数字电视广播原理与应用精.ppt

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1、数字电视广播原理与应用数字电视广播原理与应用第1页，本讲稿共58页1.1 1.1 景物像的分解与像素的顺序传输景物像的分解与像素的顺序传输1.1.1 景物像的分解景物像的分解1.1.2 像素的顺序传输像素的顺序传输第2页，本讲稿共58页 所谓电视或即电视广播，是通过电信系统将所谓电视或即电视广播，是通过电信系统将实时的或记录的活动景物（附带声音或不带声音）实时的或记录的活动景物（附带声音或不带声音）在一定距离之外即刻重现其图像和声音的技术。在一定距离之外即刻重现其图像和声音的技术。第3页，本讲稿共58页 基本要求方面，重现图像应符合人眼的视基本要求方面，重现图像应符合人眼的视敏特性、亮度层次感

2、觉、视觉惰性、闪烁感觉、敏特性、亮度层次感觉、视觉惰性、闪烁感觉、细节分辨力和色彩感知能力等特性，以保证显细节分辨力和色彩感知能力等特性，以保证显示屏上的图像相对于原景物像有极佳的逼真感，示屏上的图像相对于原景物像有极佳的逼真感，无可见瑕疵。实施方式方面，包括景物像怎样无可见瑕疵。实施方式方面，包括景物像怎样转换成电信号，对电信号作怎样的处理、编码转换成电信号，对电信号作怎样的处理、编码和传输，以及在接收端怎样使电信号还原出光和传输，以及在接收端怎样使电信号还原出光图像。图像。第4页，本讲稿共58页 实施方式中包括发送端的摄像、光实施方式中包括发送端的摄像、光电转电转换、电信号处理和编码传输，

3、以及接收端的电换、电信号处理和编码传输，以及接收端的电信号接收、解码处理和电信号接收、解码处理和电光转换图像显示。光转换图像显示。第5页，本讲稿共58页 景物像分解，是将被拍摄景物通过摄像镜景物像分解，是将被拍摄景物通过摄像镜头成像于头成像于CCDCCD上的光图像分解成很多微粒像上的光图像分解成很多微粒像像像素，也就是将整个景物像解析为是由很多的像素组素，也就是将整个景物像解析为是由很多的像素组成的，每个像素携载有亮度和色度信息。所谓像素成的，每个像素携载有亮度和色度信息。所谓像素顺序传输，是使每个像素的亮度和色度信息经光顺序传输，是使每个像素的亮度和色度信息经光电转换形成电信号后将各像素的电

4、信号按照预定的电转换形成电信号后将各像素的电信号按照预定的时间先后，顺序地向外传输，也即涉及像素扫描方时间先后，顺序地向外传输，也即涉及像素扫描方式。式。第6页，本讲稿共58页 关于具体的景物像分解方式和像素数量选关于具体的景物像分解方式和像素数量选择，在摄像机中它们的实现实际上是由择，在摄像机中它们的实现实际上是由CCDCCD摄摄像器体面上的光敏单元数量及其阵列自动完成像器体面上的光敏单元数量及其阵列自动完成的，每一个光敏单元对应于一个像素。的，每一个光敏单元对应于一个像素。1.1.1 景物像的分解景物像的分解第7页，本讲稿共58页 像素顺序传输是全部像素的电信号逐一地排像素顺序传输是全部像

5、素的电信号逐一地排队输出（顺序传输），而不是一齐输出（同时传队输出（顺序传输），而不是一齐输出（同时传输）。顺序传输方式中只需一路电信号传输通道，输）。顺序传输方式中只需一路电信号传输通道，按照时（间）分（割）方式传输各个像素的电信按照时（间）分（割）方式传输各个像素的电信号。同时传输方式中，需要几十万甚至上百万路号。同时传输方式中，需要几十万甚至上百万路以上的电信号传输通道，按照空（间）分（割）以上的电信号传输通道，按照空（间）分（割）方式传输各个像素的电信号。方式传输各个像素的电信号。1.1.2 像素的顺序传输像素的顺序传输第8页，本讲稿共58页1.2.1 水平扫描和垂直扫描的参数水平扫描

6、和垂直扫描的参数1.2.2 逐行扫描逐行扫描1.2.3 隔行扫描隔行扫描1.2 1.2 逐行扫描及隔行扫描逐行扫描及隔行扫描第9页，本讲稿共58页 确定扫描特性的重要参数是扫描频率及其倒确定扫描特性的重要参数是扫描频率及其倒数即扫描周期，还有扫描周期中正程时间与逆程数即扫描周期，还有扫描周期中正程时间与逆程时间两者的长度。时间两者的长度。1.2.1 水平扫描和垂直扫描的参数水平扫描和垂直扫描的参数第10页，本讲稿共58页 水平扫描（行扫描）参数包括行扫描频率水平扫描（行扫描）参数包括行扫描频率f fH H、行扫描周期、行扫描周期T TH H、行正程时间、行正程时间T THtHt、行逆程时间、行

