模拟电视制式与系统ppt课件.ppt

Analog TV SystemOVERVIEW1.模拟电视制式概述2.NTSC3.PAL4.SECAM5.模拟电视的缺陷电视电视制式概述制式概述　1、电视制式　　〔1〕黑白电视制式　　每帧扫描行数、每秒扫描场数、信道频带宽度、隔行扫描方式等构成了黑白电视制式根本技术参数　　〔2〕彩色电视制式　　除了黑白电视制式的根本技术参数以外，主要区分标志是3个信号〔3个基色信号或由其组成的亮度、色差信号〕的处置方式彩色电视制式传送信号的时间关系分运用目的不同分顺序制同时制：NTSC制、PAL制顺序－同时制：SECAM制兼容制： NTSC制、PAL制、SECAM制〔用于工业电视,工业研讨〕非兼容制：用于广播电视场顺序制行顺序制点顺序制　　2、彩色电视制式的分类：兼容性：彩色电视信号可以为黑白电视机所接纳,显示为黑白图像逆兼容性：彩色电视信号可以接纳黑白电视信号,显示为黑白图像1〕顺序制 ①3个基色信号按一定的顺序轮换传送 ②显像方法：既要利用空间混色原理,又要利用时间混色原理优点：设备简单、彩色图像质量好缺陷：兼容性差、占用频带较宽 2〕同时制 ①携带彩色图像的亮度和色度信息的3个信号同时传送 ②显像方法：空间混色法优点：兼容性较好，占用频带较窄〔与黑白电视一样〕,彩色图像质量较好缺陷：设备较复杂，存在亮串色和色串亮的干扰 3〕顺序－同时制 ①顺序制、同时制两种方法的结合 ②显像方法：不一定采用顺序、同时混合方式，可以采用同时方式优缺陷根本上与同时制相仿Ø现行三大彩色电视制式：Ø 都是兼容制〔一个亮度信号,两个色差信号〕,采用了与黑白电视兼容的亮度信号。

区别在于色差信号对副载波的调制方式上Ø NTSC ——同时制,正交平衡调幅制Ø PAL ——同时制,逐行倒相正交平衡调幅制Ø SECAM——顺序-同时制,顺序传送彩色与存储制 NTSC•National Television System Committee(美国国家电视委员会),是美国于1953年研制胜利的一种兼容彩色电视制式　　 按色度信号的构成特点,又称为正交平衡调幅制 NTSC制采用平衡调幅方式和频谱交错原理 每秒29.97帧〔简化为30帧〕,电视扫描线为525线,偶场在前,奇场在后,规范的数字化NTSC电视规范分辨率为720*480像素,24比特的颜色位深,画面的宽高比为4：3NTSC电视规范用于美、日等国家和地域参数： 帧频为每秒30帧，场频为每秒60场，扫描线为525行，隔行扫描亮度带宽为4.2MHZ，彩色副载波为3.58MHZ，色度带宽I分量为1.3MHZ,Q分量为0.6MHZ，声音载波为4.5MHZNTSC特殊规格的缘由•为什么采用525lines？• Ans：主要是受基于真空管技术限制〔the limitations of the vacuum-tube-based technologies〕• 加了彩色的NTSC的刷新频率从60HZ降到了59.94HZ？• Ans：主要为了去除彩色信号以及伴音信号所产生的图像干扰：对于一个broadcast传输NTSC信号,用幅度调制,而传输audio的时候用频率调制.假设广播中非线性扭曲发生了,彩色载波能够就会串扰到声音载波导致屏幕上出现dot pattern,因此设计者调整了场频从60HZ降到了59.94HZ.•正交平衡调幅？• Ans：把两个色差信号调制在副载波上，色度信号Q分量用双边带方式传送，而I分量用残留边带传送。

