拍產(chǎn)生的，過調(diào)制將使圖像載波有時(shí)為拍產(chǎn)生的，過調(diào)制將使圖像載波有時(shí)為0，當(dāng)然這是不能允許的。，當(dāng)然這是不能允許的。1.79 為了解決這一問題，需要對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)壓縮。辦法是，為了解決這一問題，需要對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)壓縮。辦法是，在在100幅度彩條信號(hào)情況下，取峰值白色與黑色電平之差為幅度彩條信號(hào)情況下，取峰值白色與黑色電平之差為1；彩；彩條信號(hào)的最大擺動(dòng)范圍不得超過峰值白色與黑色電平以外條信號(hào)的最大擺動(dòng)范圍不得超過峰值白色與黑色電平以外0.33。即復(fù)。即復(fù)33. 1)()(2221YRxYBxY33. 111.

48、0)98. 0(98. 02221xx33. 1)70. 0(3070. 02221xx合信號(hào)的最大擺動(dòng)范圍限制在合信號(hào)的最大擺動(dòng)范圍限制在-0.331.33范圍內(nèi)。這是因?yàn)閷?shí)際上高亮度、范圍內(nèi)。這是因?yàn)閷?shí)際上高亮度、高飽和度的彩色是很少見的，因而幅高飽和度的彩色是很少見的，因而幅度超過度超過l，接近，接近1.33的情況不多，即使的情況不多，即使出現(xiàn)這種情況也不會(huì)出現(xiàn)過調(diào)制。壓出現(xiàn)這種情況也不會(huì)出現(xiàn)過調(diào)制。壓縮系數(shù)的計(jì)算：縮系數(shù)的計(jì)算： 設(shè)設(shè)(B-Y)和和(R-Y)壓縮系數(shù)分別為壓縮系數(shù)分別為x1和和x2，則壓縮后黃、青視頻信號(hào)幅，則壓縮后黃、青視頻信號(hào)幅度應(yīng)滿足下式關(guān)系度應(yīng)滿足下式關(guān)系帶入黃

49、條數(shù)據(jù)：帶入黃條數(shù)據(jù)：帶入青條數(shù)據(jù)：帶入青條數(shù)據(jù)：聯(lián)立求解得：聯(lián)立求解得：x1=0.493、x2=0.877。表 2-4 壓縮后的彩條信號(hào)數(shù)據(jù)色別白黃青綠品紅藍(lán)黑Y1.000.8860.7010.5870.4130.2990.1140.00U0.00-0.4370.147-0.2890.289-0.1470.4370.00V0.000.100-0.615-0.5150.5150.615-0.1000.00Fm0.000.4480.6320.5910.5910.6320.4480.00-16728324161103347-Y+ Fm1.001.331.331.181.000.930.560.00

50、Y- Fm1.000.440.070.00-0.18-0.33-0.330.00量的方位表示色調(diào)。然而，彩條矢量模（色度信號(hào)的振幅）雖然可量的方位表示色調(diào)。然而，彩條矢量模（色度信號(hào)的振幅）雖然可 根據(jù)壓縮根據(jù)壓縮系數(shù)可以計(jì)算系數(shù)可以計(jì)算出各彩條的有出各彩條的有關(guān)數(shù)據(jù)，利用關(guān)數(shù)據(jù)，利用V/U所計(jì)算的所計(jì)算的相角繪制出各相角繪制出各彩條信號(hào)的矢彩條信號(hào)的矢量圖，彩條矢量圖，彩條矢以反映色飽和度，但在相同色飽和度下，以反映色飽和度，但在相同色飽和度下，不同色調(diào)的矢量模并不相同。不同色調(diào)的矢量模并不相同。24 NTSC制色差信號(hào)及編、解碼過程制色差信號(hào)及編、解碼過程 NTSC制是世界上第一個(gè)用于彩色

51、電視廣播、并在商業(yè)上取得制是世界上第一個(gè)用于彩色電視廣播、并在商業(yè)上取得成功的彩色電視制式。這一制式是在正交平衡調(diào)制之前，將被壓縮成功的彩色電視制式。這一制式是在正交平衡調(diào)制之前，將被壓縮的色差倍號(hào)的色差倍號(hào)U、V又進(jìn)行了一定的變換，從而產(chǎn)生了又進(jìn)行了一定的變換，從而產(chǎn)生了I、Q信號(hào)，這信號(hào)，這樣做，可對(duì)色差信號(hào)的頻帶進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。樣做，可對(duì)色差信號(hào)的頻帶進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。 241 I、Q色差信號(hào)色差信號(hào) 對(duì)視覺特性研究表明，人眼對(duì)紅、黃之間對(duì)視覺特性研究表明，人眼對(duì)紅、黃之間顏色約分辨力最強(qiáng)；而對(duì)藍(lán)、品（紫）之間顏色約分辨力最強(qiáng)；而對(duì)藍(lán)、品（紫）之間顏色的分辨力最弱。在色度圖中以顏色的分

