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1、第三章 彩色电视制式彩色电视制式分类：按传送信号的时间关系分为：顺序制：摄象机的红、绿、蓝三基色图象信号按一定顺序轮换传送到接收机显象管。同时制：携带彩色图像的亮度和色度信息的三个信号同时传送。顺序同时制：传送的信息中既有顺序传送的部分，又有同时传送的部分。第一页，讲稿共七十九页哦第三章 彩色电视制式彩色电视制式分类：按使用目的不同分为：兼容制：“兼容”是指“彩色电视和黑白电视可以相互收看”。即彩色电视节目可以为黑白电视机接收，而显示为黑白图象；黑白电视节目也可以为彩色电视机接收，而显示为黑白图象。通常将前者称为兼容性，后者称为逆兼容性。与黑白电视相比有相应的参数，扫描频率、频带宽度、伴音载频
2、和图像载频两者之间的间距、行场同步信号等。非兼容制：工业电视，科学研究第二页，讲稿共七十九页哦第三章 彩色电视制式第二节NTSC制式NTSC制是1953年美国研制成功的一种兼容性彩色电视制式，NTSC是NationalTelevisionSystemCommittee（国家电视制式委员会）的缩写词。该制式对色差信号采用了正交平衡调幅技术，因此又称为正交平衡调幅制。第三页，讲稿共七十九页哦3.2 NTSC制式3.21正交平衡调幅为了实现兼容，在与黑白电视相同的频带内除了传输亮度信号外，还要传输两个色差信号。为了减小色度信号对亮度信号的干扰（副载波干扰）采用了平衡调幅（减小副载波干扰的强度）和频谱
3、交错（使光点相互抵消）的调制技术。为了充分利用色度信号的频带，两个色差信号利用正交调制技术，共用一个频带。第四页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波一、平衡调幅平衡调幅就是抑制载波的调幅，简称抑载调幅。普通调幅：平衡调幅：调制的色度信号：第五页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波一、平衡调幅（1）平衡调幅波不含载波分量。（2）其极性由调制信号和载波共同决定，如果两者之一反相，平衡调幅波的极性则相反。（3）调制信号为零，则平衡调幅波为零。就是说，当色差信号为零或很小时，就没有或只有很小的色度信号加到亮度信号上，这对兼容是很有利的。第六页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正
4、交检波一、平衡调幅其优点在于：（1）传送黑白图象时，由于则色度信号为零，显然对亮度信号无干扰。（2）传送彩色图象时，因为没有载频分量，从而减少了色度信号的能量和减轻了色度信号对亮度信号的干扰第七页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波二、正交调幅如果将两个1.3MHz的色差信号RY和BY，分别调制在两个载频上，其色度信号带宽为2.625.2MHz，它与亮度信号重迭过宽，亮度与色度信号间的干扰将相当严重。如果采用正交调幅就可以克服这一缺点。正交调幅是将两个色差信号RY和BY分别调制在频率相同、相位差90的两个副载波上，再将两个输出加在一起。在接收机中，则根据相位的不同，从合成的副载波已调
5、信号中可分别取出两个色差信号。第八页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波二、正交调幅如图：共有两个平衡调幅器，一个是RY调制器，副载波为cost；另一个是BY调制器，副载波为sint。若将两者的输出线性相加，则得到色度信号：第九页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波二、正交调幅合成信号与两个平衡调幅输出之间的矢量关系：对角线的长度C代表色度信号 的振幅，是 的相角。故色度信号可改写为：上式说明，色度信号是一个调幅调相波，其振幅变化反映了色饱和度的变化，而相角与两个色差信号的比值有关，对不同的色调来说这个比值是不同的，故反映了色调的变化第十页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调
6、制与正交检波三、同步检波从色度信号中分离出两个色差信号，采用同步检波技术。其方法是将色度信号与和副载波同频同相的本振载波信号相乘。分别用 和 去乘 ，经低通滤波后，则分别可得到RY和BY。第十一页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波三、同步检波同步检波原理示意图第十二页，讲稿共七十九页哦3.21 正交调制与正交检波四、色同步信号为了实现色度信号的解调分离，必须给同步检波器输入一个与被检波分量同频同相的副载波，因此，需增加色同步信号传送同步检波器所需副载波频率相位的信息。色同步信号是一串频率等于副载频的高频振荡，它只有810个周期，放置在行消隐的后肩上，在均衡脉冲和场同步期间不发送色同
