電視原理-第二章-謝世朋-版式1

1、電視原理 第二章電視傳像基本原理 f fR R( (x x, ,y y, ,t t) )f fG G( (x x, ,y y, ,t t) ) f fB B( (x x, ,y y, ,t t) ) f fL L( (x x, ,y y, ,t t) ) 根據(jù)人眼對(duì)細(xì)節(jié)分辨力有限的視覺特性，可以把一幅平面圖像分解成許許多多小單元。這些組成畫面的細(xì)小單元具有單一的亮度和色度，稱為像素（pixel）。像素越小，單位面積上的像素?cái)?shù)目越多，圖像就越清晰。 根據(jù)人眼的視覺惰性可以把時(shí)間連續(xù)的景物分解成一幅幅時(shí)間不連續(xù)的畫面，只要畫面的顯示頻率高于臨界閃爍頻率，就可以獲得連續(xù)活動(dòng)圖像的感覺。 對(duì)于彩色電視

2、，每一個(gè)平面活動(dòng)基色圖像都可以表示成空間坐標(biāo)x、y和時(shí)間t 的三維離散函數(shù):fR(m,n,k)fG(m,n,k) fB(m,n,k) 對(duì)于黑白電視，平面活動(dòng)亮度圖像可表示為fL(m,n,k)電視圖像離散化可以壓縮需要傳送的信息量。如何用一維時(shí)間函數(shù)的電視信號(hào)傳送三維活動(dòng)電視圖像？并行傳送： 把不同位置上的像素同時(shí)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號(hào)，分別用相應(yīng)信道同時(shí)傳送出去。根據(jù)人眼的細(xì)節(jié)分辨力，一幅圖像要比較清晰，至少要有40萬以上的像素，即需40萬個(gè)信道 。 不經(jīng)濟(jì)，也不可能。 并行傳送示意圖發(fā)送端接收端順序傳送（串行傳送）：3.掃描將光圖像轉(zhuǎn)換成順序傳送的電信號(hào)的過程及其逆過程稱為掃描。fL(xm,yn

3、,tk)三維圖像信號(hào)f(t)一維電視信號(hào)掃描 行掃描水平掃描 場掃描垂直掃描掃描周期重復(fù)上述掃描行掃描正程，行掃描逆程場掃描正程，場掃描逆程2.1.2 電-光轉(zhuǎn)換原理發(fā)端 ：光-電轉(zhuǎn)換攝像管 收端 ：電-光轉(zhuǎn)換顯像管1.攝像CCDCharge Couple Device電荷耦合器件幀轉(zhuǎn)移CCD攝像管光敏成像區(qū)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移區(qū)讀出移位寄存器時(shí)序控制電路讀出移位寄存器（遮光）圖像信號(hào)感光單元存貯轉(zhuǎn)移區(qū)光敏成像區(qū)轉(zhuǎn)移移位寄存器（遮光） 2022-3-82022-3-8CMOS（Complementary Metal-Oxide SemiconductorComplementary Metal-Oxide

4、Semiconductor）互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體互補(bǔ)性金屬氧化物半導(dǎo)體2022-3-8單反相機(jī)-CMOS2、顯像顯像管陰極射線管Cathode Ray Tube(CRT)主要組成：電子槍、熒光屏、偏轉(zhuǎn)線圈等。 來自攝像端的信號(hào)加到顯像管的柵極，控制電子束的能量，從而控制熒光粉的發(fā)光亮度，使熒光屏正確重現(xiàn)發(fā)端圖像。2022-3-8液晶顯示原理2022-3-8l等離子等離子l背投背投l硅基板液晶硅基板液晶lDLPDLP數(shù)字微鏡數(shù)字微鏡校正校正00 0EkLddLk E攝像管光電轉(zhuǎn)換特性近似為線性：而顯像管電光轉(zhuǎn)換特性為非線性：亮度與柵陰壓的次方成正比，顯像管重現(xiàn)圖像產(chǎn)生失真。需在攝像端進(jìn)行預(yù)失真

