彩色電視機原理主講：黃勝忠二零零七年七月2025/4/201彩色電視信號的編碼第一章

彩色電視信號的編碼

2025/4/202彩色電視信號的編碼

內容概要：電視傳送圖像的方法借助了無線電廣播、傳真與電影三大技術：1.對圖像信號的傳輸方法借助于無線電廣播技術；2.如何將光學圖像轉變為電子圖像借助于傳真技術；3.對活動圖像的傳輸方法借助于電影技術。第一節電視傳像技術2025/4/203彩色電視信號的編碼一.無線電廣播的傳送過程麥克風調制器功率放大

載波發生器高頻放大器解調器

音頻放大器發送端：接收端：2025/4/204彩色電視信號的編碼二、電視信號的傳送過程調制器功率放大

載波發生器調制器功率放大

載波發生器雙工器麥克風攝像頭發送端：2025/4/205彩色電視信號的編碼

公共通道（選頻、放大變頻）伴音解調放大圖像解調放大CRT接收端：2025/4/206彩色電視信號的編碼第一步：首先將圖像分解成若干行，每行又分解成許多個像素點。第二步：按照像素的排列順序，從左向右，從上往下依次進行光電轉換—即用電壓的高低代表圖象的明暗，從而得到一個隨時間而變化的電壓。第三步：將代表圖像明暗的電信號調制在高頻載波上發射。

1234567891011121314三、傳真照片的傳送t第六行t第二行1233455677899101111121324681012142025/4/207彩色電視信號的編碼圖像分解實例2025/4/208彩色電視信號的編碼四、電影對活動圖像的傳送利用人眼的視覺暫留作用，每秒傳送24幅圖像，每幅圖像又用遮光技術讓觀眾看兩次。這樣，觀眾每秒實際看到了48幅圖像。

2025/4/209彩色電視信號的編碼五、電視對活動圖像的傳送為了克服電源干擾，采用與電源頻率同步的方案。即每秒傳送25（或30）幀圖象，每幀圖象又用隔行掃描的方法，分兩場傳送。2025/4/2010彩色電視信號的編碼六、電子掃描概念1、電子掃描：電子在屏幕上從左向右、從上往下作有規律的運動稱為電子掃描。2、行掃描與場掃描電子在水平方向的掃描運動稱為行掃描；而電子在垂直方向的掃描運動稱為場掃描。2025/4/2011彩色電視信號的編碼3、正程與逆程電子從左邊向右邊的掃描運動稱為行掃描正程；從右邊返回左邊的運動稱為行掃描逆程。同理，電子從上邊往下邊的掃描運動稱為場掃描正程；從下邊返回上邊的掃描運動稱為場掃描逆程。電視廣播中還規定，只在行場掃描正程傳送圖像。2025/4/2012彩色電視信號的編碼4、逐行掃描與隔行掃描1).逐行掃描：按照圖象的行結構，一行一行地依次掃描完一幀圖像的方法稱為逐行掃描。2).隔行掃描：按照圖像的行結構，將一幀圖象分為奇數場與偶數場兩場（由所有奇數行組成的一場叫奇數場，由所有偶數行組成的場叫偶數場），在傳送時先傳送奇數場，再傳送偶數場，兩場鑲嵌在一起，合成一幅完整的圖像。2025/4/2013彩色電視信號的編碼隔行掃描的行結構圖：偶數場奇數場兩場合成后的圖像2025/4/2014彩色電視信號的編碼七、我國電視標準中有關掃描參數的規定每幀圖像的總行數：625行行頻：15625Hz行掃描周期：64μS行正程時間：52μS行逆程時間：12μS場頻：50Hz場掃描周期：20mS2025/4/2015彩色電視信號的編碼八、全電視信號1.組成：圖象信號、復合同步信號、復合消隱信號。2.對照表:組成圖象信號復合同步復合消隱作用代表圖象明暗使圖像穩定消除回掃亮線出現時間正程逆程逆程幅度20～75﹪100﹪75﹪2025/4/2016彩色電視信號的編碼3.波形見P12頁圖1-102025/4/2017彩色電視信號的編碼九、電視信號的調制與發送1、調制與解調（1）調制：將代表圖象或聲音的電信號裝載到高頻載波上去的過程。（2）解調：從高頻載波上取出調制信號的過程。2、調制方法由于高頻載波為等幅的正弦交流電，確定一個正弦交流電的三要素為振幅、頻率和初相位，因此，調制有三種基本方法：調幅、調頻與調相。2025/4/2018彩色電視信號的編碼3、圖像與伴音的調制方法我國電視標準規定：圖像對載波采用負極性調幅方式調制。伴音對載波采用調頻方式調制。伴音載頻比圖像載頻高6.5MHz。在發送時，圖像信號用殘留邊帶方式發送。2025/4/2019彩色電視信號的編碼第二節