7、步信号。在接收机中，利用门电路取出色度信号，经过锁相振荡器恢复确定相位的副载波，经过移相形成两个相互正交的副载波分量。第十三页，讲稿共七十九页哦第三节 压缩系数一、色度信号压缩的原因彩色全电视信号：其中为彩色图像信号。则10001000彩条信号的的复合信号数值。根据Y0.299R+0.587G+0.114B及第十四页，讲稿共七十九页哦3.22压缩系数一、色度信号压缩的原因 从图中可以看出，黄条和青条信号已分别超过白色电平的79和46，而蓝条和红条信号也分别比黑电平低78和46。换言之，彩条视频信号中会出现“比白还白”和“比黑还黑”的电平。如果用这种信号去对图象载波调幅，在负极性调制中“比白还白
8、”的电平就要引起严重的过调制现象，从而引起彩色畸变和伴音中断，破坏接收机的同步，。因此，必须对这种彩条视频信号进行压缩。第十五页，讲稿共七十九页哦3.22压缩系数二、色度信号压缩的要求 如果对色度信号压缩过多，将会过多地降低彩色信杂比，它的抗干扰能力变差。实验表明：当彩条信号的最大和最小电平不超过白色和黑色的33时，才是比较合适的。因为，在一般的彩色节目中，具有高亮度高饱和度的彩色出现的时间很少，（比如为1）。因此，在100到133的白电平区间内，对发射机过调制并不严重；少量到达0至33范围的电平，虽已落入同步电平范围内，但对接收机的正常工作未发现有什么大影响，因为现代接收机均采用锁相式的行同
9、步电路。在发送端对色度信号幅度进行压缩，在接收端对色度信号幅度压缩的倍数再设法补回来，就可恢复Y、BY和RY正确比例关系，从而实现了彩色的无失真传送。第十六页，讲稿共七十九页哦3.22压缩系数二、色度信号压缩的系数令压缩后色差信号为UK1（B BY Y）、VK2（RY），根据彩色视频信号的最大和最小电平不超过133和33的条件，得方程：可选择彩条中不为互补色的两条（例如黄、青或红、蓝等），按上述条件建立两联立方程。若为互补色，则两方程不是相互独立的。若取黄、青条计算，得系数k1=0.439，k2=0.877。压缩后的色度方程：第十七页，讲稿共七十九页哦3.23波形图和矢量图一、压缩后10001
10、000彩条信号数据根据压缩系数可以计算出各彩条的有关数据第十八页，讲稿共七十九页哦3.23波形图和矢量图二、波形图第十九页，讲稿共七十九页哦3.23波形图和矢量图三、矢量图从彩条矢量图可以看出NTSC制的色度信号具有下列重要性质：（1）不同的色调具有不同的相角，对于同一色调，不同的饱和度具有不同的幅度。但同一饱和度下，不同色调的色度信号的振幅并不相同。一般可以认为色调主要由色度信号的相角来体现，而饱和度主要由色度信号的幅度来体现。（2）基色矢量和补色矢量的相角互补。（3）白色和各种灰色的色度信号等于零，它们可以认为是饱和度等于零的色。第二十页，讲稿共七十九页哦3.24 Q、I色差信号一、使用Q
11、、I色差信号的原因采用I、Q制是希望进一步压缩色度信号的频带。因为色差信号（BY）和（RY）的理论频带为1.5MHz，故用双边带传送色度信号则占3MHz的频带宽度。对于每帧扫描525行、视频带宽为4.2MHz的制式来说，亮度和色度信号的频带重迭过宽，相互干扰严重。因此，有必要进一步压缩色度信号的带宽。对视觉特性研究表明，人眼对红、黄之间颜色的分辨力最强；而对蓝、品(紫)间颜色的分辨力最弱。在色度图中以 I 轴表示人眼最为敏感的色轴，而以与之垂直的Q 轴表示最不敏感的色轴。采用坐标变换，将U、V信号变换为Q、I 信号，就可对I 所对应的色度信号采用较宽的带宽(不对称边带：+0.5MHz -1.5
12、MHz)，而对Q 信号对应的色度信号则只需采用很窄的带宽(0.5MHz)来进行传输，减轻亮度色度之间的干扰。这就是进行这一变换的目的。第二十一页，讲稿共七十九页哦3.24 Q、I色差信号二、Q、I色差信号在矢量图上，I、Q信号分别由V、U信号逆时针旋转33而得到：得出YQI与RGB的关系：第二十二页，讲稿共七十九页哦3.24 Q、I色差信号三、正交串色在NTSC制中，上述亮度和色度重迭过宽的矛盾，是否可采用两个不对称的u、v色度信号来解决呢？不行，由于任何不对称边带的色度信号在同步解调时，会造成u、v信号之间的相互干扰，即存在“正交串色”；在Y、I、Q制中，尽管I信号的高频部分（0.51.5M
