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          彩色電視信號(hào)

          作者: 時(shí)間:2013-04-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          (一)頻譜特性

          電視系統(tǒng)是通過(guò)行、場(chǎng)掃描來(lái)完成圖像的分解與合成的,盡管圖像內(nèi)容是隨機(jī)的,但仍具有行、場(chǎng)或幀的準(zhǔn)周期特性。通過(guò)對(duì)靜止圖像電視信號(hào)進(jìn)行頻譜分析可知:它是由行頻、場(chǎng)頻的基波及其各次諧波組成的,其能量以幀頻為間隔對(duì)稱地分布在行頻各次諧波的兩側(cè)。而對(duì)活動(dòng)圖像的電視信號(hào),其頻譜分布為以行頻及其各次諧波為中心的一簇簇連續(xù)的梳狀譜,如圖07-03-3所示。

          圖07-03-3 活動(dòng)圖像電視信號(hào)頻譜

          對(duì)于實(shí)際的電視信號(hào),諧波的次數(shù)越高,其相對(duì)于基波振幅的衰減越大。在整個(gè)電視信號(hào)的頻帶中,沒有能量的區(qū)域遠(yuǎn)大于有能量的區(qū)域。根據(jù)這一性質(zhì),電視系統(tǒng)利用頻譜交錯(cuò)原理將亮度信號(hào)和色差信號(hào)進(jìn)行半行頻或1/4行頻間置,完成電視中亮度信號(hào)和色度信號(hào)的同頻帶傳輸。我國(guó)采用的PAL-D制彩色電視信號(hào),亮度信號(hào)帶寬為6MHz;在美、日等國(guó)采用的NTSC制電視系統(tǒng)中亮度信號(hào)帶寬為4.2MHz。由于人眼對(duì)于色度信號(hào)的分辨率遠(yuǎn)低于對(duì)亮度信號(hào)的分辨率,因此在彩色電視系統(tǒng)中色度信號(hào)的帶寬一般均低于1.3MHz,且調(diào)制在彩色副載頻上置于亮度信號(hào)頻譜的高端,以減少亮色信號(hào)之間的串?dāng)_。

          視頻圖像信號(hào)的能量主要分布在行掃描頻率fh及其各次諧波nfh上,見圖07-03-4。而在兩相鄰頻率之間能量則很微弱,以至于可以將其看成是空白的。由于U和V色差信號(hào)是R、G、B的線性組合,因此頻譜遵循同樣的規(guī)律。根據(jù)視頻信號(hào)的頻譜特點(diǎn)。若選擇數(shù)值為半行頻奇數(shù)倍的副載頻fsc,即使fsc = ( 2 n + 1 ) fh / 2,用fsc來(lái)將兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移,然后再與亮度信號(hào)Y疊加在起,色度信號(hào)的能量則剛好落在亮度信號(hào)頻譜的空白處,如圖07-03-4,這就是亮度信號(hào)與色度信號(hào)按頻譜交錯(cuò)間置的共頻帶傳送基本原理。

          圖07-03-4 亮度信號(hào)與色度信號(hào)的頻譜交錯(cuò)原理

          選擇fsc時(shí)的另一個(gè)需要考慮的問(wèn)題是,在色度信號(hào)不超出Y信號(hào)的上限頻率的前提下,將fsc的數(shù)值盡量選高,如圖07-03-5所示。因?yàn)閒sc越高,它對(duì)Y信號(hào)的干擾光點(diǎn)越細(xì),能見度越低。另外,還要考慮到接收機(jī)中可能出現(xiàn)的副載頻與伴音載頻fs之間的差拍干擾。為此要求fsc與fs之間的差拍頻率(fsc-fs)也等于半行頻的奇數(shù)倍,以降低干擾點(diǎn)的能見度。

          圖07-03-5 共頻帶的亮度信號(hào)和色度信號(hào)頻譜

          由于副載頻只有一個(gè)即fsc,而作為調(diào)制信號(hào)的色差信號(hào)則有兩個(gè)U和V,因此,需對(duì)同載頻的兩個(gè)不同相位進(jìn)行兩相調(diào)制。在NTSC和PAL制中是將色差信號(hào)U和V調(diào)制在載頻fsc的兩個(gè)正交相位上,因此叫正交調(diào)制。

          亮、色信號(hào)同頻帶傳送所帶來(lái)的最大問(wèn)題是二者之間的干擾,為了降低這種干擾,需最大限度地抑制已調(diào)色差信號(hào)中不攜帶信息的功率,因此彩色電視中采用平衡調(diào)制的方法,將已調(diào)波中的載頻分量抑制掉,抑制掉載頻后的色差信號(hào)的平衡調(diào)幅波可表示為:

          在頻率域內(nèi)Y、U、V三個(gè)信號(hào)是交錯(cuò)間置的,而在時(shí)間域內(nèi)Y、U、V是疊加在一起的,再加上各種復(fù)原圖像所需的同步信號(hào)最終形成的信號(hào)我們稱其為全彩色電視信號(hào),它們的帶寬就是原黑白電視所占用的帶寬。

          (二)復(fù)合電視信號(hào)

          包含亮度信號(hào)、色差信號(hào)和所有定時(shí)信號(hào)的單一信號(hào)叫做復(fù)合電視信號(hào)(composite video signal),或者稱為全電視信號(hào)。圖07-03-6表示的是黑白全電視信號(hào),而色差信號(hào)是通過(guò)彩色副載波調(diào)制之后和亮度信號(hào)混合得到,如圖圖07-03-7所示。

          圖07-03-6 一個(gè)行周期的黑白全電視信號(hào)

          圖07-03-7 彩色電視系統(tǒng)的水平消隱間隔

          (三)分量電視信號(hào)

          分量電視信號(hào)(component video signal)是指每個(gè)基色分量作為獨(dú)立的電視信號(hào)。每個(gè)基色既可以用RGB表示,也可以用亮度-色差表示,如YIQ,YUV。使用分量電視信號(hào)是表示顏色的最好方法,但需要比較寬的帶寬和同步信號(hào)。

          (四)S-Video信號(hào)

          分離電視信號(hào)S-Video(Separated video-VHS)是亮度和色差分離的一種電視信號(hào),是分量模擬電視信號(hào)和復(fù)合模擬電視信號(hào)的一種折中方案。使用S-Video有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):

          ① 減少亮度信號(hào)和色差信號(hào)之間的交叉干擾。

          ② 不須要使用梳狀濾波器來(lái)分離亮度信號(hào)和色差信號(hào),這樣可提高亮度信號(hào)的帶寬。

          復(fù)合電視信號(hào)是把亮度信號(hào)和色差信號(hào)復(fù)合在一起,使用一條信號(hào)電纜線傳輸。而S-Video信號(hào)則使用單獨(dú)的兩條信號(hào)電纜線,一條用于亮度信號(hào),另一條用于色差信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)稱為Y/C信號(hào)。S-Video使用4針連接器,如圖07-03-8所示。具體的規(guī)格如表07-03-3所示。


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