安防摄像机视频信号

1、摄像机视频信号主要内容n摄像机成像的基本原理n三基色原理n摄像机全电视信号的组成nPAL制视频信号的特点摄像机成像的基本原理n三基色原理是彩色摄像机与彩色监视器的基本原理， 彩色摄像机将景物的图像分解成三个基色分量信号， 通过编码形成一个全电视信号。 与此相反， 彩色监视器将这个全电视信号解码， 还原为三个基色分量信号， 然后将它们混合(相加混色)生成与原景物图像相似的彩色图像。 彩色监视器原理亮 / 色 分 离R Y同 步 扫 描 电 路全 电 视 信 号Y矩阵RGBFY放 大PAL解 码 器B Y同 步 分 离行 扫 描场 扫 描会 聚 电 路高 压彩色监视器首先要通过亮、 色分离电路将全

2、电视信号分为亮度信号和色度信号， 色度信号经解码器解调为两个色差信号R-Y、 B-Y， 再与亮度信号一起通过矩阵电路， 形成R、 G、 B信号， 去分别调制三个电子束。三基色原理n三基色原理：任何一种彩色光都可用三种独立的基色按照一定的比例相混配出，只要它们给人相同的彩色感觉，而不必考虑它们的光谱组成是否相同。q三基色原理中，三种基色光必须完全相互独立。q混色方法有：直接混色；时间混色；空间混色；生理混色等；n为使等量的三个基色光能混配出标准白光，规定了红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三个基色单元，并分别用1R、1G、1B表示。FE白 1R+1G+1Bn几乎任何一种彩色均可以用三

3、基色原理混色出来，同时，任意一种彩色也可以用亮度、色度（色调和色饱和度）表示；n因此，三基色与亮度、色度表示之间存在相互转化的关系。n其中亮度的计算如下：Y0.299Re+0.587Ge+0.114Be色调与色饱和度也可以由RGB推算出。全电视信号n摄象机把图象信号转变成的最后输出信号就是全电视信号。全电视信号主要由三个部分组成：图象信号（视频信号）、复合消隐信号、复合同步信号。n图像信号主要由：亮度信号、色度信号组成。同步信号如图2：同步信号n行同步宽度(us)同步电平上升到峰值的50%为起点，同步电平下降到峰值的50%为 终点，所用时间。如图2中的T1.n行同步电平(mV)以零电平为基准，

4、测量同步信号中点的幅度值。 标称值为-300mV。如图2中的V1n色同步宽度(us)色同步电平上升到峰值的50%为起点，色同步电平下降到峰值的 50%为终点，测量所用时间。标称值为4.70 s 。如图2中的T3n色同步电平(mV)色同步电平中点的幅度峰、峰值之差。标称值为300mV。如图2中的V2.亮度信号n亮度指明亮程度；nPAL制的亮度方程为nY=0.222R+0.707G+0.071Bn 但因NTSC制使用较早，所以PAL制中没有采用它本身的亮度方程， 而是沿用了NTSC制的亮度方程。实践表明，由此引起的图像亮度误差很小，完全能满足视觉对亮度误差的要求。 n亮度方程通常近似写成： nY=

5、0.30R+0.59G+0.11B色度信号 色彩分为亮度、色调以及色饱和度。 其中色调与色饱和度合称色度； 色调指色彩的种类； 色饱和度指色彩的深浅程度（浓淡）； 任何一种彩色均可以用用亮度、色调和色饱和度来唯一表示。先介绍一下色彩的概念：色度信号 一般不选基色本身作为色度信号，而从基色信号中减去亮度信号，编码后的信号称为色差信号。例如， R-Y, B-Y, G-Y。亮度信号Y已经代表了被传送彩色光的全部亮度，而R、B本身也含有亮度，这显然是多余的， 且在传输过程中易干扰Y信号。色差信号nR-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R-0.59G-0.11BnB-Y=-0.3R-0