13、Hz）也以单边带传送，使上、下边带合成的I信号在Q轴的投影不为零，这样I信号串入Q信号，也会引起正交串色。但是，这种串色发生在I信号的高频部分，因此，对窄频带的Q信号影响不大。第二十三页，讲稿共七十九页哦3.24 Q、I色差信号四、NTSC制频带分配第二十四页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择一、频谱交错原理 为实现兼容，在为实现兼容，在0 06MHz6MHz范围内除传送亮度信号外须同时传范围内除传送亮度信号外须同时传送色度信号，称亮、色共用频带。虽然色度信号可以大幅度压送色度信号，称亮、色共用频带。虽然色度信号可以大幅度压缩，但若把已压缩的色度信号直接与亮度信号混合，由于亮度缩，但若把已
14、压缩的色度信号直接与亮度信号混合，由于亮度信号和色度信号在时域和频域均有重叠，会出现严重的相互干信号和色度信号在时域和频域均有重叠，会出现严重的相互干扰。扰。我们知道，亮度信号的频谱具有间隙很大梳齿状特征，因而只我们知道，亮度信号的频谱具有间隙很大梳齿状特征，因而只要设法将色度信号插到亮度信号频谱的空隙中实现要设法将色度信号插到亮度信号频谱的空隙中实现“频谱交错频谱交错”，这样即可使色度信号不占有额外的频带，又可避免亮度、色，这样即可使色度信号不占有额外的频带，又可避免亮度、色度信号间的干扰。度信号间的干扰。第二十五页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择一、频谱交错原理亮度色度信号的频谱分布
15、特征：第二十六页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择二、副载频选择实现频谱交错，副载频选择的原则：1 1）为使亮度和色度信号的频谱间距最大，有利于频谱交错，副载频采用）为使亮度和色度信号的频谱间距最大，有利于频谱交错，副载频采用半行频偏半行频偏置置 f fs s（2n2n1 1）*f fH H/2/2 2 2）为了减轻副载波对亮度的干扰，应尽量使副载频选在视频信号的高端。副载频为了减轻副载波对亮度的干扰，应尽量使副载频选在视频信号的高端。副载频越高，其干扰亮度的光点越细，愈不易被人眼察觉；另外，还能使色度和亮度信号越高，其干扰亮度的光点越细，愈不易被人眼察觉；另外，还能使色度和亮度信号的主要
16、能量分别位于视频的高、低两端，从而减轻两者的相互干扰的主要能量分别位于视频的高、低两端，从而减轻两者的相互干扰 3 3）色度信号上连带（约）色度信号上连带（约1.5MHz1.5MHz）的边界值不能超过视频信号的带宽（）的边界值不能超过视频信号的带宽（6MHz6MHz），故副载），故副载频应低于频应低于4.5Mhz 4.5Mhz 4 4）考虑到可能出现伴音载波和副载波的差拍干扰，所以还要求两者的差频也）考虑到可能出现伴音载波和副载波的差拍干扰，所以还要求两者的差频也等于半行频的奇数倍等于半行频的奇数倍 第二十七页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择二、副载频选择根据以上原则：对于625行、50
17、场扫描制式的副载频fs，它选n=284计算当伴音载频与图像载频相差为5.5、6.0、6.5MHZ时，伴音载频与图像载频之差仍为行频的奇数倍。第二十八页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择三、半行频偏置对色度干扰亮度的改善 色度信号是以平衡调幅波的形式迭加在亮度信号上传送的。色度副载波的起伏变化使正常亮度发生相应的变化，对应副载波的正、负峰点，屏幕上将出现亮暗相同的干扰光点。在一行上亮点、暗点总是相间排列。但相邻行亮点、暗点排列相对位置与副载波选取有关。（倍行频、半行频）第二十九页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择三、半行频偏置对色度干扰亮度的改善色度副载波半行频奇数倍时：相邻两行亮点暗点
18、交错 由于采用隔行扫描，故对于一帧图像来说，每两行亮暗点交错。又由于采用隔行扫描，每帧含有奇数行，因此每帧之间，亮点、暗点总是交错出现。第三十页，讲稿共七十九页哦3.25 副载频选择三、半行频偏置对色度干扰亮度的改善实际上，人眼看到的是一些移动着的亮暗相间的斜线，这些交叉斜线以每场一行的速度往上移动。与不动的细线相比，干扰要小多了。四、亮度串色 亮度信号和色度信号共用频带，亮度信号也会对色度产生干扰，称为亮度串色。产生亮度串色的原因是位于色度通频带内的亮度信号，能顺利地通过色度带通滤波器，经同步检波后，变成低频信号，在屏幕上产生附加的彩色干扰。采用频谱交错技术一方面亮度和色度信号之间的相互干扰
