彩色全电视信号编码及重要信号的频谱分析

信息科学与技术学院

本科论文

论文题目：彩色全电视信号编码及重要信号的频谱分析院系：信息科学与技术学院

专业：08级电子信息科学与技术

学号：0814830014

姓名：

指导教师：

撰写学年：2010 至2011 学年

二零一一年六月

摘要

本文主要对彩色全电视编码过程及其重要信号与其频谱分析进行了详细论述。其中包括色差信号（R-Y,B-Y）,亮度信号Y,色度信号（U,FU,V,FV,F）以及行同步，场同步，消隐脉冲，色同步等信号以及最终合成的彩色全电视信号（FBAS）的波形图。此外，文中还介绍了与其相关的应用软件MATLAB 的历史与用途。

关键词MATLAB 彩色全电视信号亮度信号色度信号

大面积着色混合高频频谱交错

目录

引言 (3)

1彩色全电视信号的编码及关键信号的产生 (4)

1.1 MATLAB的历史及其应用 (4)

1.2彩色全电视信号的产生 (4)

1.2.1亮度信号的产生 (4)

1.2.2色度信号的产生 (6)

1.2.3同步信号 (9)

2 重要信号的频谱分析 (10)

2.2 PAL制的主要性能特点 (14)

3总结具体编码过程 (15)

参考文献 (16)

致谢 (17)

引言

为了使我们进一步认识彩色全电视信号的编码过程以及重要信号的频谱，我们特此进行了此次实验。

全电视信号（主要是其中的视频信号）还用来控制显像管的电子束。只要是收，发两端的扫描规律一致，并且扫描与电子束控制配合得当，就可以从显图像。在电视机中，同步分离时要产生一些延时，消隐信号又多用自己产生的，若与视频信号配合不当，将影响图像质量。因此，了解电视标准是很有意义的。

全电视信号中，各合成信号的电平关系是以同步信号电平为100%，黑电平（既消隐电平）为75%，白电平为0，其他亮度的电平介于0-75%之间，随图像内容变化。( 以同步信号的幅值电平作为100％；则黑色电平和消隐电平的相对幅度为75％；白色电平相对幅度为10％～12.5％；图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。)

在多媒体技术和电视行业，全电视信号是由亮度信号和色差信号组成的视频信号、音频信号以及同步信号在内的一帧电视信号。

1彩色全电视信号的编码及关键信号的产生

1.1 MATLAB的历史及其应用

MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。

新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。

1.2彩色全电视信号的产生

1.2.1亮度信号的产生

彩色全电视信号是在黑白电视的基础上发展起来的，在彩色电视的发展过程中，必然形成在相当长的一段时间内，黑白电视与彩色电视同时并存的情况，所以必须研究彩色电视与黑白电视的兼容问题。为了实现兼容，彩色电视广播必须传送一个亮度信号。由于彩色摄像机产生的是红、绿、

蓝三基色，那么怎样来产生一个亮度信号呢？根据三基色与三要素的关系可知，混合光的亮度为三基色光的亮度之和。又根据人眼相对视敏度特性可知，红、绿、蓝三基色信号中的亮度成分又是不一样的，视敏度高的基色（如绿色）含有的亮度成分多一些。NTSC制规定的红、绿、蓝亮度成分比例是0.30(红)：0.59(绿)：0.11(蓝)。比例系数的确定与规定的标准白光有关，与红、绿、蓝荧光粉的选择也有关。这就是说，红基色信号（ER）、绿基色信号（EG）、蓝基色信号（EB）可按这个比例混合，可获得一个亮度信号（EY），即亮度方程式为：EY=0.30ER+0.59EG+0.11EB。

由于每个基色信息中都含有亮度信息，如果直接传送基色信号，已传送的亮度信号Y(为各基色亮度总和)与所选出的两个基色所包含的亮度参量就重复了，因而使得基色与亮度之间的相互干扰也会十分严重。所以通常选择不反映亮度信息的信号传送色度信息，例如基色信号与亮度信号相减所得到的色差信号(R-Y)、(G-Y)和(B-Y)，可从中选取两个代表色度信息。因此，在彩色电视系统中，为传送彩色图像，选用了一个亮度信号和两个色差信号

R-Y

B-Y

人眼对色度细节的分辨能力低于对亮度细节的分辨能力。当图像彩色细节细到一度程度后，人眼已分辨不出彩色，只有明暗感觉。因此在传送彩色图像时，在细节部分只需传送亮度信息而不需要传送色度信息。而图像的细节与图像信号的高频成分相对应，因此可以把色度信号中的高频成分滤除(不传送)，以缩小色度信号的频带.所以选用MATLAB的二阶滤波器，设置参数为13E+5，连接色差信号，仿真滤波：