5、處理即校正：這樣，顯示亮度將正比于攝取的圖像亮度：1/0EE0000ddddLk Ek Ek k LkL2.1.3 彩色圖像的攝取與重現(xiàn)1.彩色圖像的攝取同時(shí)制彩色電視傳送示意圖同時(shí)投影混色法顯像管空間混色法三槍三束蔭罩式彩色顯像管2.2.彩色圖像的重現(xiàn)顯像管空間混色法彩色顯像管RGB點(diǎn)陣新型顯示器：液晶顯示器，等離子顯示器2.2.1 逐行掃描逐行掃描光柵2.2 電視掃描原理矩形屏幕勻速單向直線掃描a. 只有行掃描時(shí) b. 只有場掃描時(shí)c. 場正程掃描 d. 場逆程掃描 e. 消去行場逆程后的掃描光柵 逐行掃描電流波形：（a）行掃描鋸齒波電流 （b）場掃描鋸齒波電流 行掃描基本參數(shù)行正程掃描時(shí)

6、間: TH t行逆程掃描時(shí)間: TH rTH r TH t行掃描周期TH = TH t+TH r行掃描頻率fH = 1/TH場正程掃描時(shí)間: TV t場逆程掃描時(shí)間: TV rTV r TV t場掃描周期TV = TV t+TV r場掃描頻率fV = 1/TV場掃描基本參數(shù)行場掃描關(guān)系為獲得有效的掃描光柵，電子束水平方向運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)遠(yuǎn)大于垂直方向的運(yùn)動(dòng)速度；即： fH fV 正程掃描時(shí)間應(yīng)占整個(gè)掃描周期的大部分，即： TH TH r TV TV r TH r/TH =a 稱行掃描逆程系數(shù)，一般18TV r/TV =b 稱場掃描逆程系數(shù)，一般8逐行掃描方式中，每場的光柵都應(yīng)互相重疊。設(shè)每場掃描行數(shù)

7、為Z，則：TVZTH fHZ fV 即場周期是行周期的整數(shù)倍。掃描行數(shù)越多，圖像越清晰。練習(xí)：習(xí)題2.12.2.2 隔行掃描50Hz60040012MHzmf線1 1. .隔行掃描的提出要達(dá)到人眼要求的最高分解力，掃描行數(shù)須在500以上，人眼的臨界閃爍頻率要求場頻須在48 Hz以上。按我國標(biāo)準(zhǔn)為625行，50 Hz，按幅型比4/3，則每行有800個(gè)像素，即400個(gè)周期 則：黑白電視信號(hào)的最高頻率達(dá)12 MHz，即:按逐行掃描方式，要求黑白電視信號(hào)帶寬為：f = 12 MHz電子線路系統(tǒng)、頻率資源都很難滿足要求。根據(jù)人眼的視覺特性：一幀圖像分兩次掃描，每次稱為一場，兩場合為一幀,即采用隔行掃描方

8、式?；顒?dòng)圖像25幀/秒=50場/秒臨界閃爍頻率=48Hz每場掃描行數(shù) 312.5行每幀掃描行數(shù) 625行即: 按隔行掃描方式，要求黑白電視信號(hào)帶寬為：f = 6 MHz 2.2.2 隔行掃描2.隔行掃描光柵的形成 奇數(shù)行掃描（奇數(shù)場）一幀圖象分兩次掃描 偶數(shù)行掃描（偶數(shù)場）隔行掃描重現(xiàn)圖像示意2.2.2 隔行掃描隔行掃描光柵分析2.2.2 隔行掃描122122HVfZnnf隔行掃描應(yīng)滿足的基本要求（1）每幀起點(diǎn)相同要求每幀必須為整數(shù)行（2）相鄰奇偶兩場光柵均勻鑲嵌，且各場掃描鋸齒波波形 一樣要求每場存在半行，即每幀必須為奇數(shù)行Z=2n+1 行頻與場頻關(guān)系：2.2.2 隔行掃描我國隔行掃描的基本