19、大为减轻，另一方面干扰光点（亮度串色）存在行间相消（补）和帧间相消（补）的规律，可以减少亮度串色的影响。第三十一页，讲稿共七十九页哦3.26 NTSC编解码方框图第三十二页，讲稿共七十九页哦3.26 NTSC编解码方框图第三十三页，讲稿共七十九页哦3.27 NTSC制主要性能一、NTSC制主要参数场频fV59.94 Hz(60Hz)；行频fH525fV/215.734kHz；每帧525行；图像信号标称带宽为4.2MHz伴音与图像载频之差为4.5MHz；彩色副载波频率fSC3.57954506MHz。第三十四页，讲稿共七十九页哦3.27 NTSC制主要性能二、主要优点：1.NTSC制的色度信号组
20、成方式最简单，最易于进行信号处理，比如数码化，亮度与色度分离等。同时，NTSC制的接收机、电视中心设备和录象设备最简单，成本最低。2.亮度信号和色度信号的频谱间距最大，兼容性好，亮度串色和色副载波干扰光点最小。3.无行顺序效应（即爬行现象）和亮度闪烁现象。这是因为NTSC制每一行对亮度信号和色度信号的处理和传送方式相同，而PAL制和SECAM是逐行变化的，故引起行顺序效应。4.演播室进行图象慢转换（淡出一淡入）、切换、混合等特技操作比较方便。5.在没有信号失真的情况下，它有较高的图象质量，如具有较高的彩色水平和垂直清晰度。第三十五页，讲稿共七十九页哦3.27 NTSC制主要性能三、NTSC制主
21、要缺点 重现彩色的色调对色度信号的相位失真敏感：1）微分相位的影响 NTSC制的色度信号是迭加在亮度信号上一起传送的，当亮度信号电平发生变化，会使色度信号在晶体管或电子管特性曲线上来回移动，随着亮度电平的高低变化，色度信号的相位和幅度将会产生失真。传输的颜色的色调取决于色度信号和色同步信号的相位差。而色同步信号总处在0电平，不会产生微分相移。因此会产生色调失真。第三十六页，讲稿共七十九页哦3.27 NTSC制主要性能三、NTSC制主要缺点 重现彩色的色调对色度信号的相位失真敏感：2）不对称边带的影响 传输系统频率特性不良，会使对称边带的色度信号变成不对称边带的信号，色度信号一旦出现不对称边带，
22、就会产生“正交串色”，使色度信号产生相位失真。3）多径接收的影响 由于高层建筑和地形的影响，电视机接收到的电波，既有直射波，也有经过一次或者多次反射的反射波。反射波的存在会使传输出通道的频率特性发生变化，从而导致色度信号的相位和幅度的失真 第三十七页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.31 彩色相序交变原理 PAL是Phase Alternation Line（相位逐行交变）英文的缩写，PAL制是在NTSC制基础上为克服传输过程中对相位失真的敏感性而研制的一种电视制式。PALPAL制的特点制的特点：PAL制又称逐行倒相正交平衡调幅制。其特点是编码时已调U分量不变，已调V分量逐行倒相。即设第n
23、行的色度信号为：sinsct+Vcossct，称为不倒相行或NTSC行(N行)；第n+1行为sinsct-Vcossct，称为倒相行或PAL行（P行），如此反复。故PAL制色度信号可写为:ecsinsctVcossct，其中表示V信号相位一行正、一行负。第三十八页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.31 彩色相序交变原理 PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理：如若Fn发生相位失真，使Fn向逆时针方向转动一个Dj相位，移到Fn处，由于相两行相位失真可认为基本一样，所以Fn+1也逆时针方向转动一个Dj相位，移到Fn+1处，接收机本应收到Fn和Fn+1，因失真实际收到的是Fn和Fn+1，接收机解
24、调电路将倒相行的Fn+1返回到第一象限，相当于Fn+1的位置，而Fn在解调中其矢量位置不变第三十九页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码 PAL制获得色度信号的方法，也是先将三基色信号R、G、B变换为一个亮度信号和两个色差信号，然后再用正交平衡调制的方法把色度信号安插到亮度信号频谱的间隙之间，这些与NTSC制大体相同。不同的是，将色度信号中的FV分量进行逐行倒相，色轴不旋转。逐行倒相规律是：第n行色度：F n=U sinSCt+V cosSCt，第n+1行色度：F n+1=U sinSCt-V cosSCt，PAL色度信号的数学表达式为：第四十页，讲稿共七十
