现代电视技术第3章彩色电视制式

1、第第3章章 彩色电视制式彩色电视制式 3.1 彩色电视制式概述彩色电视制式概述v按时间关系分按时间关系分-彩色电视制式：彩色电视制式：v顺序制、同时制、顺序顺序制、同时制、顺序-同时制。同时制。v顺序制：利用空间混色原理、时间混色原理顺序制：利用空间混色原理、时间混色原理v同时制：空间混色原理，我国是同时制。同时制：空间混色原理，我国是同时制。v顺序顺序-同时制：是顺序制和同时制的结合。同时制：是顺序制和同时制的结合。v按使用目的分按使用目的分-彩色电视制式：彩色电视制式：v兼容制和非兼容制兼容制和非兼容制 v兼容制：用在广播电视兼容制：用在广播电视v）兼容性个逆兼容性）兼容性个逆兼容性v）相

2、应的黑白电视制式的特性）相应的黑白电视制式的特性v非兼容制：用在工业电视、科学研究非兼容制：用在工业电视、科学研究v顺序制的优点顺序制的优点v同时制的优点同时制的优点. NTSC制制v3.2.1 正交调制与正交检波正交调制与正交检波v正交平衡调幅制正交平衡调幅制v亮度信号的能量在低端，色度信号的能量在亮度信号的能量在低端，色度信号的能量在高端，由副载波调整而形成。高端，由副载波调整而形成。v副载波为高频信号，会有高频干扰，也叫副副载波为高频信号，会有高频干扰，也叫副载波干扰。为了减少干扰载波干扰。为了减少干扰vNTSC制采用平衡调幅和频谱交错原理，制采用平衡调幅和频谱交错原理， v平衡调幅可以

3、减弱光点干扰的强度平衡调幅可以减弱光点干扰的强度v频谱交错：可以消除相邻行、相邻场之频谱交错：可以消除相邻行、相邻场之间的干扰。间的干扰。v其色度信号由相同频率的副载波平衡调其色度信号由相同频率的副载波平衡调幅再混合：幅再混合：v接收机：由初相位为接收机：由初相位为0度和度和90度的两个度的两个同步检波器解调出调制信号。同步检波器解调出调制信号。 v滤掉高频信号，余下调制信号。滤掉高频信号，余下调制信号。v矢量图表示：矢量图表示：v v在色度信号的解调分离时：在色度信号的解调分离时：v给同步检波器输入一个与被检波分量精确同给同步检波器输入一个与被检波分量精确同步（同相）的副载波。步（同相）的副

4、载波。v为此，为此，NTSC制编码器中给出一个色同步信制编码器中给出一个色同步信号来传送同步检波所需副载波的频率和相位号来传送同步检波所需副载波的频率和相位信息。信息。 v525行行 NTSC制的色同步信号波形图，它是每行制的色同步信号波形图，它是每行一个的副载波脉冲信号，出现在行消隐期间的行一个的副载波脉冲信号，出现在行消隐期间的行同步脉冲之后，在场消隐期间不传送。每个脉冲同步脉冲之后，在场消隐期间不传送。每个脉冲包含包含9个周期的副载波，其相位为个周期的副载波，其相位为180 。 v色同步信号色同步信号eb(t) 旗形脉冲旗形脉冲K(t) v接收机中：门电路取出色同步信号，锁相电接收机中：

5、门电路取出色同步信号，锁相电路恢复出副载波，移相电路形成两个相互正路恢复出副载波，移相电路形成两个相互正交的副载波分量。交的副载波分量。3.2.2 压缩系数压缩系数v根据亮度公式可以计算出彩条信号的各个参根据亮度公式可以计算出彩条信号的各个参数。数。 v表中，黄条和青条的最大值超过白电平表中，黄条和青条的最大值超过白电平78%和和46%，红条和蓝条的最小值低于白电平红条和蓝条的最小值低于白电平46% 和和78% ，必须处理。，必须处理。v用用压缩系数解决这个问题。压缩系数解决这个问题。 v 色度信号的时间函数表示式：色度信号的时间函数表示式：3.2.3 波形图和矢量图波形图和矢量图v根据前面的

6、公式和表格可以计算出压缩后的根据前面的公式和表格可以计算出压缩后的数据：数据： v 由表由表3-2可以画出各个波形可以画出各个波形 v色度信号色度信号 u分量分量 v色度信号色度信号 v分量分量 v色度信号色度信号ec+eb v Y+S(复合同步信号）复合同步信号） v彩色全电视信号彩色全电视信号 v v 红色矢量没有和纵轴（红色差轴）重合红色矢量没有和纵轴（红色差轴）重合v 蓝色矢量没有和横轴（蓝色差轴）重合蓝色矢量没有和横轴（蓝色差轴）重合v补色矢量与相应的基色矢量互为反相补色矢量与相应的基色矢量互为反相v它们的色调不变而饱和度改变时，色度信号它们的色调不变而饱和度改变时，色度信号的振幅随

7、着改变，而相角保持不变。的振幅随着改变，而相角保持不变。v例如：根据色度信号的公式，相角是例如：根据色度信号的公式，相角是 v和和u的的比值，变化因子（比值，变化因子（R-）将被约掉。）将被约掉。 v 对于任意彩色，也有上面的结论（当对于任意彩色，也有上面的结论（当=1=1时）时）v可以证明，当可以证明，当1 1时，上面的结论不适用时，上面的结论不适用v可以这样说：可以这样说：v色调主要体现在色度信号的相角上色调主要体现在色度信号的相角上v饱和度主要体现在色度信号的振幅上饱和度主要体现在色度信号的振幅上3.2.4 Q、I 色差信号色差信号v V(t)= Acostv平衡调幅时用两个平衡调幅时用