9、參數(shù)我國電視掃描標(biāo)準(zhǔn)： 隔行掃描，每幀625行，每幀兩場，每場312.5行 幀頻：fF=25Hz 場頻：fv=50Hz 場周期：Tv=20ms (Tvt=18.4ms， Tvr=1.6ms) 行頻：fH=25(幀)625(行)=15625Hz 行周期：TH=64s (THt =52s ，THr =12s) 2.2.2 隔行掃描 3. 隔行掃描的缺點(diǎn)（1）行間閃爍效應(yīng)在隔行掃描中，整個(gè)畫面的變化是按場頻重復(fù)的，它高于臨界閃爍頻率因而沒有大面積閃爍感。但就每行而言，它仍是按幀頻重復(fù)的，即每秒重復(fù)25次，這是低于臨界閃爍頻率的。所以，當(dāng)我們觀看比較亮的細(xì)節(jié)時(shí)，仍會(huì)感覺到行間閃爍。（2）并行現(xiàn)象a.

10、真實(shí)并行奇偶光柵并行現(xiàn)象 b. 視在并行如傳送圖像中的運(yùn)動(dòng)物體在垂直方向上有足夠大的速度分量，且每經(jīng)一場剛好下移一行距離，則后一場傳送的細(xì)節(jié)與前一場相同。所以當(dāng)視線隨運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)時(shí)，看起來好像兩行變成一行。視在并行（3）高速水平運(yùn)動(dòng)物體出現(xiàn)“鋸齒化”現(xiàn)象如傳送圖象中的運(yùn)動(dòng)物體在水平方向上有足夠大的速度分量，物體垂直邊緣因隔行分場傳送，會(huì)發(fā)生相鄰場光柵中左右錯(cuò)開的“鋸齒化”現(xiàn)象。隔行因子K i2:1隔行掃描的視在垂直分解力相當(dāng)于逐行掃描時(shí)的分辨力乘上一個(gè)隔行因子Ki，其值一般在0.60.7之間。2.2.3 掃描的同步1. 掃描的同步同步掃描發(fā)送端和接收端的掃描運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格保 持步調(diào)一致，即同頻同相。

11、 行不同頻：行頻略高 行頻略低 原圖象 場不同頻：場頻略高：圖像向下移動(dòng)；場頻略低：圖像向上移動(dòng)課后習(xí)題2.4待傳送圖像收、發(fā)端掃描相差半行收、發(fā)端掃描相差半場行、場不同相：2.2.3 掃描的同步為了實(shí)現(xiàn)同步掃描，電視發(fā)送端每當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一個(gè)行同步脈沖；每當(dāng)掃描完一場時(shí)加入一個(gè)場同步脈沖。同步信號(hào)控制掃描頻率和相位的脈沖信號(hào)。2.2.3 掃描的同步 2. 消隱脈沖與復(fù)合同步脈沖消隱脈沖：掃描逆程期間電子束消隱掃描逆程期間讓信號(hào)電平為黑電平，電子束截止，屏幕為黑色，起到消隱逆程光柵痕跡的作用。 行消隱信號(hào)(或稱行消隱脈沖) 行逆程12s,則行消隱脈沖脈寬為12s，電平為黑電平場消隱信號(hào)(或

12、稱場消隱脈沖) 場逆程1.6ms,則場消隱脈沖脈寬為1.6ms，電平為黑電平 2.2.3 掃描的同步 黑電平 行消隱白電平行正程52s 12s(+ 12 s) 場消隱1600s (25H)行消隱12 s負(fù)極性電視信號(hào)行場消隱脈沖波形同步脈沖行同步脈沖發(fā)送端行掃描正程結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)，控制接收端行掃描逆程的開始。( 行同步信號(hào)僅起控制行同步作用，不應(yīng)在屏幕上顯示出來，故應(yīng)疊加在行消隱脈沖之上。) 場同步脈沖發(fā)送端場掃描正程結(jié)束后發(fā)出的脈沖信號(hào)，控制接收端場掃描逆程的開始。 ( 同理，場同步信號(hào)應(yīng)疊加在場消隱脈沖之上。) 4.7s1.6s5.7s行同步信號(hào) 同步電平100% 黑電平70%12s