25、九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码(K)的图形为：隔行扫描时PAL制色度信号：彩条信号PAL制色度信号：第四十一页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PAL制逐行倒相的实现：实现逐行倒相，可以逐行改变色差信号V的相位，亦可以逐行改变副载波的相位，改变后者较为简单。它与正交平衡调幅的区别在于增加了一个PAL开关、一个90移相器和一个倒相路。PAL开关是一个由半行频对称方被控制的电子开天电路，它能逐行改变开关的接通点。+cos第四十二页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PALD解码：色度信号分离：D
26、L为延迟线，将色度信号延迟一行时间，然后裂相为两路信号，下面的一路与直接到来的下一行信号在加法器中相加，得到v(t)信号。上面的一路经倒相处理与直接到来的下一行信号在加法器中相加，得到u(t)信号。DLDL+-1-1DuDuDvDve ecc(t)(t)2u(t)2u(t)2v(t)2v(t)sinsinscsct t(k)cos(k)cosscsct tB-YB-YR-YR-Y梳状滤波器梳状滤波器第四十三页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PALD解码：色度信号分离：假设DL的特性能保证色度信号经延迟后：1）包络无失真的延迟一个行周期。2）副载波相位相反
27、（或相同），那么梳状滤波器就能将色度信号的两个分量无失真的彻底分离。直通信号为：延迟信号为：（相邻行色度信号近似相同）则：第四十四页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PALD解码：PAL制对相位失真的影响：若传输过程中，有相位失真。则：直通信号为：延迟信号为：则：分别用sinsct、cossct进行同步检波，得到Ucos和Vcos。可知PAL制对相位失真不敏感。第四十五页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PALD解码：色度信号的同步检波：将梳状滤波器得出的2U(t)sinsct、2(k)V(t)cossct乘以同相位的
28、副载波信号sinsct、(k)cossct。得到相应的色度信号U(t)、V(t)。第四十六页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制3.32 PAL色度信号及PALD编码PALD解码：PAL制色同步信号：PAL制彩色电视接收机在解调色度信号时，需要在PAL行使用-cosSCt、NTSC行使用+cosSCt副载波。要做到这一点，需要有一个识别PAL行与NTSC行的识别信号，即需要在发送端提供一个附加信息。表现为：PAL行的色同步信号相位是-135；NTSC行的色同步信号相位为+135，平均相位180。所以，PAL制的色同步信号除了为接收机提供恢复副载波所需的频率、相位信息外，还能提供一个PAL行与NT
29、SC行的识别信息，保证了收、发逐行倒相的同步。第四十七页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.32 PAL3.32 PAL色度信号及色度信号及PALPALDD编码编码PALPALDD解码：解码：PALPAL制色同步信号：制色同步信号：PALPAL制色同步信号所含副载波周期数、幅度、出现位置等都与制色同步信号所含副载波周期数、幅度、出现位置等都与NTSCNTSC制相同。制相同。但色同步信号具有两个分量，一个用来传递副载波的相位信息（锁相分量），但色同步信号具有两个分量，一个用来传递副载波的相位信息（锁相分量），另一个用来传递开关信息（识别分量）。我国广播电视标准规定，色同步信号另一个用来传递开
30、关信息（识别分量）。我国广播电视标准规定，色同步信号由由881212个周期的副载波组成，位于行消隐后肩上，起始点距行同步脉冲前个周期的副载波组成，位于行消隐后肩上，起始点距行同步脉冲前沿沿5.60.15.60.1s s，峰，峰 峰值等于行同步脉冲幅度，相对于消隐电平上、下对峰值等于行同步脉冲幅度，相对于消隐电平上、下对称。称。第四十八页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.32 PAL3.32 PAL色度信号及色度信号及PALPALDD编码编码PALPAL制色同步信号制色同步信号的产生方法：的产生方法：发送端先产生一个色同步选通脉冲发送端先产生一个色同步选通脉冲KK，重复频率为行频、宽度为，
