電視原理第3章彩色電視信號(hào)的傳輸.ppt

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第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,3.1兼容制傳送方式3.2正交平衡調(diào)幅3.3色度信號(hào)及NTSC制編、解碼過(guò)程3.4PAL制及其編、解碼過(guò)程3.5SECAM制及其編、解碼過(guò)程,1,3.1兼容制傳送方式,3.1.1兼容的必備條件要實(shí)現(xiàn)彩色與黑白電視兼容，彩色電視應(yīng)滿(mǎn)足以下基本條件:(1)所傳送的電視信號(hào)中應(yīng)有亮度信號(hào)和色度信號(hào)兩部分。(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本一致，而且應(yīng)該有相同的頻帶寬度、圖像載頻和伴音載頻。,2,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,(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，相同的輔助信號(hào)及參數(shù)。(4)應(yīng)盡可能地減小黑白電視機(jī)收看彩色節(jié)目時(shí)的彩色干擾，以及彩色電視中色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。,3,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.1.2頻帶壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，如果離開(kāi)電視機(jī)屏幕一定距離處，能辨別出白色襯底上直徑為1mm的黑色細(xì)節(jié)，那么在同樣條件下，紅色時(shí)底上的綠色細(xì)節(jié)部分曲直徑約為2.5mm時(shí)才能開(kāi)始加以辨別，在藍(lán)色襯底上的綠色細(xì)節(jié)部分直徑為5mm時(shí)才能開(kāi)始加以區(qū)別。如果傳送的彩色細(xì)節(jié)尺寸小于上述情況，那么人眼看到的各個(gè)細(xì)節(jié)部分只能是在亮度方面存在著差別，而無(wú)顏色部分的差異、均表現(xiàn)為灰色。,4,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,根據(jù)上述分析，在彩色圖像傳送中，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，而顏色的細(xì)節(jié)部分，可以用亮度信號(hào)來(lái)取代。換言之，把三個(gè)基色中的圖像信號(hào)的高頻分量(對(duì)應(yīng)著圖像彩色細(xì)節(jié))，可以用一個(gè)只代表亮度的信號(hào)來(lái)傳送。這種方法又常稱(chēng)為“混合高頻原理”,5,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力比較差，在傳送彩色圖像時(shí)只要傳送一幅粗線條大面積的彩色圖像配上亮度細(xì)節(jié)就可以了，沒(méi)有必要傳送彩色細(xì)節(jié)，這稱(chēng)為大面積著色原理。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，亮度信號(hào)帶寬為0～6MHz，色度信號(hào)帶寬為0～1.3MHz。,6,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,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)，已傳送的亮度信號(hào)Y(為各基色亮度總和)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)(R-Y)、(G-Y)和(B-Y)，可從中選取兩個(gè)代表色度的信息。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)和兩個(gè)色差信號(hào)。,7,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,R=(R-Y)0~1.3+Y0～6=R0～1.3+Y1.3～6G=(G-Y)0～1.3+Y0～6=G0～1.3+Y1.3～6B=(B-Y)0～1.3+Y0～6=B0～1.3+Y1.3～6,最后重現(xiàn)彩色的三個(gè)基色信號(hào)在0～1.3MHz頻率范圍內(nèi)含有彩色分量，在1.3～6MHz頻率范圍內(nèi)只有亮度信號(hào)分量。,8,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,當(dāng)色差信號(hào)的帶寬為0～1.3MHz，亮度信號(hào)的帶寬為0～6MHz時(shí)，恢復(fù)的三個(gè)基色信號(hào)為:,3.1.3頻譜交錯(cuò)彩色電視和黑白電視采用相同的帶寬，用三基色信號(hào)形成亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)后，都放在0～6MHz的頻帶內(nèi)用一個(gè)通道傳送。在0～6MHz頻帶內(nèi)，先選擇一個(gè)頻率稱(chēng)為彩色副載波，用兩個(gè)色差信號(hào)對(duì)彩色副載波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)稱(chēng)為色度信號(hào)。將得到的色度信號(hào)與亮度信號(hào)、同步信號(hào)疊加為彩色全電視信號(hào)，再去調(diào)制圖像載波，稱(chēng)為二次調(diào)制。二次調(diào)制后的射頻信號(hào)經(jīng)功率放大后發(fā)射出去。,9,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,彩色副載波放在6MHz頻帶的高端以減少彩色干擾和亮度竄色.因?yàn)楦蓴_花紋的顯眼程度與干擾信號(hào)的頻率有關(guān)，如果色度信號(hào)放在低端，干擾顯示為粗線條的花紋，十分顯眼，而色度信號(hào)放在高端，干擾花紋極其細(xì)密，不易被人察覺(jué)。亮度信號(hào)在高頻端幅度很小，色度信號(hào)放在高端可以減少亮度信號(hào)對(duì)色度信號(hào)的干擾。,10,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,因?yàn)橄噜徯袌D像信號(hào)相關(guān)性很強(qiáng)和采用周期性掃描，所以黑白電視信號(hào)(亮度信號(hào))的頻譜結(jié)構(gòu)是線狀離散譜。亮度信號(hào)雖然占據(jù)了0～6MHz的頻帶寬度，但并未占滿(mǎn)整個(gè)6MHz的帶寬。亮度信號(hào)的能量只集中在行頻fH及其諧波nfH附近很窄的范圍內(nèi)，隨諧波次數(shù)的升高，能量逐漸下降。在(n-1/2)fH附近沒(méi)有亮度信號(hào)能量，留有較大的空隙，如圖3-1（a）所示。,11,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-1亮度信號(hào)頻譜圖(a)以行頻為間隔的譜線群；(b)每一譜線群結(jié)構(gòu),12,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-1（b）是將nfH附近的一族譜線放大，可以看出在行頻主譜線兩側(cè)有以幀頻、場(chǎng)頻為間隔的副譜線。當(dāng)圖像活動(dòng)加快時(shí)，各副譜線之間的空隙被填滿(mǎn)，但在(n-1/2)fH附近仍有較大的空隙，慢變化的圖像頻譜空隙達(dá)93%，較快變化的圖像頻譜空隙仍有46%，所以可以將色度信號(hào)的頻譜插在亮度信號(hào)的頻譜空隙中間，用一個(gè)6MHz帶寬的通道同時(shí)傳送亮度信號(hào)和色度信號(hào)，這種方法稱(chēng)為頻譜交錯(cuò)或頻譜間置。