文档介绍：
(1) 所传送的彩色电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。亮度信号包含了彩色图像的亮度信息,它与黑白电视机的图像信号一样,能使黑白电视机接收并显示出无彩色的黑白画面;色度信号包含了彩色图像的色调与饱和度等信息,被彩色电视机接收后,与亮度信号一起经过处理后显示出彩色画面。另外,彩色电视机接收到黑白电视信号后,也能显示出与黑白电视机基本相同的图像。
(2) 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致。应该有相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。图像和伴音的调制方式应黑白电视系统相同,且频道间隔相同(8MHz)。
(3) 彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描频率,相同的辅助信号及参数。
(4) 应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时所受到(彩色信号的)干扰,以及彩色电视中色度信号对亮度信号的干扰。
在以上各条中,要实现扫描方式和扫描频率一致、具有相同的图像及伴音载频相对较容易。困难的是如何形成亮度与色度信号;如何保证彩色与黑白电视具有相同的频带宽度,并尽可能地在减少干扰的情况下传送这些信号。
人眼视觉特性的研究表明,人眼对黑白图象的细节有较高的分辨力,而对彩色图象的细节分辨力较低,这即所谓的“彩色细节失明”。因而,当重现彩色图像时,对着色面积较大的各种颜色,全部显示其色度可以丰富图像内容,而对彩色的细节部分,彩色电视可不必显示出色度的区别,因为人眼已不能辨认它们之间的色度的区别了,只能感觉到它们之间的亮度不同。这就是大面积着色原理的依据。
在彩色图像传送过程中,只有大面积部分需要在传送其亮度信息的同时还必须传送其色度成分。颜色的细节部分(对应于信号的高频部分),可以用亮度信号来取代。这种方法又常称为“高频混合原理”。
电视图像的水平清晰度是和信号的频带宽度成正比的。水平清断度每增加80线,相当于视频带宽增加 l MHz,因而可用6MHz带宽传送亮度信号,而用窄带传送色度信号。
经过对许多正常视力的人统计,使用 l MHz带宽传送色度信号,所获得的彩色图像88%的人会感到满意,若用2MHz带宽传送色度信号,几乎所有的人都会对所获得的彩色效果满意。我国电视制式规定: 。
频谱交错原理
根据大面积着色原理和高频混合原理,色度信号的带宽虽可以大大地压缩,但是彩色电视信号中的亮度信号频谱已占有6MHz带宽,若把已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”,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,使彩色电视信号仍然6MHz的频带范围,从而满足与黑白电视的兼容条件。
要实现“频谱交错”,需将色度信号的频谱移动半行频(fH/2)的奇数倍,使色度信号的频谱与亮度信号的频谱错开(为了与黑白电视兼容,不能移动亮度信号的频谱)。实现
的办法是,选择一个合适的载频fSC (色度副载波) ,将色度信号调制在这个副载波上,即可将色度信号的频谱搬移到合适位置上。
亮度信号与色差信号
为了传送彩色图像,从兼容的角度出发,彩色电视系统中应传送一个只反映图像亮度的亮度信号,以 Y 表示,其特性应与黑白电视信号相同。同时还需传送色度信息,常以 F 表示。根据三基色原理,必须传送反映R、G、B三个基色的信息。亮度方程:
Y = + +
告诉我们在Y、R、G、B这4个变量中,只有3个是独立的。所以只要在传送Y 的同时,再传送三个基色中的任意两个即可。
由于每个基色信息中都含有亮度信息,如果直接传送基色信号,巳传送的亮度信号Y(为各基色亮度总和)与所选出的两个基色所包含的亮度参量就重复了,因而使得基色与亮度之间的相互干扰也会十分严重(带宽不同)。所以通常选择不反映亮度信息的信号传送色度信息,例如基色信号与亮度信号相减所得到的色差信号(R-Y)、(G-Y)和(B-Y),可从中选取两个代表色的度信息。因此,在彩色电视系统中,为传送彩色图像,选用了一个亮度信号和两个色差信号。
亮度、色差与R、G、B的关系
由亮度方程:
Y = + +
可得色差信号:
R-Y=R -( + + )= - -
G-Y=G -( + + )= - + -
B-Y=B -( + + )= - 0.