7、逆程时间T THrHr 和行逆程系数和行逆程系数。1 1.水平扫描参数水平扫描参数第11页，本讲稿共58页 该频率该频率f fH H通常简称为行频，它本身不是一个独通常简称为行频，它本身不是一个独立变量而是一个因变量，行频立变量而是一个因变量，行频f fH H实际导出自帧频实际导出自帧频f fF F（或场频（或场频f fv v，f fv v=f=fF F22）和每帧画面的总行数）和每帧画面的总行数n n（包括正程行数（包括正程行数ntnt和逆程行数和逆程行数n nr r,n=n,n=nt t+n+nr r）。若每）。若每秒传输若干帧画面的帧频为秒传输若干帧画面的帧频为f fF F，每帧画面总行

8、数，每帧画面总行数为为n n，则行频，则行频f fH H为为 f fH H=nf=nfF F=nf=nfv v/2 /2 （1 1）水平扫描（行扫描）频率水平扫描（行扫描）频率f fH H第12页，本讲稿共58页常规电视中有常规电视中有 T TH H=1/f=1/fH H=1/15625=64s=1/15625=64s国际上统一规定，国际上统一规定，T THtHt和和T THrHr值分别为值分别为 T THtHt=52s=52s，T THrHr=12s=12s行逆程系数行逆程系数定义为定义为T THrHr与与T TH H之比，之比，=T =THrHr/T/TH H=12/64=0.1875=1

9、8.75%=12/64=0.1875=18.75%（2 2）行周期行周期T TH H、行正程时间、行正程时间T THtHt、行、行逆程时间逆程时间T THrHr和行逆程系数和行逆程系数第13页，本讲稿共58页 垂直扫描参数包括场扫描频率垂直扫描参数包括场扫描频率f fv v、场扫描周、场扫描周期期T Tv v、场正程时间、场正程时间T Tvtvt、场逆程时间、场逆程时间T Tvrvr和场逆程系和场逆程系数数。2.2.垂直扫描垂直扫描第14页，本讲稿共58页 该频率该频率f fv v通常简称为场频，其选择取决于通常简称为场频，其选择取决于所重现活动图像的运动连续感、特别是观看的所重现活动图像的运

10、动连续感、特别是观看的画面上没有闪烁现象。根据人眼视觉特性，场画面上没有闪烁现象。根据人眼视觉特性，场频频fvfv应高于应高于45.8Hz45.8Hz，最好达到，最好达到60Hz60Hz或更高。我或更高。我国市电频率为国市电频率为50Hz50Hz，所以频率和帧频选择为，所以频率和帧频选择为 f fv v=50Hz=50Hz，f fF F=50/2=25Hz=50/2=25Hz（1 1）场扫描频率场扫描频率f fv v第15页，本讲稿共58页 场周期是场频的倒数，有场周期是场频的倒数，有 T Tv v=1/f=1/fv v=1/50=20ms,TF=2T=1/50=20ms,TF=2Tv v=4

11、0ms=40ms 国际上规定，一帧国际上规定，一帧625625行的每场行的每场312.5312.5行内，行内，场正程占场正程占287.5287.5行，场逆程占行，场逆程占2525行。场正程时间行。场正程时间T Tvtvt和场逆程时间和场逆程时间TvrTvr分别为分别为 T Tvtvt=T=Tv v287.5/312.5=18.4ms287.5/312.5=18.4ms T Tvrvr=T=Tv v25/312.5=1.6ms 25/312.5=1.6ms（2 2）场周期场周期T Tv v、场正程时间、场正程时间T Tvtvt、场、场逆程时间逆程时间T Tvrvr和场逆程系数和场逆程系数第16页

12、，本讲稿共58页 场逆程系数场逆程系数定义为定义为T Tvtvt与与T Tv v之比之比,常规电视常规电视和高清晰度电视的和高清晰度电视的值分别为值分别为 SDSD=25/312.5=0.008=25/312.5=0.008 HDHD=45/1125=0.04=45/1125=0.04第17页，本讲稿共58页 逐行扫描中，摄像端的光敏器件逐行扫描中，摄像端的光敏器件CCDCCD上一行行上一行行地依次使各光敏单元内形成的电荷包转变为电流地依次使各光敏单元内形成的电荷包转变为电流输出至电阻负载上，产生图像电信号（或称视频输出至电阻负载上，产生图像电信号（或称视频信号）。信号）。逐行扫描视频信号的带

