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第四章 彩色电视信号 4.1 彩色电视制式概述 4.2 亮度信号和色度信号 4.2.1 亮度信号及频谱 4.2.2 色度信号及频谱 4.2.3 编码矩阵 4.2.4 混合高频原理 4.2.5 恒定亮度原理 1、 亮度信号 以NTSC制显像三基色为例，按照混配出1光瓦C白的要求，三个基色的光通量为： 1(Re)=0.299W, 1(Ge)=0.587W, 1(Be)=0.114 W 任意色光F的光通量为：|F| = 0.299R+0.587G+0.114B 显像三基色的亮度方程为 Y = 0.299Re + 0.587Ge + 0.114Be 一般用R、G、B代表基色电压，Y代表亮度信号电压，并只取小数点后两位，即： Y＝0.30R十0.59G十0.11B 2.亮度信号的频谱 频谱以nfH为主谱线，在其两边分布有nfF帧频副谱线，能量主要集中在行频及其谐波的周围，而且n、m的值越大能量越小。 4.2.2、色度信号及频谱 除了亮度信号之外，彩色电视信号中还需包含两个携带色度信息的信号。 最后确定选用R-Y和B-Y作为色度信号，称为色差信号 色差信号的频谱 由于色差信号频谱分布规律与亮度信号相同. 其频谱能量分布在nfH（主谱线）的周围、谐波次数n越高能量越小。 在相邻主谱线间有较大的空隙。约（1/2---2/3）fH 。 将R、G、B三个基色信号变成Y、R-Y、B-Y信号是由矩阵运算完成的，该电路称为编码矩阵电路。 Y = 0.30R+0.59G+0.11B R- Y = 0.7R - 0.59G - 0.11B B-Y = -0.3R - 0.59G +0.89B 4.2.4 混合高频原理 混合高频原理：利用人眼对彩色细节的分辨能力低的特性，对于低频的图像信号保证能重现出准确的色度，对于而对于高频的图像细节，只能以黑白细节重现。 为了实现混合高频，将两个色差信号用（0～1.3 MHZ）低通滤波器滤除1.3MHz以上的频率成份，只保留1.3MHz以下的频率成份。 由于低通滤波器会对色差信号引入一定的延时，所以在亮度通道中加入了相应的延时予以均衡。 解码端恢复R、G、B信号： 4.2.5　　恒定亮度原理 在彩色电视采用Y、R-Y和B-Y作为传输信号时，被传送图像上每一像素的亮度信息全部由Y信号代表，而R-Y、B-Y两个色差信号只携带图像的色度信息而不反映亮度，这一原理称为恒定亮度原理。 恒定亮度原理的特点： 在Y、R-Y和B-Y三个信号中,若Y不变，而R-Y、B-Y受到干扰有变化时，虽然会引起基色信号R、G、B之间的比例变化造成色度改变，但该像素显示的亮度是不会改变的。 4.3 正交平衡调幅 4.3.1一般调幅 单一频率信号UΩcosΩt 对载波U0cos ω0 t 进行一般调幅时，其已调波表达式为： 在己调波的频谱中，载波本身并不直接携带调制信号的信息，然而它却占据了已调信号中的大部分能量，而携带调制信号信息的上、下边带的总能量要小于载波的能量。 因此为了减小在亮色频带共用时色度副载波对亮度信号的干扰，色差信号选用抑制载频的调幅更为合理。 4.3.2 平衡调幅 　抑制载频的调幅称为平衡调幅，单一频率信号对载波进行平衡调幅时的已调波表达式为： 平衡调幅波的特点： 1）包络波形不反应调制信号，不能用包络检波器解调，必须采用同步检波电路解调。 2)已调波中没有载波分量，已调波高频振荡的相位不连续，每当调制信号由正突变为负（或由负突变为正）时，已调波高频振荡的相位突变； 3）调制信号为0时，已调信号必为0。 所谓正交平衡调幅是指将两个调制信号分别对两个频率相同、相位差90°（正交）的两个载波进行平衡调幅，然后相加。两个已调波相加后的信号称为正交平衡调幅信号。 在PAL制彩色电视中，两个色差信号U和V对副载波进行正交平衡调幅后和亮度信号相加的. 色差信号采用正交平衡调幅的主要特点： （1）平衡调幅已调波中没有载波分量,在亮色频带共用时，可以减小色度副载波对亮度信号的干扰； （2）已调波中,两个色差信号仅占用一个信号调幅的频带。 （3）包络波形不反应调制信号，不能用包络检波器解调，必须采用同步检波电路解调。 (4)对色度副载波相位失真十分敏感，色度副载波相位失真，产生色调失真，要求系统是线性相位系统。 4.3.4 色度矢量长度C和相角α所包含的信息 两个色差信号经正交平衡调幅后可以用一个矢量 来表示，该矢量称为色度矢量，色度矢量应包含图像的色调和饱和度信息。 4.3.5 同步检波 同步检波电路是相乘电路，用一个与调制副载波频率、相位完全相同的基准副载波去乘正交平衡调幅波，就可解出该载波的调制