52、辨力最弱。在色度圖中以I軸表示人軸表示人眼最為敏感的色軸，而以與之垂直的眼最為敏感的色軸，而以與之垂直的Q軸表示軸表示最不敏感的色軸。這樣，倘若采用坐標(biāo)變換，最不敏感的色軸。這樣，倘若采用坐標(biāo)變換，將將U、V倍號(hào)變換為倍號(hào)變換為Q、I信號(hào)，就可對(duì)信號(hào)，就可對(duì)I 所對(duì)所對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)采用較寬的帶寬應(yīng)的色度信號(hào)采用較寬的帶寬(不對(duì)稱邊帶：不對(duì)稱邊帶：+0.5MHz -1.5MHz)，而對(duì)而對(duì)Q信號(hào)對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)則只需采用很窄的帶寬信號(hào)對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)則只需采用很窄的帶寬(0.5MHz)來進(jìn)行來進(jìn)行傳輸，這就是進(jìn)行這一變換的目的。定量地說，傳輸，這就是進(jìn)行這一變換的目的。定量地說，Q、I正交抽與正交抽

53、與U、V 正交軸有正交軸有33夾角的關(guān)系：夾角的關(guān)系： Q、I與三基色的關(guān)系：與三基色的關(guān)系：33cos)33sin(33sin33cosVUIVUQBGRIBGRQ32. 028. 060. 031. 052. 021. 0 242 NTSC制編、解碼方框圖制編、解碼方框圖色同步選通色同步選通 243 NTSC制的主要參數(shù)及特點(diǎn)制的主要參數(shù)及特點(diǎn) 1主要參數(shù)主要參數(shù) NTSC-M(美國(guó)制式美國(guó)制式) 場(chǎng)頻場(chǎng)頻fV59.94 Hz(60Hz)；行頻；行頻fH525fV/215.734kHz；每幀；每幀525行；圖像信號(hào)標(biāo)稱帶寬為行；圖像信號(hào)標(biāo)稱帶寬為4.2MHz伴音與圖像載頻之差為伴音與圖像載

54、頻之差為4.5MHz；彩色副載波頻率彩色副載波頻率fSC3.57954506MHz。 2主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) (1) 色度信號(hào)編、解碼方式最簡(jiǎn)單。色度信號(hào)編、解碼方式最簡(jiǎn)單。 (2) 容易實(shí)現(xiàn)亮、色度信號(hào)的分離。容易實(shí)現(xiàn)亮、色度信號(hào)的分離。 (3) 無影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng)。無影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng)。 (4) 色度信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)圖像的色調(diào)影響大，相位敏感性色度信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)圖像的色調(diào)影響大，相位敏感性 。25 PAL制及其編、解碼過程制及其編、解碼過程 PAL制是在對(duì)色度信號(hào)采用正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上，將制是在對(duì)色度信號(hào)采用正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上，將其中一其中一 個(gè)色度分量個(gè)色度分量(

55、FV分量分量) 進(jìn)行逐行倒相，在發(fā)端周期性地進(jìn)行逐行倒相，在發(fā)端周期性地( (半行頻半行頻) )改變改變FV分量的相序，在收端采用平均措施，以減輕分量的相序，在收端采用平均措施，以減輕傳輸相位誤差帶來的影響。傳輸相位誤差帶來的影響。 251 相位失真的慨念及影響相位失真的慨念及影響 ( (幾何失真不討論幾何失真不討論) ) 彩色電視機(jī)的圖像失真有亮度失真、飽和度失真和色調(diào)彩色電視機(jī)的圖像失真有亮度失真、飽和度失真和色調(diào)失真。其中，亮度失真主要影響景物的層次，色飽和度失真失真。其中，亮度失真主要影響景物的層次，色飽和度失真則改變顏色的深淺程度，而色調(diào)失真會(huì)造成景物的顏色改變。則改變顏色的深淺程度

56、，而色調(diào)失真會(huì)造成景物的顏色改變。這三種失真中，人眼對(duì)色調(diào)的失真最為敏感，這三種失真中，人眼對(duì)色調(diào)的失真最為敏感，NTSC制中，制中，色度信號(hào)的相位失真會(huì)帶來明顯的色調(diào)失真。色度信號(hào)的相位失真會(huì)帶來明顯的色調(diào)失真。 彩電調(diào)諧不準(zhǔn)確，多徑效應(yīng)及傳輸系統(tǒng)的非線性等都可彩電調(diào)諧不準(zhǔn)確，多徑效應(yīng)及傳輸系統(tǒng)的非線性等都可能引起相位失真，實(shí)踐證明，要使人眼感覺不到色調(diào)畸變，能引起相位失真，實(shí)踐證明，要使人眼感覺不到色調(diào)畸變，相位失真應(yīng)小于相位失真應(yīng)小于 5。PAL制彩色電視系統(tǒng)，就是為解決制彩色電視系統(tǒng)，就是為解決相位敏感性而發(fā)展起來的。相位敏感性而發(fā)展起來的。 252 PAL色度信號(hào)色度信號(hào) PAL制獲

