【文章內(nèi)容簡介】 ． 3．彩條圖像對應的信號波形及矢量圖 根據(jù)表 21所列彩條信號參數(shù)，利用公式 可分別求得白、黃、綠、品、紅、藍、黑所對應的亮度信號、色差信號、色度信號、亮度與色度的合成信號等數(shù)據(jù)，并繪出的各信號波形。負極性信號 未經(jīng)壓縮的彩條信號 Y+Fm 所得彩色視頻信號的電平變化范圍已大大地超過了黑白視頻信號的電平變化范圍。對100％幅度來壓縮彩條信號來說 ,黑白電平的變化范圍應在 0到 1之間。由表中數(shù)據(jù)可見，黃條和青條的最大使分別超過白色電平 79％和 46％；紅條和藍條的最小值又分別低于黑條電子 46％和 78％。 電視標準規(guī)定，同步信號幅度最高(100％ ) ，以其值為參考。黑白電視中，黑色電平為 75％，白色電平為 10％。在彩電中，黑色電平為 76％，白色電平為 20％。按照這一規(guī)定，圖 211(c)中，圖像載波幅度 20％處為白電平，相對視頻信號幅度為 1V； 圖像信號幅度 76％處為黑電平，相對視頻信號幅度為 0V。 對已調(diào)信號，當載波幅度為 0％處，相對視頻信號幅度為 ， 而載波幅度為 100％處 (即同步頂 )，其相對視頻信號的幅度應為 。 顯然，藍條和紅條不但超過了黑色電平，而且超過了同步頭電平，這將破壞同步，使重現(xiàn)圖像不穩(wěn)。黃條和青條由于幅度過大，低于白色電平，以至于小于零，這將會使發(fā)射機產(chǎn)生過調(diào)制；不但會使重現(xiàn)圖像嚴重失真，而月還會造成伴音中斷。因為電視接收機中，第二伴音中頻是靠圖像中頻和伴音中頻差拍產(chǎn)生的，過調(diào)制將使圖像載波有時為 0，當然這是不能允許的。 為了解決這一問題，需要對色度信號進行適當壓縮。辦法是，在100％幅度彩條信號情況下，取峰值白色與黑色電平之差為1；彩條信。即復合信號的最大擺動范圍限制在 ～。這是因為實際上高亮度、高飽和度的彩色是很少見的，因而幅度超過 l， 接近 ，即使出現(xiàn)這種情況也不會出現(xiàn)過調(diào)制。壓縮系數(shù)的計算： 設 (BY)和 (RY)壓縮系數(shù)分別為x1和 x2， 則壓縮后黃、青視頻信號幅度應滿足下式關系帶入黃條數(shù)據(jù)：帶入青條數(shù)據(jù)：聯(lián)立求解得： x1=、 x2=。量的方位表示色調(diào)。然而，彩條矢量模（色度信號的振幅）雖然可 根據(jù)壓縮系數(shù)可以計算出各彩條的有關數(shù)據(jù)，利用V/U所計算的相角繪制出各彩條信號的矢量圖，彩條矢以反映色飽和度，但在相同色飽和度下，不同色調(diào)的矢量模并不相同。2．4 NTSC 制色差信號及編、解碼過程 NTSC制是世界上第一個用于彩色電視廣播、并在商業(yè)上取得成功的彩色電視制式。這一制式是在正交平衡調(diào)制之前，將被壓縮的色差倍號 U、 V又進行了一定的變換，從而產(chǎn)生了 I、 Q信號，這樣做，可對色差信號的頻帶進行進一步的壓縮。 2． 4． 1 I、 Q色差信號 對視覺特性研究表明，人眼對紅、黃之間顏色約分辨力最強；而對藍、品（紫）之間顏色的分辨力最弱。在色度圖中以 I軸表示人眼最為敏感的色軸，而以與之垂直的 Q軸表示最不敏感的色軸。這樣，倘若采用坐標變換，將U、 V倍號變換為 Q、 I信號，就可對 I 所對應的色度信號采用較寬的帶寬 (不對稱邊帶： + ～ )，而對 Q信號對應的色度信號則只需采用很窄的帶寬 (177。)來進行傳輸，這就是進行這一變換的目的。定量地說， Q、 I正交抽與 U、 V 正交軸有 33176。夾角的關系： Q、 I與三基色的關系： 2．4．2 NTSC 制編、解碼方框圖色同步選通 2． 4． 3 NTSC制的主要參數(shù)及特點 1．主要參數(shù) NTSCM(美國制式 ) 場頻 fV＝ Hz(60Hz)； 行頻 fH＝ 525fV/2＝ ； 每幀525行；圖像信號標稱帶寬為 ； 彩色副載波頻率 fSC＝ 。 2．主要特點 (1) 色度信號編、解碼方式最簡單。 (2) 容易實現(xiàn)亮、色度信號的分離。 (3) 無影響圖像質(zhì)量的行順序效應。 (4) 色度信號的相位失真對重現(xiàn)圖像的色調(diào)影響大，相位敏感性 。2． 