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彩色电视信号

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彩色与黑白电视信号的兼容:黑白电视只传送一个反映景物亮度的电信号就行了,而彩色电视除了传送亮度信号以外还要传送色度信号。所谓黑白电视与彩色电视的兼容是指黑白电视机接收彩色电视信号时能够产生相应的黑白图像;而彩色电视机在接收黑白电视信号时也能产生相应的黑白电视图像。也即电视台发射一种彩色电视信号,黑白和彩色电视都能正常工作。

兼容的实现

  • 在彩色电视信号中首先必须使亮度和色度信号分开传送,以便使黑白电视和彩色电视能够分别重现黑白和彩色图像。用YUV空间表示法就能解决这个问题。采用YUV空间还可以充分利用人眼对亮度细节敏感而对彩色细节迟钝的视觉特性,大大压缩色度信号的带宽。我国规定的亮度信号带宽为6MHz,而色度信号U、V的带宽分别仅为1.3MHz。色度信号的高频分量几乎都被压缩掉了,如果仅靠两个1.3MHz的色信号来反映图像细节将会使图像模糊,界限不清楚。实际上由于亮度信号具有6MHz的带宽,其细节是很清晰的,用它完全可以补偿色度信号缺少高频分量的缺陷。这种用亮度信号来补偿色度信号高频不足的方法称为高频混合法, 它类似于大面积着色原理,图像细节完全依靠黑白细节来满足。

彩色电视的制式

  • 电视信号的标准也称为电视的制式。目前各国的电视制式不尽相同,制式的区分主要在于其帧频(场频)的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换关系不同等等。世界上现行的彩色电视制式有三种:NTSC(Natial Television System Committee)制(简称N制)、PAL(Phase Alternation Line)制和SECAM制。

    一、NTSC彩色电视制式:它是1952年由美国国家电视标准委员会指定的彩色电视广播标准,它采用正交平衡调幅的技术方式,故也称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式。

    二、PAL制式:它是西德在1962年指定的彩色电视广播标准,它采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法,克服了NTSC制相位敏感造成色彩失真的缺点。西德、英国等一些西欧国家,新加坡、中国大陆及香港,澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。PAL制式中根据不同的参数细节,又可以进一步划分为G、I、D等制式,其中PAL-D制是我国大陆采用的制式。

    三、SECAM制式:SECAM是法文的缩写,意为顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制,是由法国在1956年提出,1966年制定的一种新的彩色电视制式。它也克服了NTSC制式相位失真的缺点,但采用时间分隔法来传送两个色差信号。使用SECAM制的国家主要集中在法国、东欧和中东一带。

电视信号频谱特性

  • 电视系统是通过行、场扫描来完成图像的分解与合成的,尽管图像内容是随机的,但电视信号仍具有行、场或帧的准周期特性。通过对静止图像电视信号进行频谱分析可知:它是由行频、场频的基波及其各次谐波组成的,其能量以帧频为间隔对称地分布在行频各次谐波的两侧。而对活动图像的电视信号,其频谱分布为以行频及其各次谐波为中心的一簇簇连续的梳状谱。

    对于实际的电视信号,谐波的次数越高,其相对于基波振幅的衰减越大。在整个电视信号的频带中,没有能量的区域远大于有能量的区域。根据这一性质,彩色电视系统利用频谱交错原理将亮度信号和色差信号进行半行频或1/4行频间置,完成彩色电视中亮度信号和色度信号的同频带传输。我国采用的PAL-D制彩色电视信号,亮度信号带宽为6MHz;在美、日等国采用的NTSC制电视系统中亮度信号带宽为4.2MHz。由于人眼对于色度信号的远低于对亮度信号的分辨率,因此在彩色电视系统中色度信号的带宽一般均低于1.3MHz,且调制在彩色副载频上置于亮度信号频谱的高端,以减少亮色信号之间的串扰。

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