8、两个v边频分量的矢量边频分量的矢量v形式表示形式表示v对称边带时，在对称边带时，在x轴轴v的投影为的投影为0，但频带重叠过宽；，但频带重叠过宽；v不对称传输时，正交同步检波，还有串扰。不对称传输时，正交同步检波，还有串扰。v解决办法：压缩色差信号的频带。解决办法：压缩色差信号的频带。 v人眼：对红黄之间的颜色分辨力最强人眼：对红黄之间的颜色分辨力最强 ；对蓝；对蓝品之间颜色的分辨力最弱品之间颜色的分辨力最弱v设计：设计：vI轴为人眼最敏感色轴；轴为人眼最敏感色轴；vQ轴为人眼最不敏感色轴轴为人眼最不敏感色轴 v Y、Q、I、和和R、G、B的关系的关系 v根据人眼特性，根据人眼特性，Q的理论带宽

9、为的理论带宽为0.5MHz，以窄，以窄带双边带方式传送，带双边带方式传送，I 的理论带宽为的理论带宽为1.5MHz，用不对称边带方式传送。用不对称边带方式传送。v这样既压缩了色度信号的带宽，有不会造成串这样既压缩了色度信号的带宽，有不会造成串色。色。 v100-0-100-0 彩条信号对应的彩条信号对应的Q波形波形 v100-0-100-0 彩条信号对应的彩条信号对应的I波形波形 v Q的理论带宽的理论带宽0.5MHZv I的理论带宽的理论带宽1.5MHZ v色度信号：色度信号：v色同步信号色同步信号 3.2.5 副载波的选择副载波的选择v为了减少亮、色信号的串扰，采用频谱交错为了减少亮、色信

10、号的串扰，采用频谱交错的措施。的措施。v1.频谱交错的原理频谱交错的原理 v黒尖峰黒尖峰亮度亮度 ，行频，行频fHv白尖峰白尖峰色度，副载波色度，副载波fsc,在两个相邻的在两个相邻的整数倍的行频的正中间。整数倍的行频的正中间。 v半行频偏置（半行频偏置（1/2偏置）：偏置）：v 副载波与整数倍行频差半行频，或者说，副载波与整数倍行频差半行频，或者说，v 副载波等于半行频的奇数倍副载波等于半行频的奇数倍vNTSC制的副载波：制的副载波：v525行，行，60场，行频场，行频=15750HZ，n =228,为正为正整数，副载波选为：整数，副载波选为： v625行，行，50场，行频场，行频=1562

11、5HZ，n =284,为正为正整数，副载波选为：整数，副载波选为：v2. 干扰光点图样干扰光点图样v频谱交错后，副载波的变化要影响到亮度的频谱交错后，副载波的变化要影响到亮度的变化，副载波的正峰点在屏幕上较亮，副载变化，副载波的正峰点在屏幕上较亮，副载波的负峰点在屏幕上较暗，这就形成了副载波的负峰点在屏幕上较暗，这就形成了副载波干扰光点。副载波是行频的整数倍时候干波干扰光点。副载波是行频的整数倍时候干扰明显，采样半行频偏置可以降低干扰。扰明显，采样半行频偏置可以降低干扰。 v v 半行频可以有效减弱相邻行和相邻场的干扰半行频可以有效减弱相邻行和相邻场的干扰光点。光点。v在图中，第三场的亮点在第

12、一场的两个亮点在图中，第三场的亮点在第一场的两个亮点之间，也就是第一场的暗点。因此，第一场之间，也就是第一场的暗点。因此，第一场和第三场的光点有相消作用。和第三场的光点有相消作用。v同理，第二场和第四场的光点有相消作用同理，第二场和第四场的光点有相消作用v接收机中，亮度通道设有副载波陷波器，不接收机中，亮度通道设有副载波陷波器，不会出现大面积副载波干扰。会出现大面积副载波干扰。 v3. 亮度串色亮度串色 v亮度信号对色度信号的干扰叫亮度信号对色度信号的干扰叫. 亮度串色亮度串色v频谱交错后，可以减少亮度信号对色度信号频谱交错后，可以减少亮度信号对色度信号的干扰。的干扰。03.2.6 NTSC编

13、、解码器编、解码器v NTSC编码器编码器 vY、Q、I 三个通道的频率特性不同，可以接三个通道的频率特性不同，可以接入不同的延迟线，最后同时到达彩色信号的入不同的延迟线，最后同时到达彩色信号的合成点。合成点。 vNTSC解码器解码器 v副载波陷波器：在副载波陷波器：在Y通道，减少色度信号副通道，减少色度信号副载波对亮度信号的干扰。载波对亮度信号的干扰。v门电路选出色同步信号，用来恢复确定相位门电路选出色同步信号，用来恢复确定相位的副载波。的副载波。v两个同步检波器得到：两个同步检波器得到： Q、I 分量。分量。v经过矩阵电路，将经过矩阵电路，将Y、Q、I 变换为变换为RGB3.2.7 NTS

14、C制的主要性能制的主要性能v1）色度信号的组成方式最简单，容易集成化，）色度信号的组成方式最简单，容易集成化，可以降低成本。可以降低成本。v2）色度信号每行都传送，不存在行顺序效应。）色度信号每行都传送，不存在行顺序效应。v3）频谱交错，亮度串色小。）频谱交错，亮度串色小。 v4）微分增益的容限为）微分增益的容限为30%。v5） 相位敏感性：相位敏感性：v 重现彩色的色调对色度信号的相位失真敏重现彩色的色调对色度信号的相位失真敏感。表现在：感。表现在：v a） 微分相位的影响。微分相位的影响。 v = 5时，可以观察到色调失真，时，可以观察到色调失真，微分相位微分相位的容限为的容限为 12%（

15、相当于（相当于3.96 ）。）。 v b）不对称边带的影响）不对称边带的影响 vC）多径接收的影响）多径接收的影响v6）演播室进行慢转换、切换、混合等特技比）演播室进行慢转换、切换、混合等特技比较方便。较方便。NTSC特点：接收机简单、最佳图像质量高、特点：接收机简单、最佳图像质量高、信号处理方便。信号处理方便。3.3PAL制制3.3.1 彩色相序交变原理彩色相序交变原理vPALPhase Alternation Line (相位逐行交相位逐行交变变)vPAL又称逐行倒相正交平衡调幅制又称逐行倒相正交平衡调幅制v彩色相序交变原理彩色相序交变原理在发端周期性地改变彩在发端周期性地改变彩色相序而在

