第3章模拟彩色电视制式

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量与基色矢量等模反向。 ➢ 对三基色和三补色而言,当饱和度变化时色度矢量
的幅度相应变化而相角不变。 ➢ 对于其他彩色,当γ=1时,色度矢量的相角不随饱
和度变化。否则不成立。 ➢ 色度矢量的幅度同时决定于彩色信号的幅度和饱和
度。 ➢ 饱和度相同的彩色信号色度矢量的幅度不一定相同,
色度矢量幅度相同的彩色信号饱和度不一定相同。
对蓝品之间颜色的分辨力最弱 • 在色度图中:
以I轴表示人眼最敏感的色轴 Q轴表示最不敏感的色轴
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Q、I与U、V关系
Q、I正交轴与U、V正交轴有33°夹角的关系, 任一色度既可由U、V表示,也可由Q、I表示。 Q、I正交轴与U、V正交轴关系:
Q
cos33° sin33° U
=
I
V
I -sin33° cos33° V
33° Q
U cos33° -sin33° Q
= V sin33° cos33° I
33°
U
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Y、Q、I与R、G、B关系
由亮度方程:
Y=0.299R+0.587G+0.114B 以及U、V信号与Q、I信号的关系,可以得到: Q = 0.211R-0.523G + 0.312B I = 0.596R-0.275G-0.322B
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3.2.4 Q、I色差信号
• 兼容制彩色电视系统———亮度、色差信号在同一频带传输。 • 如色度信号以双边带传送,对于带宽为4.2MHz的制式来说,
采用频谱交错,亮度、色差信号频带将重叠过宽,相互干扰 将很严重。如色度信号以不对称边带传送,将在检波解调时 引起串色。 • 解决——不传U、V信号,传送Q、I信号 • 人眼视觉特性———对红黄之间颜色的分辨力最强
能使色度和亮度信号的主要能量分别位于视频的高、 低两端,从而减轻两者的相互干扰。
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3、色度信号上边带(约0.5MHz)的边 界值不能超过视频信号的带宽 (4.2MHz),故副载频应低于3.7MHz
4、考虑到可能出现伴音载波和副载波 的差拍干扰,所以还要求两者的差频也等 于半行频的奇数倍;另外,副载波应和行 频保持最简单的分频关系,从而有利于同 步机电路的实现。
色度信号: CF (t) =(R-Y)cosωsct +(B-Y)sinωsct 用2cosωSCt相乘,解出(R-Y)分量:
低通滤波 : 滤去二倍频副载波信号,得到(R-Y)信号。 同理,用sinωSC t去乘 CF (t) ,再经低通滤波后,可得到(B-Y) 信号
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• 色同步信号
滤除一般调幅波中的载波成份:
uBM (t)=u(t) cosωt •平衡调幅波是调制信号与单位幅度载波的乘积 •可用乘法器实现平衡调幅
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一般调幅波与平衡调幅波频谱波形图(设u(t)=UmcosΩt)
取样点
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• 平衡调幅波的特点
①去掉载频,只发送边频
②调制信号为零,即u(t)=0时,平衡调幅波uBM(t ) =0 ③调制信号u(t)为正时,平衡调幅波uBM (t)与原载波同相; 调制信号u(t)为负时,平衡调幅波uBM (t)与原载波反相
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3.2.6 NTSC制编码、解码方框图
NTSC编码方框图
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NTSC解码方框图
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3.2.7 NTSC制的主要性能
• (1)色度信号简单
色度信号的组成方式最为简单,解码电路也最简单, 易集成化。对电视信号进行各种处理有利。
• (2)不存在行顺序效应
NTSC色度信号每行都以同一方式传送,不存在 对图像质量有损害的行顺序效应。
行顺序效应:由于对传输的色度信号作逐行不同的处理而引 起的,PAL和SECAM制都有这种情况。
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• (3)容易实现亮、色度信号的分离
亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开, 兼容性能好,亮度串色影响也较小。同时, 容易实现亮度信号和色度信号的分离,为制 造高质量接收机、制式转换和电视信号数字 化提供便利条件。
Q:±0.5MHz
I:+0.5,-1.5MHz
Q分量以窄带双 边带方式传送,I 分量以较宽的不 对称边带方式传 送。
采用Q、I的色度信号:
ec(t) = Q(t) sin(ωsct+33°) + I(t)cos(ωsct+33°)
窄带双边带
宽带不对称边带
色同步信号不变
eb(t) = K(t) sin(ωsct+180°)
伴音载频为4.4999995MHz,非常接近4.5MHz。 场频改为
第3章模拟彩色电视制式返回小结
NTSC制的主要参数 NTSC-M(美国制式) 场频fV=59.94 Hz(60Hz) 行频fH=525×1/2 fV=15.734kHz 扫描行数Z:每帧525行 图像信号标称带宽为4.2MHz 伴音与图像载频之差为4.5MHz 彩色副载波频率fSC=3.57954506MHz
对于100-0-100-0彩条信号,黑白电平的变化范围在0到1之 间。黄条和青条的最大值分别超过白色电平78%和46%; 红条和蓝条的最小值又分别低于黑条电平40%和78%。
影响:(对于负极性信号)
➢蓝条和红条:超过了同步头电平(同步头对应的幅度为 - 0.43V) ——破坏同步,使重现图像不稳
➢黄条和青条:低于白色电平 ——发射机产生过调制;使重现图像严重失真,伴音中断。
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100-0-100-0彩条 的Y+C波形 色度压缩前(a) 色度压缩后(b)
彩色全电视信号: CVBS
复合 视频 消隐 同步
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基色与补色的色度信号矢量图:
0.63
返回3.3.2
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矢量图要点: ➢ 对于100-0-75-0彩条,黄、青条的最大值为1.0。 ➢ 红色和蓝色并非与红色差和蓝色差轴重合,补色矢
彩条 白 黄 青 绿 品 红 蓝 黑
Y 1.000 0.886 0.701 0.587 0.413 0.299 0.114 0.000
R-Y 0
0.11 -0.70 -0.59 0.59 0.70 -0.11
0
B-Y 0
-0.89 0.30 -0.59 0.59 -0.30 0.89
0
C 0 0.90 0.76 0.83 0.83 0.76 0.90 0
• 色度矢量
色度信号矢量:
CF =C sin(ωsct +θ) 色度矢量模:
CF R-Y
C
θ
B-Y 代表副载波的瞬时振幅,由色差信号的幅度决定。 色度矢量的相角:
0~360度取值,由R-Y和B-Y的符号决 定象限。
代表副载波的初相位,由色差信号的比例决定。返回
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• 同步检波
解调平衡调幅波采用同步检波技术。 方法:用与副载波同频同相的本振载波乘色度信号信号。
色度信号解调 —— 需要同步(同频同相)的色副载波 色同步信号:用位于行同步后肩的、脉宽为9±1个副 载波周期的 K脉冲(旗脉冲)截取相位为180°的副 载波:
eb(t) = K(t) Sin(ωsct+180°)
正极性电视信号的色同步信号
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色同步信号前沿滞后行同步脉冲前沿5.6μs。 色同步信号的幅度与行同步脉冲幅度相等。
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3.2.5 副载频选择
• 副载频选择原则
1、频谱交错原理: 为使亮度和色度信号的频谱间距最大,有利于频谱交 错,副载频采用半行频偏置 ——半行频的奇数倍。 n为整数
2、为了减轻副载波对亮度的干扰,应尽量使副载频选在 视频信号的高端。
副载频越高,其干扰亮度的光点越细,愈不易被人眼 察觉;
(接收机中,第二伴音中频是靠图像中频和伴音中频差拍产生 的,过调制将使图像中频载波有时为0)
解决:
压缩C,Y保持不变。
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• 压缩方法
要求Y+C的信号最大最小电平分别不超过白电平和黑电平的 33%,在-0.33~1.33V范围内。 选择非互补的两个彩条,按压缩系数k1、k2来压缩色差信号 (B-Y)、(R-Y),即:
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陷波器实现亮色分离
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采用梳状滤波器实现亮色分离
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• 梳状滤波器电路构成
y(t)+ec(t)
yd(t)=y(t) ed(t)=ec(t-TH)=-ec(t) [y(t)+ec(t)]+[y(t)-ec(t)]=2y(t) [y(t)+ec(t)]-[y(t)-ec(t)]=2ec(t)
品 0.413 0.289 0.515 0.591 61° 1.00 -0.18
红 0.299 -0.147 0.615 0.632 103° 0.93 -0.33
蓝 0.114 0.437 -0.1 0.448 347° 0.56 -0.33
黑 0.000 0.00 0.00 0.00