13、前肩分離同步脈沖與圖像信號(hào)：幅度分離方法后肩 160s (2.5TH) 160s (2.5TH) 1600s (25TH) 場同步脈沖與場消隱脈沖 行同步場同步312.5行2.5行復(fù)合同步信號(hào)復(fù)合同步脈沖分離行同步脈沖與場同步脈沖：微分與積分方法 行同步分離與微分電路：電路參數(shù)滿足微分條件： RC=1/5 T ioutduuAdt入出AB（T為行同步脈寬4.7s）即：=0.51s 為解決在場同步期間，行同步失落而造成的行不同步的問題，在場同步脈沖中開槽，對(duì)應(yīng)每行的位置開一個(gè)槽，槽寬為：4.7s。 開槽脈沖復(fù)合同步信號(hào)(3)開槽脈沖作用：在場同步期間代替行同步信號(hào)，保證整個(gè)掃描期間行嚴(yán)格同步 場

14、同步分離與積分電路 積分電路：電路參數(shù)滿足積分條件：RCT時(shí) (T為輸入信號(hào)脈寬 )outiuK u dtAC行、場同步分離波形 3. 開槽場同步脈沖與均衡脈沖問題：由于最后一個(gè)行同步到達(dá)奇數(shù)場、偶數(shù)場的場同步前沿的時(shí)間不同，造成積分后積分電容上的起始電壓不等，使奇偶相鄰兩場的積分波形不同。同時(shí)，奇偶相鄰兩場的開槽位置不同也使積分波形不同。造成：奇偶相鄰兩場到達(dá)同一觸發(fā)電平時(shí)刻不同（相差t），使相鄰兩場的逆程始點(diǎn)相差t 使相鄰兩場掃描起始位置不同，影響了隔行掃描的準(zhǔn)確性。措施：加均衡脈沖、槽脈沖，使相鄰兩場的復(fù)合同步信號(hào)通過積分后波形一致。 加開槽場同步脈沖與均衡脈沖方法方法：1. 在場同步期

15、間加槽脈沖2. 在奇偶相鄰兩場場同步信號(hào)的前后2.5行每隔半行加一個(gè)均衡脈沖，為使每半行加一個(gè)脈沖后積分電容上的電壓不增加，要把脈沖寬度減半，即4.7s的一半為：2.35。 前5個(gè)脈沖為前均衡脈沖 后5個(gè)脈沖為后均衡脈沖 課后習(xí)題：2.22.3 電視圖像的基本參量概述電視圖像基本特征：圖像的幾何尺寸形狀、圖像的對(duì)比度與亮度、色度（色調(diào)與飽和度）、清晰度、圖像的連續(xù)性。根據(jù)基本特征要求確定電視系統(tǒng)的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)：掃描參量幀頻、場頻、行頻、掃描行數(shù)系統(tǒng)通頻帶亮度信號(hào)頻帶、色度信號(hào)頻帶系統(tǒng)校正系數(shù)的確定系統(tǒng)各種非線性失真系數(shù)的確定熒光粉色度坐標(biāo)與基準(zhǔn)白的確定彩色電視制式的確定2.3.1 圖像的幾何特征

16、幅型比屏幕尺寸標(biāo)清電視4：334in.幾何失真行場掃描非線性系數(shù) ：非線性失真系數(shù)10%時(shí)，不感到有嚴(yán)重失真非線性失真系數(shù)5%時(shí)，感覺不到有非線性失真maxminHmaxmindd100%dd/2maxminmaxmin100%/2Vhhhhb枕型畸變桶型畸變QQGGgHQDQgVGDG幾何畸變系數(shù)1時(shí)，暗區(qū)域可分辨層次減少，亮區(qū)域可分辨層次增加；1時(shí)，亮區(qū)域可分辨層次減少，暗區(qū)域可分辨層次增加。000, , dddRkRGkGBkB 三、彩色的非線性失真三、彩色的非線性失真光電轉(zhuǎn)換和傳輸后，三基色信號(hào)的失真： 1時(shí)， Rd:Gd:BdRo:Go:Bo ，則重現(xiàn)圖像產(chǎn)生色度畸變。FR=1Re+

