模擬電視信號的形成和傳輸

1、 第一篇電視技術基礎知識第一篇電視技術基礎知識第二章第二章 模擬電視信號的形成和傳輸模擬電視信號的形成和傳輸?shù)谝还?jié)第一節(jié)圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換第二節(jié)第二節(jié)電子掃描與圖像清晰度電子掃描與圖像清晰度本章小節(jié)本章小節(jié)第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸?shù)谖骞?jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC / PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新

2、1電視信號的形成電視信號的形成景物景物( (或圖像或圖像) )各部分各部分的明暗變化和彩色變化轉的明暗變化和彩色變化轉換成相應的電視信號換成相應的電視信號( (同同時也把聲音的強弱變化轉時也把聲音的強弱變化轉換成音頻伴音信號換成音頻伴音信號) )其主其主要物理過程是光電轉換，要物理過程是光電轉換，關鍵器件是攝像管。關鍵器件是攝像管。電視信號的形成和傳播電視信號的形成和傳播導入導入湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2電視信號的傳播電視信號的傳播低低頻視頻信號，調制頻視頻信號，調制到射頻載波上變成射頻電到射頻載波上變成射頻電視信號，經(jīng)有線電視網(wǎng)絡、視信號，經(jīng)有線電視網(wǎng)絡、

3、廣播電視發(fā)射系統(tǒng)或衛(wèi)星廣播電視發(fā)射系統(tǒng)或衛(wèi)星電視系統(tǒng)等不同方式傳輸電視系統(tǒng)等不同方式傳輸?shù)接脩艏抑小Ｆ渲饕锢淼接脩艏抑?。其主要物理過程是調制和發(fā)射過程是調制和發(fā)射( (類似類似于裝載和運輸于裝載和運輸) )，關鍵設，關鍵設備是調制器。備是調制器。電視信號的形成和傳播電視信號的形成和傳播導入導入湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 3電視信號的終端顯示電視信號的終端顯示電視信號的形成和傳播電視信號的形成和傳播射射頻信號經(jīng)解調頻信號經(jīng)解調( (檢波檢波) )還原為視頻電視信號和音頻還原為視頻電視信號和音頻伴音信號，視頻電視信號經(jīng)伴音信號，視頻電視信號經(jīng)顯像管或其顯像管或其他

4、他顯示器還原成顯示器還原成原景物原景物( (或圖像或圖像) )的光像，伴的光像，伴音信號經(jīng)音信號經(jīng)揚聲器揚聲器還原出聲音。還原出聲音。其主要物理過程是解調和電其主要物理過程是解調和電光轉換，關鍵器件是檢波器光轉換，關鍵器件是檢波器和顯示器。和顯示器。導入導入湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 黑白圖像傳輸?shù)幕驹韴D黑白圖像傳輸?shù)幕驹韴D電視信號的形成和傳播電視信號的形成和傳播導入導入湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第一節(jié)第一節(jié) 圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換一、圖像的分解與像素一、圖像的分解與像素二、光電轉換和順序掃描二、光電轉換和

5、順序掃描三、模擬信號三、模擬信號四、數(shù)字信號四、數(shù)字信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 一、圖像的分解與像素一、圖像的分解與像素像素：電視系統(tǒng)分解和綜合圖像的最小單像素：電視系統(tǒng)分解和綜合圖像的最小單元，順序傳輸電視圖像的過程如圖元，順序傳輸電視圖像的過程如圖 。第一節(jié)第一節(jié) 圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換（a）需要分解后的圖像）需要分解后的圖像（b）投映至攝像管上的圖像）投映至攝像管上的圖像（c）第）第 1、2 行的電壓波形（行的電壓波形（d）第）第 3 行的電壓波形行的電壓波形（e）第）第 4、5 行的波形行的波形 （f）第）第 6 行的波形行的波形 （g

6、）第）第 7、8、9 行的波行的波形形湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1光電轉換：用攝像管把圖像的光信號轉變成相應的電信號。光電轉換：用攝像管把圖像的光信號轉變成相應的電信號。電視方式傳送圖像采用的是將一幅圖像分解成若干個像素按一定順序逐點電視方式傳送圖像采用的是將一幅圖像分解成若干個像素按一定順序逐點轉換成電信號傳送的。轉換成電信號傳送的。二、光電轉換和順序掃描二、光電轉換和順序掃描 2掃描：電視系統(tǒng)中通過電子束有規(guī)律的運動，實現(xiàn)電視圖像的分解掃描：電視系統(tǒng)中通過電子束有規(guī)律的運動，實現(xiàn)電視圖像的分解與還原，稱電子束有規(guī)律的運動為掃描。與還原，稱電子束有規(guī)律的運動

