模拟电视的制式
模拟电视制式与系统
TV SYSTEM
模拟电视制式与系统
TV SYSTEM
模拟电视制式与系统
NTSC
• National Television System Committee(美国国家电视委 员会),是美国于1953年研制成功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
color burst位于水平同步信号的结尾和blanking脉冲结尾之间。TV 接收端有一个本地振荡器用来同步color burst。根据这个Color burst， 色彩译码器就能够知道如何去译码色彩信息，译码器也能够决定什么 是蓝色，洋红等等，以及分辨出哪些是正确的颜色。
TV SYSTEM
模拟电视制式与系统
色彩以3.58MHz副载波调制后 不同色彩会有不同的相位关系
TV SYSTEM
75% color bar vector diagram
模拟电视制式与系统
NTSC: Composite Video
• CVBS = Composite Video Blanking Sync 复合视频同步消隐
TV SYSTEM
NTSC解码
NTSC: Luminance & Chrominance
• Luminance
• Chrominance
TV SYSTEM
模拟电视制式与系统
NTSC: Color Bar
TV SYSTEM
模拟电视制式与系统
NTSC: Color Modulation
• Modulated by 3.58 MHz
模拟电视制式与系统
75% color bar waveform
模拟电视制式和数字电视标准
目前各国在信源编码-视频音频编码方案上已统一于MPEG-2标准。无论针对哪种传输媒介，从节目复用器和传送复用器中生成的都是标准的MPEG-2的TS码流。当进行数字广播时，根据传输媒介，选用相应的传输系统，通过纠错编码和调制，将TS码流变换成射频信号。
MPEG-2标准从1990年开始研究，1994发布DIS。它是一个直接与数字电视广播有关的高质量图像和声音编码标准。 MPEG-2可以说是MPEG-1的扩充，因为它们的基本编码算法都相同。但MPEG-2增加了许多MPEG-1所没有的功能，例如运动向量的精确度提高到半个像素；由于关键帧里存在特殊向量，扩展了错误冗余；离散余弦变换中可选择精度；超前预测模式；质量伸缩性（在同一视频流中可容忍不同质量的图象）；支持VBR，提供了位速率的可变性能(scalability)功能；增加了隔行扫描电视的编码。
在数字通信系统中，定性而论，传输效率越高，传输可靠性越差；效率越低，可靠性越高，即提高有效性与提高可靠性是一对矛盾，实际通信系统设计的任务就是在这两者之间作综合考虑。例如在卫星通信中，由于信号衰减很严重，传输信号常淹没在噪声中，可靠性问题变得十分尖锐，因此采用了QPSK调制技术。QPSK具有很强的抵抗幅度干扰的能力，但传输效率比较低，仅为2bit/s/Hz。而在数字微波通信中，由于干扰较小，信道环境较好，因此采用了256QAM这种高效调制技术，传输效率高达8bit/s/Hz，但256QAM抗干扰的
③ MPEG-2声音，写成MPEG-2 Audio，规定声音数据的编码和解码，是MPEG-1 Audio的扩充，支持多个声道，标准名是ISO/IEC 13818-3：1998 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 3：Audio。
电视基础知识(1)
数字电视频段划分：
频段分为：VL、VH和U段，在不同国家和地区频段是有差别的。美国6M,中国8M， 澳大利亚7M,欧洲大部分国家7/8M并存。 频率为VHF: 177.5~ 226.5 MHz, UHF: 474 ~ 858 MHz（英国474～850MHZ)
数字电视测试调节参数：
TS（Transport stearm)：信息流 PS（ProgramStream）：节目流 载波数：2K & 8K 卷积编码码率(内纠错码）：Code Rate：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8（1/2具有最强 的纠错码能力，但是浪费带宽，7/8的保护码只占有用的八分之一，带宽利用率 高，但是纠错能力弱 ） 符号率Guard Int：1/2，1/8，1/16，1/32 通道带宽Channel bandwidth：7MHz/8MHz 附注： 一个电视信号，最终一般仅仅选择其中一个调制方式，其中，QPSK的信号 移动性能好，但是数据量小，64QAM的数据量大，但是几乎不支持移动，德国 的多数电视台在采用。16QAM居中