13、宽逐行扫描视频信号的带宽ff是指信号最高是指信号最高频率频率f fmaxmax与最低频率与最低频率f fminmin之差，即之差，即 f=f f=fmaxmax-f-fminmin。1.2.2逐行扫描逐行扫描第18页，本讲稿共58页 如果画面是一帧均匀亮度的灰白图像，视频如果画面是一帧均匀亮度的灰白图像，视频信号的信号的f fminmin可认为是可认为是0Hz0Hz。至于视频信号的最高频率至于视频信号的最高频率f fmaxmax，它产生于一行，它产生于一行内相邻像素为黑白相间的画面下。假设垂直方向内相邻像素为黑白相间的画面下。假设垂直方向有效行数为有效行数为z z行，有效画面垂直高度为行，有效

14、画面垂直高度为h h，则有效，则有效画面水平宽度为画面水平宽度为l l时（时（l:hl:h为帧型比或宽高比），为帧型比或宽高比），每行正程有每行正程有zl/hzl/h个像素，个像素，第19页，本讲稿共58页 经过光经过光电转换后的视频信号，每帧画面形电转换后的视频信号，每帧画面形成成1/2z1/2z2 2l/hl/h周正弦波号（只考虑方波的基周正弦波号（只考虑方波的基波）。由于扫描帧频为波）。由于扫描帧频为f fF F，所以视频信号的，所以视频信号的f fmaxmax为为 f fmaxmax=1/2l/hz=1/2l/hz2 2ffF F 对式（对式（1-101-10）须乘上一个修正因子（）须

15、乘上一个修正因子（1-1-）/（1-1-）f fmaxmax=1/2l/hz=1/2l/hz2 2ffF F(1-)/(1-)(1-)/(1-)第20页，本讲稿共58页 隔行扫描技术能在基本不影响图像质量水准隔行扫描技术能在基本不影响图像质量水准的前提下降低一半视频信号带宽，其优点明显。的前提下降低一半视频信号带宽，其优点明显。实用的是实用的是2121隔行扫描，将一帧画面分成两场进隔行扫描，将一帧画面分成两场进行扫描，先扫描画面平面上的奇数行图像扫遍由行扫描，先扫描画面平面上的奇数行图像扫遍由奇数行构成的奇场然后，进入偶数行图像的扫描，奇数行构成的奇场然后，进入偶数行图像的扫描，并包括偶场的场

16、消隐期各行在内，最后扫描完整并包括偶场的场消隐期各行在内，最后扫描完整帧，再进入下一帧的奇、偶场扫描。帧，再进入下一帧的奇、偶场扫描。1.2.3隔行扫描隔行扫描第21页，本讲稿共58页 模拟电视中，为了使接收端的显像管（模拟电视中，为了使接收端的显像管（CRTCRT）重）重现图像在空间位置上具有准确地交错间隔的奇、偶现图像在空间位置上具有准确地交错间隔的奇、偶场画面，要求驱动显像管电子束扫描的场频和行频场画面，要求驱动显像管电子束扫描的场频和行频两个锯齿电流的周期之间，有精确的比例关系，表两个锯齿电流的周期之间，有精确的比例关系，表达式为达式为 T Tv v=T=TH H(2k+1)/2=k(

17、2k+1)/2=kTHTH+0.5T+0.5TH H=(k+0.5)T=(k+0.5)TH H 具体地，具体地，k=312,k=312,所以所以T Tv v=312.5T=312.5TH H第22页，本讲稿共58页 在数字电视方面，标准清晰度电视系统中虽在数字电视方面，标准清晰度电视系统中虽然也是然也是625625行行/50/50场场/21/21隔行的扫描规范，但不需隔行的扫描规范，但不需确保确保T Tv v=（k+0.5k+0.5）T TH H的关系。的关系。第23页，本讲稿共58页1.31.3亮度视频信号亮度视频信号1.3.1概述概述1.3.2图像信号图像信号1.3.3复合消隐信号复合消隐

18、信号1.3.4复合同步信号复合同步信号1.3.5全电视信号全电视信号第24页，本讲稿共58页 通过行、场扫描由通过行、场扫描由CCDCCD输出的有效画面上的输出的有效画面上的一行行、一场场景物像基带电信号可称为图像信一行行、一场场景物像基带电信号可称为图像信号，为了使接收端接收到时能在显示屏上重现出号，为了使接收端接收到时能在显示屏上重现出画面稳定、水平不撕裂、垂直不滚动的正常图像，画面稳定、水平不撕裂、垂直不滚动的正常图像，还需在传输信号中加入行、场（扫描）同步信号。还需在传输信号中加入行、场（扫描）同步信号。实际需要传输的视频信号应由图像信号、复合消实际需要传输的视频信号应由图像信号、复合