7、為掃描。3圖像信號：利用電子束的掃描進行光電轉換，得到反映像素明暗變圖像信號：利用電子束的掃描進行光電轉換，得到反映像素明暗變化的電壓信號。化的電壓信號。第一節(jié)第一節(jié) 圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 三、模擬信號三、模擬信號高電平表示圖像的暗部分，低電平表示圖像的亮部分。圖像的明暗變化高電平表示圖像的暗部分，低電平表示圖像的亮部分。圖像的明暗變化不僅僅是明、暗兩種，不僅僅是明、暗兩種，由白逐漸過渡到灰、深灰、黑等各種層次，電壓的變由白逐漸過渡到灰、深灰、黑等各種層次，電壓的變化也就會由低逐漸升高，再逐漸降低而出現(xiàn)各種幅度變化，而且

8、是連續(xù)的。化也就會由低逐漸升高，再逐漸降低而出現(xiàn)各種幅度變化，而且是連續(xù)的。我們把這種用電壓波形模擬圖像亮度信息變化的信號稱為我們把這種用電壓波形模擬圖像亮度信息變化的信號稱為“模擬信號模擬信號”。第一節(jié)第一節(jié) 圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 四、數(shù)字信號四、數(shù)字信號用用“0”和和“1”以及由它們所組成的數(shù)字串來傳送信息，則稱為以及由它們所組成的數(shù)字串來傳送信息，則稱為“數(shù)字數(shù)字信號信號”。數(shù)字信號這種方式同樣可以用來傳輸圖像中各點像素的亮度信息和。數(shù)字信號這種方式同樣可以用來傳輸圖像中各點像素的亮度信息和空間位置。空間位置。第一

9、節(jié)第一節(jié) 圖像分解與光電轉換圖像分解與光電轉換湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第二節(jié)第二節(jié) 電子掃描與圖像清晰度電子掃描與圖像清晰度一、電子掃描的掃描方式一、電子掃描的掃描方式二、電視圖像幅型比與掃描格式二、電視圖像幅型比與掃描格式三、圖像分辨力與電視圖像清晰度三、圖像分辨力與電視圖像清晰度湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1逐行掃描逐行掃描電子束水平方向的運動稱為行掃描，電子束垂直方向的運動稱為場掃描。電子束水平方向的運動稱為行掃描，電子束垂直方向的運動稱為場掃描。電子束有規(guī)律的沿畫面自左至右、自上而下一行行移動稱為逐行掃描。電子束電子束

10、有規(guī)律的沿畫面自左至右、自上而下一行行移動稱為逐行掃描。電子束逐行掃描如圖逐行掃描如圖 。一、電子掃描的掃描方式一、電子掃描的掃描方式每幀行數(shù)每幀行數(shù) 625；每場行數(shù)為；每場行數(shù)為 625/2 = 312.5。行頻行頻 fH = 15 626 Hz ，行周期，行周期 TH = 1 / 15 625 s = 64 s第二節(jié)第二節(jié) 電子掃描與圖像清晰電子掃描與圖像清晰度度湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2隔行掃描隔行掃描一、電子掃描的掃描方式一、電子掃描的掃描方式理論分析和實踐表明，滿足人眼的連續(xù)感、不閃爍感和清晰度要求，采用理論分析和實踐表明，滿足人眼的連續(xù)感、不閃

11、爍感和清晰度要求，采用逐行掃描方式時，信號帶寬太寬。實際中均采用隔行掃描方式。逐行掃描方式時，信號帶寬太寬。實際中均采用隔行掃描方式。 隔行掃描是把一幀圖像分成兩場進行掃描，一場掃隔行掃描是把一幀圖像分成兩場進行掃描，一場掃 1、3、5、 奇數(shù)行，奇數(shù)行，稱奇數(shù)場；下一場掃稱奇數(shù)場；下一場掃 2、4、6、 偶數(shù)行，稱偶數(shù)場。如此反復。隔行掃描偶數(shù)行，稱偶數(shù)場。如此反復。隔行掃描重現(xiàn)圖像必須保證兩場光柵正確鑲嵌如圖所示。重現(xiàn)圖像必須保證兩場光柵正確鑲嵌如圖所示。第二節(jié)第二節(jié) 電子掃描與圖像清晰電子掃描與圖像清晰度度湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1電視圖像幅型比電視圖

