彩色电视编码与解码原理综述
彩色电视编码与解码原理
彩色电视编码与解码原理1. 引言彩色电视编码与解码是一种用于传输和接收彩色图像的技术。
彩色电视广播的出现极大地提高了电视节目的观看体验，使观众能够在家中欣赏到逼真的彩色画面。
本文将介绍彩色电视编码与解码的原理，包括彩色电视的组成、色彩编码和解码的过程。
2. 彩色电视的组成彩色电视一般由视频信号源、编码器、信道编码器、传输媒介、接收器、解码器和显示设备等组成。
其中，编码器负责将彩色图像转换为数字信号，而解码器则将数字信号重新转换为彩色图像。
以下将具体介绍彩色电视的编码和解码过程。
3. 彩色电视的编码过程彩色电视的编码过程涉及到色彩空间转换和压缩编码两个主要步骤。
3.1 色彩空间转换彩色电视使用的主要色彩空间是RGB色彩空间，即红、绿、蓝三原色的组合。
在编码过程中，需要将RGB色彩空间转换为亮度（Y）和色度（Cb、Cr）分量空间。
3.2 压缩编码在色彩空间转换后，彩色电视信号往往需要进行压缩编码以减小传输带宽。
目前常用的压缩编码标准有MPEG-2和H.264等。
这些标准利用了图像中的冗余信息，如空间冗余、时间冗余和感知冗余，进一步减小了数据量。
4. 彩色电视的解码过程彩色电视的解码过程与编码过程相反，主要包括解压缩和色彩空间转换两个步骤。
4.1 解压缩解压缩是将压缩编码的信号还原为原始信号的过程。
解压缩算法根据压缩时使用的压缩算法，对信号进行逆向处理。
4.2 色彩空间转换解压缩后的信号处于YCbCr色彩空间，需要将其转换回RGB色彩空间。
这一步骤使用矩阵运算等技术，将YCbCr分量转换为RGB分量。
5. 总结彩色电视编码与解码是一项复杂的技术，涉及到色彩空间转换、压缩编码、解压缩和色彩空间转换等多个步骤。
通过这些步骤，彩色电视信号可以被有效地传输和解码，使观众能够享受到逼真的彩色图像。
在未来，随着技术的不断发展，彩色电视编码和解码的效率将进一步提高，为观众提供更好的观赏体验。
以上是对彩色电视编码与解码原理的简要介绍，希望对读者有所帮助。
彩色电视机的工作原理
彩色电视机的工作原理
1.信号源
2.信号接收和解码
接收到的信号经过天线或有线电缆进入电视机，然后被解码器解码。
解码器将这些信号分为图像和声音两个部分。
3.图像信号分解
解码后的图像信号被送入一个电路，该电路会将原始信号分解成红、绿、蓝三个颜色通道，也称为RGB信号。
这是根据人眼对彩色图像的感知
和三基色加法原理来设计的。
三基色是指红(Red)、绿(Green)和蓝(Blue)，它们可以组合产生所有其他颜色。
4.电子枪发射电子束
5.电子束打击荧光屏
电子束通过一个电子透镜系统，将电子束定向打到彩色电视机的荧光
屏上。
荧光屏是一种特殊的玻璃屏幕，上面有大量的荧光材料覆盖。
荧光
材料可以在电子束击中时发出不同颜色的光。
6.荧光屏上的荧光材料发光
当电子束击中荧光屏上的荧光材料时，荧光材料会被激发并发出红、绿、蓝三个基本颜色的光。
荧光屏上的一小块区域对应于一小块电子束，
通过控制每个电子枪的强度，可以控制每个像素的亮度和颜色。
7.彩色图像的重建
荧光屏上发光的三种颜色的光叠加在一起，形成完整的彩色图像。
当
我们离开电视机时，这些光会进入我们的眼睛，并被我们的大脑解码成彩
色图像。
总结：
彩色电视机的工作原理基于三基色加法原理，通过电子枪发射电子束，将荧光屏上的荧光材料激发发光，最终形成彩色图像。
通过控制电子束的
强度和荧光材料的颜色，可以实现对图像的亮度和颜色的控制。
这种工作
原理不仅适用于彩色电视机，也适用于其他使用彩色图像的设备，如计算
机显示器和手机屏幕等。
彩色电视机的制式与色度解码器
汇报人： 2023-12-24
目录
• 彩色电视制式简介 • 彩色电视制式原理 • 色度解码器工作原理 • 色度解码器与彩色电视制式的
关联 • 色度解码器的发展趋势与展望
01
彩色电视制式简介
彩色电视制式的定义
彩色电视制式：指在电视广播中，为了实现彩色电视信号的传输和接收所规定的 彩色电视信号的编码和解码方式。
NTSC（National Television System Committee）制式是 一种广泛应用于美国的彩色电视制式，也用于加拿大、墨西 哥等国家。
它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方式，传输信号使用调 频载波，采用30帧/秒的帧率，色度信号采用补码编码方式， 并采用副载波抑制的色度副载波。
PAL制式原理
广应用。
1970年代
彩色电视逐渐普及，成为家庭 娱乐的主要方式之一。
1980年代至今
数字技术不断发展，彩色电视 制式逐渐数字化，向着高清晰
度、高画质的方向发展。
彩色电视制式的分类
NTSC（National Television System Committee）：美国、加拿大等国家采用的 彩色电视制式，采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方式。
色度解码器与SECAM制式的关联
01
SECAM制式：即Sequential Color with Memory，法国等国家采用的一种电 视制式。
02
在SECAM制式中，色度解码器的主要功能是将顺序传送的色差信号转换为同时 传送的色差信号，再还原为RGB色彩信号。
03ห้องสมุดไป่ตู้
SECAM制式的色度解码器需具备处理顺序传送信号的特殊功能，以确保色彩的 准确还原。
10 彩色电视制式、兼容、编码、解码
Fb
33 副载波恢复
二、 NTSC制主要参数及性能