17、0Ge+0Be即被攝彩色的色系數(shù)之比為：1:0:0 ,重現(xiàn)彩色的色系數(shù)之比為12:0:0=1:0:0 ,色度不變。同樣，被攝彩色為基色GeBe也不變。F白=1/3Re+1/3Ge+1/3Be即被攝彩色的色系數(shù)之比為：1/3:1/3:1/3 ,重現(xiàn)彩色的色系數(shù)之比為(1/3)2: (1/3)2: (1/3)2=1:1:1 ,色度不變,仍為C白。F黃=1/2Re+1/2Ge+0Be即被攝彩色的色系數(shù)之比為：1/2:1/2:0 =1:1:0 ,重現(xiàn)彩色的色系數(shù)之比為(1/2)2:(1/2)2:0=1:1:0 ,色度不變,仍為黃色。同樣，被攝彩色為其他補(bǔ)色也不變。F黃5 =1/2 FC 白+1/2F黃

18、 =5/12Re + 5/12Ge + 1/6Be即被攝彩色的色系數(shù)之比為：重現(xiàn)彩色的色系數(shù)之比為:52:1:161:125:125254:1:161:125:125222藍(lán)色分量減少，坐標(biāo)點(diǎn)向黃色偏移，飽和度增大結(jié)論：1、三基色及其三補(bǔ)色的色度不受傳輸系統(tǒng)非線性系數(shù)的影響，重現(xiàn)彩色在色三角形中的坐標(biāo)位置不變。2、C白的色度坐標(biāo)不受的影響，即重現(xiàn)C白坐標(biāo)位置不變。3、其它各種彩色經(jīng)1時(shí)的系統(tǒng)傳輸后，色度坐標(biāo)將向三角形的三邊或頂點(diǎn)方向移動(dòng)飽和度 而1時(shí)，移動(dòng)方向恰好相反，即向三角形中心或三邊中心靠近飽和度結(jié)論：GeGeBeBeReRe青青黃黃品紅品紅淡綠淡綠淡青淡青淡黃淡黃淡藍(lán)淡藍(lán)淡品紅淡品紅淡

19、紅淡紅2.4 視頻圖像信號(hào)2.4.1 黑白圖像信號(hào)2.4.2 亮度信號(hào)、色差信號(hào)及其組成原理2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào) 2.4.1 黑白圖像信號(hào)一、黑白圖像信號(hào)波形視頻圖像信息單極性正極性圖像信號(hào)負(fù)極性圖像信號(hào)(a)被傳送圖像 (b)行掃描電流波形(c)攝像管輸出圖像(d)負(fù)極性視頻信號(hào)(a)iH0t(b)uH0tuH0t（d）二、黑白圖像信號(hào)頻譜二、黑白圖像信號(hào)頻譜電視圖像信號(hào)為0-6MHz變化隨機(jī)信號(hào)，但它是按行頻、場頻頻率重復(fù)變化的相似信號(hào)，故其頻譜是按行頻、場頻規(guī)律變化的梳狀頻譜。 H384jntnn 0e tC e 靜止圖像的頻譜 只在水平方向有亮度變化的靜止圖像這種情況下，每個(gè)行掃描

20、得到的圖象信號(hào)都是一樣的（以行頻重復(fù)的周期性）。為了方便討論，我們忽略了行逆程。根據(jù)傅立葉分析，頻譜是線狀譜，位于行頻fH及其諧波n fH上。且n越大，能量（幅度）越?。▽?duì)于我國，6MHz帶寬最高諧波次數(shù)n=384）。H：行頻角頻率Cn：復(fù)振幅 在垂直方向也有亮度變化 信號(hào)是以行頻和場頻重復(fù)的，用二維傅立葉級(jí)數(shù)分解，可得頻譜分布圖。頻譜成份為n fH m fV，其頻譜分布是離散譜線簇(譜線群)，主譜線為n fH。特點(diǎn)是信號(hào)能量集中在行頻fH及其各次諧波n fH的主譜線上，一般能量隨n增大而衰減。在每個(gè)主譜線兩旁存在著場頻及其諧波的許多副譜線。一般能量隨m增大副譜線能量很快衰減。(),( )HV