12、像幅型比是指由電子掃描所形成的光柵或電視圖像的寬、高比例。傳統(tǒng)模擬電視的是指由電子掃描所形成的光柵或電視圖像的寬、高比例。傳統(tǒng)模擬電視的幅型比為幅型比為 4 : 3，近期開播的高清晰度電視的幅型比為，近期開播的高清晰度電視的幅型比為 16 : 9。二、電視圖像幅型比與掃描方式二、電視圖像幅型比與掃描方式2掃描格式掃描格式通常用圖像水平方向和垂直方向有效像素的乘積來表示。在模擬電視的時通常用圖像水平方向和垂直方向有效像素的乘積來表示。在模擬電視的時代圖像格式相對單一，在模擬電視向數(shù)字電視過渡的時代，尤其是在開播數(shù)字代圖像格式相對單一，在模擬電視向數(shù)字電視過渡的時代，尤其是在開播數(shù)字高清晰度節(jié)目后

13、，電視圖像的格式逐漸復雜起來。高清晰度節(jié)目后，電視圖像的格式逐漸復雜起來。第二節(jié)第二節(jié) 電子掃描與圖像清晰度電子掃描與圖像清晰度湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1電視圖像的清晰度電視圖像的清晰度是主觀感覺到的電視畫面細節(jié)呈現(xiàn)的清晰程度，用人眼所能分辨的最大電是主觀感覺到的電視畫面細節(jié)呈現(xiàn)的清晰程度，用人眼所能分辨的最大電視線數(shù)表示。視線數(shù)表示。三、圖像分辨力與電視圖像清晰度三、圖像分辨力與電視圖像清晰度2電電視圖像分辨力視圖像分辨力是指電視系統(tǒng)本身分解像素的能力，用水平方向和垂直方向的像素點陣表是指電視系統(tǒng)本身分解像素的能力，用水平方向和垂直方向的像素點陣表示，不受

14、主觀感覺的影響。示，不受主觀感覺的影響。第二節(jié)第二節(jié) 電子掃描與圖像清晰度電子掃描與圖像清晰度湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號一、圖像信號一、圖像信號二、消隱信號二、消隱信號三、同步信號三、同步信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 全電視信號全電視信號視 頻 信視 頻 信號 又 稱 全 電號 又 稱 全 電視 信 號 ， 黑視 信 號 ， 黑白 全 電 視 信白 全 電 視 信號 包 括 圖 像號 包 括 圖 像信 號 、 復 合信 號 、 復 合消 隱 信 號 、消 隱 信 號 、復 合 同 步 信復 合 同

15、步 信號 。 全 電 視號 。 全 電 視信 號 波 形 如信 號 波 形 如圖圖 所示。所示。第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1圖像信號的位置圖像信號的位置一、圖像信號一、圖像信號圖像信號出現(xiàn)在行圖像信號出現(xiàn)在行正程期間。含有行同步、正程期間。含有行同步、行消隱信號的視頻信號行消隱信號的視頻信號波形及相互關系如圖所波形及相互關系如圖所示。圖中為行正程時間。示。圖中為行正程時間。第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 一、圖像信號一、圖像信號圖像信號是電平高低反應圖像信號是電平高低反應圖像亮

16、暗的電信號。圖像亮暗的電信號。特點：具有單極性和脈沖特點：具有單極性和脈沖性。均勻階梯波電視圖像及對性。均勻階梯波電視圖像及對應波形。應波形。2圖像信號的幅度與波形圖像信號的幅度與波形第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 一、圖像信號一、圖像信號圖像信號及對應的負極性波形如圖，分析可知：圖像信號的頻率范圍圖像信號及對應的負極性波形如圖，分析可知：圖像信號的頻率范圍為為 0 6 MHz 。 3 圖像信號的頻率圖像信號的頻率第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 二、消隱信號二、消隱信號1行消隱脈沖：

17、寬度行消隱脈沖：寬度 12 s ，每行一個。每行一個。 作用：提供電子束消隱寬度、視頻信號基準電平的信息。包括行消隱作用：提供電子束消隱寬度、視頻信號基準電平的信息。包括行消隱脈沖和場消隱脈沖。復合消隱脈沖的波形如圖所示。脈沖和場消隱脈沖。復合消隱脈沖的波形如圖所示。2場消隱脈沖：寬度場消隱脈沖：寬度 25H( (H 指指一行即一行即 ( (64 25 + 12) ) s = 1 612 s ) ) 每場一個。每場一個。第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 三、同步信號三、同步信號 1行同步脈沖：提供行掃描頻率和行同步脈沖：提供行掃描頻率和相位

