【正文】 理使用了 6MHz , 有利于兼容 。 同亮度信號一樣 , 色度信號也具有同樣的周期性 , 因?yàn)樗彩前赐粠l和行頻掃描出來的 , 所以色度信號的譜線也是一群一群的離散譜 , 群與群之間的間距也是行頻 。 實(shí)際上 , 所有周期信號的頻譜都是離散譜 , 而所有非周期信號的頻譜都是連續(xù)譜 。 那么 , 如何使亮度 、 色度共用 6MHz 為解決這一問題 , 我們先介紹一下有關(guān)頻譜分析的概念 。 ? 由于彩色電視的清晰度是由亮度信號的帶寬來保證的 , 所以 , 彩色電視信號中的亮度信號不能壓縮 , 保持 6MHz的帶寬 , 而彩色并不表示圖像的細(xì)節(jié) , 可將彩色信號的頻帶加以壓縮 , 不必傳送色度信號的高頻分量。 為了在接收端能夠得到帶寬 6 MHz的三個(gè)基色信號 , 用亮度信號中的高頻分量代替基色信號中未被傳送的高頻分量 , 用公式表示如下 : ? 可見 , 在進(jìn)行高頻混合時(shí) , 亮度信號中 MHz以下的低頻成分不再重復(fù)出現(xiàn) , 以免造成色度失真 , 如果直接用 R、 B等基色信號傳送 , 則在高頻混合時(shí) , 低頻分量的亮度會重復(fù)出現(xiàn)而造成彩色失真 。 用黑白電視機(jī)接收彩色信號時(shí) , 彩色圖像的亮度低于應(yīng)有亮度 , 說明了“恒定亮度原理” 失效 , 不過 , 在實(shí)際圖像中 , 高飽和度彩色是不多見的 , 大量的是低飽和度彩色和中性色(白、 灰、 黑 ), 因而其亮度誤差一般是不大的 , 還不致于明顯地降低圖像的質(zhì)量 , 通常不考慮這種失真。在傳送彩色圖像時(shí) , R、 G、 B不相等 , 則按 (48)式所確定的實(shí)際亮度信號 Y′的幅度總是小于按 (47)式所確定的正確亮度信號 的應(yīng)有值。 ? 在傳輸過程中 , 假若 Y信號無失真仍為, 而紅色差信號受干擾變?yōu)?, 藍(lán)色差信號受干擾變?yōu)?, 則它們合成的綠色差信號將變?yōu)?, 在接收端已失真的色差信號與未失真的亮度信號合成形成的三基色信號為 ? ? R′=+= ? G′=+= ? B′=+= V ? 顯然 , 色調(diào)有失真 , 紅色更加偏紫了 , 但它們按 (41)式合成的亮度信號 Y′仍然為 , 即此時(shí)所顯示的亮度仍然與失真前的相同 。 因此 , 黑白電視機(jī)只接收彩色電視臺中的 Y信號 , 其效果與收看黑白電視臺一樣 , 不受色差信號的干擾 , 能正常重現(xiàn)原圖像的亮度 , 所以 , 其兼容效果好。 ? 二 、 傳送色差信號的優(yōu)點(diǎn) 。 但這樣選擇的色度信號有個(gè)很大的缺點(diǎn) , 即亮度信號Y已經(jīng)代表了被傳送彩色光的全部崐亮度 , 而 R、 B或其它兩個(gè)基色本身也包含有亮度 , 顯然是多余的 , 且在傳輸過程中易干擾 Y信號。 ? 色度信號的編碼傳輸 ? 一 、 色度信號的編碼 ? 要實(shí)現(xiàn)彩色與黑白電視的兼容 , 彩色電視信號中應(yīng)當(dāng)含有僅代表亮度信息而不含有色度信息的亮度信號 , 然后再選擇兩種基色信號。 ? 由上可知 , ER、 EG、 EB、 EY四種信號只有三種是獨(dú)立的 , 已知任意三種 , 就可以通過加減法矩陣電路來合成第四種 。 當(dāng)ER 、 EG 、 EB均為 0, 則 EY是黑色 。 如果將三基色信號分別控制顯像管的三個(gè)電子束流 , 那么 , 將在彩色顯像管相應(yīng)位置上 , 重現(xiàn)該景物的亮度 、 色調(diào)及色飽和度 。第四章 兼容制彩色電視制式、編碼與解碼 黑白、彩色電視兼容的可能性 兼容制彩色電視制式 PAL制彩色電視編碼與解碼原理 梳狀濾波器解碼原理 復(fù)習(xí)思考題 黑白、彩色電視兼容的可能性 ? 亮度與三基色信號的關(guān)系 。 其重現(xiàn)的亮度是符合亮度方程的 。 所以 , 不論明亮程度如何 , 對于黑白圖像 , 三基色信號值相等且與亮度信號相同 。 由于各項(xiàng)的系數(shù)均小于 1, 所以 , 可以由一些簡單的電阻分壓電路構(gòu)成的電阻矩陣電路來產(chǎn)生 。 