21、j nmtnmn me tC e 垂直方向有細(xì)節(jié)變化 垂直方向有精細(xì)細(xì)節(jié)變化時(shí)，兩場信號(hào)會(huì)有差異，其信號(hào)波形以幀為周期重復(fù)，故頻譜應(yīng)為n fHm fF（fF為幀頻，25Hz）。由于垂直方向內(nèi)容有不小的相關(guān)性，所以，幀間差引起奇數(shù)倍成份相對(duì)較小。 頻譜交錯(cuò)原理利用電視信號(hào)的頻譜空隙，在不擴(kuò)展頻帶的情況下插入彩色信號(hào)。結(jié)論：全電視信號(hào)具有在06MHz范圍內(nèi)、離散分布的頻譜結(jié)構(gòu)。各群譜線間存在著很大的空隙。 2.4.2 亮度信號(hào)、色差信號(hào)及其組成原理彩色圖像信號(hào)傳輸三個(gè)視頻基色信號(hào)三視頻基色信號(hào)編碼傳輸與黑白電視實(shí)現(xiàn)兼容彩色信號(hào)的傳輸與兼容制問題 （將在3 繼續(xù)分析）兼容制彩色電視系統(tǒng)恒定亮度原理、

22、混合高頻原理 亮度信號(hào)、色差信號(hào)三基色信號(hào)：ER0、EG0、EB0以后簡化寫：R0、G0、B0經(jīng)校正后的電壓信號(hào)：R、G、B一、恒定亮度原理與高頻混合原理兼容 性與逆兼容 性要求：彩色電視圖像信號(hào)中要有代表黑白圖像的亮度信號(hào)。另外再用兩個(gè)信號(hào)傳送色度信息。 亮度信號(hào)不受傳送色度信息的信號(hào)的影響，即后者的變化不影響亮度信號(hào)，重現(xiàn)圖像的亮度只由亮度信號(hào)決定恒定亮度原理。混合高頻原理人眼的視覺特性亮度分辨力高，色度分辨力低。只需傳送大面積彩色，并配以亮度細(xì)節(jié) 大面積著色原理從信號(hào)頻帶看，亮度用全部視頻帶寬，色度只用較窄帶寬。接收端恢復(fù)的三個(gè)基色信號(hào)的低頻部分是亮度和色度信號(hào)共同傳送的，而高頻部分都用

23、同一個(gè)亮度信號(hào)的高頻部分補(bǔ)充。 混合高頻原理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，色度信號(hào)的帶寬只需12MHz就使人感到滿意。我國電視標(biāo)準(zhǔn)：色度信號(hào)帶寬：1.3MHz即： 彩色信號(hào)： 0 1.3 MHz 亮度信號(hào)Y： 0 6 MHz相加后的彩色視頻信號(hào)為：0 6 MHz 二、亮度信號(hào)和色差信號(hào) 根據(jù)兼容制要求彩色電視系統(tǒng)中所選用的傳輸信號(hào)并非三個(gè)基色信號(hào)，而是經(jīng)轉(zhuǎn)換并代表彩色三個(gè)基本參量的新的傳輸信號(hào)。它們應(yīng)滿足以下要求。 (1) 為獲得兼容性，須傳送一個(gè)與黑白電視相同的亮度信號(hào)。彩色全電視信 號(hào)應(yīng)保持與黑白電視信號(hào)相同的頻帶寬度。 (2) 需要傳送兩個(gè)代表色度的信號(hào)，根據(jù)恒定亮度原理，它們不應(yīng)含有亮度 信息；同時(shí)跟據(jù)混

24、合高頻原理，色度信號(hào)可以采用窄帶傳輸。 (3) 在傳輸黑白圖像時(shí)，三個(gè)基色信號(hào)相等，RGB，根據(jù)上一條件，這 時(shí)兩個(gè)代表色度的信號(hào)應(yīng)當(dāng)?shù)扔诹恪?(4) 代表色度的兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)立的。 (5) 三個(gè)基色信號(hào)與三個(gè)傳輸信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系要簡單。根據(jù)上述要求：由亮度方程Y=0.30R+0.59G+0.11B可知：Y、R、G、B中只需送一個(gè)Y信號(hào)和其中二個(gè)基色信號(hào)即可。 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

