彩色电视制式 优秀课件
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电视原理
5、标准彩条信号：
由彩条信号发生器产生，模拟彩色摄像机拍摄的光 电转换信号，常用以对彩色电视系统的传输特性进 行测试和调整； 由三基色、三补色、白色、黑色组成，亮度依次递 减顺序排列
以竖条信号为例，图像垂直方向上无变化，图像信
号是以行频重复的周期性信号：
•
C e(t)
nejnHt
n
•
C n 为复振幅，
●由模可得到振幅频谱,以行频为间距的
离散线状频谱，各谱线之间有较大的空 隙；
●其幅角表示相位频谱。
电视原理
图像信号：是垂直和水平方向亮度都变化的图像，是按行 扫描和场扫描所形成的信号(如斜条纹)：
•
C V(t)
mnej(nHmV)t
n,m
•
C m n 为复数振幅,模为以行频为间隔的频谱线 (主谱线)和分布于它们两侧的是以场频为 间隔的频谱线(副谱线)。各频谱成分的频率为
整数倍行频加减整数倍场频。
电视原理
电视原理
2、黑白电视信号的频谱
黑白图像亮度频谱离散而成群，呈梳状，相邻群之 间有信号能量空白区
fF fV
fm ax2N 1f FZ Kk121 1 fVZ2 记住
隔行扫描：N= Kk1(1－β)Z，
fF
1 2
fV
fm ax2N 1 f FZ K k14 1 1 fVZ2
思考题：简答隔行扫描如何使得频带宽度压 缩了一半。
电视原理
★我国的电视标准，K=4:3，fV＝50Hz，α＝ 18％，β＝8％，k1＝0.75 则隔行扫描最高频率为5.6MHz，因此带宽 频率范围0~6MHz（亮度）；
电视原理
（3）用色差信号传输色度信息的优点 ：
☻能与黑白电视很好地兼容，传送黑白图像时，色
差信号为0，R＝G＝B，无色差信号干扰亮度信号；
☻传送彩色图像，能减弱色度信号对亮度信ห้องสมุดไป่ตู้的干
扰改善兼容性(大面积着色，彩色饱和度低，色差较小， 对亮度干扰小)；
☻收端恢复三基色信号简单：将色差信号和亮度信
号同时加在解码端 R-Y＋Y = R B-Y＋Y = B G-Y＋Y = G
令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并与亮度方程相减： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得：
R Y0 .5 9G Y0 .1 1B Y
0 .3 0
0 .3 0
B Y0 .3 0R Y0 .5 9G Y
0 .1 1
0 .1 1
G Y0 .3 0R Y0 .1 1B Y
率较大
电视原理
黑白电视信号频谱特点
☻频谱是以行频及其谐波为中心的一束束离散型谱
线群组成；
☻随行频谐波次数增高，主谱线幅度逐渐减小，副
谱线衰减很快，粗略看上去，频谱以行频为间隔的 一簇簇谱线群 ；
☻无论是静止或是活动图像，各群谱线间存在着很
大的空隙，50～60％频率范围内不分布能量。（余 下的空隙可以传送彩色信息，→→为不扩展带宽情 况下传送彩色电视信号提供了理论依据）
nfH－50 nfH－25
nfH
nfH+25 nfH+50
nfH
(n＋1)fH
(n＋2)fH
(n＋3)fH
f
电视原理
亮度信号的频谱
fH
fH
亮度信号频谱
0 fH
2fH
3fH
283fH
283fH
284fH
285fH 284fH
25Hz 25Hz
频谱空隙
6MHz f
384fH
以行频为间隔的主 谱线两侧排列着以 帧频为间隔的谱线 群频谱高端空隙
电视原理
• 彩色电视选择色差的原因： 1、直接传送三基色信号，每一个基色信号占
用带宽与黑白图像带宽相同，则占用带宽 大； 2、考虑兼容性，亮度与色度分开。
电视原理
(1) 色差信号：
Y =0.30R + 0.59G + 0.11B R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B
3、电视图像信号的频带宽度
2td
孔阑效应
电视原理
3、电视图像信号的频带宽度
频带的下限fmin=0
记住
频带上限频率fmax ：