19、消隐和复合同步三大部分组成，在先前的黑白电视隐和复合同步三大部分组成，在先前的黑白电视广播中它们总称为黑白（基带）视频信号，而在广播中它们总称为黑白（基带）视频信号，而在彩色电视广播中则总称为彩色（基带）视频信号。彩色电视广播中则总称为彩色（基带）视频信号。1.3.1概述概述第25页，本讲稿共58页 黑白电视广播中，图像信号是一路反映景黑白电视广播中，图像信号是一路反映景物画面上各像素明暗信息的亮度信号，在接收物画面上各像素明暗信息的亮度信号，在接收端可给出灰度层次对应于景物像明暗的黑白画端可给出灰度层次对应于景物像明暗的黑白画面。彩色电视广播中，每个景物像像素包含的面。彩色电视广播中，每个景

20、物像像素包含的彩色信息有亮度、色调和饱和度（后两者可合彩色信息有亮度、色调和饱和度（后两者可合称为色度），用电信号表示时需要三路视频信称为色度），用电信号表示时需要三路视频信号。号。第26页，本讲稿共58页 实际中不是传输亮度、色调和饱和度三个实际中不是传输亮度、色调和饱和度三个信息而是传输从色度学理论中得到的等效信息信息而是传输从色度学理论中得到的等效信息红（红（R R）、绿（）、绿（G G）、蓝（）、蓝（B B）基色图像信号，）基色图像信号，这三者实质上相当于三路黑白电视机那样的单这三者实质上相当于三路黑白电视机那样的单色信号，它们综合相加便呈现彩色图像。无论色信号，它们综合相加便呈现彩色

21、图像。无论黑白电视或彩色电视，模拟视频信号都是由图黑白电视或彩色电视，模拟视频信号都是由图像信号、复合消隐和复合同步组成的。像信号、复合消隐和复合同步组成的。第27页，本讲稿共58页 黑白电视中，图像信号是携带景物明暗信息黑白电视中，图像信号是携带景物明暗信息的电信号，彩色电视中，的电信号，彩色电视中，R R，G G，B B三路基色信号三路基色信号是携带景物中红、绿、蓝基色图像成分信息的电是携带景物中红、绿、蓝基色图像成分信息的电信号。信号。1.3.2图像信号图像信号第28页，本讲稿共58页 图像信号不同于声音信号，它是单极性的而图像信号不同于声音信号，它是单极性的而不是双极性的。电视演播室中

22、的模拟视频设备，不是双极性的。电视演播室中的模拟视频设备，输入、输出的图像信号规定为正极性信号，额定输入、输出的图像信号规定为正极性信号，额定峰峰峰值（消隐电平峰值（消隐电平-白电平）为白电平）为0.7V0.7Vpppp；一般地，；一般地，消隐电平为消隐电平为0V0V，白电平为，白电平为0.7V0.7V。所谓消隐电平，也。所谓消隐电平，也是图像信号的基准电平，它所属的时期为行（或场）是图像信号的基准电平，它所属的时期为行（或场）消隐期，可简写为消隐期，可简写为HBIHBI（或（或VBIVBI）。图中的）。图中的T THrHr即对应即对应于于HBIHBI（12s12s）。）。第29页，本讲稿共5

23、8页 图像信号在显像器件中呈现的实际最高（或白）图像信号在显像器件中呈现的实际最高（或白）电平的亮度电平的亮度B Bmaxmax与最低（或黑）电平的亮度与最低（或黑）电平的亮度B Bminmin之之比称为图像对比度（反差），比称为图像对比度（反差），C=BC=Bmaxmax/B/Bminmin。越宽。越宽的视频信号频带，能给出越清晰的图像。的视频信号频带，能给出越清晰的图像。第30页，本讲稿共58页 复合消隐信号由行、场扫描逆程期间的行、复合消隐信号由行、场扫描逆程期间的行、场消隐脉冲组成，也称复合消隐脉冲，在视频信场消隐脉冲组成，也称复合消隐脉冲，在视频信号中，复合消隐脉冲是与图像信号结合在

24、一起而号中，复合消隐脉冲是与图像信号结合在一起而不是独立地可见的，但从视频信号的组成来说复不是独立地可见的，但从视频信号的组成来说复合消隐脉冲为一个独立的信号成分。合消隐脉冲为一个独立的信号成分。1.3.3复合消隐信号复合消隐信号第31页，本讲稿共58页 视频信号中的行消隐期（视频信号中的行消隐期（HBIHBI）和场消隐期）和场消隐期（VBIVBI）并非只起抑制扫描逆程光迹和提供行、）并非只起抑制扫描逆程光迹和提供行、场同步信息的作用，其时段内可以附加入许多其场同步信息的作用，其时段内可以附加入许多其他用途的信息，特别是数字音频信号，即通常所他用途的信息，特别是数字音频信号，即通常所说的在视频