,13,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,色差信號(hào)有與亮度信號(hào)相同的頻譜結(jié)構(gòu)，壓縮后占據(jù)較窄的頻帶，如圖3-2（a）所示。其表現(xiàn)也是以行頻為間隔的譜線群結(jié)構(gòu)。根據(jù)副載波平衡調(diào)幅形成的色度信號(hào)也發(fā)生了頻譜遷移，各譜線群出現(xiàn)在fSCnfH處，如圖3-2（b）所示。只要選用副載頻為半行頻的奇數(shù)倍，即fSC=(n-1/2)fH，就能將色度信號(hào)正好插在亮度信號(hào)頻譜的空隙間，如圖3-2（c）所示。,14,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-2頻譜交錯(cuò)(a)色差信號(hào)頻譜；(b)色度信號(hào)頻譜；(c)頻譜交錯(cuò),15,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,頻譜間置圖,3.2.1信號(hào)選取要做到兼容，必須對(duì)光電傳感器輸出的R、G、B三個(gè)基色信號(hào)進(jìn)行處理。首先用一個(gè)編碼矩陣電路根據(jù)Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式編出一個(gè)亮度信號(hào)和R-Y、B-Y兩個(gè)色差信號(hào)。色差信號(hào)是基色信號(hào)R、G、B與亮度信號(hào)Y之差：,3.2亮度信號(hào)與色差信號(hào),16,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,亮度、色差與R、G、B的關(guān)系由亮度方程知Y=0.3R+0.59G+0.11B(3-1)那么,R-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R-0.59G-0.11B(3-2a)B-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R-0.59G+0.89B(3-2b)G-Y=G-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R+0.41G-0.11B(3-2c),17,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,在已知(R-Y)和(B-Y)的情況下，可以容易地按照下述步驟求得(G-Y)。由Y=0.3Y+0.59Y+0.11Y(3-3)Y=0.3R+0.59G+0.11B(3-4)用式(3-4)減去式(3-3),0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)=0(3-5)則,18,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,接收端由矩陣電路把收到的(R-Y)和(B-Y),按式(3―5)恢復(fù)出(G-Y),然后再以矩陣電路使之分別與Y信號(hào)相加,從而恢復(fù)出三基色。即(R-Y)+Y=R(3―6a)(B-Y)+Y=B(3―6b)(G-Y)+Y=G(3―6c)在傳送黑白電視信號(hào)時(shí)，因色度信號(hào)為零，R、G、B應(yīng)相等。設(shè)R=G=B=Ex,則利用亮度方程可求得:,19,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,Y=0.3Ex+0.59Ex+0.11Ex=Ex(3―7a)R-Y=Ex-Ex=0(3―7b)B-Y=Ex-Ex=0(3―7c)這就說(shuō)明，對(duì)于黑白電視信號(hào)，反映色調(diào)與飽和度(即色度)的色差信號(hào)為零，且亮度Y的電壓值與三個(gè)基色電壓值相等,即Y=R=G=B,20,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,比如傳送飽和黃色，則可知R=G=1，B=0，其亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別為Y=0.31+0.591+0.110=0.89R-Y=1-0.89=0.11B-Y=0-0.89=-0.89可見(jiàn)此時(shí)(R-Y)和(B-Y)不再為零。,21,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,用色差信號(hào)傳送色度信號(hào)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)可減少色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾，當(dāng)傳送黑白圖像時(shí)，R=G=B,兩個(gè)色差信號(hào)R-Y和B-Y均為零，不會(huì)對(duì)亮度信號(hào)產(chǎn)生干擾。(2)能夠?qū)崿F(xiàn)亮度恒定原理，即重現(xiàn)圖像的亮度只由傳送亮度信息的亮度信號(hào)決定。(3)可節(jié)省色度信號(hào)的發(fā)射功率。在彩色圖像中大部分像素接近于白色或灰色，它們的色差信號(hào)為零，小部分彩色像素才有色差信號(hào)，因此發(fā)射色差信號(hào)比發(fā)射R、G、B信號(hào)需要的發(fā)射功率小。,22,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.2.2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)。對(duì)彩色電視系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整。標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)有多種規(guī)范，圖3―2給出的波形稱(chēng)為“100%幅度、100%飽和度”彩條信號(hào)。對(duì)于這種規(guī)范，白條對(duì)應(yīng)的電平為1(即100%)，黑條對(duì)應(yīng)的電平為0，三基色信號(hào)的電平非1即0，由其顯示的彩色均為飽和色。,23,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-2100%幅度,100%飽和度彩條信號(hào)(a)彩條圖像;(b)三基色電壓;(c)亮度信號(hào);(d)色差信號(hào),24,,,,,,,,,,,,,,,,,,表3―1100%幅度、100%飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值,25,由式(3-1)和式(3-2)可求得100%幅度，100%飽和度彩條信號(hào)中各條相應(yīng)的亮度信號(hào)和色差信號(hào)電平，其值列入表3-1。,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,表3-275%幅度、100%飽和度標(biāo)準(zhǔn)彩條三基色、亮度、色差電平值,26,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,練習(xí)題,測(cè)驗(yàn)：1、全電視信號(hào)包含哪幾部分？2、行、場(chǎng)同步脈沖寬度各為多少？3、行、場(chǎng)消隱脈沖寬度各位多少？4、黑白彩色兼容必須滿(mǎn)足哪些基本要求？,3.3色度信號(hào)及NTSC信號(hào)編、解碼過(guò)程,根據(jù)前面分析，必須將色差信號(hào)調(diào)制到副載波才能實(shí)現(xiàn)頻譜交錯(cuò)，但是如何進(jìn)行調(diào)制，可選擇的方法不同就產(chǎn)生了不同的彩色電視制式。