6、.59G+0.89B nG-Y=-0.3R+0.41G-0.11B n由于G-Y信号数值较小，对改善信杂比不利，G-Y又可由R-Y和B-Y通过简单的电阻矩阵合成，所以通常只传送Y，RY和B-Y这三种信号，而不传送G-Y信号。其中，Y仅代表亮度信息，R-Y，B-Y代表色度信息。色度信号的形成n 在将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行平衡调幅之前，先对其进行适当的幅度压缩，这是不失真传输所需要的。压缩后的色差信号分别用U和V表示，它们与压缩前的色差信号的关系是： U = 0.493(B-Y) U = 0.493(B-Y) （2-12-1） V = 0.877(R-Y) V = 0.877(R-

7、Y) （2-22-2） 式中0.493和0.873称为色差信号的压缩系数。压缩后的色差信号分别对两个正交副载波sinSCt和cosSCt进行平衡调幅，从而得到两个平衡调幅信号FU和FV： FU = UsinSCtFU = UsinSCt （2-32-3） FV = VcosSCtFV = VcosSCt （2-42-4） 色度信号的形成n这两个平衡调幅信号FU 、FV（又称蓝色度分量和红色度分量）频率相等，相位相差90，保持着正交关系，将两者相加便得到正交平衡调幅的色度信号F： F = FU + FV = U sinSCt + V cosSCtF = FU + FV = U sinSCt +

8、V cosSCt（2-52-5）nF亦可用矢量表示，称彩色矢量，如 图2所示： 由图2-8可见，色度信号的振幅Fm和相角j n （2-6)、n （ 2-7） 色度信号的形成n由（2-6）和（2-7）两式可见，色度信号F的振幅Fm取决于U、V值的大小；色度信号F的相角取决于V与U的比值，它决定着彩色的色调。这说明色度信号F包含着色调和色饱和度信息，是一个既调幅又调相的信号。当色度信号的相位发生变化时，会引起色调变化；当色度信号的振幅发生变化时，会引起饱和度变化。图3 压缩后的色度信号矢量图色度信号矢量图的测量n显示彩色色度信号矢量图的专门仪器叫做矢量示波器, 将彩条色度信号送至矢量示波器中, 在

9、荧光屏上就能显示如图3所示的矢量图, 彩色的饱和度失真表现为矢量长度的变化, 彩色的色调失真表现为矢量相位的变化。 当矢量偏离原来的位置愈远, 表示色调失真愈严重。 为了便于鉴别, 通常在矢量示波器荧光屏上放置一个透明刻度板, 其上标明各种彩条色度信号矢量的正确位置和误差刻度, 所以, 从刻度板就可直接读出矢量幅度和相位失真的数值。 n由于用矢量示波器来检查色度信号失真是非常简便明确, 因此, 矢量示波器是研究色度信号十分有用的仪器, 在彩色电视台和电视设备制造厂中得到广泛的应用PAL制视频信号n对PAL制视频信号q采用隔行扫描方式，为逐行倒相正交平衡调幅制。q隔行扫描的关键是要保证偶数场正好

10、嵌套在奇数场中间，否则会降低图像清晰度，甚至出现并行现象。q每秒25帧图像，每幅图像分为奇数场和偶数场。每秒50场。q其中视频有效行为575行。其余50行为场消隐期间的空行（场消隐期间不显示视频信号），其中某些行成为插入测试行信号（ITS）。q每帧图像有625行，每行时间为1/25/62564S。PAL制式视频信号n行信号q行周期64Sq行消隐12Sq行有效时间52Sq行同步电平 -300mvq峰值电平 1Vp-pq带宽 6MHzq色度副载波 4.43M Hzn场信号q场周期：20msq场频fV=50 Hz； q每场信号：312.5Hq场消隐脉冲宽度：25Hq前均衡脉冲宽度：2.5Hq后均衡脉冲宽度：2.5