16、收端采用平均措施，就可以减少色相序而在收端采用平均措施，就可以减少传输误差带来的影响。传输误差带来的影响。v目前，实际采用的是逐行倒相和副载频延迟目前，实际采用的是逐行倒相和副载频延迟线平均法。线平均法。 v 将将V分量倒相，品色将在第分量倒相，品色将在第4象限，矢量逆象限，矢量逆时针转，品时针转，品-蓝蓝-青青-绿绿-黄黄-红红-品，与下图的品，与下图的的彩色相序相反。的彩色相序相反。v周期性地周期性地v改变彩色相序改变彩色相序v可以减少可以减少v传输误差传输误差v带来的影响带来的影响3.3.2 PAL色度信号及色度信号及PALD解码原理解码原理vPAL色度信号及其两个分量可表示如下：色度信

17、号及其两个分量可表示如下：3-19( )11Kt表示逐行取值为和的开关函数如图如图3-15所示，所示，+1对应的称为对应的称为N行，行，-1对应对应的称为的称为P行行图3-15 开关函数波形图 vPAL色同步信号由恒定相位分量和逐行倒相色同步信号由恒定相位分量和逐行倒相分量两部分组成。前者用来传递副载波的相分量两部分组成。前者用来传递副载波的相位信息位信息(称为锁相分量称为锁相分量)；后者用来传递开关；后者用来传递开关极性信息极性信息(称为识别分量称为识别分量)。其表示式如下：。其表示式如下： v图图3-16为为PAL色度信号和色同步信号的矢色度信号和色同步信号的矢量表示法，具有逐行摆动量表示

18、法，具有逐行摆动+-90的规律。的规律。vN行为行为135 vP行为行为225 v摆动色同步信号摆动色同步信号图图3-16 v图图3-17为为PALD解码器中的核心部分解码器中的核心部分色度信色度信号分离、检波电路的方框图。号分离、检波电路的方框图。 PALD解码器解码器又称标准又称标准PAL解码器。解码器。图图3-17 v两个两个+1一个一个-1电路具有分离色度信号的两个分电路具有分离色度信号的两个分量的作用，可称为色度信号分离电路，但通常量的作用，可称为色度信号分离电路，但通常由于它具有梳齿状的幅频特性，因而称为梳状由于它具有梳齿状的幅频特性，因而称为梳状滤波器。滤波器。v在解调在解调PA

19、L色度信号时，可利用延迟线实现相色度信号时，可利用延迟线实现相邻行信号的相减和相加邻行信号的相减和相加(平均过程平均过程)，先将色度，先将色度信号两个分量分离开，然后再分别进入各自的信号两个分量分离开，然后再分别进入各自的同步检波器解调。因而，即使色度信号有传输同步检波器解调。因而，即使色度信号有传输误差，也不会像误差，也不会像NTSC制那样出现两个色差信制那样出现两个色差信号之间的互串，引起人眼容易察觉的色调变化。号之间的互串，引起人眼容易察觉的色调变化。 v出现相位误差出现相位误差时时，相减端和相加端将分别，相减端和相加端将分别输出输出同步检波后，得到同步检波后，得到2Ucos 和和2Vc

20、os ,可见，可见，相位误差仅使两个色差信号按同一比例相位误差仅使两个色差信号按同一比例,改变，改变，其结果主要是产生人眼不太敏感的饱和度变化。其结果主要是产生人眼不太敏感的饱和度变化。 v最后，还应进一步指出，即使梳状滤波器因最后，还应进一步指出，即使梳状滤波器因特性不理想而不能将色度信号的两个分量彻特性不理想而不能将色度信号的两个分量彻底分离开，但由于彩色相序逐行改变，由小底分离开，但由于彩色相序逐行改变，由小幅度串色引起的彩色偏差还可以通过视觉平幅度串色引起的彩色偏差还可以通过视觉平均作用得到补偿。均作用得到补偿。v 所以所以PAL制克服制克服NTSC制相位敏感性的基制相位敏感性的基本原

21、理可概括为：采用逐行倒相正交平衡调本原理可概括为：采用逐行倒相正交平衡调幅的色度信号；在解调时先经梳状滤波器分幅的色度信号；在解调时先经梳状滤波器分离然后再同步检波；最后又利用视觉平均作离然后再同步检波；最后又利用视觉平均作用补偿小幅串色所引起的彩色偏差。用补偿小幅串色所引起的彩色偏差。3.3.3色度信号的频谱交错色度信号的频谱交错v 从频域的观点来看，将色度信号两个分量之从频域的观点来看，将色度信号两个分量之一逐行倒相，实际是使它们的频谱相互错开。一逐行倒相，实际是使它们的频谱相互错开。另一方面由符合前述两个条件的延迟线所另一方面由符合前述两个条件的延迟线所构成的梳状滤波器，其两个输出端又正

22、好具构成的梳状滤波器，其两个输出端又正好具有相应的相互交错的梳状振幅频率特性。因有相应的相互交错的梳状振幅频率特性。因而可按频分原则将色度信号两个分量分离开。而可按频分原则将色度信号两个分量分离开。 v对原点对称的开关函数可表示为一系列正弦对原点对称的开关函数可表示为一系列正弦函数之和函数之和 v v逐行倒相副载波的各频率分量为逐行倒相副载波的各频率分量为v逐行倒相副载波实际上是包含一系列频率分逐行倒相副载波实际上是包含一系列频率分量的副载波群。量的副载波群。 v虚线是虚线是U信号的一根谱线信号的一根谱线 v图图3-19 PAL色度信号频谱图色度信号频谱图 v虚线是虚线是U信号的谱线，大实线是

