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文档简介
第五讲彩色电视基础演示文稿当前第1页\共有30页\编于星期三\9点优选第五讲彩色电视基础当前第2页\共有30页\编于星期三\9点
临界闪烁
让观察者观察按时间重复的亮度脉冲,如果闪烁频率比较低,人眼就有一亮一暗的感觉。如果闪烁频率足够高,人眼看到的则是一个恒定的亮点。闪烁感刚好消失的重复频率叫做临界闪烁频率,经测定为46Hz。电影播放过程中,每秒投射24幅画面,每幅画面投射过程中用机械挡光阀遮挡一次,这样就得到了48Hz的闪烁频率。当前第3页\共有30页\编于星期三\9点视角观看物体时,能清晰看清视场区域对应的双眼[视角]大约是35°(横向)×20°(纵向)。数字电视的宽高比为16:9。分辨角、分辨力对屏幕上两个黑点(线),人眼刚能区分时,这两点(线)对人眼的张角称为分辨角,单位分。分辨角的倒数称为分辨力。中等亮度、大对比度、静止图像使人眼的分辨力最高。正常人的分辨力在1.0到1.5之间。
当前第4页\共有30页\编于星期三\9点分辨角示意图当前第5页\共有30页\编于星期三\9点大面积着色原理人眼对彩色的分辨力比对黑白(亮度)的低很多。所以,彩色没有必要与亮度具有相同的分辨率,即可以大面积着色。电视的亮度信号和彩色信号区别对待,用较宽的带宽来传送亮度信号,用较小的带宽传送彩色信号。
当前第6页\共有30页\编于星期三\9点(1)将摄像机输出的三基色信号转换成一个亮度信号,以及代表色度的两个色差信号(例如:Y、R-Y、B-Y),并将它们组合成一个彩色全电视信号进行传送。在接收端,彩色电视机将彩色全电视信号重新转换成三个基色信号,而黑白电视仅接收亮度信号。(2)要求彩色电视必需采用与黑白电视相同的一些基本参数。
黑白与彩色电视兼容问题第2节模拟电视信号当前第7页\共有30页\编于星期三\9点隔行扫描(interlacedscanning)逐行扫描(non-interlacedscanning)电视扫描方式逐行扫描:一行紧跟一行的扫描方式。隔行扫描:将一幅(一帧)电视画面分两场扫描。引入场的概念,即一帧分为两场,奇数场和偶数场。当前第8页\共有30页\编于星期三\9点亮度全电视信号消隐信号分为行消隐和场消隐。同步信号加在消隐信号上。PAL制亮度全电视信号当前第9页\共有30页\编于星期三\9点亮度全电视信号频谱由于行间图像信号差别很小,可以认为信号是以行频为周期频率的周期信号。其频谱中间有很大的空隙(46%-93.6%)。当前第10页\共有30页\编于星期三\9点彩色全电视信号频谱色度信号也具有类似的频谱特征,将色度信号的频谱搬移到亮度信号频谱的间隙中,就是彩色全电视信号。fsc称为副(色)载波。当前第11页\共有30页\编于星期三\9点色同步信号放在行消隐信号的后肩上。表示fsc。当前第12页\共有30页\编于星期三\9点对两个色度信号可以采用两个负载波调制,也可以采用正交平衡调幅(QAM)(如下图)进行调制。亮度色差信号可以采用:YIQ,YUV和YCrCb等。亮度信号和色度信号相互独立。R-Y载波sinwsctB-Y××+90°
(R-Y)coswsct(B-Y)sinwsct+(R-Y)coswsct(B-Y)sinwsct当前第13页\共有30页\编于星期三\9点幅度表示饱和度,相位表示色调。正交平衡调幅既是调幅,又是调相。当前第14页\共有30页\编于星期三\9点彩色电视信号频谱分配如图:采用残留边带传送方式。图像载频fc,副载频fsc,伴音载频fs。当前第15页\共有30页\编于星期三\9点1、NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)