3.3.1色度信號(hào)的形成在NTSC制中，是將正交調(diào)幅與平衡調(diào)幅結(jié)合起來(lái)，將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)正交的兩個(gè)副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，由此得到已調(diào)信號(hào)，稱(chēng)其為色度信號(hào)。,29,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,1.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)幅不同之處在于，平衡調(diào)幅不輸出載波，現(xiàn)舉例加以說(shuō)明。設(shè):調(diào)制信號(hào)為uΩ=UΩcosΩt，載波信號(hào)為us=Uscosωst，則調(diào)幅后形成的一般調(diào)幅波為：,30,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,(3-11),式(3-11)說(shuō)明，普通調(diào)幅波的頻譜是由載頻ωs和兩個(gè)邊頻(ωs+Ω)、(ωs-Ω)三個(gè)分量組成的，調(diào)幅波的波形如圖3-4所示。,31,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-4調(diào)幅波波形(a)調(diào)制信號(hào);(b)載波;(c)AM波;(d)平衡調(diào)幅波,32,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,33,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,平衡調(diào)幅抑制了載波分量，使得調(diào)幅波中沒(méi)有Uscosωst一項(xiàng)，因而其表達(dá)式變?yōu)椋?用一個(gè)乘法器將色差信號(hào)與載波相乘就可以得到平衡調(diào)幅波，如圖3-5所示。,圖3-5平衡調(diào)幅波(a)色差信號(hào)(調(diào)制信號(hào))；(b)副載波信號(hào)；(c)平衡調(diào)幅波,34,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,35,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,由式(3-12)可以看出，平衡調(diào)幅波的特點(diǎn)是:(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。(2)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)值時(shí)，平衡調(diào)幅波與載波反相。,2.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90的兩個(gè)正交載波進(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，從而得到的調(diào)幅信號(hào)稱(chēng)為正交調(diào)幅信號(hào)，這一調(diào)制方式稱(chēng)正交調(diào)幅。,36,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.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，先對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆葔嚎s，壓縮后的色差信號(hào)分別用U和V表示，它們與壓縮前的色差信號(hào)(R-Y)和(B-Y)的關(guān)系是U=0.493(B-Y)(3-13)V=0.877(R-Y)(3-14),37,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,式中，0.493和0.877稱(chēng)為色差信號(hào)的壓縮系數(shù)。壓縮后的色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交副載波sinωSCt和cosωSCt進(jìn)行平衡調(diào)幅，從而得到兩個(gè)平衡調(diào)幅信號(hào)FU=UsinωSCt(3-15)FV=VcosωSCt(3-16)這兩個(gè)平衡調(diào)幅信號(hào)頻率相等，相差90,保持著正交關(guān)系，將二者相加便得到正交平衡調(diào)幅的色度信號(hào)F=UsinωSCt+VcosωSCt(3-17),38,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,F常被稱(chēng)為已調(diào)色差信號(hào)或色度信號(hào)。F亦可用矢量表示，稱(chēng)彩色矢量，如圖3-6所示。由圖3-6可見(jiàn),色度信號(hào)的振幅和相角分別為,39,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―6彩色矢量圖,40,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―7正交平衡調(diào)幅色度信號(hào)形成方框圖,41,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.3.2同步檢波原理同步檢波可解調(diào)出色差信號(hào)，還可由數(shù)學(xué)分析加以證明。對(duì)于U同步檢波，色度信號(hào)F與sinωSCt相乘:,(3-20),42,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,式中U/2是解調(diào)出的色差信號(hào)。頻帶為0~1.3MHz，其余項(xiàng)是副載波的諧波分量，頻率為8.68MHz，很容易用濾波器濾出，從而得到色差信號(hào)。同步檢波原理方框圖如圖3-8所示。,43,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―8同步檢波原理方框圖,44,3.3.3色同步信號(hào),由于檢波原理可知，要實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)，關(guān)鍵是要有一個(gè)與色差信號(hào)調(diào)制時(shí)的副載波同頻、同相的恢復(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)中要設(shè)置一個(gè)副載波產(chǎn)生電路。為保證所產(chǎn)生的副載波與發(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)能反映發(fā)端副載波頻率與相位信息的信號(hào)，即色同步信號(hào)。共電視接收機(jī)作為參考。,45,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-9NTSC制色同步信號(hào),色同步信號(hào)是9個(gè)周期左右的、振幅和相位都恒定不變的副載頻群，放在行消隱后肩。如圖3-9所示，距行同步前沿5.6μs，幅度為0.30V9mV，寬度為2.25μs230ns，由91個(gè)副載波頻率的正弦波組成，其相位與U軸反相。,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,46,色同步信號(hào)的幅度與同步脈沖幅度相等，若以h表示同步脈沖幅度，F(xiàn)b表示色同步信號(hào),則色同步信號(hào)與彩色電視信號(hào)一起傳送到接收端，彩色電視機(jī)將其從彩色全電視信號(hào)中分離出來(lái)，由此去控制接收機(jī)的副載波發(fā)生器，使之產(chǎn)生與發(fā)送端副載波同頻、同相的恢復(fù)副載波。