模拟电视基础---丽音（NICAM)
数字丽音(NICAM)由英国广播公司研发的数字伴音技术,其数据传输率为 728Kbps，故也称其为：Nicam-728 Nicam可以传送立体声节目，也可以传送双语节目，还可以传送数字信息。 具有传送的声音动态范围大、音质好、信噪比高、串音小等优点 地面电视广播一般应用：PAL-I (香港、澳门) 大陆：PAL-DK 香港、澳门、深圳、东莞、珠海、佛山：PAL-I 注：NTSC的双语伴音技术为NTSC M-MTS(多通道 伴音) NICAM(丽音）信号种类） 1. 单语言丽音：立体声、Nicam Mono 立体声、 立体声 2. 双语言丽音：声音 、声音 (两种声音类型对应两种语言 声音1、声音2 两种声音类型对应两种语言 两种声音类型对应两种语言) 声音 3. 普通单语单音：FM Mono 香港=== 丽音 PAL-I 大陆=== 单音 PAL-DK 香港 大陆
电视原理模拟彩色电视制式课件
是不失真传输所需要的压缩后的色差信号分别用U
和V表示,它们与压缩前的色差信号(R-Y)和(B-Y)的
关系是
•
U=0.493(B-Y)
•
V=0.877(R-Y)
电视原理模拟彩色电视制式课件
100%幅度彩条波形图 (a)Y+Fb+s信号; (b)色度信号F; (c)Y+F+Fb+s信号
电视原理模拟彩色电视制式课件
平衡调幅抑制了载波分量,使得调幅波中没有Uscosωst 一项,因而其表达式变为
u2Ucostcosst 1 2Ucos(s)t1 2Ucos(s)t
电视原理模拟彩色电视制式课件
• 平衡调幅波的特点是:
• (1)平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对值成 正比。
• (2)调幅信号为正值时,平衡调幅波与载波同相;调 制信号电压为负值时,平衡调幅波与载波反相。
• 2：兼容性和非兼容性（使用的目的）； • 兼容性具备以下特点： • （1）兼容性（黑白电视收看彩色电视信
号）和逆兼容性（彩色电视能收看黑白 电视信号） • （2）相应的黑白电视制式 （扫描频率、 频宽、伴音载频和图象载频的频率及二 者之间的间距、行同步与场同步等）
电视原理模拟彩色电视制式课件
第三章彩色电视制式
由式联立求解,可得: x1=0.493 x2=0.877
电视原理模拟彩色电视制式课件
Y=0.30R+0.59G+0.11B R-Y=0.70R-0.59G-0.11B B-Y=-0.30R-0.59G+0.89B V=0.877(R-Y) U=0.493(B-Y) 黄色 R=1，G=1，B=0 Y=0.89 R-Y=0.11 B-Y=-0.89 U=0.493（-0.89）=-0.44 V=0.877（0.11）=0.1
第3章 模拟彩色电视制式
亮度方程：
EY = 0.30ER + 0.59EG + 0.11EB
黑白图像
ER=EG=EB＝1V时，混合色为白色。 ER=EG=EB＝0V时，混合色为黑色。
0V ＜ER=EG=EB＜1V ，混合色为灰色。
彩色图像
ER、EG、EB不相等
ER ：EG ：EB反应色调 按亮度方程计算得到亮度
亮度方程：
一般调幅波与平衡调幅波频谱波形图（设u(t)=UmCOSΩt）
红色度分量 C：色度信号
正交平衡调幅框图
蓝色度分量
（R-Y）cosωsc t C
令： CV＝（R-Y）cosωsc t CU＝（B-Y）sinωsc t
（B-Y）Sinωsc t
彩色矢量图
C CV CU
(R Y )2 (B Y )2 sin sct
压缩方法
压缩色差信号有两种方法： ①（R-Y）、（B-Y）同比例压缩 ②不同比例压缩（仅压缩超出的部分）
同步头对应的视频信号幅度为 - 0.43V。则要求Y+C的信号 最大最小电平分别不超过白电平和黑电平的33%， 如图 即在在-0.33～1.33V范围内。 即： 黄色：Y+C不超过1.33
蓝色：Y-C不低过-0.33 按压缩系数k1、k2来压缩色差信号(B-Y)、(R-Y)，压缩后的 色差信号分别用U、V表示：
正兼容
彩色电视信号
逆兼容
黑白电视信号
黑白电视接收机 彩色电视接收机
兼容要解决的问题 亮度信号和色度信号 图像载频和伴音载频 频带宽度和频道划分 扫描制式 相同的辅助信号及参数
第3章 彩色电视制式
亮度信号与色差信号、NTSC制、PAL制