18、信息，前沿表征行逆程開始的時刻。相位信息，前沿表征行逆程開始的時刻。寬度寬度 4.7 s，每行一個。，每行一個。 作用：提供掃描頻率和相位信息的信號。包括行同步脈沖和場同步脈沖。作用：提供掃描頻率和相位信息的信號。包括行同步脈沖和場同步脈沖。 2場同步脈沖：提供場掃描頻率和場同步脈沖：提供場掃描頻率和相位信息，前沿表征場逆程開始的時刻。相位信息，前沿表征場逆程開始的時刻。寬度寬度 2.5 H = 160 s ，每場一個。，每場一個。 行同步、場同步脈沖的電平范圍都是位于比黑還黑的電平范圍內(nèi)，即以行同步、場同步脈沖的電平范圍都是位于比黑還黑的電平范圍內(nèi)，即以消隱電平為基準位于與圖像信號相反的電平

19、范圍，幅度為消隱電平為基準位于與圖像信號相反的電平范圍，幅度為 0.3 V。第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 三、同步信號三、同步信號3槽脈沖：在場同步期間提供行同步信息，使得即使在場同步期間也不槽脈沖：在場同步期間提供行同步信息，使得即使在場同步期間也不丟失行同步信息。在丟失行同步信息。在 2.5 H 場同步期內(nèi)開場同步期內(nèi)開 5 個槽，為每半行開一個槽，槽寬個槽，為每半行開一個槽，槽寬 4.7 s。4前均衡脈沖：保證隔行掃描光柵的精確鑲嵌。場同步之前設置前均衡脈沖：保證隔行掃描光柵的精確鑲嵌。場同步之前設置 5 個前個前均衡脈沖，每半行

20、一個，寬度為均衡脈沖，每半行一個，寬度為 2.35 s 。5后均衡脈沖：為波形對稱。后均衡脈沖：為波形對稱。在場同步脈沖后也設置在場同步脈沖后也設置 5 個后均衡脈沖。每半行一個，寬度為個后均衡脈沖。每半行一個，寬度為 2.35 s。第三節(jié)第三節(jié)視頻信號視頻信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸一、視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送一、視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送二、伴音信號的調制二、伴音信號的調制三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新

21、趙新 1視頻信號的調幅視頻信號的調幅一、一、視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送特點：振幅變換反應特點：振幅變換反應調制信號，可用包絡檢波調制信號，可用包絡檢波器解調。已調信號高頻振器解調。已調信號高頻振蕩相位連續(xù)，無突變點。蕩相位連續(xù)，無突變點。 視頻信號高頻調幅波的視頻信號高頻調幅波的形成及波形如圖所示。形成及波形如圖所示。第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2.視頻調幅波的頻譜視頻調幅波的頻譜一般調幅波的頻譜和占有帶寬一般調幅波的頻譜和占有帶寬如如圖所示。圖所示。一、一、視頻信號的調制

22、與殘留邊帶發(fā)送視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 3視頻調幅波的殘留邊帶發(fā)送視頻調幅波的殘留邊帶發(fā)送為減小傳輸射頻信為減小傳輸射頻信號的帶寬，電視信號均號的帶寬，電視信號均采用殘留邊帶方式發(fā)送，采用殘留邊帶方式發(fā)送，我國每頻道電視信號頻我國每頻道電視信號頻譜如圖所示。譜如圖所示。一、一、視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)送第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 電視伴音信號的音頻范圍為

23、電視伴音信號的音頻范圍為 20 Hz 15 kHz。采用調頻方式傳輸。即高頻。采用調頻方式傳輸。即高頻載波的頻率隨正弦波載波的頻率隨正弦波 F 的振幅而變。調頻波波形如圖所示。的振幅而變。調頻波波形如圖所示。二、伴音信號的調制二、伴音信號的調制我國電視制式規(guī)定，伴音載頻比我國電視制式規(guī)定，伴音載頻比圖像載頻高圖像載頻高 6.5 MHz，帶寬為，帶寬為 0.25 MHz。第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1無線電視廣播無線電視廣播我國正規(guī)電視頻道（我國正規(guī)電視頻道（DS1 DS68）頻譜分配如圖所示。）頻譜分配

24、如圖所示。三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2有線電視廣播有線電視廣播有線電視方式即通過電纜或光纜線路采用閉路方式傳輸電視信號。國家廣電有線電視方式即通過電纜或光纜線路采用閉路方式傳輸電視信號。國家廣電總局對有線電視廣播系統(tǒng)的波段、功能做了新的規(guī)定，新的頻譜分配如圖所示?？偩謱τ芯€電視廣播系統(tǒng)的波段、功能做了新的規(guī)定，新的頻譜分配如圖所示。三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視