,(3-21),47,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-9同步檢波器波形分析,48,,,彩色全電視信號(hào)的形成過(guò)程。,3.3.4NTSC制編、解碼過(guò)程,NTSC制得名于美國(guó)NationalTelevisionSystemCommittee(國(guó)家電視制委員會(huì))，這一制式是在正交平衡調(diào)制之前，將被壓縮的色差信號(hào)U、V又進(jìn)行了一定的變換，從而產(chǎn)生了I，Q信號(hào)，這樣做可以對(duì)信號(hào)進(jìn)一步壓縮。一、I、Q色差信號(hào)對(duì)視覺(jué)特性研究表明，人眼對(duì)紅、黃之間顏色的分辨力最強(qiáng)，而對(duì)藍(lán)、品之間顏色的分辨力最弱。,49,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,50,通過(guò)幾何關(guān)系不難推得它們之間有如下關(guān)系:Q=Ucos33+Vsin33I=U(-sin33)+Vcos33(3-25),第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-10Q、I軸和U、v軸的關(guān)系,利用亮度方程及式U=0.493(B-Y)和式V=0.877(R-Y)結(jié)合式Q=Ucos33+Vsin33I=U(-sin33)+Vcos33關(guān)系可求出Q、I與三基色R、G、B的關(guān)系為:Y=0.30R+0.59G+0.11B(3-26)Q=0.21R-0.52G+0.31B(3-27)I=0.60R-0.28G-0.32B(3-28),51,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,二、NTSC制編、解碼方框圖NTSC制編、解碼方框圖分別如圖3-15和圖3-16所示。編碼器中，矩陣電路按式(3-26)~式(3-28)對(duì)R、G、B信號(hào)進(jìn)行線性組合，從而產(chǎn)生I、Q和Y信號(hào)。載波形成電路分別輸出相位為33、123、180的三個(gè)副載波，供Q調(diào)制器、I調(diào)制器和色同步平衡調(diào)制器之用。,52,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,53,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3-11NTSC制編碼方框圖,54,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3-12NTSC制解碼方框圖,三、NTSC制的主要參數(shù)及性能1.主要參數(shù)對(duì)于NTSC―M(美國(guó)制式)，場(chǎng)頻fV=59.94Hz(60Hz);行頻fH=525fV/2=15.734kHz;每幀525行;圖像信號(hào)標(biāo)稱(chēng)帶寬為4.2MHz;伴音與圖像載頻之差為4.5MHz;彩色副載波頻率fSC=3.57954506MHz。彩色全電視信號(hào)頻譜如圖3―13所示。,55,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―13NTSC制彩色全電視信號(hào)頻譜,56,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,2.主要性能(1)現(xiàn)有的三種兼容制彩色電視制式中，NTSC制色度信號(hào)組成方式最為簡(jiǎn)單,因而解碼電路也最為簡(jiǎn)單，易于集成化,特別是，在許多場(chǎng)合需要對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行各種處理，因而NTSC制在實(shí)現(xiàn)各種處理也就簡(jiǎn)單。(2)NTSC制中采用1/2行間置，使亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜以最大間距錯(cuò)開(kāi)，亮度串色影響因之減小，故兼容性好。,57,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,(3)NTSC制色度信號(hào)每行都以同一方式傳送，與PAL制和SECAM制相比，不存在影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng)。(4)采用NTSC制一個(gè)最嚴(yán)重的問(wèn)題，就是存在著相位敏感性，即存在著色度信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)彩色圖像的色調(diào)的影響。,58,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.4PAL制及其編、解碼過(guò)程,NTSC制根據(jù)人眼的視覺(jué)特性，采取了一些措施，較好地解決了彩色電視與黑白電視的兼容問(wèn)題，電視接收電路簡(jiǎn)單，圖像質(zhì)量較高等優(yōu)點(diǎn)。但是NTSC制一個(gè)最嚴(yán)重的問(wèn)題，就是存在著相位敏感性，即存在著色度信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)彩色圖像的色調(diào)的影響。,59,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,PAL是PhaseAlternationLine(逐行倒相)的縮寫(xiě)。它是對(duì)色度信號(hào)采用正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上，使其中一個(gè)色度分量(FV分量)逐行倒相。,PAL的基本出發(fā)點(diǎn)是，在發(fā)端周期性的改變彩色相序，而在收端采取平均措施，這樣可以減輕相位誤差帶來(lái)的影響，目前這種制式是世界上使用的國(guó)家和地區(qū)是最多的。3.4.1相位失真的概念及影響彩色電視機(jī)不可能完全正確地重現(xiàn)原景物的亮度、飽和度和色調(diào)，因而存在著失真。彩色圖像的失真有亮度失真、飽和度失真和色調(diào)失真。,60,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,其中，亮度失真主要影響景物的層次，飽和度失真則改變視色的深淺程度，而色調(diào)失真會(huì)造成景物的顏色改變，在以上三種失真中，人眼對(duì)色調(diào)的失真最為敏感。實(shí)踐證明，要使人眼感覺(jué)不到色調(diào)畸變，相位失真應(yīng)小于5o，也就是說(shuō)，在矢量圖上，各種彩色偏離正確的位置的角度不能大于5o,如果超出這個(gè)范圍，人眼就可覺(jué)察到色調(diào)失真，因此，NTSC制彩色電視系統(tǒng)對(duì)整個(gè)傳輸通道的非線性提出了十分嚴(yán)格的要求，彩色電視信號(hào)的傳送是通過(guò)光纜、微波接力、衛(wèi)星轉(zhuǎn)播等進(jìn)行傳輸。,61,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,在NTSC制式系統(tǒng)中，總的相位失真要求必須限制在50范圍內(nèi)，這一點(diǎn)十分困難。解決辦法：一、提高傳輸技術(shù)，以減小相位失真，目前因技術(shù)的發(fā)展，傳輸技術(shù)得以提高，色調(diào)失真減小了。二、改進(jìn)制式，由此產(chǎn)生了PAL制，它就是為解決相位敏感性而發(fā)展起來(lái)的。