25、数据流内嵌入数字音频数据。说的在视频数据流内嵌入数字音频数据。第32页，本讲稿共58页 复合同步信号由分别叠加在行、场消隐脉冲复合同步信号由分别叠加在行、场消隐脉冲上的行、场同步脉冲组成，也称复合同步脉冲，上的行、场同步脉冲组成，也称复合同步脉冲，其作用是在行、场消隐期间分别控制行、场扫描其作用是在行、场消隐期间分别控制行、场扫描逆程的具体开始时刻，以确保重现图像有稳定的逆程的具体开始时刻，以确保重现图像有稳定的画面构成，不左右撕裂，不上下滚动。画面构成，不左右撕裂，不上下滚动。1.3.4复合同步信号复合同步信号第33页，本讲稿共58页 有几个重要参数：有几个重要参数：相对于图像信号相对于图像

26、信号0.7V0.7Vpppp峰峰峰值，行、场同步脉冲为峰值，行、场同步脉冲为0.3V0.3Vpppp；行同步脉行同步脉冲宽冲宽4.7s4.7s，其前沿滞后行消隐前沿，其前沿滞后行消隐前沿1.5s1.5s，也，也即存在即存在1.5s1.5s宽的行消隐前肩；宽的行消隐前肩；场同步脉冲宽场同步脉冲宽2.5T2.5TH H，即宽，即宽1.6ms1.6ms，其前沿滞后场消隐前沿，其前沿滞后场消隐前沿2.5T2.5TH H（1.6ms1.6ms），也即存在），也即存在1.6ms1.6ms宽的场消隐前肩。宽的场消隐前肩。第34页，本讲稿共58页 由图像信号、复合消隐信号和复合同步信号由图像信号、复合消隐信号

27、和复合同步信号组成的完整视频信号一般称为全电视信号或复合组成的完整视频信号一般称为全电视信号或复合视频信号。复合消隐信号中的行消隐后肩上附加视频信号。复合消隐信号中的行消隐后肩上附加有色同步信号，这时的全电视信号专称为彩色全有色同步信号，这时的全电视信号专称为彩色全电视信号或彩色复合视频信号。黑白电视广播中电视信号或彩色复合视频信号。黑白电视广播中的全电视信号，主要示明包含奇、偶场内场消隐的全电视信号，主要示明包含奇、偶场内场消隐期及其前后时段的视频信号。期及其前后时段的视频信号。1.3.5全电视信号全电视信号第35页，本讲稿共58页 有几个重要参数：有几个重要参数：相对于图像信号相对于图像信

28、号0.7V0.7Vpppp峰峰峰值，行、场同步脉冲为峰值，行、场同步脉冲为0.3V0.3Vpppp；行同步脉行同步脉冲宽冲宽4.7s4.7s，其前沿滞后行消隐前沿，其前沿滞后行消隐前沿1.5s1.5s，也，也即存在即存在1.5s1.5s宽的行消隐前肩；宽的行消隐前肩；场同步脉冲宽场同步脉冲宽2.5T2.5TH H，即宽，即宽1.6ms1.6ms，其前沿滞后场消隐前沿，其前沿滞后场消隐前沿2.5T2.5TH H（1.6ms1.6ms），也即存在），也即存在1.6ms1.6ms宽的场消隐前肩。宽的场消隐前肩。第36页，本讲稿共58页 彩色电视广播包括复合消隐、复合同步、行彩色电视广播包括复合消隐、

29、复合同步、行序号和脉冲幅度等参数。序号和脉冲幅度等参数。2.5T2.5TH H宽的场同步脉冲宽的场同步脉冲开了开了5 5个槽，在其前、后又各有个槽，在其前、后又各有5 5个窄的均衡脉个窄的均衡脉冲（宽冲（宽2.35s2.35s）此种设计目的在于保证行、）此种设计目的在于保证行、场扫描的稳定和奇、偶场图像空间位置上的精场扫描的稳定和奇、偶场图像空间位置上的精确交错镶嵌。确交错镶嵌。第37页，本讲稿共58页1.41.4彩色视频信号的组成彩色视频信号的组成1.4.1三基色原理三基色原理1.4.2亮度和色差信号编码亮度和色差信号编码第38页，本讲稿共58页 色度信息包含色调和饱和度，故总共需传输色度信