这样做，既可以使色度信号的带宽得到紧缩，又能保证正常的彩色传送，同时，色度与亮度之间干扰较小NTSC制编码,解码NTSC编码NTSC解码NTSC: Luminance & Chrominance•Luminance•ChrominanceNTSC: Color BarNTSC: Color Modulation•Modulated by 3.58 MHz75% color bar vector diagram颜色以3.58MHz副载波调制后不同颜色会有不同的相位关系NTSC: Composite Video•CVBS = Composite Video Blanking Sync 复合视频同步消隐75% color bar waveform color burst NTSC的色度用两个正交〔3.579545 MHz〕信号进展编码，这两个正交信号就是I〔in-phase〕and Q(quadrature),这两个信号都是幅度调制，最后将其加在一同TV从IQ phase中恢复颜色，一定要有个零相位参考，恢复饱和度也需求一个参考，所以NTSC信号中包含了这种参考信号的取样。

这个取样就是color burst. color burst位于程度同步信号的结尾和blanking脉冲结尾之间TV接纳端有一个本地振荡器用来同步color burst根据这个Color burst，颜色译码器就可以知道如何去译码颜色信息，译码器也可以决议什么是蓝色，洋红等等，以及分辨出哪些是正确的颜色NTSC: Color Information•Amplitude ~ color saturation•Phase ~ color tone (hue)75% color bar waveformNTSC频宽NTSC信号分布I ~ 1.3 MHzQ ~ 0.6 MHzNTSC信号组成NTSC信号组成信号组成NTSC: CVBS SpectrumI ~ 1.3 MHzQ ~ 0.6 MHzUV ~ 1.3 MHzNTSC: Interleave Principle可以用梳型滤波器(comb filter)分开Y与IQNTSC: System1.色度信号简单 色度信号的组成方式最为简单，解码电路也最简单，易集成化对电视信号进展各种处置有利2.不存在行顺序效应 NTSC色度信号每行都以同一方式传送，不存在对图像质量有损害的行顺序效应. 行顺序效应：由于对传输的色度信号作逐行不同的处置而引起的，PAL和SECAM制都有这种情况3.容易实现亮、色度信号的分别亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开，兼容性能好，亮度串色影响也较小.同时，容易实现亮度信号和色度信号的分别，为制造高质量接纳机、制式转换和电视信号数字化提供便利条件缺乏：相位容易失真、颜色不太稳定NTSC制的主要性能PAL•Phase Alternation Line(逐行倒相)•Developed during 1953-1967 in Europe•625-line, 50 field-per-second, 2:1 interlaced•Overcome the high order of phase and amplitude integrity to avoid color distortion of NTSCPAL电视规范： 每秒25帧，电视扫描线为625线，奇场在前，偶场在后，规范的数字化PAL电视规范分辨率为720*576, 24比特的颜色位深，画面的宽高比为4：3, PAL电视规范用于中国、欧洲等国家和地域，PAL制电视的供电频率为50Hz，场频为每秒50场，帧频为每秒25帧，扫描线为625行，图像信号带宽分别为4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等。

•NTSC制中，色度信号的相位失真会带来明显的颜色失真•NTSC---相位敏感性高•PAL (Phase Alternation Line)逐行倒相正交平衡调幅制，即色度信号U、V分量中的V分量逐行倒相•原理：• PAL并非改动整个色度信号倒相，也不是扫描方向的改动，而是将色度信号V分量的副载波相位逐行改动180度每行扫描线的彩色信号，会跟上一行倒相，作用是自动矫正在传播中能够出现的错相• 对同时传送的两个色差信号中U分量进展正交调制方式，这样假设假设在信号传输过程中出现相位失真，那么会由于相邻两行信号的相位相反起到相互补偿作用，从而有效的抑制因相位失真引起的颜色变化，因此，PAL制对相位失真不敏感，图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容性好•彩色相序交变原理：• 发端——周期性改动彩色的相序• 收端——采用平均措施，以减轻传输相位误差带来的影响，抵消相位误差PAL: Luminance & Chrominance•Luminance•ChrominancePAL: Color Modulation•Modulated by color subcarrierPAL: Vector Diagram•PAL switch = 0; 75% color barPAL: Vector Diagram•PAL switch = 1; 75% color barPAL: Composite Video75% color bar waveformPAL: Color Information•Amplitude ~ color saturation•Phase ~ color tone (hue)75% color bar waveformPAL: CVBS SpectrumPAL: Color Carrier Frequency•The choice of frequenciesPAL: Systemsub-systemVIF (MHz)SIF (MHz)CountryB/G38.933.4　B36.87531.375AustrliaD/K3831.5ChinaD38.932.4OIRTI38.932.9　I39.533.5U.K.M/N45.7541.25　ØPAL制抑制NTSC制相位敏感性的根本原理可概括为：Ø采用逐行倒相正交平衡调幅的色度信号Ø在解调时先经梳状滤波器分别，然后再同步检波Ø利用视觉平均作用补偿小幅度串色所引起的彩色偏向 PAL制的主要性能 ① 抑制了 NTSC制相位敏感的缺陷，图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容好 ② PAL制采用1/4行频间置再加25 Hz确定副载波，有效地实现了亮度信号与色度信号的频谱交错，因此有较好的兼容性。