fv=60Hz；fH=15734Hz； 每帧525行； 图像信号带宽为4.2MHz； 伴音与图像载频之差为4.5MHz； fsc=3.579MHz。 I信号带宽为：-1.5～0.5MHz； Q信号带宽为：-0.5～0.5MHz。
NTSC制频带分配谱图
将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行平 衡调幅之前，先要进行压缩： U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y) 然后U、V分别对两个正交副载波进行调制：
色度信号的振幅和相角分别为：
U Fm U V , a tan V
2 2
t cs soc V t cs nis U VF UF F t cs soc V VF , t cs nis U UF
所以PAL制色度信号的表达式为： 第n+1行色度信号为： PAL制色度信号Fv分量逐行倒相，其规律 是：如果第n行的色度信号为：
逐行倒相
一、色度信号的压缩
将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行 平衡调幅之前，先要进行压缩： U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y) 然后U、V分别对两个正交副载波进行调制：
+
行频 脉冲
低通
四、PLA制及其特点：
PAL制是在NTSC基础上改进并发展产生的。它 克服了NTSC制对相位敏感的特点。PAL与NTSC 不同之处在于使其中一个色度分量Fv逐行倒 相。
1、采用色差信号作为色度信号的两个分量，都用0— —1.5MHz的带宽，双边带方式传送。 2、传送时，将两个色差信号之一的（R-Y）信号逐行 倒相180°，接收后再还原。
3、亮度信号与色度信号频谱交错，相互干扰小， 可实现分离。
第四章兼容制彩色电视制式、编码与解码
R-Y=0.7-0.5=0.2V
•
B-Y=0.5-0.5=0V
•
•
假设我们选用Y、R-Y、B-Y三种独立
信号代表黑色信息, 并将它们传送至接纳端, 再应
用矩阵电路异样可以将以上三信号相加取得R、
B基色信号为0.7 V、 0.5V, 同时, 也可按下式分
解绿色差信号:
•
G-Y=-0.51(R-Y)-0.19 (4-6)
应该是
1
1
•
Y =(0.3R+0.59G+0.11B )
(4-7)
•
但在实践的黑色电视中, 亮度信号是从经
过γ校正后的三基色信号而失掉的, 崐因此, 实践的
亮度信号可表示为
•
Y 0.3R 0.59G 0.11B
(4-8)
•
1
1
1
0.3R 0.59G 0.11B
•
在传送黑色图像时, R=G=B, 由(4-7)式和
•
该黑色的颜色为橙色, 由于等量的
三基色光各取0.2V相混将失掉低亮度白光,
剩下0.5 V红基色与0.4 V绿基色, 因其红比例 大于绿而出现橙色, 显然该黑色饱和度低于 100%。
•
由上可知, ER、 EG、 EB、 EY四
种信号只要三种是独立的, 恣意三种, 就可以
经过加减法矩阵电路来分解第四种。 由于各
•
式中三个系数之和等于1, 假设ER、EG、EB都
相等且为1 V, 那么EY也是1V , 即由它们给出的亮度总
和为白色; 假设ER 、 EG 、 EB相等但相对值小于1而大
于0, 那么EY是灰色; 当ER 、EG 、 EB均为0, 那么EY是
黑色。 所以, 不论明亮水平如何, 关于黑色图像, 三基色信
电视原理之彩色电视信号的传输
电视原理之彩色电视信号的传输彩色电视信号的传输是电视原理中的重要内容之一。
彩色电视信号的传输需要通过转换、编码和解码等系列过程，以保证图像色彩的还原和清晰度。
在彩色电视信号传输中，首先需要将彩色画面转换为电视信号。
彩色画面的颜色是由红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三种基本色组合而成的。
在彩色电视信号中，这三种基本色会被用来产生亮度信号（Y）和色度信号（I、Q）。
其中，亮度信号表示图像的亮暗程度，而色度信号则表示图像的颜色信息。
接下来，这些信号需要经过编码处理。
编码的目的是将亮度信号和色度信号转换为数字信号，以方便传输和解码。
通常采用的编码方式包括PAL（相位选择性调制）和NTSC（美国全国电视系统委员会）等。
PAL编码是一种利用相位差来实现彩色图像传输的编码方式。
具体来说，亮度信号和色度信号会分别进行调制，并按照固定的相位差关系相加。
这种相加的方法可以在接收端恢复出亮度信号和色度信号，以还原出彩色图像。
NTSC编码是一种将亮度信号和色度信号分开传输的编码方式。
在NTSC编码中，亮度信号会直接传输，而色度信号则经过颜色子载波的调制后传输。
接收端通过解码器将亮度信号和色度信号重新合成，从而得到彩色图像。
最后，接收端需要对传输过来的信号进行解码处理。
解码的目的是将数字信号转换为模拟信号，以还原出原始的彩色图像。
解码器会根据编码方式和参数对信号进行处理，并通过反向的调制和解调过程将信号转换为模拟信号。
总的来说，彩色电视信号的传输涉及到转换、编码和解码等过程。
通过这些处理，彩色电视信号可以被有效地传输和还原，以呈现出清晰、准确的彩色图像。
这为我们提供了丰富多彩的观影体验。
彩色电视信号的传输是电视原理中的重要内容之一。
彩色电视信号的传输需要通过转换、编码和解码等系列过程，以保证图像色彩的还原和清晰度。
在彩色电视信号传输中，首先需要将彩色画面转换为电视信号。
彩色画面的颜色是由红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三种基本色组合而成的。
彩色电视机的制式与色度解码器