23、信号的谱线，大实线是V信号的谱线，小实线是信号的谱线，小实线是Y信号的谱信号的谱线线v图图3-19 PAL色度信号频谱图色度信号频谱图 v图图3-20(a)、(b)和和(c)分别示出当编码器只有分别示出当编码器只有彩条彩条G信号输入时实际拍摄的信号输入时实际拍摄的u、v和和(u+v)信信号的频谱照片。号的频谱照片。v图图3-20(e)、(d)和和(f)分别为正常彩条信号下的分别为正常彩条信号下的u、v和和(u+v)信号的频谱照片。信号的频谱照片。 （a）只有）只有G信号时的信号时的U图图3-20 彩彩条条信信号号的的频频谱谱图图片片 v （b）只有）只有G信号时的信号时的V v （c）只有）只

24、有G信号时的信号时的U+V v （d）正常彩条信号时）正常彩条信号时U v （e）（e）正常彩条信号时）正常彩条信号时V v （f）正常彩条信号时）正常彩条信号时U+ V3.3.4 副载频选择副载频选择一、一、 色度信号与亮度信号的频谱交错色度信号与亮度信号的频谱交错vPAL色度信号中的色度信号中的v频谱与频谱与u频谱错开频谱错开fH/2，使得副载频不能采用半行频偏置。因为在这使得副载频不能采用半行频偏置。因为在这种偏置的副载频下，种偏置的副载频下，Y信号频谱也与信号频谱也与u信号频信号频谱错开谱错开fH/2 ，结果，结果Y与与v信号频谱完全重叠，信号频谱完全重叠，将出现严重的相互干扰。因此，

25、为了使将出现严重的相互干扰。因此，为了使Y信信号频谱既与号频谱既与u信号频谱错开，又与信号频谱错开，又与v信号频谱信号频谱错开，最好是将整数倍行频的错开，最好是将整数倍行频的Y谱线插到谱线插到u信信号和号和v信号谱线的中间。保持如下关系信号谱线的中间。保持如下关系 PAL副载频采用副载频采用1/4行频偏置，不采用半行频偏置行频偏置，不采用半行频偏置1()221()4HHscscscHfnffffnf由此得到 v在在625行扫描标准下，行扫描标准下，PAL副载频还附加副载频还附加25Hz(半场频半场频)偏置。这一附加偏置的数值虽偏置。这一附加偏置的数值虽小，但对改善色度信号与亮度信号的以场频小，

26、但对改善色度信号与亮度信号的以场频为间隔的副频谱线之间的交错情况起着重要为间隔的副频谱线之间的交错情况起着重要作用，因而是进一步减少亮、色相互干扰的作用，因而是进一步减少亮、色相互干扰的有效措施。有效措施。 v图图3-21 亮、色副频谱线的交错亮、色副频谱线的交错 v (a)无无25Hz偏置偏置 （间距（间距1/8） v图图3-21 亮、色副频谱线的交错亮、色副频谱线的交错 v(b)有有25Hz偏置（间距偏置（间距3/8，增大了，增大了3倍，使亮、倍，使亮、色之间的干扰减少）色之间的干扰减少） v考虑到考虑到14行频偏置和附加的半场频偏，行频偏置和附加的半场频偏，PAL副载频成为副载频成为v当

27、伴音载颇与图像载频之差为当伴音载颇与图像载频之差为5.5、6.0或或6.5MHz时，若不考虑时，若不考虑fsc中的中的25Hz偏置，则偏置，则不难算出，伴音载频与副载频之差也均与整不难算出，伴音载频与副载频之差也均与整数倍行频偏离数倍行频偏离fH4。1111()()424625n 28431(283) 156254433618.754625scHVHHscfnffnfffHz取 =，并将=15625Hz代入，可求得二二 . 干扰光点图样干扰光点图样1. U副载波光点图样副载波光点图样v这里按这里按625行行PAL制进行分析，先忽略制进行分析，先忽略25Hz偏置。偏置。v上式表明在一行内包含上式

28、表明在一行内包含283又又34个副载波周个副载波周期，也就是说，按期，也就是说，按284个整数周期来看，有个整数周期来看，有14周期进入下一行。如果假设第一场第周期进入下一行。如果假设第一场第1行之始出行之始出现与副载波正峰点对应的亮点，现与副载波正峰点对应的亮点，32834HscTT v则第则第2行的亮点位置将右移行的亮点位置将右移d4。这里。这里d表示表示两相邻亮点间的距离两相邻亮点间的距离(即反映到屏幕上的副载即反映到屏幕上的副载波周期波周期)。这种亮点逐行有移。这种亮点逐行有移d4的规律将一的规律将一直继续下去。因此，直继续下去。因此，14行频偏置的副载频行频偏置的副载频形成每四行重复

29、一次的亮点位置偏移。形成每四行重复一次的亮点位置偏移。 v图图3-22 无无25Hz偏置时偏置时u副载频光点图样副载频光点图样 图图3-23 有有25Hz偏置时偏置时u副载频光点图样副载频光点图样 v2个图对比，可以看出加了个图对比，可以看出加了25Hz偏置后，由偏置后，由同一场光点连成的斜线的移动方向和速度都同一场光点连成的斜线的移动方向和速度都改变了。由逐场向右移改变了。由逐场向右移d/8变成逐场向左移变成逐场向左移3d/8，由逐场向上移，由逐场向上移1行变为逐场向下移行变为逐场向下移3行行。于是，综合移动方向由原来的自左下方朝。于是，综合移动方向由原来的自左下方朝右上方移动变成自右上方到

30、左下方。而且移右上方移动变成自右上方到左下方。而且移动速度加快了。从主观效果看，移动速度快动速度加快了。从主观效果看，移动速度快的斜线结构的可见度比移动速度慢的低，因的斜线结构的可见度比移动速度慢的低，因而而25Hz偏置改善了兼容性。偏置改善了兼容性。2. V副载波光点图样副载波光点图样 vV副载波和副载波和u副载波的不同点在于初相位超前副载波的不同点在于初相位超前90度相移。先忽略对光点结构无重要作用的度相移。先忽略对光点结构无重要作用的90度相移，以便从度相移，以便从u光点图样导出光点图样导出v光点图样。光点图样。然后再把所有光点前移然后再把所有光点前移d4，使得到考虑，使得到考虑90度相