57、得色度信號(hào)的方法，也是先將三制獲得色度信號(hào)的方法，也是先將三 基色信號(hào)基色信號(hào)R、G、B變換為一個(gè)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，然后再用正交平衡調(diào)制的方變換為一個(gè)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，然后再用正交平衡調(diào)制的方法把色度信號(hào)安插到亮度信號(hào)頻譜的間隙之間，這些與法把色度信號(hào)安插到亮度信號(hào)頻譜的間隙之間，這些與NTSC制大制大體相同。不同的是，將色度信號(hào)中的體相同。不同的是，將色度信號(hào)中的FV分量進(jìn)行逐行倒相，色軸分量進(jìn)行逐行倒相，色軸不旋轉(zhuǎn)。逐行倒相規(guī)律是：不旋轉(zhuǎn)。逐行倒相規(guī)律是：第第n行色度：行色度： F n= U sinSCt + V cosSCt，第第n+1行色度：行色度：F n+1= U sin

58、SCt - V cosSCt，PAL色度信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：色度信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：。，式中：UVVUFtFtVtUFFFmSCmSCSCVUarctan)sin(cossin22對(duì)于隔行掃描來說，奇數(shù)幀對(duì)于隔行掃描來說，奇數(shù)幀(第第1，3，5，幀幀)的奇數(shù)行取正號(hào)，偶數(shù)行取負(fù)號(hào)；的奇數(shù)行取正號(hào)，偶數(shù)行取負(fù)號(hào)；偶數(shù)幀偶數(shù)幀(第第2，4，6、幀幀)的奇數(shù)行取負(fù)號(hào)，的奇數(shù)行取負(fù)號(hào)，偶數(shù)行取正號(hào)。取正號(hào)的行叫偶數(shù)行取正號(hào)。取正號(hào)的行叫NTSC行行(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱N行行)，取負(fù)號(hào)的行叫，取負(fù)號(hào)的行叫PAL行行(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱P行行) 。應(yīng)該指出，逐行倒相并非將。應(yīng)該指出，逐行倒相并非將整個(gè)色度信號(hào)倒相，也不是掃描

59、方向的改變，而是將色度整個(gè)色度信號(hào)倒相，也不是掃描方向的改變，而是將色度V分量（分量（FV分量）的副載波相位逐行改變分量）的副載波相位逐行改變180 對(duì)于任意色調(diào)的色度信號(hào)，若對(duì)于任意色調(diào)的色度信號(hào)，若N行用行用Fn表示，表示，P行用行用Fn+1表示，表示，則則P行的失量行的失量Fn+1應(yīng)該與應(yīng)該與N行失量行失量Fn以以U軸為對(duì)稱。因?yàn)檫@兩行色度信軸為對(duì)稱。因?yàn)檫@兩行色度信號(hào)的號(hào)的FU分量相同，而分量相同，而FV分量的絕對(duì)值相等、符號(hào)相反。圖分量的絕對(duì)值相等、符號(hào)相反。圖2-19(b)是是三基色和三補(bǔ)色彩條矢量圖逐行倒相的情況。此圖中，實(shí)線表示三基色和三補(bǔ)色彩條矢量圖逐行倒相的情況。此圖中，實(shí)

60、線表示NTSC行，虛線表示行，虛線表示PAL行。行。+cos 1、逐行倒相的實(shí)現(xiàn)、逐行倒相的實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)逐行倒相，可以逐行改變色差信號(hào)實(shí)現(xiàn)逐行倒相，可以逐行改變色差信號(hào)V的相位，亦可以逐行的相位，亦可以逐行改變副載波的相位，改變后者較為簡(jiǎn)單。它與正交平衡調(diào)幅的區(qū)別改變副載波的相位，改變后者較為簡(jiǎn)單。它與正交平衡調(diào)幅的區(qū)別在于增加了一個(gè)在于增加了一個(gè)PAL開關(guān)、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)90移相器和一個(gè)倒相路。移相器和一個(gè)倒相路。PAL開開關(guān)是一個(gè)由半行頻對(duì)稱方被控制的電子開天電路，它能逐行改變開關(guān)是一個(gè)由半行頻對(duì)稱方被控制的電子開天電路，它能逐行改變開關(guān)的接通點(diǎn)，其原理如圖關(guān)的接通點(diǎn)，其原理如圖2-20所示