,62,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,3.4.2PAL制色度信號(hào)PAL制獲得色度信號(hào)的方法，也是先將三基色信號(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)制的方法把色度信號(hào)安插到亮度信號(hào)的間隙之中，這些與NTSC制大體相同。PAL制色度信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F=FUFV=UsinωSCtVcosωSCt=Fmsin(ωSCt+φ)(3―29),63,,,,64,注意：逐行到相并非將整個(gè)色度信號(hào)倒相，也不是指行掃描的方向逐行改變，而是將產(chǎn)生其中的一個(gè)色度分量的副載波相位逐行改變1800,式(3-29)中的號(hào)表示：第n行(因?yàn)檫@一行與NTSC制一樣，又稱(chēng)NTSC行)取正號(hào)，通常用矢量Fn表示；第n+1行(又稱(chēng)PAL行)取負(fù)號(hào)，通常用矢量Fn+1表示。如圖3-14所示。,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,Fm決定所傳彩色的飽和度，角度決定了彩色的色調(diào)。,圖3―14隔行掃描逐行倒相的正負(fù)號(hào)改變規(guī)律(a)奇數(shù)幀;(b)偶數(shù)幀,65,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,假設(shè)第n行和第n+1行彩色相同，例如彩條信號(hào)，因?yàn)镕n和Fn+1的FU分量是同相的，僅FV分量倒了相，所以Fn+1應(yīng)是Fn以U軸為基準(zhǔn)的一個(gè)鏡像，圖3-15(a)以紫色為例畫(huà)出了這種情況。圖3-15(b)則是整個(gè)彩條矢量圖逐行倒相的情況，其中實(shí)線表示NTSC行，虛線表示PAL行。接收機(jī)為了按色度信號(hào)原來(lái)的相位正確重現(xiàn)色調(diào)，必須將倒相的PAL行色度信號(hào)Fn+1再重新倒回到Fn的位置上來(lái)。,66,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―15逐行倒相色度信號(hào)矢量圖(a)任一色調(diào)的色度信號(hào);(b)彩條矢量逐行倒相情況,67,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―16逐行倒相實(shí)現(xiàn)框圖,68,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―17逐行倒相波形關(guān)系(a)半行頻方波;(b)90移相后的副載波(c)逐行倒相輸出副載波,69,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,色度信號(hào)的頻譜色度信號(hào)FV分量逐行倒相后，使色度信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，其中FU分量與倒相無(wú)關(guān)，它的主譜線位置未變，仍以行頻fH為間距，對(duì)稱(chēng)分布在副載波fsc的兩旁，如圖3-18（a）所示，F(xiàn)U分量的主譜線位置為fscnfH（n=1、2、3…）。色度信號(hào)FV的主譜線由于逐行倒相，位置發(fā)生了變化。的主譜線分布在,70,，所以FV的主譜線，剛好和FU差半個(gè)行頻。如圖3-18（b）所示。,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,,圖3―18PAL色度信號(hào)頻譜(a)FU分量頻譜;(b)FV分量頻譜;(c)色度信號(hào)F的頻譜,71,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,PAL制中將色度信號(hào)的FV分量逐行倒相，可以使相鄰兩行的相位失真互補(bǔ)，以減少色調(diào)畸變。由于第n行與第n+1行在屏幕上是上下緊挨著的，所以假設(shè)第n行和第n+1行彩色相同，因此色度信號(hào)Fn和Fn+1以u(píng)軸對(duì)稱(chēng)。如彩條信號(hào)，某位置是紫色，設(shè)第n行(NTSC行)傳送的是Fn矢量，它在第一象限，相角φ=61，如圖3-19所示，第n+1行(PAL行)由于FV分量倒了相，因此所傳送的Fn+1矢量便到了第四象限，相角φ=-61；,72,3.4.3PAL制克服相位敏感性的原理,,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-19相鄰兩行相位失真互補(bǔ),73,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,在接收機(jī)中，為了能正確地重現(xiàn)原來(lái)的色調(diào)，解調(diào)時(shí)必須采取相應(yīng)的措施，把PAL行色度信號(hào)分量重新倒過(guò)來(lái)。即PAL開(kāi)關(guān)要將倒了相的Fn+1重新倒回到Fn的位置，當(dāng)傳輸通道中不產(chǎn)生相位失真時(shí)，F(xiàn)n和Fn+1矢量的位置不變，所以在接收機(jī)的熒光屏上最終顯示出原來(lái)的紫色；,74,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,當(dāng)傳輸通道中存在相位失真時(shí)，第n行的矢量Fn產(chǎn)生了一個(gè)正的相移Δφ，即變成了Fn矢量，則Fn不再是紫色，而是紫偏紅。第n+1行為倒相行，由于n+1行和n行的色度信號(hào)是在同一通道中傳送的，具有相同的相移，因此Fn+1矢量也產(chǎn)生一個(gè)正的相移Δφ,變成了Fn+1矢量。,,,75,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,Fn+1矢量經(jīng)接收機(jī)中PAL開(kāi)關(guān)倒回到第一象限為Fn+1矢量，F(xiàn)n+1矢量比Fn矢量的相角滯后Δφ,它的顏色為紫偏藍(lán)，接收機(jī)最終獲得的色度信號(hào)是第n行為Fn矢量(紫偏紅)，第n+1行為Fn+1矢量(紫偏藍(lán))。接收機(jī)中再采用一行延時(shí)線把前一行的色度信號(hào)延遲后與本行的色度信號(hào)相加，即將矢量Fn和Fn+1合成、平均，就能使相鄰兩行有相反方向色調(diào)畸變的色度信號(hào)相互補(bǔ)償，得到的將是無(wú)色調(diào)畸變的紫色。,76,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,PAL制對(duì)相位補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程演示,3.4.4PAL制副載波的選擇在彩色廣播電視系統(tǒng)中，亮度信號(hào)和色度信號(hào)必須共同占用與黑白電視信號(hào)相同的信號(hào)帶寬。由此確定副載波的頻率選擇的原則：應(yīng)使亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜的主譜線彼此錯(cuò)開(kāi)；此外，應(yīng)盡量選擇頻率較高的副載波，以減小副載波的諧波干擾。但又不能使調(diào)制后的已調(diào)色差信號(hào)的上邊帶超出6MHz的范圍。,77,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,副載波的譜線具體選擇：由前面分析我們知道，PAL制中已調(diào)色調(diào)差信號(hào)FU與FV頻譜的主譜線不是占有相同的位置，而是彼此錯(cuò)開(kāi)半個(gè)行頻，即它們的間距是fH/2，如圖3-20（a）所示。