31、重复频率为行频、宽度为2.250.232.250.23s(s(约约等于等于 1010个副载波周期个副载波周期)，位置在行消隐的后肩上，起始点距行同步脉冲前沿，位置在行消隐的后肩上，起始点距行同步脉冲前沿5.60.15.60.1s s。将。将KK脉冲以两种不同的极性分别加到两个色差信号中，与色差信号一脉冲以两种不同的极性分别加到两个色差信号中，与色差信号一起送入平衡调幅器，起送入平衡调幅器，起送入平衡调幅器，起送入平衡调幅器，(传递色同步信号时，没有色度信号传递色同步信号时，没有色度信号传递色同步信号时，没有色度信号传递色同步信号时，没有色度信号)VV色差信号中加入正极性色差信号中加入正极性KK
32、脉冲脉冲(以以+K+K表示表示)，就可产生色同步信号的，就可产生色同步信号的VV分量分量(N(N行为行为9090，PP行为行为-90)-90)，UU色差信号中加入负极性色差信号中加入负极性KK脉冲脉冲(以以-KK表示表示)，则可产生色同步信号的，则可产生色同步信号的UU分量分量(180)(180)，两个分量进行矢量，两个分量进行矢量合成便形成逐行改变相位的合成便形成逐行改变相位的NN行为行为+135+135、PP行为行为-135-135的色同步信号。的色同步信号。第四十九页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.32 PAL3.32 PAL色度信号及色度信号及PALPALDD编码编码PALPA
33、L制色同步信号制色同步信号的产生方法：的产生方法：第五十页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.3 3.3.3 色度信号的频谱交错色度信号的频谱交错 色度信号色度信号VV分量逐行倒相后，色度信号的频谱结构发生了变化。其中，分量逐行倒相后，色度信号的频谱结构发生了变化。其中，FFU U分量分量与倒相无关，它的主谱线位置未变。色度信号与倒相无关，它的主谱线位置未变。色度信号FFVV分量的主谱线由于实施了逐行分量的主谱线由于实施了逐行倒相，位置发生了变化。因为逐行倒相的过程实质上是半行频方波控制平衡调幅倒相，位置发生了变化。因为逐行倒相的过程实质上是半行频方波控制平衡调幅的过程，因此可以将逐行
34、倒相的副载波看成是半行频方波的过程，因此可以将逐行倒相的副载波看成是半行频方波 对对coscosSCSCt t 进行进行平衡调幅。根据傅里叶级数分析，平衡调幅。根据傅里叶级数分析，式中：式中：m m=0=0，11，22，33，；1122ffH/2H/2=H/2H/2为开关函数基波的角频率（为开关函数基波的角频率（HH为行扫为行扫描角频率）。由此可求得逐行倒相副载波的各频率分量为描角频率）。由此可求得逐行倒相副载波的各频率分量为第五十一页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.3 3.3.3 色度信号的频谱交错色度信号的频谱交错 PAL制色度信号FV分量的频谱其振幅频谱如图(b)中的实线所示
35、，谱线间隔为行频fH。m=0所对应的谱线(最低边频），距离副载频的间隔为fH/2；而FU分量对副载波直接进行平衡调幅，最低边频距离副载频的间隔为fH，所以，FV与FU的谱线刚好错开fH/2。第五十二页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 PALPAL制中已调色差信号制中已调色差信号FFUU与与FFv v频谱的主谱线不是占有相同的位置，而是彼此错频谱的主谱线不是占有相同的位置，而是彼此错开开(间距间距)半个行频半个行频 f fH/2H/2。如果与。如果与NTSCNTSC制一样，将副载波频率制一样，将副载波频率f fSCSC选
36、为半行频的奇数选为半行频的奇数倍，必然导致倍，必然导致FFvv的主谱线与亮度信号的主谱线重的主谱线与亮度信号的主谱线重合。如果选择fSC既不等于行频的整数倍，也不等于半行频的奇数倍，而是作如图(c)那样的选择，即令nfH位于fSC和(fSC+fH/2)之间（即将副载波频率fSC选为行频的整数倍加上或减去fH/4），这样就可使亮度信号Y与两个色度信号分量的频谱相互错开，所以 nfH应满足下述关系：第五十三页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 nfHUV由于由于ffSCSC与整数倍的行频与整数倍的行频f fHH有有f fHH