25、色度信息。 在基色信號(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) 中選取兩個(gè)代表色度信息。二、亮度信號(hào)和色差信號(hào)由（NTSC制）亮度方程：Y =0.30R + 0.59G + 0.11B 得色差信號(hào)： R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B 三個(gè)色差信號(hào)中只有二個(gè)是獨(dú)立的，常選用(R -

26、 Y)和(B - Y)兩個(gè)色差代表色度信號(hào)。這是因?yàn)閷?duì)大多數(shù)彩色來說，(G-Y)比(R - Y)和(B - Y)數(shù)值要小，如選擇(G-Y)對(duì)改善信噪比不利。 在已知(R - Y)和(B - Y)的情況下，可以容易地求得(G-Y)。 令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并與亮度方程相減： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得：0.300.11()()()0.51()0.19()0.590.59GYRYBYRYBY 只傳送Y、 (R-Y)、 (B-Y) 在接收端根據(jù)上式先用矩陣電路解出(G-Y)，再運(yùn)算：(R-Y)+Y =R ，(G-Y)+Y =

27、G ，(B-Y)+Y =B，可恢復(fù)出基色信號(hào)。二、亮度信號(hào)和色差信號(hào)以Y =0.30R0 + 0.59G0 + 0.11B0=Y0表示攝像端獲取的原景物亮度；用Yt、(R - Y) t、(B - Y) t分別表示傳輸后的亮度信號(hào)和色差信號(hào)（相對(duì)于發(fā)端而言，可能幅度有所變化或混入了某種干擾）。用于重現(xiàn)彩色圖像的三基色 Rd =(R-Y)t+Yt Bd =(B-Y)t +Yt Gd =-0.51(R-Y)t -0.19(B-Y)t +Yt 不考慮顯像管的非線性電/光轉(zhuǎn)換特性(即=1，不進(jìn)行校正)的情況顯示的亮度Yd為Yd = 0.30Rd +0.59 Gd +0.11Bd = 0.30(R-Y)t

28、+Yt +0.59 -0.51(R-Y)t -0.19(B-Y)t +Yt +0.11(B-Y)t +Yt = Yt 可見重現(xiàn)的亮度Yd只與所傳送到接收端的亮度信號(hào)Yt有關(guān)，即實(shí)觀了恒定亮度傳輸。 考慮顯像管的非線性電/光轉(zhuǎn)換特性(即1，進(jìn)行校正的情況) 此時(shí)只有傳送黑白圖像恒定亮度才能滿足，否則雖然現(xiàn)顯示的亮度是正確的，但顯示的亮度既與亮度信號(hào)有關(guān)，又與色差信號(hào)有關(guān)，恒定亮度原理將不再滿足。 1/1/1/00000000.300.590.110.300.590.11RGBYYRGB 對(duì)于同一色調(diào)的彩色，飽和度越高恒定亮度指數(shù)越小，恒定亮度誤差越大。對(duì)于黑白電視機(jī)接收彩色電視，恒定亮度指數(shù)是顯

29、示亮度與正確亮度之比，對(duì)于彩色電視機(jī)，恒定亮度指數(shù)是亮度信號(hào)提供的顯示亮度與正確亮度之比。 恒定亮度指數(shù)對(duì)于黑白電視的亮度重現(xiàn)有影響，當(dāng)色差信號(hào)受到傳輸中的噪波干擾時(shí)，對(duì)彩色電視的亮度重現(xiàn)有一定的影響，但影響不大。 三、亮度信號(hào)和色差信號(hào)舉例（1）飽和品紅色設(shè)：R=E、G=0、B=E 則 Y = 0.30E+0.11E=0.41E(R-Y) = E-0.41E=0.59E(B-Y) = E-0.41E=0.59E重現(xiàn)端為彩色接收機(jī)時(shí)，恢復(fù)的三基色電壓：R = (R-Y) +Y = 0.59E + 0.41E = EG =0.51(R-Y)0.19(B-Y) + Y =0.70.59E + 0.