contents•彩色电视基础知识•彩色电视制式目录•色度解码器工作原理•色度解码器的应用与优化•彩色电视制式与色度解码器的关系通过将这三种颜色以不同的比例混合，可以产生各种不同的颜色。
彩色电视机的任务是将图像分解为红、绿、蓝三个基色，然后分别传输，最后在接收端重新混合。
彩色电视的原理基于三基色原理，即人眼可以感知的颜色是由红、绿、蓝三种基本颜色组成的。
彩色电视的制式是指规定图像的编码方式、信号传输方式、同步方式、抗干扰方式等一整套技术规范。
目前世界上主要的彩色电视制式有NTSC、PAL、SECAM等。
NTSC（National TelevisionSystem Committee）制式主要用于美国、日本等国家，采用奇数场优先同步方式；PAL（PhaseAlternating Line）制式主要用于中国、德国等国家，采用偶数场优先同步方式；SECAM（Sequential Color withMemory）制式主要用于法国、前苏联等国家。
彩色电视信号传输包括图像信号和同步信号两部分。
图像信号包括亮度信号和色度信号，其中亮度信号是黑白电视信号，色度信号是彩色电视信号。
同步信号是用于保证图像和声音的同步传输，包括行同步、场同步和色同步等。
彩色电视的信号传NTSC制式PAL制式帧率：每秒25帧。
分辨率：625线。
信号格式：采用并行的亮度信号和色度信号进行传输。
扫描方式：隔行扫描。
应用地区：欧洲、中国等国家。
应用地区：法国、俄罗斯等国家。
分辨率：625线。
扫描方式：逐行扫描。
帧率：每秒25帧。
SECAM制式ATSC制式010*******解码彩色电视信号还原彩色图像抑制噪声和失真030201色度解码器的功能01020304信号接收信号分离解码输出灵敏度线性失真提高图像质量色度解码器可以兼容不同的彩色电视制式，如NTSC、PAL和SECAM 等，使得不同制式的电视节目都可以被正确解码和显示。
兼容不同制式支持高清显示色度解码器在电视接收中的应用色度解码器的优化方案采用先进的解码算法集成视频处理功能可编程逻辑器件的应用智能化发展绿色环保适应超高清显示时代色度解码器的未来发展趋势不同制式对色度解码器的要求有所不同。
电视机编码和解码
一、螺码的基本原理彩色电视机常用。
标准”PAL解码方式，又称PA儿—D解码方式，主要特点是采用超声延时线(延时一行)组成的杭状滤波器，可将相邻两f记度信号进行平均并分离出V、r信号[c／、r是巴平衡调幅经压缩的(B—y)与(万一门信号3。
解码电路方框图见固1—34，各部分电路的作用加11讨论如下：l．色度带通放大器色度带通放大器的作用是特色度信号从全电视信号中取出并进行放大，色皮带通的通领带宽度一般为2MHz左右，即4．43土lMH3范围。
这实际上已将亮度信号12要能量滤除，选出的色度信号及色同步信号成分。
2．彩色副藏缺修复电路因为发射涌的色度信号采用载额抑制调幅方式，所以在接收机中的同步解调电路必须再加入与发射端同颊同相的彩色副载波才能完成解调任务，恢复的方法是将行消隐期间传送的色同步信号(10个副载波周期)取出，去同步本机副载波振荡器。
从方框图中可看出，色同步选通电路作用是从色度信号中分离出色同步信号。
色同步选通电路实际上是一个门开关，它利用行同步脉冲延时来开关门，恰好在色同步信号出现期间打开选通电路，使输19只有色同步信号。
然后色同步信号与4．43MH2本机副载波振荡器信号同时送入鉴相器，进行相位比较。
如不同步，鉴柏器则输出误差电压，经低通滤波器去控制副裁波振荡器，使其与色同步信号完全同步o3．核状踞波器从名称上可知校状演技器能象校子一样来筛选信号。
因为已调制的色差信号c／＝o．硼4D—y)及lr＝o．877(R—y)，频谱上是交锗分布的，可利用梳状滤波器将EJ、r信号完全分离开。
另外梳状滤波器还将柏邻两行色度信号进行平均，这有利于补偿在发射机至接收机整个俏号通路中不完善所引起的相位误差。
也就是说，即使在传输过程中有—‘定程度相位误差(或微分相位误差)，由于梳状滤波器的电平均，不会引起显著图象的色调(彩色偏朗失真，而技校状油波器所补偿。
这是PAL制彩色电视制式主要特点。
杭状滤波器是由延时一行时间超声延时线与加法器、减法器组成。
彩色解码原理
彩色解码原理色解码电路是彩色电视机的一重要组成部分,为此在这里我们就彩色全电视信号的产生和色解码电路的基本原理加以阐述.一，色信号的产生描述日常生活中的一幅图象,可由两个物理参数来描述:a、是代表图象的轮廓,细节及其明暗变化的物理参数.b、是代表图象色彩及其鲜明度变化的物理参数.前者称亮度参数(即亮度信号)后者称色度参数(色度信号).在彩色电视机中,图象的色彩是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色通过不同比例来表示的,并且色度信号和亮度信号有如下关系:Y=30%R+59%G+11%B,据此要传送一个完整图象信息,我们只要传送R-Y,B-Y及Y三个图象信息分量就足够了,在接收端可通过一个解码电路就能将三基色准确还原,我们称R-Y,B-Y为色度信号.1，色度信号的调制:在电视信号的发送端是将两个色差信号调制在一个4.43或(3.58)MHZ的副载波上形成色度信号,调制方式是采用正交平衡调幅调制方式.平行调幅方式能将无用的载频成分抑制掉,这有利于提高信号的信噪比,减小副载波对亮度信号的干扰,正交调幅是将两个色差信号R-Y和B-Y分别调制在频率相同,相位相差90度的两个色副载波上再合成输出(如图1),这样在接收机中,可根据相位不同, 从合成的已调副载波信号中,根据副载波相位的不同分别取出两个色度信号,所以正交调幅可在一个副载波上互不干扰地传送两个色差信号,而且在接收机中又易于将它们分开,所以色度信号是一个既调幅又调相的波形,它的幅度变化反映了色饱和度,相角β的变化反映了色调的变化.