31、移时的度相移时的v光点图样。光点图样。 图图3-24 有有25Hz偏置时偏置时v副载频光点图样副载频光点图样三三.亮度串色亮度串色v 通过副载频偏置实现的亮、色频谱的良好交通过副载频偏置实现的亮、色频谱的良好交织，既可以减少用黑白电视机兼容接收时可织，既可以减少用黑白电视机兼容接收时可能出现的副载波光点干扰，又可以削弱在彩能出现的副载波光点干扰，又可以削弱在彩色电视机上可能出现的亮度串色干扰花纹。色电视机上可能出现的亮度串色干扰花纹。通常，在收看彩色测试图时，在黑白清晰度通常，在收看彩色测试图时，在黑白清晰度线的第三、四级区域，还可以看到这种串色线的第三、四级区域，还可以看到这种串色干扰。在隔

32、行扫描方式下，根据副载频与行干扰。在隔行扫描方式下，根据副载频与行频的关系，同一色调干扰花纹的位置，按一频的关系，同一色调干扰花纹的位置，按一定的规律循环变化，因此亮度串色干扰看起定的规律循环变化，因此亮度串色干扰看起来有闪动变化的感觉。来有闪动变化的感觉。3.3.5 梳状滤波器的频率特性梳状滤波器的频率特性v设设PAL制对延迟线的延时要求在色度信号频制对延迟线的延时要求在色度信号频带内能够满足带内能够满足。v于是于是v或或 相减输出端的振幅频率特性为相减输出端的振幅频率特性为 而相位频率特性为而相位频率特性为 v 对于相加输出端，有对于相加输出端，有v改用改用f为变量，取正弦项的绝对值，并把

33、它的为变量，取正弦项的绝对值，并把它的符号变化以及因子符号变化以及因子j考虑到幅角中去，得到考虑到幅角中去，得到 v于是得到相加输出端的振幅频率特性为于是得到相加输出端的振幅频率特性为v而相位频率特性为而相位频率特性为 vK-抑制抑制V，传输，传输U 图图3-26 梳状滤波器梳状滤波器的频率特性的频率特性 vK+ 抑制抑制U ，传输，传输V图图3-26 梳状滤波器梳状滤波器的频率特性的频率特性 v由图可见，幅频特性具有梳齿形状，可称为由图可见，幅频特性具有梳齿形状，可称为梳状特性；而相频特性具有锯齿形状，可称梳状特性；而相频特性具有锯齿形状，可称为锯状特性。为锯状特性。3.3.6 行顺序效应行

34、顺序效应v PAL制为了克服制为了克服NTSC制的相位敏感性采制的相位敏感性采用了逐行改变彩色相序的办法，因而其色度用了逐行改变彩色相序的办法，因而其色度信号具有逐行轮换的性质。在某些情况下，信号具有逐行轮换的性质。在某些情况下，这种性质可能导致行顺序效应。其主要表现这种性质可能导致行顺序效应。其主要表现形式为行蠕动现象形式为行蠕动现象(也称百叶窗效应或爬行现也称百叶窗效应或爬行现象象)和半帧频闪烁现象。和半帧频闪烁现象。3.3.7 PAL制的主要性能制的主要性能v(1)对相位误差不敏感对相位误差不敏感,重现彩色受传输误差的影重现彩色受传输误差的影响小。响小。v NTSC制的相位敏感性的主要表

35、现是，各种传制的相位敏感性的主要表现是，各种传输误差输误差(或称传输失真或称传输失真)对重现彩色有较大的影响。对重现彩色有较大的影响。这种影响是由于误差引起串色造成的。在这种影响是由于误差引起串色造成的。在PAL制中，彩色相序逐行改变使串色极性逐行相制中，彩色相序逐行改变使串色极性逐行相反；而梳状滤波器在时域的电平均作用或在频反；而梳状滤波器在时域的电平均作用或在频域的分离作用，又进一步使这种逐行改交极性域的分离作用，又进一步使这种逐行改交极性的串色大为减少。因而再加上人眼视觉平均作的串色大为减少。因而再加上人眼视觉平均作用，就使传输误差不再对重现彩色图像的色调用，就使传输误差不再对重现彩色图

36、像的色调产生明显的影响，而主要表现为饱和度有变化。产生明显的影响，而主要表现为饱和度有变化。 vPAL制在这一方面的性能体现在：制在这一方面的性能体现在：va)微分相位的影响小。微分相位的影响小。vb) 色度信号允许以不对称边带传输，或者说色度信号允许以不对称边带传输，或者说对传输通道的频率待性缺陷具有抗御能力。对传输通道的频率待性缺陷具有抗御能力。这是因为在解码过程中对色度信号的两个分这是因为在解码过程中对色度信号的两个分量还有频分处理措施。当然，本通道信号因量还有频分处理措施。当然，本通道信号因有相位误差和边带不对称而产生某些失真的有相位误差和边带不对称而产生某些失真的情况依然存在。情况依

37、然存在。 v c) 多径接收的影响较小。从原理上讲，反射多径接收的影响较小。从原理上讲，反射波引起通道频率特性的变化不会对彩色重现波引起通道频率特性的变化不会对彩色重现造成明显影响。但是，从重现垂直彩包边界造成明显影响。但是，从重现垂直彩包边界来看，由于存在相互错开的、来自直射波和来看，由于存在相互错开的、来自直射波和反射波的双重反射波的双重(或多重或多重)图像，已不能保证边图像，已不能保证边界彩色不失真界彩色不失真(当然，失真程度要视反射波强当然，失真程度要视反射波强度和传播距离而定度和传播距离而定)。而且，当出现双重。而且，当出现双重(或或多重多重)边界时，一般来讲亮度比色度明显。因边界时