這樣 , 黑白電視機(jī)可直接收看彩色電視信號 。 ? 為了克服這一缺點(diǎn) , 一般不選基色本身作為色度信號 , 而是對基色信號進(jìn)行編碼 , 即從基色信號中減去亮度信號 , 編碼后的信號稱為色差信號 。 ? 。 ? 。 這個(gè)道理很容易由(45)式得到證明 , 即色差信號的失真不會影響亮度 , 正是由于此 , 使得兼容性得到改善 。 ?1 ?1 ??? 111 BGRBGRY???????????1Y ? 但在實(shí)際的彩色電視中 , 亮度信號是從經(jīng)過 γ校正后的三基色信號而得到的 , 因此 , 實(shí)際的亮度信號可表示為 ? Y′=′+′+′ ? = + + (48) ? 在傳送黑白圖像時(shí) , R=G=B, 由 (4 7)式和 (4 8)式計(jì)算的結(jié)果相等 , 即 Y′=Y 說明 Y′具有正確的幅度 , 在黑白和彩色電視機(jī)中都能顯示出正確的亮度 。 ? 。 ? 頻帶壓縮與頻譜間置 。 實(shí)踐證明 : 將色度信號頻帶壓縮到 1～ MHz, 重現(xiàn)彩色圖像效果已能滿足要求 , 我國彩電制式中 , 規(guī)定色度信號帶寬為 MHz。 頻譜就是電信號的能量按頻率的分布 , 也就是信號的頻域表示法 。 必須指出 , 信號的頻譜和通道的幅頻特性是崐兩個(gè)不同的概念 , 前者是信號本身的屬性 , 后者則是電路 (放大器 、 濾波器等 )的特性 。 因此 , 可以在亮度信號的頻譜間隙里穿插色度信號的頻譜 。 圖 41 頻譜交錯(cuò) ? 彩色電視全射頻電視信號頻域圖 。 ? 前面我們已經(jīng)介紹過的頻譜間置概念 , 僅是一個(gè)色差信號進(jìn)行調(diào)制的情況 , 而實(shí)際上有兩個(gè)色差信號 , 怎樣把兩個(gè)色差信號同時(shí)調(diào)制到一個(gè)彩色副載頻上 又如何將這兩個(gè)色差信號的頻譜相互錯(cuò)開呢 正交調(diào)制是一種簡便且行之有效的方法 , 它是將兩個(gè)色差信號 (RY)和 (BY)分別調(diào)制在頻率相同 , 相位相差90176。 ? 色差信號的正交平衡調(diào)制的方框圖如圖 4 3所示 , 它由兩個(gè)平衡調(diào)幅器 , 副載波 90176。 移相后 , 變成 sinωSCt, 它與色差信號 (RY)在(RY)平衡調(diào)幅器中相乘后 , 輸出紅色度分量 (RY) cosωSCt, 它們相互正交 , 在線性相加器中相加 , 就得到色度信號為 ? F=(BY)sinωSC t+(RY) cosωSCt (412) ? 顯然 , 色度信號是兩個(gè)已調(diào)色差信號即兩個(gè)色度分量的矢量和。 在接收機(jī)中 , 要實(shí)現(xiàn)乘法檢波 , 必須產(chǎn)生彩色副載波 , 它的頻率和相位要嚴(yán)格地和正交平衡調(diào)制器中的彩色副載波一致。 ? 一 、 NTSC制的特點(diǎn) 。 ? ( 3 ) 采用頻譜間置技術(shù) , 副載頻選為fSC= 545 MHz。 (414) ? Q=(RY) sin33176。 , 并處在藍(lán)紫色區(qū)域 。 ? (5) 采用正交平衡調(diào)幅 , 把兩個(gè)色差信號調(diào)制在副載波上 , 色度信號 Q分量用雙邊帶方式傳送 , 而 I分量用殘留邊帶傳送 。換句話說 , 傳輸過程中所產(chǎn)生的相位失真將導(dǎo)致色調(diào)變化。 也就是說 , 在第 n行時(shí)傳送 (RY)調(diào)頻信號 , 第 n+1行時(shí)傳送 (BY)調(diào)頻信號 , 而亮度信號則是每一行都傳送 , 在任一行時(shí)間內(nèi) , SECAM制信號中 , 只存在一個(gè)亮度信號和某一個(gè)色差信號 。 ? (4) SECAM器一樣 , 亮度信號 Y和兩個(gè)色差信號 (RY)、 (BY)在一行時(shí)間內(nèi)必須同時(shí)存在 , 以恢復(fù)和重現(xiàn)彩色圖像所必須的 R、 G、 B三基色信號。 ? PAL NTSC感性于 1962年在原西德研制出來的一種兼容彩色電視制式 , 實(shí)際上它是 NTSC制的一種改進(jìn) 。 ? (2) 傳送時(shí) , 將兩個(gè)色差信號之一的 (RY)信號逐行倒相 180176。 ? (3) 亮度信號與色度信號頻譜交錯(cuò) , 相互干擾小 , 可以實(shí)現(xiàn)分離。 ? ? 總之 , 上述三種制式都是行之有效的彩色電視制式 , 經(jīng)多年的使用 , 都積累了崐相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn) , 單從技術(shù)性能方面比較 , 決不能得出完全肯定或完全否定某一制式的結(jié)論。 ? 為了實(shí)現(xiàn)兼容 , 在彩色電視制式中規(guī)定 , 負(fù)極性亮度信號仍以掃描同步電平最高 , 若以它為100%, 則黑色電平即消隱電平為 76%, 白色電平為20%。 ? 為此 , 我們規(guī)定 , 色度疊加在亮度電平的最高值 , 應(yīng)比同步電平低 %, 色度信號的最低電平應(yīng)在零以上 , 規(guī)定高于%, 即把色度信號壓縮到白黑電平范圍的 177。 ? PAL制是在 NTSC制的基礎(chǔ)上加一個(gè)逐行倒相的改進(jìn)措施 , 所以稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。 ), 相當(dāng)矢量 V倒相變?yōu)?270176。而矢量 U的相位是不隨掃描行序改變的 , 因此 , 相加后色度信號的相位也是逐行改變的。 當(dāng)取值為 1時(shí) , 即倒相行 Fn+1稱為 PAL行 。 ? 傳輸系統(tǒng)各單元的線性相位失真 , 在多山地區(qū)或高層建筑物附近信號傳播過程發(fā)生多經(jīng)相位干擾 , 接收機(jī)中副載波恢復(fù)電路的相位誤差等等 。 ? ? 色度信號是疊加在亮度信號上傳送的 , 亮度信號隨圖像內(nèi)容的變化忽大忽小 , 使色度信號在管子的特性曲線上來回移動(dòng) , 于是信號的相移隨亮度信號電平而變 , 因而產(chǎn)生了色調(diào)失真 。 , 圖 47 相位失真的互補(bǔ) ? F′n幾乎是藍(lán)色 , F″n+1幾乎是紅色 , 平均起來還是紫色 , 換句話說 , 合成的色度矢量與原色度矢量相位相同 , 即與 Fn重合 。 實(shí)際上在接收機(jī)中 , 這種平均是通過延時(shí)分離電路來完成的 。 ? PAL 4 8所示 , 與 NTSC制編碼器相比 , 只多了一個(gè) PAL開關(guān) , 它把加于 V平衡調(diào)制器的副載波逐行倒相 , 其開關(guān)電壓由 Φk(t)脈沖來控制 , 編碼器的主要工作過程如下 :。 90176。 由于色差信號通過低通濾波器后 , 一定會引起附加延時(shí) , 為了使亮度信號和色度信號在時(shí)間上一致 , 須將亮度信號加以適當(dāng)延時(shí) , 延時(shí)量約為 μs 。 ? 解碼是編碼的逆過程 , 它把彩色全電視信號還原成三基色信號 。 用一個(gè)陷波器 , 其陷波頻率為色副載頻 , 從彩色全電視信號中濾去色度信號 , 得到亮度信號。 ? ? (3) 為了從色度分量 FU和 177。 ? PAL 。我國采用的 PAL制由于采用了逐行倒相正交平衡調(diào)幅 , 只要合理選擇副載波的頻率 , 就可以將 FU、 Φk(t)FV與 Y三種信號的主譜線互相錯(cuò)開 , 做到互不干擾。 ? U信號對副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅 , 所產(chǎn)生的FU色度分量的頻譜如圖 410(b), 是由對稱分布在副載頻 fSC兩邊的旁頻帶 fSC177。 ,2 12,...27,25,23,2 HHHHH fnffff ? ? Φk(t)對副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅后所獲得的逐行倒相副載波的頻譜如圖 410(d)所示 , 它