30、41E = 0B = (B-Y) + Y = 0.59E + 0.41E = E若對(duì)于白色： R=E、G=E、B=E ，Y=E， Y=0.41E表示亮度比白色暗，故品紅色在黑白電視機(jī)上顯示為暗灰色。（2）未飽和品紅色（R、G、B都不為零是未飽和色）設(shè)：R=E、G=0.2E、B=E 則 Y = 0.30E+0.590.2E+0.11E=0.53E(R-Y) = E-0.53E=0.47E(B-Y) = E-0.53E=0.47E重現(xiàn)端為彩色接收機(jī)時(shí)，恢復(fù)的三基色電壓：R = (R-Y) +Y = 0.47E + 0.53E = EG =0.51(R-Y)0.19(B-Y) + Y =0.70.4

31、7E + 0.53E = 0.2EB = (B-Y) + Y = 0.47E + 0.53E = E可見亮度信號(hào)比飽和品紅色的大，在黑白電視上顯示更淺一些的灰色。三、亮度信號(hào)和色差信號(hào)舉例（3）未飽和黃色設(shè)：R=E、G=E、B=0.2E 則 Y = 0.30E+0.59E+0.110.2E=0.91E(R-Y) = E-0.91E=0.09E(B-Y) = 0.2E-0.91E=0.71E重現(xiàn)端恢復(fù)的三基色電壓：R = (R-Y) +Y = 0.09E + 0.91E = EG =0.51(R-Y)0.19(B-Y) + Y =0.510.09E+ 0.19 0.71E + 0.91E = E

32、B = (B-Y) + Y = 0.71E + 0.91E = 0.2EY=0.91E，在黑白電視上顯示接近峰值白色的淺灰色。三、亮度信號(hào)和色差信號(hào)舉例 2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)1、標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào) 白黃青綠品紅藍(lán)黑 2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào) 2.4.3 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào) 2、100-0-100-0標(biāo)準(zhǔn)彩條三基色信號(hào)電壓波形 彩條三基色： 彩條三基色系數(shù)： 1 1G G0 00 0白白黃黃青青綠綠品品紅紅藍(lán)藍(lán)黑黑R R0 01 10 01 10 0B B0 01 11 11 11 10 00 00 00 0（a）（a）(b)(b)Y Yt t0 01 10 0. .8 89 90 0. .7 70 0

33、. .5 59 90 0. .4 41 10 0. .3 30 0. .1 11 1( (c c) )0 0. .1 11 10 0. .5 59 90 0. .7 7R R- -Y Y( (d d) )- -0 0. .7 7- -0 0. .5 59 9- -0 0. .1 11 10 0t t0 0G G- -Y Y0 0t t- -0 0. .8 89 90 0. .3 3- -0 0. .5 59 9- -0 0. .3 30 0. .5 59 90 0. .8 89 90 0t t0 00 0. .1 11 10 0. .3 30 0. .4 41 1- -0 0. .4 41 1- -0 0. .3 3- -0 0. .1 11 10 0B B- -Y Y 2.5 視頻圖像信號(hào)的數(shù)字化與分量編碼2.5.1 電視信號(hào)數(shù)字處理的優(yōu)點(diǎn)2.5.2 數(shù)字電視信號(hào)的產(chǎn)生和復(fù)原2.5.3 分量編碼2.5.1 電視信號(hào)數(shù)字處理的優(yōu)點(diǎn)抗干擾、抗非線性失真能力強(qiáng)。便于存貯。便于實(shí)現(xiàn)包括時(shí)間軸的三維數(shù)字處理，實(shí)現(xiàn)模擬電視不能實(shí)現(xiàn)的功能。大規(guī)模集成。易于調(diào)整，體積小，壽命長。便于與其他數(shù)字設(shè)備接口。 電視信號(hào)數(shù)字處理簡要框圖A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字處理器模擬信號(hào)輸入模擬信號(hào)輸出（編碼器Encoder）（解碼器Decoder）2.5