tdT N H t 1 N T H1 N f HN 1 fF Z
fmax
1
2td
NfFZ
21
电视原理
3、电视图像信号的频带宽度
逐行扫描：N= Kk1(1－β)Z，
★人眼分辨彩色细节的能力要低于对亮度细 节分辨能力，因此，传送人眼不能分辨的 彩色细节会造成带宽的浪费。
电视原理
4、彩色电视信号
(1) 色差信号：
电视传输的信号不是三基色信号，而是为一个 亮度信号和两个色差信号
电视原理
(1) 色差信号：
代表彩色的三个基本参量的传输信号的要求： 1、满足兼容性，必须传送一个与黑白电视相同的亮度信 号，且频带宽度要与黑白电视系统相同； 2、需两个代表色度需信号； 3、当传送黑白电视信号，R=G=B时，色度信号为0； 4、代表色度的两个信号是相互独立； 5、三基色信号与这三个传输信号之间换算简单。
彩色电视制式
3.1兼容制彩色电视制式 3.2 NTSC制彩色电视 3.3 PAL制彩色电视 3.4 SECAM制彩色电视
电视原理
3.1兼容制彩色电视制式
本节将主要介绍兼容制 的必备条件及色度信号 编码传输和色度信号频 带压缩和频谱交错原理
电视原理
3.1兼容制彩色电视制式
兼容制与逆兼容制：
黑白电视接收机能接收彩色电视信号，而能重现质量较 好的黑白图像的特性为兼容制；反之，彩色电视接收机能 接收黑白电视信号，而能重现质量较好的黑白图像的特性 为逆兼容制。
0 .5 9
0 .5 9
可见三个色差信号中只有两个是独立的，任意选取两个色差 信号，都可以得到第三种色差信号。
电视原理
（2）色差信号的选择 ☻任选两个都可以得到第三个色差信号 ☻ Y中基色信号G所占比例最大，则G-Y信号
最弱，抗干扰性能较差；
☻选择R-Y、B-Y为色差信号，G-Y可由R-Y、
B-Y恢复，且系数小于1，矩阵电路简单。
两种电视基本标准须具有相同的特性，才能达到 兼容
电视原理
3.1.1、兼容制的必备条件及色度信号编码传输
1、黑白电视信号特点：
(1)图像信号是携带图像明暗信息的电信号，电平大 小与像素亮度成比例；
(2)图像信号是单极性的，分为正负极性两种，正极 性信号电平越高，图像越亮；负极性反之。
2、黑白电视信号的频谱
5、标准彩条信号：
由彩条信号发生器产生，模拟彩色摄像机拍摄的光 电转换信号，常用以对彩色电视系统的传输特性进 行测试和调整； 由三基色、三补色、白色、黑色组成，亮度依次递 减顺序排列
以竖条信号为例，图像垂直方向上无变化，图像信
号是以行频重复的周期性信号：
•
C e(t)
nejnHt
n
•
C n 为复振幅，
●由模可得到振幅频谱,以行频为间距的
离散线状频谱，各谱线之间有较大的空 隙；
●其幅角表示相位频谱。
电视原理
图像信号：是垂直和水平方向亮度都变化的图像，是按行 扫描和场扫描所形成的信号(如斜条纹)：
•
C V(t)
mnej(nHmV)t
n,m
•
C m n 为复数振幅,模为以行频为间隔的频谱线 (主谱线)和分布于它们两侧的是以场频为 间隔的频谱线(副谱线)。各频谱成分的频率为
整数倍行频加减整数倍场频。
电视原理
电视原理
2、黑白电视信号的频谱
黑白图像亮度频谱离散而成群，呈梳状，相邻群之 间有信号能量空白区
fF fV
fm ax2N 1f FZ Kk121 1 fVZ2 记住
隔行扫描：N= Kk1(1－β)Z，
fF
1 2
fV
fm ax2N 1 f FZ K k14 1 1 fVZ2
思考题：简答隔行扫描如何使得频带宽度压 缩了一半。
电视原理
★我国的电视标准，K=4:3，fV＝50Hz，α＝ 18％，β＝8％，k1＝0.75 则隔行扫描最高频率为5.6MHz，因此带宽 频率范围0~6MHz（亮度）；
电视原理
（3）用色差信号传输色度信息的优点 ：
☻能与黑白电视很好地兼容，传送黑白图像时，色
差信号为0，R＝G＝B，无色差信号干扰亮度信号；
☻传送彩色图像，能减弱色度信号对亮度信ห้องสมุดไป่ตู้的干
扰改善兼容性(大面积着色，彩色饱和度低，色差较小， 对亮度干扰小)；
☻收端恢复三基色信号简单：将色差信号和亮度信
号同时加在解码端 R-Y＋Y = R B-Y＋Y = B G-Y＋Y = G