38、，一般来讲亮度比色度明显。因此在多径接收情况下，此在多径接收情况下，PAL制使图像总效果制使图像总效果的改进并不大。的改进并不大。 v(2)梳状滤波器可减少亮度信号和杂波对彩色梳状滤波器可减少亮度信号和杂波对彩色的干扰。的干扰。 梳状滤波器由于具有梳状幅频特性，梳状滤波器由于具有梳状幅频特性，可使亮度串色的幅度下降可使亮度串色的幅度下降3dB；彩色信噪比；彩色信噪比提高提高3dB。v(3)亮度信号与色度信号频谱交错，相互干扰亮度信号与色度信号频谱交错，相互干扰较小，可以实现分离。在播送不同来源的节较小，可以实现分离。在播送不同来源的节目时，对同步有高精度要求。目时，对同步有高精度要求。v(4)

39、色度信号幅度方面的性能与色度信号幅度方面的性能与NTSC制一样，制一样，微分增益的容限为微分增益的容限为30；演播室对图像进行；演播室对图像进行特技操作比较方便。特技操作比较方便。 v(5)有行顺序效应。有行顺序效应。 PAL色度信号相位逐行交色度信号相位逐行交交是产生行顺序效应的内因，而传输误差以交是产生行顺序效应的内因，而传输误差以及解码电路中存在的各种误差则是外因。及解码电路中存在的各种误差则是外因。v(6)编、解码器复杂，接收机价格较高，信号编、解码器复杂，接收机价格较高，信号处理麻烦一些。处理麻烦一些。v 目前，世界上采用目前，世界上采用PAL制的国家数目。在三制的国家数目。在三种制

40、式中居首位。如德国、英国、荷兰、意种制式中居首位。如德国、英国、荷兰、意大利、比利时、阿根廷、澳大利亚、印度、大利、比利时、阿根廷、澳大利亚、印度、泰国等同均采用此种制式广播。我国彩色电泰国等同均采用此种制式广播。我国彩色电视广播也采用视广播也采用PAL制。制。3.4 SECAM制制vPAL制克服制克服NTSC制相位敏感性的主要措施是，制相位敏感性的主要措施是，使彩色相序逐行交变利用梳状滤波器将色度信号使彩色相序逐行交变利用梳状滤波器将色度信号两个分量分离开。从频域来看，这是一种频分原两个分量分离开。从频域来看，这是一种频分原则。在则。在SECAM制中，逐行依次传送色差信号制中，逐行依次传送色

41、差信号(R-Y）和）和(B-Y)在同一时间内在传输通道中只有一在同一时间内在传输通道中只有一个信号存在也就不会发生互串现象。所以，个信号存在也就不会发生互串现象。所以， SECAM制是用错开传输时间的办法制是用错开传输时间的办法(时分原则时分原则)来避免串色及由其造成的彩色失真。亮度信号仍来避免串色及由其造成的彩色失真。亮度信号仍每行传。每行传。SECAM制是一种顺序同时制。制是一种顺序同时制。 v在收端需要同时存在的在收端需要同时存在的Y、(R-Y)和和(B-Y)信号，信号，才能有恢复重现彩色图像所必需的才能有恢复重现彩色图像所必需的R、G、B信号。因此，信号。因此，SECAM解码器利用延迟

42、线将收解码器利用延迟线将收到的信号储存一行时间，以便每一传送的色到的信号储存一行时间，以便每一传送的色差信号可以使用两次。在被传送的一行使用差信号可以使用两次。在被传送的一行使用一次；在未被传送的一行，将储存在延迟线一次；在未被传送的一行，将储存在延迟线少的信号再利用一次。这样，正好补充了少少的信号再利用一次。这样，正好补充了少发的那一行色差信号。显然，延迟线的延迟发的那一行色差信号。显然，延迟线的延迟时间应等于行周期时间应等于行周期64s。 v 解码器中的存储复用电路。当由色差信号解码器中的存储复用电路。当由色差信号(R-Y)和和(B-Y)逐行轮换调制的副载波信号逐行轮换调制的副载波信号eS

43、R和和eSB加加到输入端后，一路直接经开关输出，另一路由延到输入端后，一路直接经开关输出，另一路由延迟线储存一行时间后再经开关输出。迟线储存一行时间后再经开关输出。v为了使一个输出端为了使一个输出端v总是输出总是输出eSR，v而另一个输出而另一个输出v总是输出总是输出eSBv电子开关电子开关v应逐行换接。应逐行换接。 v开关处于哪一状态必须与传送哪一个信号有开关处于哪一状态必须与传送哪一个信号有确定的关系。但究竟输出哪一个仍不确定。确定的关系。但究竟输出哪一个仍不确定。v解码器中的开关必须与决定传送顺序的编码解码器中的开关必须与决定传送顺序的编码器中的开关同步地工作。因而器中的开关同步地工作。

44、因而SECAM制中也制中也需要传送识别信号。以便解码器中开关状态需要传送识别信号。以便解码器中开关状态出现错误时能够将其纠正。出现错误时能够将其纠正。v开关的正常逐行换接由行同步脉冲控制。开关的正常逐行换接由行同步脉冲控制。 v 在在SECAM制中，色差信号对副载波的调制制中，色差信号对副载波的调制方式采用调频。方式采用调频。v传输中引入的微分相位失真将不会对大面积传输中引入的微分相位失真将不会对大面积的彩色产生影响；而仅使垂直边界上的彩色的彩色产生影响；而仅使垂直边界上的彩色有所改变有所改变(因为相位的变化率较大，使反映彩因为相位的变化率较大，使反映彩色信息的频率有所变化色信息的频率有所变化

45、)。调频信号在频率检。调频信号在频率检波之前还用限幅器将振幅削平，因而波之前还用限幅器将振幅削平，因而SECAM色度信号几乎不受幅度失真的影响。色度信号几乎不受幅度失真的影响。 v采用调频色度信号和频率检波后，可以不必采用调频色度信号和频率检波后，可以不必传送副载波相位信息；在演播室处理多路信传送副载波相位信息；在演播室处理多路信号源时也无需注意色同步信号相位的一致性。号源时也无需注意色同步信号相位的一致性。vSECAM制可称为顺序制可称为顺序1传送与存储传送与存储2复用复用3调调频频4制。制。3.4.2 SECAM色度信号色度信号v 一、色差信号的加权一、色差信号的加权v 在在SECAM制中

