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第五章 数字视频基础 5.1彩色电视制式 NTSC彩色电视制式是1952年美国国家电视标准委员会定义的彩色电视广播标准，称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家，以及日本、韩国、菲律宾等国和中国的台湾采用这种制式。 5.1彩色电视制式 德国在1962年制定了PAL彩色电视广播标准，称为逐行倒相正交平衡调幅制。德国、英国等一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。 法国制定了SECAM彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储制。法国、苏联及东欧国家采用这种制式。世界上约有65个地区和国家试验这种制式。 5.1彩色电视制式 NTSC制、PAL制和SECAM制都是互不兼容的电视制。 NTSC制、PAL制和SECAM制都是彩色和黑白兼容的制式，这里的“兼容”有两层意思： 一是指黑白电视机能接收彩色电视广播，显示的是黑白图像， 另一层意思是彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这叫逆兼容性。 兼容性实现 必需采用与黑白电视相同的一些基本参数，如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同步信号、图像载频、伴音载频等等。 需要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，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，在显象管上重现发送端的彩色图像。 电视扫描 扫描方式有隔行扫描和非隔行扫描 （逐行扫描）之分。黑白电视和彩色电视都有隔行扫描，而计算机显示图像时一般都采用逐行扫描。 在隔行扫描方式中，扫描的行数必须为奇数。 隔行扫描要求第一场结束于最后一行的中间，不管电子束如何折回，它必须回到显示屏顶部的中央，这样就可以保证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。正是这个原因，才要求总的行数必须是奇数 电视扫描术语 每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描多少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频fF。ff和fF是两个不同的概念。 PAL电视制式的扫描特性 625行(扫描线)/帧，25帧/秒(40 ms/帧) 高宽比(aspect ratio)：4:3 隔行扫描，2场/帧，312.5行/场 颜色模型：YUV 制式的含义 一帧图像的总行数为625，分两场扫描。行扫描频率是15 625 Hz，周期为64μs； 场扫描频率是50 Hz,周期为20 ms；帧频是25 Hz，是场频的一半，周期为40 ms。 在发送电视信号时，每一行中传送图像的时间是52.2μs，其余的11.8μs不传送图像，是行扫描的逆程时间，同时用作行同步及消隐用。 每一场的扫描行数为625/2=312.5行，其中25行作场回扫，不传送图像，传送图像的行数每场只有287.5行，因此每帧只有575行有图像显示。 NTSC制的扫描特性 525行/帧, 30帧/秒(29.97 fps, 33.37 ms/frame) 高宽比：电视画面的长宽比(电视为4:3；电影为3:2；高清晰度电视为16:9) 隔行扫描，一帧分成2场(field)，262.5线/场 在每场的开始部分保留20扫描线作为控制信息，因此只有485条线的可视数据。 每行63.5μs，水平回扫时间10μs (包含5μs的水平同步脉冲)，所以显示时间是53.5μs 颜色模型：YIQ 彩色电视信号特点 彩色电视中，用Y、C1, C2彩色表示法分别表示亮度信号和两个色差信号，C1，C2的含义与具体的应用有关: 在NTSC彩色电视制中，C1，C2分别表示I、Q两个色差信号； 在PAL彩色电视制中，C1，C2分别表示U、V两个色差信号； 在CCIR 601数字电视标准中，C1，C2分别表示Cr，Cb两个色差信号。 色差是指基色信号中的三个分量信号(即R、G、B)与亮度信号之差。 5.2彩色电视信号的类型 复合电视信号 分量电视信号 S-video信号 复合电视信号 复合电视信号 S-Video信号 分离电视信号S-Video(Separated video-VHS)是亮度和色差分离的一种电视信号，是分量模拟电视信号和复合模拟电视信号的一种折中方案。 使用S-Video有两个优点： 减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰。 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。 S-video信号 复合电视信号是把亮度信号和色差信号复合在一起，使用一条信号电缆线传输。 S-Video信号则使用单独的两条信号电缆线，一条用于亮度信号，另一条用于色差信号，这两个信号称为Y/C信号。S-Video使用4针连接器 S-video信号 分量电视信号 分量电视信号(component video signal)是指每个基色分量作为独立的电视信号。 每个基色既可以分别用R、G和B表示，也可以用亮度-色差