25、信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式 3衛(wèi)星電視廣播衛(wèi)星電視廣播用于遠距離傳輸用于遠距離傳輸高頻電視信號。高頻電視信號。 圖為衛(wèi)星廣播電圖為衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)工作示意圖。視系統(tǒng)工作示意圖。第四節(jié)第四節(jié)高頻電視信號的形成及傳輸高頻電視信號的形成及傳輸湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第五節(jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號一、彩色圖像的分解和三基色點信號的產(chǎn)生一、彩色圖像的分解和三基色點信號的產(chǎn)生二、兼容性和逆兼容性二、兼容性和逆兼容性三、亮度信號和色差信號三、亮度信號和色

26、差信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 根據(jù)三基色原理，彩色圖像的分解和三基色信號的產(chǎn)生過程如圖根據(jù)三基色原理，彩色圖像的分解和三基色信號的產(chǎn)生過程如圖所示所示。一、一、彩色圖像的分解和三基色電信號的產(chǎn)生彩色圖像的分解和三基色電信號的產(chǎn)生第五節(jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 兼容：指黑白電視機能收看彩色電視節(jié)目，呈現(xiàn)出的是黑白圖像。兼容：指黑白電視機能收看彩色電視節(jié)目，呈現(xiàn)出的是黑白圖像。逆兼容：彩色電視機能收看黑白電視節(jié)目，呈現(xiàn)出的也是黑白圖像。逆兼容：彩色電視機能收看黑白電視節(jié)目，呈現(xiàn)出的也是黑白圖像。二、

27、兼容性和逆兼容性二、兼容性和逆兼容性第五節(jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 彩色電視系統(tǒng)的傳輸信號不能直接采用彩色電視系統(tǒng)的傳輸信號不能直接采用 R、G、B 信號，為兼容選為亮度信號，為兼容選為亮度信號和色差信號。信號和色差信號。1亮度信號亮度信號將攝像機輸出的三基色信號電壓，按亮度方程：將攝像機輸出的三基色信號電壓，按亮度方程：三、亮度信號和色差信號三、亮度信號和色差信號VY = 0.30 VR + 0.59 VG + 0.11VB11. 0:59. 0:3 . 0/1:/1:/1321 RRR用矩陣電路可得到用矩陣電路可得到亮度信號電

28、壓。亮度信亮度信號電壓。亮度信號電阻矩陣電路如圖所號電阻矩陣電路如圖所示。示。第五節(jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2色差信號色差信號色差信號與三基色信號的關系為：色差信號與三基色信號的關系為：如用電壓形式表示為：如用電壓形式表示為：R - - Y = 0.7R - - 0.59 G 0.11B G - - Y = - - 0.37R + + 0.41 G 0.11BB - - Y = - - 0.3R - - 0.59 G + 0.89BV R- -Y = 0.70 VR - - 0.59 VG - - 0.11VBVB- -Y =

29、- - 0.30 VR - - 0.41VG - - 0.11VB采用矩陣電路可得到采用矩陣電路可得到 V R- -Y 、VB- -Y 信號電壓。色差信號信號電壓。色差信號 VG- -Y 不傳送，按關系：不傳送，按關系：VB- -Y = - - 0.30 VR 0.59VG + 0.89 VB用矩陣電路得到。用矩陣電路得到。第五節(jié)第五節(jié)彩色電視信號彩色電視信號三、亮度信號和色差信號三、亮度信號和色差信號湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯一、大面積著色原理與色差信號的頻帶壓縮一、大面積著色原理與色差信號

30、的頻帶壓縮二、亮度信號的頻譜二、亮度信號的頻譜三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 為兼容，要求在為兼容，要求在 0 6 MHz 帶寬范圍內(nèi)把亮度和色度信號都傳送出去。帶寬范圍內(nèi)把亮度和色度信號都傳送出去?？紤]重現(xiàn)圖像的清晰度，亮度信號帶寬必須采用考慮重現(xiàn)圖像的清晰度，亮度信號帶寬必須采用 0 6 MHz。根據(jù)人眼對彩。根據(jù)人眼對彩色細節(jié)分辯力低的特點，可將色差信號頻帶壓縮至色細節(jié)分辯力低的特點，可將色差信號頻帶壓縮至 0 1.3 MHz。一、一、大面積著色原理與色差信號的頻帶壓縮大面積著色原理與色差信號的頻

31、帶壓縮彩色電視圖像中低頻部分彩色電視圖像中低頻部分( (表現(xiàn)為大面積表現(xiàn)為大面積) )，既有亮度信號也有色度信號；，既有亮度信號也有色度信號；高頻部分高頻部分( (圖像細節(jié)圖像細節(jié)) )，只有亮度信號沒有色度信號，即沒有彩色，稱這種處，只有亮度信號沒有色度信號，即沒有彩色，稱這種處理為大面積著色原理。它節(jié)約了帶寬又不影響重現(xiàn)圖像的質量。理為大面積著色原理。它節(jié)約了帶寬又不影響重現(xiàn)圖像的質量。第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 我國電視標準，亮度信號的帶寬為我國電視標準，亮度信號的帶寬為 0 6 MHz。