彩色電視圖像的傳輸2025/4/2020彩色電視信號的編碼一、三基色原理棱鏡太陽光白光的分解紅橙黃綠青蘭紫1、白光的分解與合成用棱鏡可將一束白光分解為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫七色光。反之，由紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫七色光也可合成白光。2025/4/2021彩色電視信號的編碼2、彩色三要素亮度：彩色光的明暗程度。色調：彩色光的種類。不同波長的光具有不同的色調。色飽和度：彩色光的濃淡程度?；蛘f成是彩色光被白光沖淡的程度。2025/4/2022彩色電視信號的編碼3、三基色原理的理論基礎不同波長的光給人以不同的色感若有兩種不同波長的光同時作用于人眼時，往往會引起與另一種單色光相同的色感。結論：對于自然界千變萬化的景物，無需按其真實的波長與強度去進行傳送，而只需傳送能合成它的三基色就可以了.2025/4/2023彩色電視信號的編碼4、三基色的選擇三基色的選擇方法不是唯一的，只是要求三基色必須相互獨立，而且能合成自然界中的絕大多數彩色。繪畫中選擇紅、黃、藍作為三基色，而彩色電視中則選擇紅、綠、藍作為三基色。彩色電視中選擇紅、綠、藍作為三基色，主要是考慮到這三基色熒光粉容易制造和這三種熒光粉性能穩定。2025/4/2024彩色電視信號的編碼5、混色法1）、混色法的種類：（1）.相加混色法：

三基色光按照一定比例相加，混合出其它彩色的方法。（2）.相減混色法：

從白光中減去某些色得到另一些彩色的方法。2025/4/2025彩色電視信號的編碼2）、相加混色圖紅色＋綠色＝黃色紅色＋蘭色＝紫色綠色＋蘭色＝青色紅＋綠＋蘭＝白色互補色：如果兩色相加能合成白色，則稱這兩色互為補色。相加混色圖2025/4/2026彩色電視信號的編碼6、彩色圖像的分解2025/4/2027彩色電視信號的編碼7、彩色圖像的合成2025/4/2028彩色電視信號的編碼二、廣播電視制式黑白電視開播以來，各國都在發展自己的電視系統，以至于形成了14種黑白電視制式。1966年，國際無線電咨詢委員會（CCIR）奧斯陸大會上企圖統一制式，但是沒有成功。在彩色電視開播后，淘汰了4種制式，（被淘汰的四種制式為A、C、E、F）目前還有10種黑白制式在廣播，他們是M、N、B/G、H、I、D/K、K1、L。1、黑白電視制式2025/4/2029彩色電視信號的編碼2、多制式彩電中處理的六種制式（1）.多制式彩電中處理的六種制式為：M、B/G、I、D/K。（2）.共同點：a.視頻信號對載波采用負極性調幅。即圖像信號電壓越高，所代表的圖像越暗。b.伴音對載波的調制方式為調頻。即聲音越大，頻偏越大。2025/4/2030彩色電視信號的編碼a.伴音第二中頻M制為4.5MHz、B/G制為5.5MHz、I制為6MHz、D/K制為6.5MHz。。b.場頻M制為60Hz、其余為50Hz。c.每幀圖像分解的行數M制為525行，其余為625行。d.行頻M制為15734Hz、其余為15625Hz。e.射頻帶寬M制為6MHz、B制為7MHz、其余為8MHz。（3）.不同點：2025/4/2031彩色電視信號的編碼3、三大兼容彩色制式1、兼容：彩色電視廣播黑白電視機能正常接收黑白電視廣播彩色電視機也能正常接收2025/4/2032彩色電視信號的編碼2、三大兼容彩色制式的提出1953年由美國提出的NTSC制（又叫正交平衡調幅制）1962年由西德科學家勃魯赫提出了PAL制（又叫逐行倒相正交平衡調幅制）1956年由法國人亨利－弗朗斯提出了SECAM制（又叫調頻行輪換制或叫順序－同時制）2025/4/2033彩色電視信號的編碼4、三大彩色制式的特點（1）、都傳送一個亮度信號Y和兩個色差信號R-Y與B-Y。（2）、為了實現兼容，要對兩色差信號進行頻帶壓縮和幅度壓縮。（3）、兩個色差信號都是先調制在副載波上，在與亮度信號疊加，合成彩色全電視信號。1）、共同點2025/4/2034彩色電視信號的編碼2、不同點（1）.色副載波頻率不同（N制：3.58MHz；P制：4.43MHz；S制：fsR=4.406MHz,fsB=4.25MHz。（2）.色差信號對副載波的調制方法不同（N制和P制為平衡調幅；S制為調頻）。（3）.色同步信號的頻率、初相位和調制方法不同（N制：3.58MHz／1800／平衡調幅；P制：4.43MHz／1800±450／平衡調幅；S制：4.406MHz／調頻。2025/4/2035彩色電視信號的編碼第三節