37、/4/4的频差，故称的频差，故称1/41/4行频间置。根据选择行频间置。根据选择ffSCSC尽以高的原则，可取尽以高的原则，可取nn284284。实际的。实际的PALPAL制彩电副载波为：制彩电副载波为：俗称俗称4.43MHz4.43MHz。增加。增加25Hz25Hz的目的在于减轻副载的目的在于减轻副载波光点干扰的可见度。波光点干扰的可见度。第五十四页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 25HZ(半场频偏)：25HZ偏置使色度信号与亮度信号的副谱线之间的间距增大到原来的三倍（1/8fv-3/8fv）。使亮色之间的干扰减少
38、。第五十五页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 PAL副载波频率计算：取n284，fH15625HZ，则fsc=4433618.75第五十六页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 二、干扰光点图样-忽略25HZ频偏1）U副载波光点图样：副载波调制的色度信号叠加在亮度信号上，副载波的波峰、波谷在图像上会引起亮点、黑点。如图322TH283.75Tsc。即，每行包含了283又3/4个副载波周期。还有1/4个副载波周期移到下一行。故每扫描四行亮暗点水平位置
39、重复。（相当于每行左移的d/4,决定斜线的倾角）312/4=78为整数，相差312行的亮度水平位置相同，对于隔行扫描，前一场与后一场相邻两行相差312帧，如图322。故对于隔行扫描每帧图像，每相邻两行亮度分布相同。每8行重复。一帧图像包括625行，故每帧图像包含1/4个副载波。故每四帧图像（每8场）重复。(每8场向右移动d)第五十七页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择 二、干扰光点图样-忽略25HZ频偏第五十八页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PAL制色度副载频的选择制色度副载频的选择
40、二、干扰光点图样-25HZ频偏考虑25HZ频偏时，每行多包含1/625个Tsc。故斜线于垂直线夹角略小。(由式331：Th=(283.751/625)*Tsc)相对于1/4行频偏置时，每场(625/2行)多包含半个副载波周期，因1/4行频偏置相邻场亮点、暗点位置相同。故25HZ频偏相邻亮场点暗点错开。如图323，则相邻场亮点与暗点错开，有利于视觉混和相消。每场相差半个Tsc，故每两场相差1Tsc。故1、3、5、7场与1/4行频偏置相同，2、4、6、8场与1/4行频偏置相比相差1/2d。由图323，每场左移3/8d。第五十九页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.4 PAL3.3.4 PA
41、L制色度副载频的选择制色度副载频的选择 二、干扰光点图样-25HZ频偏V副载波光点干扰与U副载波类似三、亮度串色第六十页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 一、延迟线的频率特性梳状滤波器彻底分离色度信号两个分量假设的条件：1）保证色度信号包络无失真的延迟一个行周期TH2）保证延迟后的副载波相位与延迟前相反（或相同）在此理想条件下分析延迟线的幅频特性：延迟线输入信号：延迟线输出信号：k0为衰减系数，0为副载波相位滞后，g为包络延迟时间。第六十一页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤
42、波器的频率特性 一、延迟线的频率特性延迟线输入信号：延迟线输出信号：经过傅立叶变换，变换成频谱函数：延迟线传输系数：第六十二页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 一、延迟线的频率特性式中：幅频特性为一条直线群延时：相延时：第六十三页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 一、延迟线的频率特性要满足两个前提条件，则：由副载波频率选取公式得：在64us附近，找出符合要求的p：m=567:第六十四页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率
43、特性梳状滤波器的频率特性 一、延迟线的频率特性PAL不能采用相延时与频率无关的非色散延迟线，应采用相频特性不通过原点的色散延迟线。副载波的相移不是的整数倍，不能彻底分离U、V通过原点的直线：第六十五页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 二、梳状滤波器的频率特性梳状滤波器输入端加的单位冲击函数，设PAL制的延迟线能满足色度要求。故梳状滤波器的相减输出端为：第六十六页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 二、梳状滤波器的频率特性即：故梳状滤波器相减端的幅频特性：故梳状滤