32、矩形脈沖波的頻譜如圖所。矩形脈沖波的頻譜如圖所示。示。二、亮度信號的頻譜二、亮度信號的頻譜第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 典型圖像信號及其典型圖像信號及其頻譜如圖所示。頻譜如圖所示。二、亮度信號的頻譜二、亮度信號的頻譜第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1頻譜間置頻譜間置色差信號的頻譜分布規(guī)律與亮度信號相同，只是帶寬窄，為色差信號的頻譜分布規(guī)律與亮度信號相同，只是帶寬窄，為 0 1.3 MHz。為了使它和亮度

33、信號的主譜線錯開，選擇一個副載波為了使它和亮度信號的主譜線錯開，選擇一個副載波 fSC，其頻率足夠高且數(shù)，其頻率足夠高且數(shù)值合適，將色差信號對它調幅，使調制后色度信號的頻譜搬到值合適，將色差信號對它調幅，使調制后色度信號的頻譜搬到 0 6 MHz 的高的高頻端，并插到亮度信號譜線群間，實現(xiàn)頻譜交錯或頻譜間置，故此稱為頻譜頻端，并插到亮度信號譜線群間，實現(xiàn)頻譜交錯或頻譜間置，故此稱為頻譜交錯原理。交錯原理。三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新

34、2副載頻選擇副載頻選擇我國的彩電制式，其色副載波頻率可選為：我國的彩電制式，其色副載波頻率可選為：三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇這時，色度與亮度信號頻譜間置情況如圖所示。這時，色度與亮度信號頻譜間置情況如圖所示。f SC =(284 1 / 2) 15 625 Hz = 4 429 687.5 Hz 4.43 MHz第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 由圖可見，它們的主譜線間相差半行頻，稱為半行頻間置。彩色電視發(fā)由圖可見，它們的主譜線間相差半行頻，稱為半行頻間置。彩色電

35、視發(fā)射的電視信號頻譜圖所示。射的電視信號頻譜圖所示。三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇第六節(jié)第六節(jié)色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯色差信號頻帶的壓縮與頻譜交錯湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）一、平衡調幅一、平衡調幅二、正交平衡調幅二、正交平衡調幅三、色度信號的壓縮三、色度信號的壓縮 V、U 信號信號四、四、NTSC 制的主要性能制的主要性能湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 平衡調幅是抑制載波的調幅方式。表示式分別為：平衡調幅是抑制載波的調幅方式。表示式分

36、別為：一、一、平衡調幅平衡調幅調制信號調制信號FtVU 2cosFF載頻信號載頻信號tUUSCSScos 一般調幅信號一般調幅信號tFtmUUSCScos)2cos1 (AM 平衡調幅信號平衡調幅信號第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）tFtUUUSCcos2cosSAMBM 湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 平衡調幅波的波形圖如圖所示。平衡調幅波的波形圖如圖所示。一、一、平衡調幅平衡調幅特點：特點：（1）不含載頻分量。）不含載頻分量。（5）只能在原載波的正峰點對平衡調幅波取樣，才能得到原來的調制信號。）只能在原載波的正峰點對平衡調幅波取樣，

37、才能得到原來的調制信號。（2）幅值正比與調制信號振幅的絕對值。）幅值正比與調制信號振幅的絕對值。 （3）調制信號為正，平衡調幅波與載波）調制信號為正，平衡調幅波與載波同相；調制信號為負，平衡調幅波與載波反同相；調制信號為負，平衡調幅波與載波反相。相。（4）平衡調幅波包絡不再是原來的調制信號）平衡調幅波包絡不再是原來的調制信號,只能采用同步檢波方式。只能采用同步檢波方式。第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 為使一個載頻攜帶兩個色度信號信息，采用了將為使一個載頻攜帶兩個色度信號信息，采用了將( B - - Y )

38、信號對信號對 0 副副載波平衡調幅，得到（載波平衡調幅，得到（BY ）sin SC色度分量；（色度分量；（R Y ）信號對）信號對 90 副副載波平衡調幅，得到載波平衡調幅，得到 （R Y）cos SC色度分量，兩色度分量相加后為正交色度分量，兩色度分量相加后為正交平衡調幅信號。兩色度分量相位正交，帶寬都為平衡調幅信號。兩色度分量相位正交，帶寬都為 fSC - - F FSC + F ?？捎??？捎猛綑z波方式解調、分開。同步檢波方式解調、分開。兩色度分量信號相加后，得到色度信號兩色度分量信號相加后，得到色度信號 F 為：為：二、正交平衡調幅二、正交平衡調幅tVtVFscYBscYRsincos