将色度信号C和亮度信号Y以及同步、消隐等信号混合就形成了彩色全电视信号.2、PAL色度信号:上面说过色度信号中的相位是反映了图象的色调,实际上在信号的传输过程中,传输系统的相位失真总是不可避免的,为了克服正交平行调幅对相位失真的敏感性,采用了逐行倒相的措施.这样就可以使相位失真和干扰相互抵消.PAL是逐行倒相的缩写,PAL制就是在正交平衡调幅制的基础上加一个逐行倒相的措施.所谓逐行倒相就是将色度信号中的R-Y分量的副载波进行逐行倒相,那么PAL色度信号表达式是:C=(B-Y)SINωt±(R-Y)COSωt,式中SINωt和COSωt是色副载波,由于B-Y的副载波和R-Y的副载波相位相差90度(正交)所以R-Y的副载波用COSωt表示,式中的±表示:第N行取正,N+1行取负(逐行倒相).3、逐行倒相的办法:在将色度进行调制的过程中,我们用一个频率为行频一半的方波来控制一个倒相开关对色度信号中的R-Y分量的载波进行逐行倒相处理,我们称这个开关为PAL开关.半行频方波就是开关控制信号.为了在接收端能产生与发送端相位同步的副载波,在发送端还会产生一个很重要的信号就是色同步信号,其实色同步信号是一段色副载波信号,其相位是按半行频周期作180°变化(受PAL开关控制),我们称已调B-Y信号(B-Y*SINωt)为U信号,已调R-Y信号(R-Y*COSωt)为V信号.在这里我们顺便提一提NTSC色度信号的处理和PAL的过程是一模一样的,只不过NTSC信号少了逐行倒相这一环.二，色信号的解码PAL-D解码器:PAL-D型色解码电路它又称为延时线型PAL制色解码电路,图2是它的方框图,彩色电视机的色解码实际上是一个逆编码过程,现在我们按图2走一圈看一看PAL色解码器是怎样完成色解码任务的.先将彩色全电视机信号送入亮色分离电路,将色度信号C和亮度信号Y分离出来.亮度信号通过一个亮度延时线最后再送到矩阵电路,延时线的作用是为了使亮度信号和色度信号在时间上取得一致,因为色度信号在通过色通导处理后必然会引起附加延时.色度信号经过两路,一路是通过一个“色同步消隐”电路将色同步信号去掉后加到延时解调器中分离出两个已调色差信号V和U,然后双双送到各自的“同步解调器””中(同步解调器的原理与视频检波一文所说到的同步检波电路一样)解调出B-Y和R-Y信号,然后再送到矩阵电路中,另一路经过一个“色同步选通”电路将色同步信号取出来, 送到“鉴相器”中和色副载波产生送来的信号进行鉴相比较,取出误差电压加至色副载波发生器从而保证副载波和发送端同步,另外,利用同步信号的摇摆性(相位按半行频周期作180°变化)在鉴相器中产生一个半行频识别信号加到PAL开关对送入PAL开关的副载波相位进行翻转(相对于收送端而言).再送到R-Y同步解调器,解调出R-Y 信号,另外色副载发生器输出另一路到B-Y同步解调器解调出B-Y信号.最后Y信号,B-Y信号,R-Y信号均送入矩阵电路进行一系列的加减运算使之解调出三基色信号.矩阵电路作如下运算:R-Y-Y=R B-Y-Y=B -0.51(R-Y)-0.19(B-Y)+Y=G。
电视机编码解码器
基于D7698彩色电视机解码器设计摘要电视机是利用的视觉残留一帧帧渐变的静止图像，形成视觉上的活动图像。
电视系统的发送端把景物的各个微细部分按亮度和色度转换为电信号后，顺序传送,同时传送声音同步信号，使人能够有视觉和听觉上的享受。
本次设计中，主要对彩色电视机的编码器与解码器进行设计以及简要阐述梳状滤波器组成和工作原理。
本文将概述彩色全电视整机的组成和工作原理以及彩色电视机编码器与解码器的组成及信号流程。
关键字：整机原理，编码器，解码器, 梳状滤波器,同步检波目录1 彩色全电视整机的组成和工作原理 (1)1.1彩色电视机的基本框图 (1)1.2电视机各基本成部分 (1)1.3彩色电视机的工作原理 (2)2 D7698解码器的组成和信号流程 (4)2.1 D7698扫描和彩色解码电路 (4)2.2D7698的解码过程及框图 (5)2.2.1 亮度通道 (6)2.2.2色度通道 (7)2.2.3波恢复电路 (7)2.2.4 解码矩阵电路 (7)2.3PAL识别与倒相电路 (8)3梳状滤波器组成和工作原理 (9)4同步检波电路 (10)总结 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1 彩色全电视整机的组成和工作原理1.1彩色电视机的基本框图图1.1彩色电视机的基本框图彩色电视机采用超外差内载波式接收技术。
超外差是指天线接收到的射频电视信号，经高频放大后与本机产生的本振信号进行混频，得到固定的中频信号。
内载波式是指利用图像中频信号和伴音中频信号在通过检波级时，由于差拍产生第二伴音中频信号的内差方式。
彩色电视机基本组成包括公共通道、伴音通道、亮度通道、色度解码系统、显像系统、扫描系统、电源系统、控制系统等几大部分1.2电视机各基本成部分公共通道：包括高频调谐器、图像中放电路、同步检波器等电路，作用是对射频电视信号进行选频、放大、变频、检波等处理得到视频全电视信号和伴音第二中频信号。
伴音通道：主要由伴音中放电路、鉴频电路、输出电路、扬声器等组成，作用是将伴音第二中频信号进行放大、鉴频、功率放大后，形成音频信号推动扬声器重现声音信息。
彩色电视编码与解码原理
案例二：4K超高清电视的编码与解码技术
高分辨率显示
4K超高清电视的编码与解码技术主要针对高分辨率视频信号。为了在有限的带宽内传输和存储高分 辨率内容，需要采用高效的编码策略，如多视角预测、自适应量化、环路滤波等技术。这些技术有助 于保持图像质量的同时实现更高的压缩比。