③ 梳状滤波器在分别色度信号的同时，使亮度串色的幅度也下降了3dB，使彩色信噪比提高了3dB ④ 由于NTSC制是1/2行频间置， PAL制为 l/4行频间置二者相比实现PAL信号的亮色分别要比 NTSC制困难，且分别质量也较差PAL制的编码器和解码器都比NTSC制的复杂，信号处置也较费事，接纳机的造价也高——由数字滤波处理 ⑤ 存在行顺序效应，当存在显像管非线性电——光转换特性时，逐行交变的串色使亮度逐行强弱变化，由于隔行扫描产生向上缓慢挪动的明暗相间的行构造，称为行蠕动景象或行顺序效应SECAM•Sequentiel Couleur Avec Memoire〔按顺序传送彩色与存储〕•Broadcasting since1967 in France•625-line, 50 field-per-second, 2:1 interlaced•Using 2 color pieces (Db, Dr) on alternate lines, avoiding the possibility of crosstalk•What is SECAM?•Sequential Color with Memory, SECAM transmits Db information during one line and Dr information during the next line.•Y = 0.334R´ + 0.585G´ + 0.081B´•Dr = –1.902(R´ – Y)•Db = 1.505(B´ – Y)•SECAM uses FM modulation to transmit the Db and Dr color difference information, with each component having its own sub-carrier.•FOB = 272 FH = 4.250000MHz (± 2 kHz)•FOR = 282 FH = 4.406250 MHz (± 2 kHz)三种方式： 1. 法国SECAM(SECAM-L),用在法国和它的以前的群体上 2. SECAM-B/G,用在中东,先前的东德和希腊 3. SECAM D/K用在俄罗斯和西欧原理: SECAM制的主要特点是逐行顺序传送色差信号R－Y和B－Y。

由于在同一时间内传输通道中只传送一个色差信号，因此从根本上防止了两个色差发量的相互串扰亮度信号Y仍是每行都必需传送的，所以SECAM制是一种顺序一同时制 由于在接纳机中必需同时存在Y、R－Y和B－Y三个信号才干解调出三基色信号成R、G、B，所以在SECAM帛中也采用了超声延时线它将上一行的色差信息储存一行的时间，然后与这一行传送的色差信息运用一次；这一行传送的信息又被储存下来，再与下一行传送的信息运用一次这样，每行所传送的色差信息均运用两次，就把两个顺序传送的色差信号变成同时出现的色差信号将两个色差信号和Y信号送入矩阵电路，就解出了R、G、B信号 SECAM制式在信号传输过程中，亮度信号每行传送，而两个色差信号那么逐行依次传送，即用行错开传输时间的方法来防止同时传输时所产生的串色以及由其呵斥的彩色失真 特点：不怕干扰，彩色效果好，但兼容性差 SECAM: SystemAnalog TV - SystemSECAM FM Color ModulationAnalog TV - System•SECAM Variations (Sub-system)主要性能: SECAM制的最大优点是根本抑制了NTSC制和PAL制缺陷，微分增益容限为65%，微分相位容限为±40°。