39、 第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 兩色差信號正交平衡調幅處理的過程及合成矢量之間的相位關系兩色差信號正交平衡調幅處理的過程及合成矢量之間的相位關系如如圖所示。圖所示。二、正交平衡調幅二、正交平衡調幅合成矢量的長度合成矢量的長度 | |F| | 和相位和相位 為：為：2YB2YR)()( VVFYBYRarctan VV 該矢量的長度反應色飽和度，相位反應色調。該矢量的長度反應色飽和度，相位反應色調。第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學

40、校 趙新趙新 彩色電視系統(tǒng)中，傳輸?shù)男盘枮榱炼炔噬娨曄到y(tǒng)中，傳輸?shù)男盘枮榱炼刃盘柤由仙刃盘?。信號加上色度信號。三、色度信號的壓縮三、色度信號的壓縮 V、U 信號信號標準彩條的彩色全電視信號波形如圖標準彩條的彩色全電視信號波形如圖所示。所示。第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 由圖可見，黃條的最高電平超出白電平為由圖可見，黃條的最高電平超出白電平為 0.79，會造成發(fā)射機過調制；藍，會造成發(fā)射機過調制；藍條的黑電平低于同步電平為條的黑電平低于同步電平為 - - 0.79，會破壞同步。因此需對色度信號進行壓縮

41、，會破壞同步。因此需對色度信號進行壓縮處理。計算出壓縮系數(shù)為處理。計算出壓縮系數(shù)為三、色度信號的壓縮三、色度信號的壓縮 V、U 信號信號a = 0.877 , b = 0.493壓縮后的色度信號可寫成：壓縮后的色度信號可寫成：YR877. 0 VVYB493. 0 VU第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 壓縮后彩條信號波形壓縮后彩條信號波形如如圖所示。圖所示。三、色度信號的壓縮三、色度信號的壓縮 V、U 信號信號第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市

42、鄖陽科技學校 趙新趙新 優(yōu)點：色度信號處理過程簡單；亮、色信號頻譜最大間距錯開，兼容性好。優(yōu)點：色度信號處理過程簡單；亮、色信號頻譜最大間距錯開，兼容性好。四、四、NTSC 制的主要性能制的主要性能缺點：由于相位失真造成色調失真，因此對傳輸條件要求苛刻，要求傳輸缺點：由于相位失真造成色調失真，因此對傳輸條件要求苛刻，要求傳輸過程中引起的相位失真小于過程中引起的相位失真小于 3。為了克服為了克服 NTSC 制的缺點，研制出了制的缺點，研制出了 PAL 制和制和 SECAM 制。制。第七節(jié)第七節(jié)正交平衡調幅制（正交平衡調幅制（NTSC 制）制）湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新

43、趙新 第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器一、一、PAL 制的特點制的特點二、色同步信號二、色同步信號三、三、NTSC/PAL 視頻編碼器簡介視頻編碼器簡介湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1PAL 制特點制特點一、一、PAL 制特點制特點編碼時編碼時 U 信號不變，信號不變，V 信號逐行倒相。假如第信號逐行倒相。假如第 n 行傳輸?shù)纳刃盘枮樾袀鬏數(shù)纳刃盘枮榈诘?n + 1 行傳輸?shù)纳刃盘枮樾袀鬏數(shù)纳刃盘枮閠VtUscsccossin tVtUscsccossin 第第 n + 2 行又為行又為tVtUscsccossin 如此反復。如

44、此反復。PAL 色度信號可寫成：色度信號可寫成：tVtUFscsccossin 第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 一、一、PAL 制特點制特點V 信號不倒相行稱為信號不倒相行稱為 NTSC 行行( (或或 N 行行) )，V 信號倒相行稱為信號倒相行稱為 PAL 行行( (或或 P 行行) )。對紫色其。對紫色其 N 行和行和 P 行矢量關系及標準彩條信號的行矢量關系及標準彩條信號的 PAL 色度矢量圖如圖色度矢量圖如圖所示。所示。第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科

45、技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2V 信號的倒相復原信號的倒相復原一、一、PAL 制特點制特點解調時，必須把倒相行解調時，必須把倒相行 V 信號的相位倒回去，即信號的相位倒回去，即把把 - - 90 相位行的相位行的 V 信信號通過電路變換成號通過電路變換成 90 相位，稱為倒相復原。相位，稱為倒相復原。第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 1PAL 色同步信號的作用色同步信號的作用二、色同步信號二、色同步信號（1）給接收端傳遞調制時基準副載波頻率和相位的信息，供接收端重新）給接收端傳遞調制時基準副載波