1.亮度方程
模拟彩色电视制式
图1.32 NTSC4.43制编码原理框图
NTSC-M 制是标准的彩色电视制式，它的视频带宽为 4.2 MHz，它的编码原 理框图如图1.33 所示。
在 NTSC-M 制中不是传送 U、V 色差信号，而是传送 I、Q 色差信号，这样 做是为了进一步压缩视频信号的带宽（实际 NTSC-M 制的带宽为 4.2 MHz） 。
FB
1 2
s
in
sc
t
135
图1.38 PAL制色同步信号形成框图
5. PAL 制编码器 PAL 制编码器是将三基色信号 E R 、 E G 、 E B 编制成彩色全电视信号，其 编码原理框图如图 1.39 所示。编码过程如下： ① 将三基色电信号 ER、EG、EB 通过矩阵电路变成一个亮度信号 EY 和两个 色差信号ER-Y、EB-Y。 ② 亮度信号 EY 通过 4.43 MHz 陷波器、放大、0.6 µs 延时后再与行场同步 信号、行场消隐信号 Es 相混合后，送往矩阵电路。 ③ 色差信号 ER-Y、EB-Y 经频带和幅度压缩后，得到 V、U 信号。
图1.34 逐行倒相原理
2. PAL 制相位失真的补偿原理 在接收端为了能按照色度信号的 本来相位正确地重现原来的色调，必 须把 PAL 行的色度信号分量 FV 再重 新倒回来，也就是将如图 1.36 所示的 Fn＋1 行色度信号在接收机中必须再 倒回到与之相应的 Fn 位置上，否则将 失去原来的色调。
第一行： Fn=Usinωsct+Vcos ωsct （ NTSC 行） 第二行： Fn+1=Usinωsct－Vcos ωsct （PAL 行） 第三行： Fn+2=Usinωsct+Vcos ωsct 如此类推，PAL 制色度信号的数学式表达为
第3章 模拟彩色电视制式
黑 0.000
0
0
0
／
0.00 0.00
未压缩色度信号波形图
对于100-0-100-0彩条信号，黑白电平的变化范围在0到1之 间。黄条和青条的最大值分别超过白色电平78％和46％； 红条和蓝条的最小值又分别低于黑条电平40％和78％。
影响：（对于负极性信号）
➢蓝条和红条：超过了同步头电平（同步头对应的幅度为 - 0.43V） ——破坏同步，使重现图像不稳
• 同步检波
解调平衡调幅波采用同步检波技术。 方法：用与副载波同频同相的本振载波乘色度信号信号。
色度信号： CF (t) =（R-Y）cosωsct +（B-Y）sinωsct 用2cosωSCt相乘，解出(R-Y)分量:
CF (t)2 cossct 2(R Y ) cos2 sct 2(B Y )sin sct cossct
绿 0.587 -0.59 -0.59 0.83 225° 1.42 -0.24
品 0.413 0.59 0.59 0.83 45° 1.24 -0.42
红 0.299 0.70 -0.30 0.76 113° 1.06 -0.46
蓝 0.114 -0.11 0.89 0.90 353° 1.01 -0.78
黄色：Y+C不超过1.33 青色：Y+C不超过1.33
黄色： 青色：
0.89
(-0.89k1)2 (0.11k2 )2 1.33
0.70 (0.30k1)2 ( 0.70k2 )2 1.33
得： k1=0.493, k2=0.877
压缩后的色差信号（B-Y） 、 （R-Y）称为U 、 V信号：
• 副载频选择原则
1、频谱交错原理：
三种数字电视标准的比较
三种数字电视标准的比较1、引言众所周知，模拟电视有NTSC、PAL和SECAM三种标准。
目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。
美国的标准是ATSC（Advanced Television System Committee先进电视制式委员会）；欧洲的标准是DVB（Digital Video Broadcasting 数字视频广播）；日本的标准是ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting 综合业务数字广播）。
现在，数字电视尚无统一的国际标准，本文就现行的三种数字电视标准分别予以介绍，并在技术规范、标准参数及特点等方面进行比较。
2、ATSC标准ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成（图1所示），层级之间有清晰的界面。
最高层为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列，幅型比和帧频。