Analog TV - System•比较 NTSC , PAL and SECAM•Scan line : NTSC—525 LINES •PAL/SECAM—625 LINES•Frame rate :NTSC—60Hz•PAL/SECAM—50Hz•Color System :NTSC—IQ System• PAL/SECAM—UV SystemAnalog TV - System•比较 NTSC , PAL and SECAM•Color Subcarrier Frequency:• NTSC : •FH = (4.5 × 106/286) Hz = 15,734.27 Hz•FV = FH/(525/2) = 59.94 Hz•FSC = ((13 × 7 × 5)/2) × FH = (455/2) × FH= 3.579545 MHz•PAL : •FSC = ((1/4) + (1/625)) FH for (B, D, G, H, I, N) PAL•= 4.43361875 MHZ•FSC = (909/4) FH for (M) PAL•= 3.57561149 MHZ•FSC = ((917/4) + (1/625)) FH for (NC) PAL•= 3.58205625 MHZ•SECAM : • FOB = 272 FH = 4.250000MHz (± 2 kHz)• FOR = 282 FH = 4.406250 MHz (± 2 kHz)Analog TV - System•比较 NTSC , PAL and SECAM• - Advantage : •PAL corrects phase error automatically , because “Phase Alternating Line〞 (“Never Twice the Same Color NTSC〞).•PAL/SECAM has a better overall picture than NTSC because of increased amount of scan line.•- Disadvantage : •PAL will occur a slight flicker in image , because there are fewer frames (25 frames/Sec , NTSC is 30 frames/Sec).•NTSC needs control the tint or hue by manual .•SECAM is a television broadcast transmission format , it is not a DVD playback system.•The vertical color resolution is halved relative to PAL and NTSC.• 就NTSC,PAL,SECAM制而言,都采用了与黑白电视兼容的亮度信号,其之间的差别主要表达在两个色差信号对副载波的调制方式上.Analog TV - System•比较 PAL,NTSC and SECAMAnalog Models by RegionPALNTSCEUAPChinaNAJapanKoreaTWSATunerPALSECAMPALNTSCPAL(CHN IF)NTSCNTSC-JNTSCNTSCNTSC*PAL/M,/NcStereoNICAMA2NICAMA2NICAMMTSEIA-JA2-MMTSMTSI/OS/CVBSYPbPrHDMISCARTS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSHDMIEIA-J DS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMITeletextYESYES------CC/V-chip---YES---YES* Brazil uses PAL/M, Argentina uses PAL/Nc, they are similar as NTSC关于三种模拟彩色电视制式： NTSC制始用于20世纪50年代，SECAM制和PAL制始用于60年代。

三种制式都是行之有效的彩色广播电视制式，都积累了相当丰富的阅历单从技术性能方面比较，不能得出完全一定或否认某一制式的结论各国在选定制式中往往遭到各方面要素的制约，并非完全出于技术思索模拟彩色电视制式的缺陷1.亮色串扰 三种模拟彩色电视制式均采用亮、色信号在时域同时〔相加〕,在频域共用频带〔窄带色度信号置于亮度信号频谱的高端〕的复合信号方式,由于亮色分别的不完善〔带通滤波和副载波陷波〕,以及能够发生的频谱混叠,会产生亮、色间的串扰. 亮度串色表现为在亮度信号的细节部分(有高频亮度分量)产生杂乱的彩色图像在电视测试图上，在表示程度明晰度的条形区，在细密条(对应300、380、500线处)会出现五颜六色的花纹 此外，在彩色图像的陡削边沿和大面积饱和色区，还会出现小的挪动点〔副载波干扰〕 色度串亮表现为在色度信号的平缓部分产生由亮度细节引起的网纹状干扰2.色度两分量串扰 微分增益、微分相位和不对称边带，会使色度两分量互串，产生彩色失真〔颜色或饱和度变化〕，或与其有关的行顺序效应3.彩色程度分解力低 窄带的色度信号有利于减少亮色互串，但使彩色程度分解力降低，会呵斥彩色文字的竖笔画无色。

4.彩色副载波与伴音副载波的互调 其结果会引起彩色和伴音的失真5.明晰度和临场感的缺陷 画面细节分辨率不够，明晰度缺乏,受扫描行数和视频信号频带宽度的限制，图像细节分辨率不够，没有充分顺应人眼的视觉才干6.电视图像的临场感不强 Thanks!。