案例三：8K超高清电视的编码与解码技术
解决方案
采用滤波和去噪技术，对解码 后的图像进行优化处理，提高
图像的清晰度和质量。
05
彩色电视编码与解码 的案例研究
案例一：H.264视频压缩标准的应用
高效压缩技术
H.264，也称为MPEG-4 AVC，是一种广泛使用的视频压缩标准。它通过更高效 的编码算法和更精细的帧预测技术，实现了更高的压缩比和更好的图像质量。 H.264在流媒体、数字电视广播、蓝光光盘等领域都有广泛应用。
网络化
随着互联网和移动互联网的普及，彩色电视编码与解码技术将更加 网络化，能够实现远程传输和远程控制。
04
彩色电视编码与解码 的挑战与解决方案
彩色电视编码的挑战与解决方案
挑战
解决方案
如何在有限的带宽内传输高质量的彩色图 像信号？
采用高效的彩色电视编码标准，如JPEG、 MPEG等，对图像进行压缩编码，减少数据 量，提高传输效率。
彩色电视编码与解码原理
目录
• 彩色电视编码原理 • 彩色电视解码原理 • 彩色电视编码与解码的应用 • 彩色电视编码与解码的挑战与解决方案 • 彩色电视编码与解码的案例研究
01
彩色电视编码原理
彩色电视信号的编码
彩色电视信号的编码是将图像信 号转换为适合传输的信号形式的
过程。
编码过程中，图像信号被分解为 亮度信号和色差信号，然后对亮 度信号和色差信号分别进行编码
数字电视信号传输设施的编码和解码原理
数字电视信号传输设施的编码和解码原理数字电视信号的编码和解码原理是数字电视技术的关键，它们保证了数字电视信号在传输和接收过程中的稳定和准确。
数字电视信号传输设施的编码和解码原理是一种将模拟电视信号转换为数字信号，并将其传输和接收的技术方法。
首先，在数字电视信号传输设施的编码过程中，需要将模拟电视信号转换为数字信号。
这一过程被称为模拟到数字转换（ADC）。
模拟电视信号是连续的信号，而数字信号是离散的信号。
为了实现转换，模拟电视信号首先被抽样，即将连续的信号离散化为一系列离散的采样点。
之后，这些采样点通过量化，即将每个采样点映射到最接近的数字值。
最后，经过编码处理，将离散的数字信号转换成二进制码流。
编码方法有许多种，常见的有PCM编码、DPCM编码和压缩编码等。
这样，模拟电视信号就被转换为能够通过数字电路传输和处理的数字信号。
其次，在数字电视信号传输设施的解码过程中，需要将数字信号转换回模拟电视信号。
这一过程被称为数字到模拟转换（DAC）。
首先，接收到的二进制码流经过解码，将其转换为离散的数字信号。
然后，通过去量化，即将数字信号转换为模拟的离散信号，再经过插值和重构处理，将离散的采样点连接起来，并根据一定的算法进行插值计算，得到连续的模拟电视信号。
最后，通过抽样保持电路，将模拟电视信号重建成模拟的连续信号，以供显示设备进行显示。
数字电视信号传输设施的编码和解码原理的核心是对模拟信号进行采样、量化、编码和解码的过程。
这一过程能够有效地将模拟信号转换为数字信号，并保证其在传输过程中的准确性和稳定性。
数字电视信号的编码和解码技术不仅能够实现信号的高保真传输，还能够实现多路信号的复用、高清晰度信号的传输和多信道音频的同步等功能，从而提升了数字电视信号的传输质量和显示效果。
除了编码和解码原理之外，数字电视信号传输设施还涉及到信道编码和调制解调技术。
信道编码可以通过引入纠错码和交织等技术，提高数字信号在传输过程中的抗干扰能力和纠错能力。
(数字化电视原理与技术)第7章彩色解码与解码电路
处理方式 在电视屏幕上同时显示多个视频画面。 暂停、回放、录制和回看电视节目。 自定义电视画面的背景颜色或背景图像。
彩色解码器的性能测试与评估
1 信噪比
测试解码器对于输入 信号中噪声的抑制能 力。
2 色度误差
评估解码器对于输入 信号中色度变化的准 确性，用于判断图像 的准确还原程度。
3 图像质量
使用主观和客观评估 方法，判断解码器输 出图像的视觉质量。
YUV解码电路及原理
使用亮度（Y）和色度（UV）信号进行解 码，适用于传统模拟彩色电视。
PAL解码电路及原理
使用相位对比编码和色度调制进行彩色信 号解码，适用于欧洲和大部分亚洲地区。
色差信号的放大电路设计
1
色差信号放大器
利用放大器增强色差信号的幅度，以提高彩色图像的清晰度。
2
色差信号放大电路分类
根据不同的电路结构和功能要求，分为普通放大电路和运算放大电路。
2
颜色编码
彩色电视信号中使用不同的编码方式，如RGB、YUV、SECAM和PAL。
3
彩色信号传输
彩色电视信号的传输方式，如色差信号的编码和解码，以及信号的差错修正。
模拟彩色解码的原理
RGB解码电路及原理
使用红、绿、蓝三种基本颜色信号进行解 码，适用于计算机和高清电视。
SECAM解码电路及原理
使用串行方式传输彩色信号，适用于法国 和俄罗斯等部分地区。
彩色视频处理器的模块设计
色差分离模块
将输入的彩色信号分离为 亮度和色度两个部分。
色彩校正模块
对亮度和色度信号进行校 正和调整，以实现准确的 图像还原。
图像增强模块
通过锐化、去噪等技术， 对彩色图像进行增强，提 高视觉效果。
彩色电视编码与解码原理
五、亮度方程 ：
色度学知识
用三基色光配成100%的白光所需三基色的百分比。 Y=0.30R＋0.59G＋0.11B
电压方程形式 ： EY=0.30ER＋0.59EG＋0.11EB
亮度方程式在彩色电视技术中有着很重要的地位，它 是对彩色图像进行三基色分解及对三基色进行编码传 输，解码都必须遵循的一个基本公式。
四、三基色原理和混色法
色度学知识
1、混色效应 ：单色光可以用几种颜色的混合光来等效， 几种颜色的混合光可以用其他几种颜色的混合光束等效，这种 现象称为混色效应。