30、息包含色调和饱和度，故总共需传输三个电信号参量，其中，亮度信息可以由三个电信号参量，其中，亮度信息可以由CCDCCD输输出的电信号（电压或电流物理量）大小直接反映，出的电信号（电压或电流物理量）大小直接反映，然而，色调和饱和度信息难以由电信号物理直接然而，色调和饱和度信息难以由电信号物理直接反映。因此，通过三基色原理来解决。反映。因此，通过三基色原理来解决。1.4.1三基色原理三基色原理第39页，本讲稿共58页 三基色原理，是指人眼观看显示器件上间接三基色原理，是指人眼观看显示器件上间接呈现的景物彩色图像时，不要求恢复出原景物进呈现的景物彩色图像时，不要求恢复出原景物进入摄像机的照明光源反射光

31、的光谱成分，重要的入摄像机的照明光源反射光的光谱成分，重要的是能使人眼获得与直接观看原景物时相同的灰度是能使人眼获得与直接观看原景物时相同的灰度层次和色彩感觉。层次和色彩感觉。第40页，本讲稿共58页 R R，G G，B B三路基色视频信号各具有与前述三路基色视频信号各具有与前述黑白视频信号相同的特性，都是黑白视频信号相同的特性，都是625/50/21625/50/21扫描格式，有相同的扫描频率和扫描相位，基扫描格式，有相同的扫描频率和扫描相位，基带信号的最高频率都为带信号的最高频率都为6MHz6MHz，需要有三路通频，需要有三路通频带宽度为带宽度为6MHz6MHz的通道进行传输，或者说总的带

32、的通道进行传输，或者说总的带宽达到宽达到36MHz=18MHz36MHz=18MHz。为此，根据人眼视觉。为此，根据人眼视觉特性和色度学理论将特性和色度学理论将R R，G G，B B基色信号转换成基色信号转换成一个亮度信号和两个色差信号以压缩总的传输一个亮度信号和两个色差信号以压缩总的传输带宽。带宽。1.4.2亮度和色差信号编码亮度和色差信号编码第41页，本讲稿共58页 首先，从首先，从R R，G G，B B基色信号中导出一个正确地基色信号中导出一个正确地对应于景物明暗比例程度的亮度信号对应于景物明暗比例程度的亮度信号Y Y，它完全等，它完全等效于前述的黑白视频信号，可单独给出具有相应效于前述

33、的黑白视频信号，可单独给出具有相应灰度层次和确切细节的黑白图像。根据彩色显像灰度层次和确切细节的黑白图像。根据彩色显像管中涂敷的三基色荧光粉的色度坐标（管中涂敷的三基色荧光粉的色度坐标（x,yx,y）和电）和电视系统采用的基准白，从色度学计算中可据此计视系统采用的基准白，从色度学计算中可据此计算出亮度信号算出亮度信号Y Y的编码公式，的编码公式，Y=0.299R+0.587G+0.114B Y=0.299R+0.587G+0.114B第42页，本讲稿共58页 Y Y表示由此得出的相应的亮度电压。对于表示由此得出的相应的亮度电压。对于黑白景物（包括各级灰度层次），黑白景物（包括各级灰度层次），R

34、 R，G G，B B电电压有着一致的大小，即总是压有着一致的大小，即总是R=G=BR=G=B，黑白景物，黑白景物上总有上总有Y=R=G=BY=R=G=B，这称为摄像端的白平衡。，这称为摄像端的白平衡。现在的各种彩色电视系统中，这另两个独立信号现在的各种彩色电视系统中，这另两个独立信号均选为红色差信号均选为红色差信号R-YR-Y和蓝色差信号和蓝色差信号B-YB-Y，它们也，它们也是从是从R R，G G，B B信号中分别导出的，根据式信号中分别导出的，根据式 Y=0.701R-0.587G-0.114B Y=0.701R-0.587G-0.114B B-Y=-0.299R-0.587G+0.886

35、B B-Y=-0.299R-0.587G+0.886B第43页，本讲稿共58页 关于图像分解力（或称图像清晰度），它关于图像分解力（或称图像清晰度），它与视频信号带宽间的关系有如下的简单推导式。与视频信号带宽间的关系有如下的简单推导式。由于行正程由于行正程THt=52sTHt=52s，若画面上水平方向有，若画面上水平方向有5252周黑白变化，则从水平扫描中得到的视频信周黑白变化，则从水平扫描中得到的视频信号恰为号恰为1MHz1MHz；或者说，；或者说，1MHz1MHz视频信号可给出水视频信号可给出水平方向平方向252=104252=104条（明暗）电视线（条（明暗）电视线（TVLTVL）。）。