令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并与亮度方程相减： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得：
R Y0 .5 9G Y0 .1 1B Y
0 .3 0
0 .3 0
B Y0 .3 0R Y0 .5 9G Y
0 .1 1
0 .1 1
G Y0 .3 0R Y0 .1 1B Y
率较大
电视原理
黑白电视信号频谱特点
☻频谱是以行频及其谐波为中心的一束束离散型谱
线群组成；
☻随行频谐波次数增高，主谱线幅度逐渐减小，副
谱线衰减很快，粗略看上去，频谱以行频为间隔的 一簇簇谱线群 ；
☻无论是静止或是活动图像，各群谱线间存在着很
大的空隙，50～60％频率范围内不分布能量。（余 下的空隙可以传送彩色信息，→→为不扩展带宽情 况下传送彩色电视信号提供了理论依据）
nfH－50 nfH－25
nfH
nfH+25 nfH+50
nfH
(n＋1)fH
(n＋2)fH
(n＋3)fH
f
电视原理
亮度信号的频谱
fH
fH
亮度信号频谱
0 fH
2fH
3fH
283fH
283fH
284fH
285fH 284fH
25Hz 25Hz
频谱空隙
6MHz f
384fH
以行频为间隔的主 谱线两侧排列着以 帧频为间隔的谱线 群频谱高端空隙
电视原理
• 彩色电视选择色差的原因： 1、直接传送三基色信号，每一个基色信号占
用带宽与黑白图像带宽相同，则占用带宽 大； 2、考虑兼容性，亮度与色度分开。
电视原理
(1) 色差信号：
Y =0.30R + 0.59G + 0.11B R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B
3、电视图像信号的频带宽度
2td
孔阑效应
电视原理
3、电视图像信号的频带宽度
频带的下限fmin=0
记住
频带上限频率fmax ：
tdT N H t 1 N T H1 N f HN 1 fF Z
fmax
1
2td
NfFZ
21
电视原理
3、电视图像信号的频带宽度
逐行扫描：N= Kk1(1－β)Z，
★人眼分辨彩色细节的能力要低于对亮度细 节分辨能力，因此，传送人眼不能分辨的 彩色细节会造成带宽的浪费。
电视原理
4、彩色电视信号
(1) 色差信号：
电视传输的信号不是三基色信号，而是为一个 亮度信号和两个色差信号
电视原理
(1) 色差信号：
代表彩色的三个基本参量的传输信号的要求： 1、满足兼容性，必须传送一个与黑白电视相同的亮度信 号，且频带宽度要与黑白电视系统相同； 2、需两个代表色度需信号； 3、当传送黑白电视信号，R=G=B时，色度信号为0； 4、代表色度的两个信号是相互独立； 5、三基色信号与这三个传输信号之间换算简单。
彩色电视制式
3.1兼容制彩色电视制式 3.2 NTSC制彩色电视 3.3 PAL制彩色电视 3.4 SECAM制彩色电视
电视原理
3.1兼容制彩色电视制式
本节将主要介绍兼容制 的必备条件及色度信号 编码传输和色度信号频 带压缩和频谱交错原理
电视原理
3.1兼容制彩色电视制式
兼容制与逆兼容制：
黑白电视接收机能接收彩色电视信号，而能重现质量较 好的黑白图像的特性为兼容制；反之，彩色电视接收机能 接收黑白电视信号，而能重现质量较好的黑白图像的特性 为逆兼容制。
0 .5 9
0 .5 9
可见三个色差信号中只有两个是独立的，任意选取两个色差 信号，都可以得到第三种色差信号。
电视原理
（2）色差信号的选择 ☻任选两个都可以得到第三个色差信号 ☻ Y中基色信号G所占比例最大，则G-Y信号
最弱，抗干扰性能较差；
☻选择R-Y、B-Y为色差信号，G-Y可由R-Y、
B-Y恢复，且系数小于1，矩阵电路简单。
两种电视基本标准须具有相同的特性，才能达到 兼容
电视原理
3.1.1、兼容制的必备条件及色度信号编码传输
1、黑白电视信号特点：
(1)图像信号是携带图像明暗信息的电信号，电平大 小与像素亮度成比例；
(2)图像信号是单极性的，分为正负极性两种，正极 性信号电平越高，图像越亮；负极性反之。
2、黑白电视信号的频谱