20世纪50年代美国研制,北美、日本用2、PAL(Phase-AlternativeLine:倒相正交平衡调幅)20世纪60年代德国研制,西欧、中国用3、SECAM(法文:SequentialColeurAvecMemoire:顺序传送彩色与储存)20世纪60年代法国研制,法国、前苏联用第3节模拟电视制式当前第16页\共有30页\编于星期三\9点NTSC彩色电视制的扫描特性:(1)525行/帧,30帧/秒(2)高宽比:电视画面的长宽比为4:3(3)隔行扫描,一帧分成2场(field),262.5线/场(4)在每场的开始部分保留20行扫描线作为控制信息,因此只有485条线的可视数据。(5)每行63.5微秒,其中水平回扫时间10微秒(6)颜色模型:YIQ当前第17页\共有30页\编于星期三\9点PAL制式电视信号的扫描特性:625行(扫描线)/帧,25帧/秒(40ms/帧)(2)每场中有25行作为场回扫,所以每帧中只有575行是有效行。(3)高宽比(aspectratio):4:3(4)隔行扫描,2场/帧,312.5行/场(5)行扫描周期为64微秒,其中11.8微秒作为逆程时间(6)颜色模型:YUV当前第18页\共有30页\编于星期三\9点国际标准当前第19页\共有30页\编于星期三\9点同步信号标准当前第20页\共有30页\编于星期三\9点第4节彩色电视信号类型复合电视信号:包含亮度信号、色差信号和所有定时同步信号的单一电视信号。分离电视信号(S-Video信号):是亮度和色差分离的一种电视信号。(1)减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。(2)不须要使用梳状滤波器来分离亮度信号和色差信号,这样可提高亮度信号的带宽。分量电视信号:是指每个基色分量作为独立的电视信号,使用分量电视信号是表示颜色的最好方法,但需要比较宽的带宽和同步信号。当前第21页\共有30页\编于星期三\9点彩色电视信号类型当前第22页\共有30页\编于星期三\9点方法:模拟信号分离采样量化颜色空间变换标准:ITU-RBT.601(CCIR-601)第5节视频信号数字化当前第23页\共有30页\编于星期三\9点ITU-RBT.601数字化标准
CCIR为NTSC制、PAL制和SECAM制规定了共同的电视图像采样频率13.5MHz。这个采样频率也用于远程图像通信网络中的电视图像信号采样。
PAL:625(行/帧)×25(帧/秒)×864(点/行)=13.5MHzNTSC:525(行/帧)×29.97(帧/秒)×858(点/行)=13.5MHz色度信号采用Cr、Cb,其采样频率可以减半。取值范围:亮度信号220级,色度信号225级。亮度采样的有效样本数都是720像素/行。当前第24页\共有30页\编于星期三\9点对所有的制式,每一扫描行的有效样本数均为720个。
当前第25页\共有30页\编于星期三\9点视频图像子采样
根据人眼特性,对色度信号的采样率没有必要和亮度信号一样,可以减半或四分之一。当前第26页\共有30页\编于星期三\9点4:4:44:2:24:1:14:2:0(MPEG1)4:2:0(MPEG2)当前第27页\共有30页\编于星期三\9点彩色电视数字化参数摘要(ITU-RBT.601推荐)采样格式
信号形式
采样频率(MHz)
样本数/扫描行
数字信号取值范围(A/D)
NTSCPAL4:2:2Y13.5858(720)864(720)220级(16~235)Cr
6.75429(360)432(360)225级(16~240)Cb
6.75429(360)432(360)(128±112)4:4:4Y13.5858(720)864(720)220级(16~235)Cr
13.5858(720)864(720)225级(16~240)Cb
13.5858(720)864(720)(128±112)当前第28页\共有30页\编于星期三\9点CCITT:公用中分辨率格式(CIF,CommonIntermediateFormat)1/4公用中分辨率格式(QCIF,Quarter-CIF)SQCIF(Sub-QuarterCommonIntermediateFormat)格式
CIF
QCIFSQCIF行数/帧像素/行行数/帧像素/行行数/帧像素/行亮度(Y)288360(352)144180(176)96128色度(Cb)144180(176)7290(88)4864色度(Cr)144180(176)7290(88)4864CIF图像格式参数当前第29页\共有30页\编于星期三\9点第6节数字电视数字电视的定义:数字电视系统是将活动图像、声音和数据,通过数字技术进行压缩、编码、传输/存储,而实时发送/广播或者经过记录媒体的传播,
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