2、三基色原理 根据人眼彩色视觉的特性及混色效应，可以从可见光中选 取三单色按比例混合，来得到其它单色光。
（1）三基色的选取：R、G、B。 1）人眼对红、绿、蓝比较敏感； 2）红、绿、蓝三基色彼此互为独立； 3）红、绿、蓝三基色混合而成的彩色较为丰富，几乎能
3.3.1 色差信号
色差信号：由矩阵电路将三基色分别与亮度信号相减
得到UB-Y、 UR-Y 、 UG-Y 。 黑白电视信号实际上是图像的亮度信号，其带宽为 6MHz，而彩色电视系统中的三基色信号带宽也是6MHz ，为了与黑白电视兼容，R、G、B三路信号必须经过转 换，必须有一个反映图像亮度的信号。在彩色电视系统 中，为了传送彩色图像选用了一个亮度信号和两个色差 信号。
色度学知识
色度既说明彩色光颜色的类别，又说明了颜色的深浅程度。在彩色电视 系统中，实质上是传输图像像素的亮度和色度信息。
三、人眼彩色视觉特性
1、人眼的视觉特性
视网膜上 光敏细胞
杆状细胞：对亮度敏感，但无色觉。
锥状细胞：对亮度和色度均敏感。有红 敏、绿敏和 蓝敏三种细胞。
色度学知识
2、视力范围与电视机屏幕
彩色电视信号的编码
次扫描完一帧图像的方法称为逐行扫描。 2). 隔行扫描：按照图像的行结构，将一帧图象分 为奇数场与偶数场两场（由所有奇数行组成的一 场叫奇数场，由所有偶数行组成的场叫偶数场），
在传送时先传送奇数场，再传送偶数场，两场镶
嵌在一起，合成一幅完整的图像。
2013-6-2
彩色电视广播黑白电视机能正常接收黑白电视广播彩色电视机也能正常接收彩色电视机原理2019325专业文档3422三大兼容彩色制式的提出1953年由美国提出的ntsc制又叫正交平衡调幅制1962年由西德科学家勃鲁赫提出了pal制又叫逐行倒相正交平衡调幅制1956年由法国人亨利弗朗斯提出了secam制制又叫调频行轮换制或叫顺序同时制彩色电视机原理2019325专业文档3544三大彩色制式的特点1都传送一个亮度信号y和两个色差信号ry与by
彩色电视机原理
主讲：黄胜忠
二零零七年七月
彩色电视机原理
第一章 彩色电视信号的编码
2013-6-2 彩色电视信号的编码 2
彩色电视机原理
第一节 电视传像技术
内容概要：
电视传送图像的方法借助了无线电广播、传真与电影 三大技术：
1. 对图像信号的传输方法借助于无线电广播技术；
2. 如何将光学图像转变为电子图像借助于传真技术；
27
彩色电视机原理
7、彩色图像的合成
2013-6-2
彩色电视信号的编码
28
彩色电视机原理
二、广播电视制式
1、黑白电视制式
黑白电视开播以来，各国都在发展自己的电视系统， 以至于形成了14种黑白电视制式。
1966年，国际无线电咨询委员会（CCIR）奥斯陆大 会上企图统一制式，但是没有成功。 在彩色电视开播后，淘汰了4种制式，（被淘汰的四 种制式为A、C、E、F） 目前还有10种黑白制式在 广播， 他们是M、N、B/G、H、I、D/K、K1、L 。
彩色电视机的编码组成
2.3 彩色电视信号的编码为了实现兼容制的要求，彩色电视系统既要传送色度信号，也要传送亮度信号，而占有得带宽又不能超过黑白电视所规定得带宽，这就需要对这几种信号进行特殊的组合处理，这个过程成为编码。
要了解编码过程，得先了解亮度信号的频谱。
2.3.1 频谱间置原理1.频谱间置原理亮度信号的频宽为6HMz，但它并没有布满而是留有许多空隙。
既然亮度信号的主谱线之间存在有大量间隙就可以把色信号插到其间来传播。
由于同一幅图像信号和色度信号的频谱结构是完全相同的，为避免彼此的窜扰，必须将亮度信号与色度信号错开。
调幅是最普遍采用的移频技术，因为调频是采用的载波f c比调制信号F高得多，调幅波的频率为f c=±F,也就比调制信号频率F高得多。
既是频率，就要选择一个载波。
为了避免与高频发射时的载波混淆，这个载波称为为色副载波f sc，色副载波要求选在1/2行频处，选在低端，侧副载波形成的亮点干扰明显，选在高端，283f H符合与284f H之间，即283.5f H。
由此可得出副载波的频率为f sc=283.5×15625Hz≈4.43MHz色度信号队进行调幅，形成的调幅波主频谱为f s＋f H与f s－f H，其高次谐波为f sc±2f H，f sc+3 f H等，把亮度信号和色度信号相加，色度信号刚好钳制与亮度信号的空隙中，这就是频谱简直原理。
色度信号的载波选在4.43MHz比视频频带6MHz低上1.57MHz会不会使色度信号的频带过窄呢？人眼对色度信号的分辨力远低于黑白的其带宽一般取1.3MHz，这样色度信号的上限频率为（4.43MHz+1.3MHz）=5.73MHz。
调制后的色度信号带宽为±1.3MHz。
2.3.1正交平衡调幅制（NTSC）1.平衡调幅色度信号是怎样调知道色副载波上呢？它是采用了从调幅制演变出来的调制方式——平衡条幅制。
在调制信号的中，载波占去功率的60%—70%，而代表有用信号的上、下边频只占去调制功率很小的一部分。
彩色解码的原理
第六章 PAL 制彩色解码器的组成及原理
本章要点：
• 熟悉亮度通道及彩色解码器的作用。
• 熟悉彩色解码电路的组成与工作过程。 • 掌握彩色解码器的基本工作原理 • 掌握典型彩色解码电路的基本工作原理。 • 掌握彩色解码电路的故障分析。
第六章 PAL制彩色解码器
第一节
彩色解码器的原理
作用：用来控制显管像束电流，使之不超过某一限 定值。 当图像背景亮度太大时，显像管就会因束电流过大而太亮， 这样不仅使显像管荧光粉过早老化，而且可能引起高压电路过 载，造成高压输出不稳定，甚至损坏电路元器件等。所以，在 彩色电视机中一般都要设置自动亮度控制（ABL）电路。
如图所示是一种典型的ABL电路。工作原理如下：
自动亮度限制电路 .