46、，红、蓝色差信号在调制制中，红、蓝色差信号在调制副载波之前，分别乘以不同的加权系数。加副载波之前，分别乘以不同的加权系数。加权后的色差信号分别用权后的色差信号分别用DR和和DB表示，即表示，即 v选用不同的系数选用不同的系数1.9和和1.5，是为了在，是为了在1000750彩条信号下，使彩条信号下，使DR和和DB的变化范围的变化范围均在均在+1和和-1之间。之间。v DR式中的负号、表示在对副载波调频时，正式中的负号、表示在对副载波调频时，正的的(R-Y)将引起负的频偏。将引起负的频偏。v红色对应最低瞬时频率；青色对应最高瞬时红色对应最低瞬时频率；青色对应最高瞬时频率。频率。v在传送蓝色差信号

47、时，则蓝色对应最高频率；在传送蓝色差信号时，则蓝色对应最高频率；黄色对应最低频率。黄色对应最低频率。 v 二、视频预加重二、视频预加重v 由于要用副载波的频率传递彩色信息因而由于要用副载波的频率传递彩色信息因而用副载频偏置以得到良好兼容效果的办法在用副载频偏置以得到良好兼容效果的办法在SECAM制中已不再适用。另外，对应于无彩制中已不再适用。另外，对应于无彩色图像，虽然色差信号为零，但副载波依然色图像，虽然色差信号为零，但副载波依然存在。只是频率未被调制而已。因此，为了存在。只是频率未被调制而已。因此，为了解决兼容问题，解决兼容问题， SECAM制采取了以下两个措制采取了以下两个措施；施；(1

48、)按一定规律对副载波进行逐行、逐场按一定规律对副载波进行逐行、逐场的定相处理的定相处理(见第见第344节节)，(2)压低色度信压低色度信号的幅度。这后一措施对减少于扰光点的可号的幅度。这后一措施对减少于扰光点的可见度果然有效，但同时却降低了色度信号的见度果然有效，但同时却降低了色度信号的 v信噪比信噪比(特别是对能量较小的高次边频分量而特别是对能量较小的高次边频分量而言言)，亮度串色的影响也将变得严重起来，甚，亮度串色的影响也将变得严重起来，甚v至当亮度突变时可能使接收机中的鉴频器不至当亮度突变时可能使接收机中的鉴频器不能正常工作能正常工作(即发生干扰信号抑制有用信号的即发生干扰信号抑制有用信

49、号的所谓所谓“遮蔽遮蔽”现象现象)。v在在SECAM色度信号形成过程中有两次预加重色度信号形成过程中有两次预加重处理，以便改善小幅度色度信号对杂波和干处理，以便改善小幅度色度信号对杂波和干扰的抗御能力。第一次预加重对视频色差信扰的抗御能力。第一次预加重对视频色差信号进行，称视频预加重；第二次预加重对已号进行，称视频预加重；第二次预加重对已调副载波进行，称高频预加重。调副载波进行，称高频预加重。 v视频预加重网络的复数传输系数由下式视频预加重网络的复数传输系数由下式表示表示v取模并用分贝数表示取模并用分贝数表示 v视频预加重曲线如图。视频预加重曲线如图。v色差信号中各频率分量的提升量将随频率的色

50、差信号中各频率分量的提升量将随频率的增加而增加。原来幅度较小的较高频率分增加而增加。原来幅度较小的较高频率分v量得到较多地提升。量得到较多地提升。 v 解码器中设有去加重网络。取预加重曲线对解码器中设有去加重网络。取预加重曲线对横轴的镜像即得去加重曲线。横轴的镜像即得去加重曲线。v经预加重而振幅频谱发生了变化的信号，经经预加重而振幅频谱发生了变化的信号，经去加重后即可恢复为原信号。去加重后即可恢复为原信号。v去加重网络不仅使较高频率范围内的杂波功去加重网络不仅使较高频率范围内的杂波功率减少较多，而且也减少了输出总杂波功率。率减少较多，而且也减少了输出总杂波功率。改善了信噪比。改善了信噪比。 v

51、从彩条色差信号波形来看，预加重的结果是从彩条色差信号波形来看，预加重的结果是使信号各跃变部分产生很大的过冲，如图使信号各跃变部分产生很大的过冲，如图3-32所示。所示。v最大过冲可超过信号稳态值两倍。最大过冲可超过信号稳态值两倍。v用限幅器将预加重色差信号过冲尖峰削去。用限幅器将预加重色差信号过冲尖峰削去。 v v v三三 、副载波的频率调整、副载波的频率调整v在在SECAM制中，选用两个不同频率的副载制中，选用两个不同频率的副载波来分别传送波来分别传送DR和和DB信号信号v已调副载波频偏与调制信号的关系分别规定已调副载波频偏与调制信号的关系分别规定为为 v四、高频预加重四、高频预加重v 当通

52、过调制器形成调频色度信号之后，再当通过调制器形成调频色度信号之后，再进行第二次预加重处理进行第二次预加重处理高频预加重。高频预加重。v高频预加重网络的复数传输系数由下式表高频预加重网络的复数传输系数由下式表示示 v 为了改善兼容性，为了改善兼容性， SECAM制规定，频率为制规定，频率为fC的副载波峰峰振幅等于亮度信号峰值白色的副载波峰峰振幅等于亮度信号峰值白色电平的电平的23。v根据式根据式(360)可以算出在不同频偏值下的副可以算出在不同频偏值下的副载波峰峰振幅，如图载波峰峰振幅，如图3-36所示。图中黑粗线所示。图中黑粗线对应十彩条信号的各条，它们的频偏值与副对应十彩条信号的各条，它们的

53、频偏值与副载波峰峰振幅值分别见表载波峰峰振幅值分别见表33相表相表34。这。这些数据均指信号的平坦部分。没有考虑过冲些数据均指信号的平坦部分。没有考虑过冲部分。图部分。图337为彩条信号波形示意图。为彩条信号波形示意图。 v v v v v v 根据式根据式(360)画出的高频预加重曲线示于图画出的高频预加重曲线示于图338。出于它的形状通常称之为倒钟形。出于它的形状通常称之为倒钟形曲线。曲线。v高频预加重造成的信号失真在解码器中通高频预加重造成的信号失真在解码器中通过去加重得到补偿。去加重网络的持性为一过去加重得到补偿。去加重网络的持性为一钟形曲线钟形曲线(即将图即将图338所示曲线颠倒过来