36、所以，所以，6MHz Y6MHz Y信号可给出信号可给出624TVL624TVL亮度分解力，亮度分解力，1.5MHz1.5MHz色差信号可给出色差信号可给出156TVL156TVL色度分解力。观色度分解力。观看到的彩色电视图像实际上相当于精细的黑白看到的彩色电视图像实际上相当于精细的黑白图像上叠加了稍欠精细的色度成分。图像上叠加了稍欠精细的色度成分。第44页，本讲稿共58页 接收端接收到接收端接收到Y Y0 06MHz6MHz，（，（R-YR-Y）0 01.5MHz1.5MHz和（和（B-B-Y Y）0 01.5MHz1.5MHz三个信号，通过与编码矩阵相逆的解码三个信号，通过与编码矩阵相逆的

37、解码矩阵恢复出矩阵恢复出R R，G G，B B信号后，馈至显示器件的三个信号后，馈至显示器件的三个基色信号激励端借以产生彩色图像；解码矩阵公基色信号激励端借以产生彩色图像；解码矩阵公式为：式为：R=Y R=Y0 06 6+（R-YR-Y）0 01.51.5=R=R0 01.51.5+Y+Y1.51.56 6 G=Y G=Y0 06 6+（G G-Y Y）0 01.51.5=G=G0 01.51.5+Y+Y1.51.56 6 B=Y B=Y0 06 6+（B-YB-Y）0 01.51.5=B=B0 01.51.5+Y+Y1.51.56 6第45页，本讲稿共58页 （G-YG-Y）0 01.51.

38、5，发送端并未传输，但接收端，发送端并未传输，但接收端可根据下式从接收到的可根据下式从接收到的R-YR-Y和和B-YB-Y中得到：中得到：第46页，本讲稿共58页1.51.5彩色电视中视频信号的调制传输彩色电视中视频信号的调制传输1.5.1视频信号对高频载波的调制视频信号对高频载波的调制1.5.2色差信号频谱搬移和色度信色差信号频谱搬移和色度信号形成号形成1.5.3彩色全电视信号和彩色全电视信号和U，V信号信号第47页，本讲稿共58页 彩色视频信号通过对高频载波的调制才能向彩色视频信号通过对高频载波的调制才能向外传输。黑白电视广播中，是将全电视信号对高外传输。黑白电视广播中，是将全电视信号对高

39、频载波进行调制，具体采用以负极性全电视信号频载波进行调制，具体采用以负极性全电视信号对高频载波进行调幅的方式，并对调幅产生的双对高频载波进行调幅的方式，并对调幅产生的双边带信号保持全部上边带而抑制掉大部分下边带，边带信号保持全部上边带而抑制掉大部分下边带，只残留一小部分，即只残留一小部分，即1.25MHz1.25MHz下边带，形成所谓下边带，形成所谓的残留（下）边带调幅传输方式。的残留（下）边带调幅传输方式。1.5.1视频信号对高频载波的调制视频信号对高频载波的调制第48页，本讲稿共58页 彩色电视模拟制式的传输中，由彩色电视模拟制式的传输中，由Y Y，R-YR-Y，B-YB-Y组成的彩色图像

40、信号其动态范围在已调波组成的彩色图像信号其动态范围在已调波中高电平不应超出同步电平的已调波幅度，低中高电平不应超出同步电平的已调波幅度，低电平不应低于白电平的已调波幅度。电平不应低于白电平的已调波幅度。第49页，本讲稿共58页 一套电视节目占用的高频带宽总计一套电视节目占用的高频带宽总计8MHz8MHz，也，也即是一个电视广播频道的带宽。除即是一个电视广播频道的带宽。除8MHz8MHz外，也有外，也有规定为规定为7MHz7MHz和和6MHz6MHz的标准。这种的标准。这种8MHz8MHz带宽的电视带宽的电视频道分配在黑白电视广播中最先确定，彩色电视频道分配在黑白电视广播中最先确定，彩色电视广播

41、随之照样遵循。广播随之照样遵循。第50页，本讲稿共58页 彩色电视信号通过高频调制发射传输时必须彩色电视信号通过高频调制发射传输时必须将基带视频信号的频带限制于将基带视频信号的频带限制于6MHz6MHz之下，因而之下，因而Y Y，R-YR-Y和和B-YB-Y三个信号也须综合在三个信号也须综合在6MHz6MHz之内。总的频之内。总的频谱成分表达式可以用下列式子表示谱成分表达式可以用下列式子表示 f fnmnm=nf=nfH Hmfmfv v f fnmnm表示各个谱线成分，表示各个谱线成分，n n为行频为行频f fH H的谐波次数，的谐波次数，n=0n=0384384，m m为场频为场频f fv