44、波器相减端的相频特性：第六十七页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 二、梳状滤波器的频率特性同理得梳状滤波器相加端的幅频特性：同理得梳状滤波器相加端的相频特性：第六十八页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 二、梳状滤波器的频率特性相减端分离相减端分离相减端分离相减端分离出出出出u u相加端分离相加端分离相加端分离相加端分离出出出出v v第六十九页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 三、延时误差对梳状
45、滤波器特性的影响相延时误差对梳状滤波器的影响：相位误差，则：对于相减输出端幅频特性表示式：应改写为：第七十页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 三、延时误差对梳状滤波器特性的影响相当于幅频特性的图像左移由图可知，在u分量中串入了v分量。同样在v分量中也串入了u分量。另外，由图可知，输出信号有一定的相移，导致后边的同步检波副载波信号与之不再正交，因此不能彻底的分理出u、v分量。第七十一页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 三、延时误差对梳状滤波器特性的影响群延时误差
46、对梳状滤波器的影响：群延时不准，则：对于相减输出端幅频特性表示式：应改写为：第七十二页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 三、延时误差对梳状滤波器特性的影响故幅频特性的周期不同，相当于图像被拉伸或压缩：引起u、v信号高次边频分量的分离性能变坏。第七十三页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.5 3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性 四、实际梳状滤波器应满足的条件1）延时和直通两分支的群延时差g等于Th。2）延时和直通两分支的相延时差p等于副载波半周期的奇数倍。3）延时和直通两分支的幅频特性重合k()=ki(
47、)。4）裂相所得两路信号振幅相等相位相反。DL+-1-第七十四页，讲稿共七十九页哦第三节 PAL制 3.3.6 3.3.6 行顺序效应行顺序效应 为了克服NTSC制式的相位敏感性，PAL制采取了逐行改变彩色相序的技术。但这种逐行倒相的技术在一些情况下，会导致行顺序效应。行顺序效应有行蠕动（百叶窗效应或爬行现象）和半行频闪烁。第七十五页，讲稿共七十九页哦3.3.6 行顺序效应一、行蠕动现象一、行蠕动现象 PAL制采取逐行倒相的技术，由于很多原因引起u、v信号互相串色，又u的检波输出是逐行加入同相的副载波，而v的检波输出加入的是逐行倒相的副载波。假如u分量中串入v分量，v逐行改变相位，但解调副载波
48、相位不变，故u分量中串入的v分量正负极性交替。假如v分量中串入u分量，u不变，但解调副载波逐行倒相，故v分量中串入的u分量正负极性交替。这种串色逐行改变极性的特性利用平均作用使串色对重现彩色的影响减小了。第七十六页，讲稿共七十九页哦3.3.6 行顺序效应一、行蠕动现象一、行蠕动现象 但这种逐行改变极性的串色在比如显象管这样的非线性电光转换系统中，没有完全遵循恒定亮度原理，显示的亮度不仅于亮度有关，还与色度信号有关。逐行改变极性的串色引起亮度的逐行变化，出现较亮较暗逐行交替的行结构。又隔行扫描系统中，每帧包含奇数行，故视觉效果为每场往上移动一行，即爬行现象第七十七页，讲稿共七十九页哦3.3.6
49、行顺序效应一、行蠕动现象一、行蠕动现象 群延时误差引起边缘行蠕动：群延时误差，引起直通信号与延时信号包络边缘没有对齐，如图329。引起u信号失真，v分量中混入了u分量，引起串色。但这种串色发生在包络的边沿，即色度信号发生突变时，脉冲状的串色比较严重，并且串色也是逐行变换极性。因此在彩条边界，出现段线段状的行蠕动现象。第七十八页，讲稿共七十九页哦3.3.6 行顺序效应二、半行频闪烁现象二、半行频闪烁现象 由于垂直彩色过渡处的相邻行色度信号有突变，频谱交错不再成立，梳状滤波器不能将其两个分量分离开。因此，存在大幅度的串色现象。又彩色相序逐行改变，串色引起亮度逐行改变。有一帧包含奇数行，使彩色过渡处亮度逐帧改变，引起半行频闪烁现象。第七十九页，讲稿共七十九页哦