54、所示曲线颠倒过来)。 v v采用高频预加重，采用高频预加重，v一方面可使传送多数彩色浅淡的图像时副载一方面可使传送多数彩色浅淡的图像时副载波有较小的幅度，降低干扰光点的可见度，波有较小的幅度，降低干扰光点的可见度，改善了兼容性。改善了兼容性。v另一方面，传送图像中特别明亮的彩色部分另一方面，传送图像中特别明亮的彩色部分v时，色度信号幅度较大，可有较好的抗亮度时，色度信号幅度较大，可有较好的抗亮度串扰的性能，以避免遮蔽现象的发生。串扰的性能，以避免遮蔽现象的发生。v总之，两种预加重相结合，既改善了兼容性，总之，两种预加重相结合，既改善了兼容性，又提高了包度信号的抗噪波和抗干扰性能。又提高了包度信

55、号的抗噪波和抗干扰性能。3.4.3 色同步信号v调频的调频的SECAM色度信号，在解码器中通过鉴色度信号，在解码器中通过鉴频器解调，无需色同步信号传送基准相位信频器解调，无需色同步信号传送基准相位信息。息。vSECAM色同步信号只是一个行顺序识别信号色同步信号只是一个行顺序识别信号。它的功能是把编码器哪一行发红色差信号。它的功能是把编码器哪一行发红色差信号和哪一行发蓝色差信号的信息传送给接收机和哪一行发蓝色差信号的信息传送给接收机，以便解码器电子开关的工作状态发生错误，以便解码器电子开关的工作状态发生错误时能被纠正，使每一信号始终由一个指定的时能被纠正，使每一信号始终由一个指定的输出端输出。输

56、出端输出。 v色同步信号在每场场消隐期间均衡脉冲之后色同步信号在每场场消隐期间均衡脉冲之后的九行内传送，的九行内传送，v即第一场的第即第一场的第7行至第行至第15行，第二场的第行，第二场的第320行至第行至第328行。行。v色同步信号行频锯形信号经限幅成梯形后对色同步信号行频锯形信号经限幅成梯形后对副载波调频而形成。副载波调频而形成。v一个色同步信号实际上是一行副载波。一个色同步信号实际上是一行副载波。 v v (复习复习3.4.1，第，第3章章 彩色电视制式彩色电视制式9.17.ppt）vDR(预加重色差信号）行传送的红色差信号是预加重色差信号）行传送的红色差信号是负极性的，而视频识别信号则

57、为正极性；负极性的，而视频识别信号则为正极性；vDB行传送的蓝色差信号是正极性的而识别信行传送的蓝色差信号是正极性的而识别信号则为负极性。号则为负极性。v可见，当解码器开关状态正确时，在传送识别可见，当解码器开关状态正确时，在传送识别信号期间，在红色差信号输出端或蓝色差信号信号期间，在红色差信号输出端或蓝色差信号输出端均将得到负极性的识别信号。输出端均将得到负极性的识别信号。v相反当开关状态错误时，两个输出端均将输相反当开关状态错误时，两个输出端均将输出正极性的识别信号。出正极性的识别信号。v可以通过识别电路送出一个触发脉冲，将开关可以通过识别电路送出一个触发脉冲，将开关状态纠正过来。状态纠正

58、过来。 v 图图3-39 识别信号的波形与参数识别信号的波形与参数 v 色同步信号中频率线性增长的部分色同步信号中频率线性增长的部分(对应视频对应视频识别信号的斜升部分识别信号的斜升部分)可用来检验接收机中鉴可用来检验接收机中鉴频器的鉴频特性的线性程度。频器的鉴频特性的线性程度。v色同步信号的平顶部分可用作色度编码的频色同步信号的平顶部分可用作色度编码的频率界限的标志和校核增益的幅度基准。率界限的标志和校核增益的幅度基准。 v在编码器中，在编码器中，D?4R行或行或D?4B行的识别信号实际行的识别信号实际上均来源于同一行频锯形波。这一锯形信号上均来源于同一行频锯形波。这一锯形信号在规定的行上进

59、入红色差信号通道和蓝色差在规定的行上进入红色差信号通道和蓝色差信号通道。但由于两路有不同的增益信号通道。但由于两路有不同的增益(-1.9和和1.5)和不同的限幅值，结果就形成斜升部分和不同的限幅值，结果就形成斜升部分斜率有所不同的两行识别信号。斜率有所不同的两行识别信号。 v一、副载波定相一、副载波定相v在在SECAM制中，通过对副载波的强迫定相来制中，通过对副载波的强迫定相来减少副载波干扰光点的可见度。强迫定相从减少副载波干扰光点的可见度。强迫定相从两方而进行。第一两方而进行。第一,使相邻场的副载波相位相使相邻场的副载波相位相反反(逐场倒相逐场倒相)。第二。第二,附加行间倒相措施，进附加行间

60、倒相措施，进一步减少人眼跟踪上移时对各场光点图样的一步减少人眼跟踪上移时对各场光点图样的分辨力。采用每三行的第三行倒相的办法。分辨力。采用每三行的第三行倒相的办法。v在图像相邻行、相邻场彩色信息近似不变的在图像相邻行、相邻场彩色信息近似不变的情况下情况下,这种光点结构的可见度下降了这种光点结构的可见度下降了,兼容性兼容性得到了改善。得到了改善。3.4.4 副载波处理 表表3-5 副载波的定相副载波的定相 v二、副载波抑制二、副载波抑制v为了防止影响接收机扫描电路的正常工作，为了防止影响接收机扫描电路的正常工作，有必要在同步脉冲期间将副载波抑制。有必要在同步脉冲期间将副载波抑制。 按规按规定定,