如果將副載波頻率選擇為與整數(shù)倍行頻差半行，即采用1/2行間置，必然導(dǎo)致FV的主譜線與亮度信號(hào)的主譜線重合，如圖3-20（b）所示這樣會(huì)造成亮度信號(hào)與色度信號(hào)嚴(yán)重串?dāng)_。,78,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3―20PAL副載波選擇分解圖(a)PAL色度信號(hào)頻譜圖;(b)1/2行間置時(shí)的頻譜結(jié)構(gòu);(c)1/4行間置時(shí)的頻譜結(jié)構(gòu),79,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,如果選擇fsc既不等于行頻的整數(shù)倍，也不選擇1/2行間置，而是做如圖3-20（c）那樣的選擇，即令nfH位于(fsc+fH/2)之間，這樣就可以使亮度信號(hào)與色度信號(hào)分量的頻譜相互錯(cuò)開(kāi)，那么nfH應(yīng)滿(mǎn)足下述關(guān)系。,（3-32）,80,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,從而求出:,對(duì)于行頻為15625Hz，場(chǎng)頻為50Hz，標(biāo)稱(chēng)視頻帶寬為6MHz的系統(tǒng)，根據(jù)選擇fSC盡量高的原則，可取式(3―32)中n=284，這樣可以求得副載波頻率為283.75fH。,81,,,MHz,實(shí)際的PAL制彩電副載波為:,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,行頻間置頻譜分布圖,增加25Hz的目的在于使色度信號(hào)與亮度信號(hào)的副頻譜線之間的間距增大到3倍，減輕副載波的光點(diǎn)干擾的可見(jiàn)度，同時(shí)對(duì)改善色度信號(hào)與亮度信號(hào)的以場(chǎng)頻為間隔的副頻譜線之間的交錯(cuò)情況有重要的作用，也就是說(shuō)，它是進(jìn)一步減小亮度、色調(diào)干擾的有效措施。,82,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,3.4.5PAL制編、解碼過(guò)程1.PAL制編碼器及編碼過(guò)程所謂編碼，就是把三基色電信號(hào)R、G、B編制成彩色全電視信號(hào)FBAS的過(guò)程，編碼器就是用來(lái)編碼的電路。PAL制編碼器的方框圖如圖3―21所示。,83,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3―21PAL制編碼器方框圖,84,,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,85,光電傳感器送來(lái)的三基色信號(hào)R、G、B通過(guò)矩陣電路產(chǎn)生亮度信號(hào)Y和壓縮了的色差信號(hào)U和V。為了壓縮色差信號(hào)帶寬，讓U、V信號(hào)通過(guò)低通濾波器，濾除1.3MHz以上的高頻信號(hào)，然后分別混入不同極性的K脈沖，以便在彩色全電視信號(hào)中產(chǎn)生色同步信號(hào)。帶有K脈沖的帶寬為1.3MHz的U、V信號(hào)送入U(xiǎn)和V平衡調(diào)幅器，對(duì)零相位的副載波和90的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，輸出的FU和FV分量在線性相加器疊加得到有色同步信號(hào)的色度信號(hào)F。,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,86,為了減少色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾，將Y信號(hào)通過(guò)一個(gè)中心頻率為fSC、帶寬為400kHz的-6dB陷波器。然后，在亮度信號(hào)中混入復(fù)合同步和復(fù)合消隱信號(hào)。亮度通道的帶寬為6MHz，色度通道的帶寬為1.3MHz，由于通道延遲時(shí)間與帶寬成反比，亮度信號(hào)延遲小于色差信號(hào)延遲，色度信號(hào)落后于亮度信號(hào)0.6μs，亮度信號(hào)如果不延時(shí)則造成彩色鑲邊現(xiàn)象。,,,目前單片編碼器集成電路有很多型號(hào)，如日立公司的HA11883MP、Sony公司的CX20055等廣播級(jí)編碼器，Motorola公司的MC1377、Philips公司的TDA8501等編碼器。這些編碼器只要附加少量器件就能組成PAL制編碼器。,87,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,因此將亮度信號(hào)延遲0.6μs使亮度信號(hào)和色度信號(hào)在時(shí)間上一致。色度信號(hào)F與亮度信號(hào)Y在線性相加器疊加輸出彩色全電視信號(hào)。,作業(yè)：PAL制電視是如何克服相位敏感性的？,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,88,2、PAL制解碼器及解碼過(guò)程解碼器的種類(lèi)很多，有簡(jiǎn)單解碼器PALS、鎖相解碼器PALN、延遲解碼器PALD，其中，延遲解碼器應(yīng)用較為廣泛。具體解碼過(guò)程如圖3-22所：（1）亮度信號(hào)和色度信號(hào)的分離中、小屏幕彩色電視機(jī)用頻帶分離法把彩色全電視信號(hào)分離為亮度信號(hào)和色度信號(hào)。彩色全電視信號(hào)經(jīng)4.43MHz陷波器濾去色度信號(hào)，得到亮度信號(hào)；彩色全電視信號(hào)用一個(gè)中心頻率為4.43MHz,帶寬為2.6MHz的帶通濾波器選出色度信號(hào)。,89,,,,圖3―23Y與F的分離原理、波形及頻譜,90,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,91,圖3-22PAL解碼器方框圖,,,頻帶分離法簡(jiǎn)單、成本低，但亮度和色度分離不干凈，圖像質(zhì)量易受影響；大屏幕彩色電視機(jī)改用頻譜分離法，用梳狀濾波器實(shí)現(xiàn)亮度和色度的分離。,92,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,（2）色度信號(hào)的兩個(gè)分量FU、FV的分離色度信號(hào)的兩個(gè)分量FU、FV是用頻譜分離法分離的。由于FV的逐行倒相，主譜線和FU的主譜線正好錯(cuò)開(kāi)半個(gè)行頻，因此可以用梳狀濾波器進(jìn)行頻率分離。,93,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,梳狀濾波器，每隔一個(gè)行頻有一個(gè)最大傳輸點(diǎn)；每?jī)蓚€(gè)最大傳輸點(diǎn)的中心是吸收點(diǎn)，兩個(gè)吸收點(diǎn)的間距也是一個(gè)行頻。這樣的兩個(gè)輸出對(duì)應(yīng)的最大傳輸點(diǎn)與吸收點(diǎn)互相交錯(cuò)。,梳狀濾波器由一行延遲線、加法器和減法器組成，如圖3-24所示。,梳狀濾波器頻譜特性,,圖3-24梳狀濾波器組成,延時(shí)線的延時(shí)過(guò)程,當(dāng)色度信號(hào)加到梳狀濾波器的輸入端后，信號(hào)分成兩路：一路直接送到加法器和減法器，稱(chēng)為直通信號(hào)；另一路通過(guò)延時(shí)線延遲63.943μs后送到加法器和減法器，稱(chēng)為延時(shí)信號(hào)，延時(shí)信號(hào)比直通信號(hào)延遲283.5個(gè)副載波周期，相位滯后180。