42、 v的谐波次数，的谐波次数，m=0m=0140140。1.5.2 色差信号频谱搬移和色度信号形成色差信号频谱搬移和色度信号形成第51页，本讲稿共58页 确定一个频率为确定一个频率为f fscsc的色度副载波，由的色度副载波，由R-YR-Y，B-YB-Y对它作正交平衡调幅，两个调幅波相加便对它作正交平衡调幅，两个调幅波相加便形成所谓的色度信号。正交平衡调幅中的形成所谓的色度信号。正交平衡调幅中的“正正交交”，是指，是指R RY Y对对coscosscsct t进行调幅，进行调幅，B-YB-Y对对sinsinscsct t进行调幅；而进行调幅；而“平衡平衡”是指采用抑制载是指采用抑制载波本身的调幅

43、，其数字表达式为波本身的调幅，其数字表达式为 e eR-YR-Y=(R-Y)cos=(R-Y)cosscsct t e eB-YB-Y=(B-Y)sin=(B-Y)sinscsct t 第52页，本讲稿共58页 两个色差信号的调幅波相加后合成为色度信号两个色差信号的调幅波相加后合成为色度信号e ec c，数学表示式为，数学表示式为第53页，本讲稿共58页 经过对典型的彩条信号电平的计算得知，经过对典型的彩条信号电平的计算得知，75%75%幅度、幅度、100%100%饱和度的饱和度的Y+eY+ec c信号的高电平将超出信号的高电平将超出白电平，低电平颇小于消隐电平。为了降低白电平，低电平颇小于消

44、隐电平。为了降低Y+eY+ec c的的动态范围，确定了对动态范围，确定了对R-YR-Y和和B-YB-Y预先加以压缩的规范，预先加以压缩的规范，在设定的条件下计算出下面的在设定的条件下计算出下面的R-Y,B-YR-Y,B-Y的压缩系数的压缩系数k kR R、k kB B：1.5.3彩色全电视信号和彩色全电视信号和U，V信号信号第54页，本讲稿共58页 对对R-YR-Y和和B-YB-Y有另外的电平要求，其分别的有另外的电平要求，其分别的压缩系数分别为压缩系数分别为k kR R=0.713=0.713，k kB B=0.564=0.564，也即，也即 在数字电视中普遍用在数字电视中普遍用Y Y，C

45、Cr r，C Cb b表示数字化表示数字化的亮度信号和红色差、蓝色差信号。的亮度信号和红色差、蓝色差信号。第55页，本讲稿共58页1.61.6电视频道的划分和使用电视频道的划分和使用 有线电视中信号在光缆、电缆内闭路传输，可有线电视中信号在光缆、电缆内闭路传输，可以使用地面开路广播中不归属电视频带的三个频段，以使用地面开路广播中不归属电视频带的三个频段，即即111.0MHz111.0MHz167.0MHz167.0MHz，223.0MHz223.0MHz463.0MHz463.0MHz和和560MHz560MHz606MHz606MHz三个频段。三个频段。第56页，本讲稿共58页 有线电视广播

46、中，除了可应用上述开路广播有线电视广播中，除了可应用上述开路广播所规定的共所规定的共6767个电视频道外，还在个电视频道外，还在111MHz111MHz167MHz167MHz内有内有7 7个增补频道个增补频道21212626（A1A1段），在段），在223MHz223MHz463MHz463MHz内有内有3030个增补频道个增补频道Z8Z8Z16Z16和和Z17Z17Z37Z37（A2A2段和段和B B段），在段），在566MHz566MHz606MHz606MHz内有内有5 5个附加频道个附加频道Add1Add1Add5Add5（AddAdd段），共多出段），共多出4242个个电视频道，因

47、而总计有电视频道，因而总计有8MHz8MHz射频带宽的频道达射频带宽的频道达109109个。个。数字电视广播中，频道划分遵循上面已定的数字电视广播中，频道划分遵循上面已定的规范。规范。第57页，本讲稿共58页 有线数字电视广播中，由于需要设置的反向上有线数字电视广播中，由于需要设置的反向上行传输通道，一种规定是将行传输通道，一种规定是将5MHz5MHz65MHz65MHz应用于反向应用于反向上行传输，称为上行传输，称为R R波段，波段，65MHz65MHz87MHz87MHz作为过渡带，作为过渡带，称为称为X X波段，正向下行传输中波段，正向下行传输中87MHz87MHz108MHz108MHz属于调属于调频广播业务，称为频广播业务，称为FMFM波段，波段，110MHz110MHz1000MHz1000MHz供模拟供模拟电视、数字电视和数据业务使用，称为电视、数字电视和数据业务使用，称为A A波段，具体波段，具体为为110MHz110MHz550MHz550MHz供模拟电视传输使用，供模拟电视传输使用，550MHz550MHz750MHz750MHz供数字电视、数据和话音传输使用，供数字电视、数据和话音传输使用，750MHz750MHz1000MHz1000MHz留供未来的业务发展使用。留供未来的业务发展使用。第58页，本讲稿共58页