5 PAL制及其編、解碼過程 PAL制是在對色度信號采用正交平衡調(diào)幅的基礎上，將其中一 個色度分量 (FV分量 ) 進行逐行倒相，在發(fā)端周期性地(半行頻 )改變 FV分量的相序，在收端采用平均措施，以減輕傳輸相位誤差帶來的影響。 2． 5． 1 相位失真的慨念及影響 (幾何失真不討論 ) 彩色電視機的圖像失真有亮度失真、飽和度失真和色調(diào)失真。其中，亮度失真主要影響景物的層次，色飽和度失真則改變顏色的深淺程度，而色調(diào)失真會造成景物的顏色改變。這三種失真中，人眼對色調(diào)的失真最為敏感， NTSC制中，色度信號的相位失真會帶來明顯的色調(diào)失真。 彩電調(diào)諧不準確，多徑效應及傳輸系統(tǒng)的非線性等都可能引起相位失真，實踐證明，要使人眼感覺不到色調(diào)畸變，相位失真應小于 177。5176。 PAL制彩色電視系統(tǒng)，就是為解決相位敏感性而發(fā)展起來的。 2． 5． 2 PAL色度信號 PAL制獲得色度信號的方法，也是先將三 基色信號 R、 G、 B變換為一個亮度信號和兩個色差信號，然后再用正交平衡調(diào)制的方法把色度信號安插到亮度信號頻譜的間隙之間，這些與 NTSC制大體相同。不同的是，將色度信號中的 FV分量進行逐行倒相，色軸不旋轉(zhuǎn)。逐行倒相規(guī)律是：第 n行色度： F n= U sinωSCt + V cosωSCt，第 n+1行色度： F n+1= U sinωSCt V cosωSCt， PAL色度信號的數(shù)學表達式為：對于隔行掃描來說，奇數(shù)幀 (第 1， 3， 5，… 幀 )的奇數(shù)行取正號，偶數(shù)行取負號；偶數(shù)幀 (第 2， 4， … 幀 )的奇數(shù)行取負號，偶數(shù)行取正號。取正號的行叫 NTSC行 (簡稱N行 )，取負號的行叫 PAL行 (簡稱 P行 ) 。應該指出，逐行倒相并非將整個色度信號倒相，也不是掃描方向的改變，而是將色度 V分量 （ FV分量）的副載波相位逐行改變 180176。 對于任意色調(diào)的色度信號，若N 行用F n表示，P 行用F n+1表示，則P 行的失量F n+1應該與N 行失量F n以U 軸為對稱。因為這兩行色度信號的F U分量相同，而F V分量的絕對值相等、符號相反。圖219(b) 是三基色和三補色彩條矢量圖逐行倒相的情況。此圖中，實線表示NTSC行，虛線表示PAL行。+cos 逐行倒相的實現(xiàn) 實現(xiàn)逐行倒相，可以逐行改變色差信號 V的相位，亦可以逐行改變副載波的相位，改變后者較為簡單。它與正交平衡調(diào)幅的區(qū)別在于增加了一個 PAL開關、一個 90176。移相器和一個倒相路。 PAL開關是一個由半行頻對稱方被控制的電子開天電路，它能逐行改變開關的接通點，其原理如圖 220所示。 PAL制色度信號的頻譜 色度信號 FV分量逐行倒相后，色度信號的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。其中， FU分量與倒相無關，它的主譜線位置未變。色度信號 177。FV分量的主譜線由于實施了逐行倒相，位置發(fā)生了變化。因為逐行倒相的過程實質(zhì)上是半行頻方波控制平衡調(diào)幅的過程，因此可以將遠行倒相的副載波看成是半行頻方波 對 cosωSCt 進行平衡調(diào)幅。根據(jù)傅里葉級數(shù)分析，式中： m = 0， 1， 2， 3， … ； Ω1＝ 2πfH/2=ωH/2為開關函數(shù)基波的角頻率（ ωH為行掃描角頻率）。由此可求得逐行倒相副載波的各頻率分量為 PAL制色度信號177。 FV分量的頻譜其振幅頻譜如圖222(b) 中的實線所示，譜線間隔為行頻f H。m = 0所對應的譜線（最低邊頻），距離副載頻的間隔為f H/2；而U 分量（F U）對副載波直接進行平衡調(diào)幅，最低邊頻距離副載頻的間隔為f H，所以，F(xiàn)V與F U的譜線剛好錯開f H/2。 2． 5． 3 PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理 Fn表示第 n行的色度矢量， Fn+1表示 n+1行的色度矢量。由于行相關，可以認為它們的顏色相同。則矢量 Fn和 Fn+1的 U分量相等， V分量絕對值相等、相位相反，即以 U軸對稱。如果傳輸過程中無相位失真