0.00 0.00
Y
0.299 0.587 0.114 R
Q = 0.211 -0 .523 0.312 G
I
0.596 -0.275 -0.322 B
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100-0-100-0彩条信号 形成的Q、I 信号波形
Q
I
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Q、I信号带宽
根据人眼的视觉特性,Q、I信号的理论带宽分别为:
θ
Y+ C Y- C

1.00 1.00
173° 1.78 -0.01
293° 1.46 -0.06
225° 1.42 -0.24
45° 1.24 -0.42
113° 1.06 -0.46
353° 1.01 -0.78

0.00 0.00
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未压缩色度信号波形图
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•正交平衡调幅:
将两个调制信号分别对频率相等、相位相差90°的两个正交载波 进行平衡调幅,然后再将这两个调幅信号进行相加(频带宽度没 有增加),这一调制方式称正交平衡调幅。
•色度信号的形成:
色差信号(R-Y)、(B-Y)分别对两个频率相同、相位相差90° 的副载波平衡调幅
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红色度分量: (R-Y)cosωsc t 蓝色度分量: (B-Y)cos(ωsc t - 90°)=(B-Y)sinωsc t 色度信号:
彩条
Y
U
V
C
θ Y+C Y-C
白 1.000 0.00 0.00 0.00

1.00 1.00
黄 0.886 -0.437 0.1 0.448 167° 1.33 0.44
青 0.701 0.147 -0.615 0.632 283° 1.33 0.07
绿 0.587 -0.289 -0.515 0.591 241° 1.18 0.00
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• 副载频的选择
对于525行、60场的黑白电视M制,行频为15750Hz,
半行频为7875Hz,伴音载频4.5MHz。取 2n+1=455,则
伴音载频(455+117)*7875=4.5045MHz,不利 于4.5MHz伴音鉴相。 NTSC制行频改为15734.264Hz,此时
CF (t) =(R-Y)cosωsct +(B-Y)sinωsct 优点: •节省带宽:只用一个副载波实现对两个色差信号的传输,在 解调端采用同步解调分离出红色差与蓝色差分量。 •减少色度信号对亮度信号的干扰:去除了高频振荡的副载波。 •传送黑白图像时色度信号为零,不存在对亮度信号的干扰。
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第3章模拟彩色电视制式
2020/11/26
第3章模拟彩色电视制式
§ 3.2 NTSC制
3.2.1 正交平衡调幅与正交检波
一般调幅波:
调制信号: u(t)
载波信号: 已调制信号:
平衡调幅波:
uc(t)=Uccosωt uAM(t) = [Uc + u(t)]cosωt
=uc (t)+u (t)cosωt
负极性视频图像信号的
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副载波的恢复
接收端用锁相原理恢复连续的副载波信号。
V
压控振荡器
色同步信号eb(t)
鉴相器
色同步信号与压控振荡器同频同相,鉴相器输出零 电压;否则,输出一定的电压控制压控振荡器。
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3.2.2 压缩系数
在彩色全电视信号中,色度信号是叠加在亮度信号上的。
黄色:Y+C不超过1.33 青色:Y+C不超过1.33 黄色: 青色:
得: k1=0.493, k2=0.877
压缩后的色差信号(B-Y) 、 (R-Y)称为U 、 V信号:
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压缩后的色度信号:
色度矢量: C = V + U
模: 相 角:
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3.2.3 波形图和矢量图
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