第六章 PAL制彩色解码器
2.色度通道 1）色度通道的作用:色度通道的功能是从FBYS信号中分离 出FB信号，再从中分离出色差信号ER-Y和EB-Y。 2）色度通道的组成如下图:
FV FBYS 带 通 放大器 ACC FB 色 同 步分离 F 彩色 控制 ACK 延时解 调 器 V 同 步检波 ±90o FU U 同 步检波 0o U U放大器 EB-Y V放大器 ER-Y
第六章 PAL制彩色解码器
色同步分离原理:
FFBB源自演 示自动消色（ACK）电路：当接收黑白电视信号时，自
动消色电路切断色度通道；而当接收彩色电视信号时，自 动消色电路将色度通道接通。
第六章 PAL制彩色解码器
③延时解调电路:又称梳状滤波器
作用：分离F信号中FU和FV分量。 组成：
+
F=FU±jFV ±2FV
失，只会使图像的背景亮度稍有变化。对于彩色电视而言直流 分量的丢失，会产生灰度失真和彩色失真，彩色电视机中一般 采用对消隐电平箝位的方法来实现直流分量的恢复。所以直流 分量恢复电路又称箝位电路，改变箝位电平的高低，还可以达
[理学]3彩色信号编码与解码
![[理学]3彩色信号编码与解码](https://img.taocdn.com/s3/m/e76eb3db910ef12d2bf9e717.png)
为了用有限的频带传送彩色信号，必须制定某种标准 和规则对彩色信号进行编码和解码。 NTSC制 NTSC（National Television System Committee）是 1953年美国提出，并于1954年首次试播彩色电视节目。目 前主要有美国、日本、加拿大、墨西哥、菲律宾等国家使 用。NTSC制对色差信号的处理采用了正交平衡调幅。
1、亮度信号：代表了景物的亮度信息。
方程： EY=0.30ER＋0.59EG＋0.11EB
产生方法：用矩阵电路实现。
2.
色差信号：
①概念：从三基色信号中减去亮度信息得到色差信号。 ②色差信号的种类：
红色差信号： ER-Y=ER-EY=ER-(0.30ER＋0.59EG＋0.11EB)=0.70ER-0.59EG-0.11EB 绿色差信号： EG-Y=EG-EY =EG-(0.30ER＋0.59EG＋0.11EB）=-0.30ER＋0.41EG-0.11EB 蓝色差信号： EB-Y=EB-EY = EB-(0.30ER＋0.59EG＋0.11EB)=-0.30ER-0.59EG＋0.89EB
适应人眼的视角范围，屏幕宽高比一般为4:3
（高清大屏幕一般用16:9以增加“临场感”）
对同一波长的光，当光的辐射功率不同时，给人的亮度 感觉是不同的；辐射功率相同但波长不同，给人的亮度感觉 也是不同的。
100
（%） 0
相80 对 60 视 敏40 度20
400 500 600 700
555nm
同等能量的光源,人眼对λ=555nm的黄绿色光的亮度感觉最强
V V平衡调幅 90O移相 SinωSCt U USinωSCt VcosωSCt
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色度学知识
两种混色光相加结果： Ex1:黄色＋青色=红色＋绿色＋绿色＋蓝色=浅绿色
Ex2:紫色＋黄色=红色＋蓝色＋红色＋绿色=浅红色
1)空间相加混色法：将三基色光分别投射到同一表面的 三个相邻且足够近的光点上，当人眼离它们有一定的距离时， 人眼就会产生三种基色光混合后彩色感觉。 2)时间相加混色法：这种方法利用人眼的视觉惰性， 顺序地让三种基色先后出现在同一表面的同一点处，当三 种基色光交替出现的速度很快时，人眼感觉到的这三种基 色光的混合后的彩色。
3x103
3x10-2
3x10-7
3x10-12
3x10-17
红 780 630
橙 黄 600 580
绿 青 510 450 430
蓝 紫 380
nm
色度学知识
（2）波长在380nm~780nm之间。 （3）波长由长到短分别引起人眼红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色 感。即可见光包括七种颜色的光。 （4） 白色光（如：太阳光）是一种复合光，可以分解为红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫七种光。
色度学知识
（2）三基色原理的内容： 1）三基色按一定比例混合，可以得到自然界中绝大多数 颜色；反之，自然界中绝大多数颜色，都可以分解为三基色。 2）三基色必须是相互独立。 3）混合色的色调和饱和度由三基色的混合比例决定。 4）混合色亮度等于三基色亮度之和。 3、混色法：利用三基色按不同比例来获得彩色的方法。 （1）种类：相加混色法和相减单混色法。 （2）相加混色法：以三圆法来说明。