NTSC制電視信號的編碼2025/4/2036彩色電視信號的編碼一、亮度信號與色差信號的產生1、亮度方程表達式：Y=0.30R＋0.59G＋0.11B電壓表達式：EY=0.30ER＋0.59EG＋0.11EB2、亮度信號的產生：根據亮度方程的電壓表達式，用三基色電壓按比例相加而得到。2025/4/2037彩色電視信號的編碼3、色差信號的產生：ER-Y＝ER－EY＝ER－（0.30ER＋0.59EG＋0.11EB）

＝0.70ER－0.59EG－0.11EB同理：EB-Y＝－0.30ER－0.59EG＋0.89EBEG-Y在接收機中用ER-Y和EB-Y還原：EG-Y=-0.51ER-Y-0.19EB-Y2025/4/2038彩色電視信號的編碼二、頻帶壓縮與頻譜間置為了實現“兼容”，在與黑白電視廣播相同的頻帶下傳送彩色信息，必須對彩色信號進行頻帶壓縮。人眼分辨黑白圖像細節的能力強，分辨彩色圖像細節的能力弱，因此，只對色度信號進行頻帶壓縮。壓縮后，亮度信號仍用6MHz傳送，而兩色差信號則用1.3MHz傳送。1、頻帶壓縮2025/4/2039彩色電視信號的編碼2、頻譜間置亮度信號與色度信號的頻譜都是以行頻和場頻為間隔的不連續頻譜。如果能將色度信號的頻譜插到亮度信號頻譜的間隙中去，就能實現在不展寬頻帶下同時傳送亮度信號與色度信號。實現方法：選擇一個“副載波”，使副載波頻率落在亮度信號頻譜的間隙中間，再將色差信號調制在該副載波上以后與亮度信號疊加。2025/4/2040彩色電視信號的編碼2025/4/2041彩色電視信號的編碼3、色副載波的選擇A.副載波的選擇原則：實現頻譜間置減小可見干擾B.NTSC制副載波的選擇方法：半行頻的奇數倍

即fS=(2n-1)·

fH/2＝（n－1/2）fH當選n=228時，可算出fs=3583125Hz但這時會產生fs與伴音第二中頻之間的差拍干擾，為解決這種干擾，特將行頻由15750Hz改為15734.264Hz，而n仍取228，則可算出fs=3579545.06Hz。2025/4/2042彩色電視信號的編碼三、平衡調幅與正交調制：1、平衡調幅的定義：平衡調幅是在普通調幅的基礎上將載波抑制掉的一種調幅方法。2.平衡調幅波的特點：（1）振幅與調制信號絕對值成正比（2）頻譜中不含載波分量（3）初相位由載波與調制信號共同決定，當調制信號為正時，與載波同相，當調制信號為負時，與載波反相。2025/4/2043彩色電視信號的編碼調制信號載波

平衡調幅波3、

平衡調幅波的波形2025/4/2044彩色電視信號的編碼4、正交調制1).定義：正交調制是指將兩個色差信號調制在兩個頻率相同，初相位相差90°的載波上，再相加合成為一個信號的方法。2).數學表達式：C=EB-Ysinωt+ER-Ycosωt3).正交調制的優點：用一個載波同時傳送兩個信號而不產生相互干擾，而且接收端也容易將兩個信號分開。2025/4/2045彩色電視信號的編碼5、色度信號的矢量合成色信號是一個既調幅又調相的信號。幅度變化代表色飽和度的變化。相位（與X軸的夾角）變化代表色調的變化。CYXER-YEB-Y2025/4/2046彩色電視信號的編碼四、色同步信號：1、作用：代表發送端被抑制了的副載波的頻率和相位，使接收機恢復的副載波與發送端被抑制的副載波同步。2、特點：安插在行消隱后肩，與行同步脈沖等幅，初相位為1800，具有10個周期的副載波群。行同步色同步行消隱2025/4/2047彩色電視信號的編碼五、NTSC彩色全電視信號組成：亮度信號、色度信號、色同步信號、行／場同步信號、行／場消隱信號。為了進一步壓縮頻帶，色差信號采用I／Q信號傳輸方式。I／Q信號是將V／U信號超前移相330而產生。I／Q信號仍然滿足正交關系。Q信號用0.5MHz雙邊帶傳輸，I信號用1.5MHz以殘留邊帶傳輸。2025/4/2048彩色電視信號的編碼2025/4/2049彩色電視信號的編碼第四節

PAL信號的編碼2025/4/2050彩色電視信號的編碼一、PAL制的特點：在NTSC制的基礎上采用逐行倒相技術。

即：B-Y色差信號調制在00副載波上，R-Y色差信號一行調制在900副載波上，下一行調制在2700副載波上。且調制方法與NTSC制一樣，為平衡調幅。數學表達式：C=EB-YSinωt±ER-YCosωt2025/4/2051彩色電視信號的編碼二.

PAL制副載波的選擇方法：

1／4行頻間置。即fs=(n-1/4)fH當選n＝284時可算出：n＝4.43359375MHz為了克服干擾，增加25Hz(半場頻）偏置，實際為4.43361875MHz。2025/4/2052彩色電視信號的編碼三、PAL制對相位失真的