【正文】 信號(hào)與色度信號(hào)混合傳送 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) ③ 為了避免兩種信號(hào)混合時(shí)互相干擾 ， 以及易于從彩色全電視信號(hào)中分離出兩種信號(hào) ， 必須給色度信號(hào)選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)妮d波 （ 色副載波 ） ， 將色信號(hào)調(diào)制在該載波上面 ， 再與亮度信號(hào)混合 。 ④ 兩種電視應(yīng)具有相同的圖像載頻和伴音載頻 ， 以及采用和黑白電視相同的行 、 場(chǎng)掃描頻率和復(fù)合同步 、 復(fù)合消隱信號(hào) 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) 4. 亮度信號(hào)和色差信號(hào) （ 1） 亮度信號(hào)和亮度方程 由于在光電轉(zhuǎn)換中 ， 光信號(hào) （ YRGB） 與電信號(hào) （ EY 、ER、 EG、 EB） 是成正比的線性關(guān)系 ， 所以亮度信號(hào) EY也可以由 ER、 EG、 EB按亮度方程的規(guī)律合成： （ EY 是 RGB的線性組合 ） 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) 討論： （ 1） 當(dāng) ER = EG = EB = 滿幅度 1V時(shí) ， EY=滿幅度 1V 為白色光的亮度電平 。 （ 2） 當(dāng) 1V＞ ER =EG =EB＞ 0V時(shí) ， 1V＞ EY＞ 0V為灰色的亮度電平 。 （ 3） 當(dāng) ER=EG=EB=0時(shí) ， EY=0為黑色的亮度電平 。 （ 4） 當(dāng) ER≠ EG≠ EB 時(shí) ， EY 對(duì)應(yīng)各種彩色的亮度電平 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) （ 2） 色差信號(hào)與色差方程 ① 色度信號(hào)的選擇：色度信號(hào)可以在三基色信號(hào) ER、EG、 EB中任選兩個(gè)作為調(diào)制信號(hào) 。 但是為了進(jìn)一步改善兼容性 ， 為了使色度信號(hào)中不含有亮度信息 。 現(xiàn)行的三大制式都是選用兩個(gè)色差信號(hào)作為調(diào)制信號(hào) 。 ② 色差信號(hào)：色差信號(hào)就是基色信號(hào)與亮度信號(hào)之差 ，即 EREY、 EGEY和 EBEY， 由于 EGEY的幅值比 EREY和 EBEY的幅值都小 ， 在傳送過程中易受雜波干擾 ， 所以 ， 為了提高信噪比 ， 三大制式都選用 ERY和 EBY來傳送色度 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) ③ 色差信號(hào)的產(chǎn)生 （ 色差方程 ） ：它是由三基色信號(hào)的線性組合 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) [注 ]：由于色差方程中的三個(gè)系數(shù)之和為零 。 所以 ， 當(dāng) ER = EG = EB（ 即傳送黑白電視信號(hào) ） 時(shí) ， 色差信號(hào)為零 ， 即 0 = = ? ? Y B Y R E E 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) 我們還可用矩陣的形式表示亮度和色差方程 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) ④ 亮度信號(hào)與色差信號(hào)的實(shí)際生成：可由電阻矩陣電路對(duì)三基色信號(hào)按上式規(guī)律編碼生成 。 ⑤ 三基色的還原：由解碼電路 ， 按逆矩陣的規(guī)律對(duì)EY 、 ERY和 EBY 解碼 ， 還原出 ER = EG = EB。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)及數(shù)字化 彩色電視基礎(chǔ) ⑥ PAL制中的色差信號(hào)：為防止過調(diào)失真和破壞接收機(jī)同步 ,需要對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行壓縮 。 在 PAL制中有： 在 PAL制中 ， 亮度 、 色度信號(hào)分別為 Y、 U、 V 注：接收時(shí)還需將 U、 V 還原為 ERY和 EBY 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 ： 全信號(hào)數(shù)字化：直接對(duì)復(fù)合信號(hào)數(shù)字化的方式 。 分量數(shù)字化：分別對(duì) Y、 U、 V分量信號(hào)數(shù)字化方式 。 優(yōu)點(diǎn)： Y、 U、 V分量互不干擾，不需要反復(fù)的編碼與解碼，圖像質(zhì)量高。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 3． 3． 2 視頻信號(hào)數(shù)字化的取樣結(jié)構(gòu) 正交取樣結(jié)構(gòu)：每一場(chǎng)中的樣點(diǎn)都重合 ， 而且都對(duì)齊 ， 見圖所示 正交取樣結(jié)構(gòu) 注：為了獲得這種取樣結(jié)構(gòu) ， 就要求取樣頻率是行頻的整倍數(shù) 1. 亮度信號(hào)的取樣頻率 亮度信號(hào)對(duì)取樣頻率的要求如下： （ 1） 按照奈奎斯特取樣定理 ， 取樣頻率至少應(yīng)為信號(hào)上限頻率的兩倍 。 （ 2） 為了在取樣后保證產(chǎn)生足夠小的混疊噪聲 ， 要求取樣頻率是信號(hào)帶寬的 ～ 。 對(duì) PAL制信號(hào) ， 取樣頻率應(yīng)大于 MHz。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 3． 3． 2 視頻信號(hào)數(shù)字化的取樣結(jié)構(gòu) （ 3） 為了獲得正交取樣結(jié)構(gòu) ， 取樣頻率必須是行頻的整數(shù)倍 。 （ 4） 為了使兩種掃描制式實(shí)現(xiàn)兼容 ， 應(yīng)采用同一種取樣頻率 ， 625行制的行頻為 ， 525行制的行頻為， 兩者的最小公倍數(shù)為 MHz。 結(jié)論：取樣頻率應(yīng)大于 MHz， 故將亮度信號(hào)的取樣頻率定為 MHz的 6倍 ， 為 MHz。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 3． 3． 2 視頻信號(hào)數(shù)字化的取樣結(jié)構(gòu) 2． 色差信號(hào)的取樣頻率： 將色差信號(hào)的取樣頻率定為 MHz。 取樣結(jié)構(gòu)見圖所示 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 3． 3． 2 視頻信號(hào)數(shù)字化的取樣結(jié)構(gòu) 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 3． 3． 2 視頻信號(hào)數(shù)字化的取樣結(jié)構(gòu) 亮度信號(hào)與色差信號(hào)的取樣結(jié)構(gòu) (1)視頻信號(hào)量化位數(shù)的確定： 8位 （ bit） 式 S/N=6n+(dB) 為視頻信號(hào)的信噪比計(jì)算公式 。如果把視頻信號(hào)的信噪比定為大于 50dB， 則量化位數(shù)應(yīng)不低于 7位 。 當(dāng)然位數(shù)越高 ， 信噪比也越高 ， 每增加一位 ， 信噪比可提高 6dB， 但電路的復(fù)雜性和設(shè)備的成本也會(huì)大大提高 。 對(duì)視頻信號(hào)采用 8位 （ bit） 量化位數(shù)顯然是較為合理的 。 這樣 ， 經(jīng)一次量化處理后其信噪比可以達(dá)到 59dB。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 視頻信號(hào)數(shù)字化的量化位數(shù)和電平分配 (2)量化電平 （ 碼電平 ） ： 對(duì)應(yīng)模擬信號(hào)電平的量化級(jí)電平 ,即量化級(jí)所對(duì)應(yīng)的電平值 。 (3)碼電平的分配： 為防止信號(hào)電平的過載 ， 而將視頻信號(hào)嚴(yán)格地調(diào)整到范圍內(nèi) ， 并且不把 8bit視頻量化的 256個(gè)量化級(jí)都分配給滿幅度信號(hào) ， 而在上下各留一個(gè)保護(hù)帶 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 ① 亮度信號(hào)的碼電平分配 :（ 單極性信號(hào) ） 上留 20級(jí) 、下留 16級(jí)為保護(hù)帶 。 （ 如圖所示 ） 色差信號(hào)的碼電平分配 :（ 雙極性信號(hào) ） 上下各 16極為保護(hù)帶 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 碼電平分配 碼率 R= MHz 8bit+（ MHz 8bit） 2=216Mb/s 并行數(shù)據(jù)傳輸： R= MHz+ MHz 2=27 Mb/s 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)字行 :數(shù)字化后的一行信號(hào)稱為數(shù)字行 。 每秒的取樣點(diǎn)數(shù) （ 取樣頻率 MHz） 每行掃描時(shí)間 (64μs)=每行取樣點(diǎn)數(shù) PAL制的每行取樣點(diǎn)數(shù)為： 13500 kHz 64 μs=864 NTSC制的每行樣點(diǎn)數(shù)為： 13500 kHz μs=858 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) 為了使兩種制式兼容 ， 有效部分均取 ， 由于在 MHz的取樣頻率下 ， 一次取樣需 ， 所以每行有效部分取樣點(diǎn)均為 : 亮度信號(hào) : 247。 ＝ 720（ T） 色差信號(hào)：色差信號(hào)的采樣頻率為亮度信號(hào)的一半（ MHz） 故為 360（ T） 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) （ 掃描行數(shù) ） 在數(shù)字化視頻中： 定義： PAL制每幀有效行為 576行 ， 每場(chǎng)有效行均為 288行 。 NTSC制每幀有效掃描行數(shù)為 480行 ， 每場(chǎng)有效行數(shù)均為240行 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) PAL制與 NTSC制視頻數(shù)字化掃描行參數(shù)表 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化 視頻信號(hào)數(shù)字化及標(biāo)準(zhǔn) PAL（ 625H∕50V） NTSC（ 525H∕60V） 每幀中行數(shù) 625H 525H 每幀有效數(shù) 576 480 多場(chǎng)正程 奇數(shù)場(chǎng) 偶數(shù)場(chǎng) 奇數(shù)場(chǎng) 偶數(shù)場(chǎng) 288H 288H 240H 240H 每場(chǎng)逆程 24H 25H 22H 23H 為了規(guī)范國(guó)際上存在的多種視頻數(shù)字化格式 ， 國(guó)際無線電咨詢委員會(huì) （ CCIR） 于 1982年 2月在其第 15屆全體會(huì)上通過了 CCIR－ 601標(biāo)準(zhǔn) ， 后又改名為 ITU－ 601標(biāo)準(zhǔn) ， 這是用于電視演播室等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn) ， 又稱為 4： 2： 2標(biāo)準(zhǔn) ， 在美國(guó)稱為 “ D1標(biāo)準(zhǔn) ” ， 表中寫出了標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容 。 第 3章 音視頻信號(hào)及數(shù)字化