色度学知识
五、亮度方程 ：
用三基色光配成100%的白光所需三基色的百分比。
Y=0.30R＋0.59G＋0.11B
电压方程形式 ： EY=0.30ER＋0.59EG＋0.11EB 亮度方程式在彩色电视技术中有着很重要的地位，它 是对彩色图像进行三基色分解及对三基色进行编码传 输，解码都必须遵循的一个基本公式。
色度学知识
彩色图像的传输
彩色电视信号的编码与解码 人眼的视觉特性 三基色原理 亮度方程
3.1 色度学知识
一、光和彩色
1、可见光：光是一种以电磁波存在的物质。能引起人眼 视觉反应的光称为可见光。 2、可见光性质： （1）在整个电磁波波谱上只占极小的一段，位于红外线 与紫外线之间。
名称 频率/Hz 波长/m 无线电波 105 红外线 1010 紫外线 1015 X射线 1020 宇宙射线 1025
色度学知识
四、三基色原理和混色法
1、混色效应 ：单色光可以用几种颜色的混合光来等效， 几种颜色的混合光可以用其他几种颜色的混合光束等效，这种 现象称为混色效应。
2、三基色原理 根据人眼彩色视觉的特性及混色效应，可以从可见光中选 取三单色按比例混合，来得到其它单色光。 （1）三基色的选取：R、G、B。 1）人眼对红、绿、蓝比较敏感； 2）红、绿、蓝三基色彼此互为独立； 3）红、绿、蓝三基色混合而成的彩色较为丰富，几乎能 重现自然界中的各种彩色。
项目十一：彩色电视编码与解码原 理
授课老师：
彩色电视编码与解码原理
一、教学目的 ①了解三基色原理及混色原理。 ②知道黑白、彩色电视兼容性原理。 ③理解NTSC制彩色电视信号的编码与解码原理。 ④理解PAL制彩色电视信号的编码与解码原理。 二、预备知识提示 知识点内容光学光的特性、光的颜色调制与解调调幅、平衡调幅、调制信 号、载波三角函数运算移相、倒相，乘法器、加法器 三、教学节奏与方式 节拍项目教学内容与教学方式参考学时1色度学重点讲授（1）光与色（2） 彩色的三要素（3）三基色原理（4）亮度方程1 边学边议三基色与混色、 单色与复色0．52彩色图像的传送重点讲授（1）彩色图像的分解（2）彩 色图像的重现1．5 边学边议像素0．53彩色信号编码与解码重点讲授（1） 黑白、彩色电视兼容（2）色度信号编码原理（3）色度信号解码原理1．5 边学边议NTSC制与PAL制的调制与解调0．5
3、物体的颜色
（1）发光物体的颜色：其颜色由该发光体所产生的光谱分布来决定。
由照射光源决定； （2）非发光物体的颜色： 由物体的性质决定； 由人眼的视觉特性决定。
色度学知识
（3）标准白光源
物体的颜色会照射光源变化而变化，要确定物体的颜色，必须确定照射光源。 A光源、B光源、C光源、D光源。（实际存在的）
E光源（假想的等能量白光源）。
二、彩色的三要素 亮暗如何（即亮度） 颜色种类（即色调） 颜色深浅（即色饱和度） 色调和饱和度合称为色度（F）
数码照像机的白平衡调整
色度学知识
色度既说明彩色光颜色的类别，又说明了颜色的深浅程度。在彩色电视
系统中，实质上是传输图像像素的亮度和色度信息。
三、人眼彩色视觉特性 1、人眼的视觉特性 杆状细胞：对亮度敏感，但无色觉。 视网膜上 光敏细胞 锥状细胞： 对亮度和色度均敏感。有红 敏、绿敏和 蓝敏三种细胞。
色度学知识
红 黄 绿
白
红色＋绿色 = 黄色
紫 蓝
绿色＋蓝色 = 青色 蓝色＋红色 = 紫色 红色＋绿色＋蓝色 = 白色
青
红色 ＋ 青色=白色
绿色 ＋ 紫色=白色
蓝色 ＋ 黄色=白色
两两互为补色
演 示
彩色电视机只需要将要传送的颜色分解为三基色 (红、绿、蓝)， 然后再分别以对应的一种电信号进行传送就可以了。为了与黑白 电视系统兼容，实际传送的是亮度和色差（表示色度）信号。
色度学知识
2、视力范围与电视机屏幕
水平方向的夹角20° 人眼视觉最 清楚的范围 垂直方向的夹角15°
屏幕宽高比为4:3或5:4 （高清大屏幕一般用16:9）
3、清晰度与图像的扫描行数 电视图像的清晰度与电视系统传送图像细节的能力有关，
该能力称为电视系统的分解力。通常用扫描行数来表征电视系 统的分解力 。 （1）水平分解力：沿垂直方向的像素点数。 （2）垂直分解力：沿水平方向的像素点数。
色度学知识
4、亮度特性
对同一波长的光，当光的辐射功率不同时，则给人的亮 度感觉也不同；辐射功率相同而波长不同，则给人的亮度感 觉也是不同的。
100
20 （%） 0 400
相 对 视 敏 度
80 60 40
5006007源自0555nm 视觉灵敏度：同等能量的光源 ,人眼对 λ=555nm的黄绿色光的亮度感觉最强。