,94,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,95,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,延時(shí)線延遲時(shí)間τd應(yīng)選擇得既非常接近行周期(64μs)，以便相加、減時(shí)是相鄰行相應(yīng)像素間的加或減；而又必須為副載波半周期的整數(shù)倍，以保證延時(shí)前、后色度信號(hào)副載波相位相同(0)或相反(180)。,根據(jù)fSC=283.75fH+25Hz的關(guān)系，可以得到行周期TH與副載波周期TSC之間的關(guān)系為,(3-33),因此,τd可選擇為副載波半周期TSC/2的567倍或568倍。通常選擇τd為,即延時(shí)線輸出的副載波信號(hào)與輸入副載波信號(hào)相位相反。將fSC=4.43361875MHz代入式(3―34)求得,96,96,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,(3-34),設(shè)輸入到梳狀濾波器的第n行色度信號(hào)為F(n)=UsinωSCt+VcosωSCt=FU+FV(3-35)則第n+1行色度信號(hào)必然為Fn+1=UsinωSCt-VcosωSCt=FU-FV(3-36),97,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,根據(jù)τd的選擇知，延時(shí)前與延時(shí)后的副載波相位相反，若以F??n-1、F?n分別表示經(jīng)延時(shí)后的相應(yīng)行的色度信號(hào)，則Fn-1=-Fn-1=-(UsinωSCt-VcosωSCt)=-FU+FV(3―37)Fn=-Fn=-(UsinωSCt+VcosωSCt)=-FU-FV(3―38),98,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,由此可以求得，第n行輸入時(shí)，相加電路輸出為Fn+Fn-1=(FU+FV)+(-FU+FV)=2FV(3―39)相減電路的輸出為Fn-Fn-1=(FU+FV)-(-FU+FV)=2FU(3―40),99,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,同理，在第n+1行輸入時(shí)，相加電路和相減電路分別輸出為:Fn+1+Fn=-2FV(3―41)Fn+1-Fn=2FU(3―42)依次類(lèi)推。由式(3―39)~式(3―42)明顯地看出，梳狀濾波器有效地分離了兩個(gè)色度分量FU與FV。圖3―25說(shuō)明了梳狀濾波器的頻率特性及分離前后的波形及頻譜。,100,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-25FU與VV的分離,101,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,所以色度信號(hào)一行一行地送到梳狀濾波器的輸入端，從加法器輸出逐行倒相的FV分量，從減法器輸出FU分量?？梢宰C明加法器和減法器的輸出幅頻特性具有正弦全波整流的波形，在某些頻率上信號(hào)全通過(guò)，在某些頻率上信號(hào)被阻止，通過(guò)和被阻止的頻率以半行頻之差在頻率軸上以梳齒狀交錯(cuò)，這與PAL制色度信號(hào)FU、FV分量的頻譜相同，所以梳狀濾波器能有效地將FU、FV信號(hào)分離。,102,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,FU、FV分離的原理,,,,103,（3）色同步信號(hào)和色度信號(hào)的分離可以用時(shí)間分離法分開(kāi)色同步信號(hào)和色度信號(hào)。行同步脈沖前沿延遲5.6μs產(chǎn)生寬度為2.26μs的門(mén)控脈沖，在時(shí)間上正好對(duì)齊色同步信號(hào)；用兩個(gè)門(mén)電路在門(mén)控脈沖控制下交替導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間分離，如圖3-26所示。門(mén)控脈沖無(wú)效時(shí)，色同步消隱門(mén)導(dǎo)通，得到色度信號(hào)。門(mén)控脈沖有效時(shí)，色同步消隱門(mén)關(guān)斷，以阻止色同步信號(hào)竄入色度信號(hào)；色同步選通門(mén)導(dǎo)通，選出色同步信號(hào)。,104,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-26色同步信號(hào)與色度信號(hào)的分離,105,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,3.4.6PAL制的主要性能特點(diǎn)根據(jù)以上分析，可以對(duì)PAL制的性能作如下小結(jié)。(1)克服了NTSC制相位敏感的缺點(diǎn)。(2)PAL制采用1/4行間置再加25Hz確定副載波，有效地實(shí)現(xiàn)了亮度信號(hào)與色度信號(hào)的頻譜交錯(cuò)，因而有較好的兼容性。(3)梳狀濾波器在分離色度信號(hào)的同時(shí)，使亮度串色的幅度也下降了3dB，從而使彩色信噪比提高了3dB。(4)由于NTSC制是1/2行間置，PAL制為1/4行間置，PAL制式編解碼比NTST制復(fù)雜。,106,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,(5)存在行順序效應(yīng)，即“百葉窗”效應(yīng)。產(chǎn)生行順序效應(yīng)的內(nèi)因是色度信號(hào)逐行倒相，外因是傳輸誤差或解碼電路中的各種誤差。上述原因都會(huì)引起FU與FV二分量互相串?dāng)_，又因串?dāng)_也是逐行倒相的，造成相鄰兩行間較大亮度差異。,107,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,3.5SECAM制及其編、解碼過(guò)程,3.5.1SECAM制的主要特點(diǎn)SECAM制是法國(guó)工程師亨利弗朗斯于1956年提出的，也是為了克服NTSC制的相位敏感性而研制的。SECAM制根據(jù)時(shí)分原則，采用逐行順序傳送兩個(gè)色差信號(hào)的辦法，在傳輸通道中無(wú)論什么時(shí)間只傳送一個(gè)色差信號(hào)，這樣就徹底解決了兩個(gè)色度分量相互竄擾的問(wèn)題。,108,,,(1)在NTSC和PAL制中，兩個(gè)色度信號(hào)是同時(shí)傳送的。(2)SECAM制中，發(fā)送端對(duì)(R-Y)和(B-Y)兩個(gè)色差信號(hào)采用了行輪換調(diào)頻的方式。(3)為了傳送兩個(gè)色度分量，就必須采用兩個(gè)副載波頻率。(4)SECAM制逐行輪換傳送色差信號(hào)，使彩色垂直清晰度下降。對(duì)有垂直快速運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面，其影響將有所反映。,109,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,SECAM制的亮度信號(hào)是每行都傳送，兩個(gè)色差信號(hào)則是逐行順序傳送的。每一行是亮度信號(hào)與一個(gè)色差信號(hào)同時(shí)傳送。在SECAM制中，色度信號(hào)的傳送采用調(diào)頻方式，兩個(gè)色差信號(hào)則分別對(duì)兩個(gè)不同頻率的副載波進(jìn)行頻率調(diào)制，這樣做可使傳輸中引入的微分相位失真的影響較小。在接收機(jī)中，調(diào)頻信號(hào)在鑒頻前先進(jìn)行限幅，所以幅度失真的影響也很小。由于對(duì)色差信號(hào)可以直接進(jìn)行鑒頻，不像PAL制需要恢復(fù)彩色副載波，因此SECAM制的色同步信號(hào)是一個(gè)行順序制信號(hào)，在場(chǎng)消隱期間后均衡脈沖之后9行內(nèi)傳送。,110,,,SECAM制編碼對(duì)色度信號(hào)有兩次預(yù)加重處理:第一次對(duì)視頻色差信號(hào)進(jìn)行視頻預(yù)加重;第二次對(duì)已調(diào)副載波進(jìn)行高頻預(yù)加重。