46、頻率和相位的信息，供接收端重新恢復解調副載波?；謴徒庹{副載波。（2）給接收端傳遞調制時）給接收端傳遞調制時 V 信號倒相次序的信息，供接收端識別出信號倒相次序的信息，供接收端識別出 V 信信號倒相次序。號倒相次序。第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 2PAL 色同步信號的特點色同步信號的特點二、色同步信號二、色同步信號位置如圖所示。位置如圖所示。波形：波形： ( ( 10 1 ) )個副載波周期的個副載波周期的副載波正弦振蕩。副載波正弦振蕩。寬度寬度：( ( 2.35 0.23 s ) )幅度：與行同步脈沖幅度

47、相同，幅度：與行同步脈沖幅度相同， ( (0.3 V 0.9 mV ) ) 。在行消隱后肩，距行同步前沿在行消隱后肩，距行同步前沿 ( ( 5.6 0.1 s ) )第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 3PAL 色同步信號的產(chǎn)生色同步信號的產(chǎn)生二、色同步信號二、色同步信號PAL 色同步矢量如圖所示。色同步矢量如圖所示。第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 分量信號：三基色信號分量信號：三基色信號 R、G、B；亮度信號；亮度信號 Y

48、、色差信號、色差信號 R- -Y、B- -Y；以；以及及 Y、U、V 信號。信號。三、三、NTSC/PAL 編碼器簡介編碼器簡介復合信號：亮度信號、色度信號和同步信號。復合信號：亮度信號、色度信號和同步信號。編碼：形成復合信號的處理過程。編碼：形成復合信號的處理過程。編碼器：完成編碼的電路。編碼器：完成編碼的電路。復合信號又稱為彩色全電視信號，可以用復合信號又稱為彩色全電視信號，可以用 FBAS 表示，其中的表示，其中的 F 代表色度代表色度信號，信號，B 代表亮度信號，代表亮度信號，A 代表復合消隱信號，代表復合消隱信號，S 代表復合同步信號和色同步代表復合同步信號和色同步信號。信號。第八節(jié)

49、第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 三、三、NTSC/PAL 編碼器簡介編碼器簡介PAL 制碼過程制碼過程如圖所示。如圖所示。第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 PAL 制色同步信號的矢量合成制色同步信號的矢量合成三、三、NTSC/PAL 編碼器簡介編碼器簡介第八節(jié)第八節(jié)PAL 制及制及 NTSC/PAL 編碼器編碼器湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 本本章章小小結結本章介紹了彩色電視機的基礎理論知識，可概述

50、為如下內(nèi)容：本章介紹了彩色電視機的基礎理論知識，可概述為如下內(nèi)容：1光電轉換：用攝像管把圖像的光信號轉變成相應的電信號。光電轉換：用攝像管把圖像的光信號轉變成相應的電信號。3圖像信號：利用電子束的掃描進行光電轉換，得到反映像素圖像信號：利用電子束的掃描進行光電轉換，得到反映像素明暗變化的電壓信號。明暗變化的電壓信號。2像素：電視系統(tǒng)分解和綜合圖像的最小單元。像素：電視系統(tǒng)分解和綜合圖像的最小單元。4逐行掃描：電子束有規(guī)律的沿畫面自左至右、自上而下一行逐行掃描：電子束有規(guī)律的沿畫面自左至右、自上而下一行行移動稱為逐行掃描。行移動稱為逐行掃描。湖北省十堰市鄖陽科技學校湖北省十堰市鄖陽科技學校 趙新趙新 本本章章小小結結5隔行掃描：隔行掃描是把一幀圖像分成兩場進行掃描，先隔行掃描：隔行掃描是把一幀圖像分成兩場進行掃描，先掃描奇數(shù)行，形成奇數(shù)場；再掃描偶數(shù)行，形成偶數(shù)場。掃描奇數(shù)行，形成奇數(shù)場；再掃描偶數(shù)行，形成偶數(shù)場。7電視圖像的分辨力是電視系統(tǒng)本身分解像素的能力。電視圖像的分辨力是電視系統(tǒng)本身分解像素的能力。6電視圖像的清晰度是主觀感覺到的電視畫面細節(jié)呈現(xiàn)的清晰電視圖像的清晰度是主觀感覺到的電視畫面細節(jié)呈現(xiàn)的清晰程度。程度。8視頻信號：又稱全電視信號，黑白全電視信號包括圖像信號、視頻信號：又稱全電視信號，黑白全電視信號包括圖