視頻預(yù)加重使幅度較小的高頻分量得到較多的提升，能提高高頻分量的信噪比。高頻預(yù)加重使傳送多數(shù)淺色圖像時(shí)副載波幅度減小，從而降低了干擾光點(diǎn)的可見(jiàn)度。,111,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,3.5.2SECAM制編、解碼器的方框圖SECAM制編碼器如圖3-27所示。由圖可見(jiàn)，經(jīng)γ校正的三基色信號(hào)R、G、B送入矩陣電路進(jìn)行線性組合和幅度加權(quán)，形成亮度信號(hào)Y和兩個(gè)加權(quán)色差信號(hào)DR和DB。其中，DR=-1.9(R-Y)、DB=1.5(B-Y)。DR式中的負(fù)號(hào)，表示在對(duì)副載波調(diào)頻時(shí)，正的(R-Y)將引起負(fù)的頻偏。,112,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-27SECAM制編碼器方框圖,113,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,圖3-28SECAM制解碼電路方框圖,114,,,SECAM制的特點(diǎn)是：傳輸失真的影響小，大面積彩色幾乎不受微分增益和微分相位失真的影響，微分增益容限可達(dá)60%，微分相位容限可達(dá)40。SECAM制接收機(jī)比NTSC制復(fù)雜，但比PAL制簡(jiǎn)單；兼容性比NTSC制和PAL制差，因?yàn)樯钚盘?hào)為零時(shí)仍有副載波，這樣會(huì)對(duì)亮度信號(hào)產(chǎn)生干擾；在正確傳送彩色方面，比NTSC制和PAL制都好。法國(guó)、前蘇聯(lián)地區(qū)和東歐一些國(guó)家均采用SECAM制。,115,,,第三章彩色電視信號(hào)的傳輸,,思考題和習(xí)題,1.填空題(1)我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，亮度信號(hào)帶寬為_(kāi)____，色度信號(hào)帶寬為_(kāi)____。(2)傳送黑白圖像時(shí)兩個(gè)色差信號(hào)_____，不會(huì)對(duì)亮度信號(hào)產(chǎn)生干擾。(3)用兩個(gè)色差信號(hào)對(duì)_____進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)稱(chēng)為色度信號(hào)。,117,思考和練習(xí)題,,,(4)將色度信號(hào)、亮度信號(hào)以及同步、消隱等信號(hào)混合，就得_____信號(hào)。(5)將色度信號(hào)的頻譜插在亮度信號(hào)的頻譜空隙中間稱(chēng)為_(kāi)____。(6)色度信號(hào)的振幅取決于色差信號(hào)的幅值，決定了所傳送彩色的_____；而相角取決于色差信號(hào)的相對(duì)比值，決定了彩色的_____。(7)標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)由三個(gè)_____、三個(gè)_____加上黑與白共八種顏色的等寬豎條組成。,118,,,思考和練習(xí)題,(8)NTSC制副載波頻率選擇為_(kāi)____的倍數(shù)，通常稱(chēng)為_(kāi)____。(9)對(duì)于625行、50場(chǎng)／s的PAL制,副載波頻率選擇為_(kāi)___MHz。(10)NTSC制有對(duì)相位失真比較敏感的缺點(diǎn)，容易產(chǎn)生_____畸變。(11)I軸，與V軸夾角_____，是人眼最敏感的色軸。(12)PAL制副載頻采用_____間置，_____偏置。(13)PAL制的色同步信號(hào)有_____和_____兩個(gè)功能。,119,,,思考和練習(xí)題,(14)梳狀濾波器由____、____和____組成(15)K脈沖的脈沖前沿滯后于行同步前沿_____μs，脈沖的寬度為_(kāi)____μs。(16)由于通道延遲時(shí)間與帶寬成反比，色度信號(hào)落后于亮度信號(hào)，造成_____。,120,,,思考和練習(xí)題,(17)中、小屏幕彩色電視機(jī)用_____法把彩色全電視信號(hào)分離為亮度信號(hào)和色度信號(hào)。(18)色同步信號(hào)和色度信號(hào)的分離采用_____法。,121,,,思考和練習(xí)題,2.選擇題(1)NTSC制一個(gè)行周期中有副載波周期（）。①625個(gè)②283個(gè)③283.5個(gè)④312.5個(gè)(2)黑白電視信號(hào)能量只集中在（）及其諧波附近很窄的范圍內(nèi)，隨諧波次數(shù)的升高，能量逐漸下降。①行頻②場(chǎng)頻③幀頻④射頻,122,,,思考和練習(xí)題,(3)R-Y信號(hào)壓縮系數(shù)為（）。①0.877②0.493③0.788④0.394(4)B-Y信號(hào)壓縮系數(shù)為（）。①0.877②0.493③0.788④0.394(5)PAL解碼器中梳狀濾波器的加法器輸出信號(hào)是（）。①FU②FV③F④FM(6)PAL解碼器中梳狀濾波器的減法器輸出信號(hào)是（）。①FU②FV③F④FM,123,思考和練習(xí)題,(7)PAL制彩色電視中NTSC行色同步信號(hào)的相位為（）。①180②90③135④225(8)PAL制彩色電視中PAL行色同步信號(hào)的相位為（）。①180②90③135④225(9)PAL制彩色副載波頻率是（）。①4.43361875MHz②3.57954506MHz③4.4296875MHz④4.43359375MHz,124,,,思考和練習(xí)題,(10)PAL解碼器中同步檢波器輸出的信號(hào)是（）。①FU、FV②U、V③R-Y、B-Y④Fn、Fn+1,125,,,思考和練習(xí)題,3.判斷題(1)三個(gè)色差信號(hào)都是相互獨(dú)立的。(2)平衡調(diào)幅波包含載波分量。(3)平衡調(diào)幅波的振幅只與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比。(4)調(diào)制信號(hào)通過(guò)0值點(diǎn)時(shí)，平衡調(diào)幅波極性反相180。(5)逐行倒相是將色度信號(hào)中的FU分量進(jìn)行逐行倒相。(6)人眼分辨紅、黃之間顏色變化的能力最強(qiáng)，而分辨藍(lán)、紫之間顏色變化的能力最弱。,126,,,思考和練習(xí)題,(7)PAL制減小了相位失真，防止產(chǎn)生色調(diào)畸變。(8)為了進(jìn)行頻譜交錯(cuò)，亮度信號(hào)和色度信號(hào)必須采用相同的帶寬。(9)在場(chǎng)同步脈沖期間的9行內(nèi)，要把色同步信號(hào)消隱掉。(10)色同步信號(hào)和色度信號(hào)的分離是采用頻率分離法。,127,,,思考和練習(xí)題,4.問(wèn)答題(1)要做到黑白、彩色電視互相兼容，必須滿(mǎn)足哪些基本要求？(2)三大制式為何均選用R-Y和B-Y作為色差信號(hào)？(3)為什么要用色差信號(hào)來(lái)傳送色度信號(hào)？(4)什么是大面積著色原理和高頻混合原理？(5)為什么要將彩色副載波放在6MHz頻帶的高端？,128,,,思考和練習(xí)題,(6)已知基色信號(hào)R=0.7、G=0.3、B=0，求Y、U、V、Fm、φ，說(shuō)明對(duì)應(yīng)什么色調(diào)。(7)PAL制是怎么消除相位失真引起的色調(diào)畸變的？(8)分析三大制式各自的優(yōu)缺點(diǎn)。(9)畫(huà)出PAL制編碼器方框圖，簡(jiǎn)述編碼過(guò)程。(10)畫(huà)出PAL制解碼器方框圖，簡(jiǎn)述解碼過(guò)程的五步信號(hào)處理。,129,,,思考和練習(xí)題,