第二层是图像压缩层?捎肕PEG-2图像压缩标准。
第三层是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，如节目1图像，节目2声音，或者辅助数据，采用MPEG-2系统标准。
最后一层是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。
对于地面广播，其标准采用Zenith公司开发的8VSB，此系统可通过6MHz的地面广播频道实现19.3Mb/s的传输速率。
该标准也包含适合有线电视系统高数据率的16VSB模式，可在6MHz的有线信道中实现38. 6Mb/s的传输速率。
下面两层共同承担普通数据的传输，上面两层确定地普通数据传输的基础上运行的特定配置，如HDTV 或SDTV（标准清晰度电视）。
上面两层还确定ATSC标准支持的具体图像格式，共有18种格式（HDTV6种、SDTV12种），14种采用逐行扫描方式。
⑴HDTV，1920像素（H）×1080像素（V），宽高比16：9，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑵HDTV，1280像素（H）×720像素（V），宽高比16：9，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑶SDTV，704像素（H）×480像素（V），宽高比16：9或4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑷SDTV，640像素（H）×480像素（V），宽高比4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制。
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模拟电视的制式
模拟电视的制式
从黑白电视到彩色电视，因为电源的工频、政治制度等不同而有若干种“制式”——含有扫描频率、带宽、调制方式等信息的标准的统称，用拉丁字母来区分，如下表：
视频基础知识---电视制式
电视制式
1一，彩色电视制式
目前世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSC 制、PAL 制和SECAM 制。
这里
不包括高清晰度彩色电视HDTV
(High-Definition television)。
１，NTSC制式（正交平衡调幅制）
NTSC(National Television Systems Committee)
彩色电视制是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。
NTSC 彩色电视制的主要特性是：
(1) 525 行/帧, 30 帧/秒(29.97 fps,
33.37 ms/frame)；
(2) 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)；
(3) 隔行扫描，一帧分成2 场(field)，
262.5 线/场；
(4) 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；
(5) 每行63.5 微秒，水平回扫时间10 微秒(包含5 微秒的水平同步脉冲)，所以显示
时间是53.5 微秒；
(6) 颜色模型：YIQ。
一帧图像的总行数为525 行，分两场扫描。
行扫描频率为15750 Hz，周期为63.5μs；场扫描频率是60 Hz，周期为16.67 ms；帧频是30 Hz，周期33.33ms。
每一场的扫描行数为
525/2=262.5 行。
除了两场的场回扫外，实际传送图像的行数为480 行。
２，PAL制式（逐行倒相平衡正交调幅制）由于NTSC 制存在相位敏感造成彩色失真
的缺点，因此德国于1962 年制定了
PAL(Phase-Alternative Line)制彩色电视广播标准，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。
PAL 电视制的主要扫描特性是：
(1) 625 行(扫描线)/帧，25 帧/秒(40
ms/帧)；
(2) 长宽比(aspect ratio)：4:3；
(3) 隔行扫描，2 场/帧，312.5 行/场；
(4) 颜色模型：YUV。
３，SECAM制式（顺序传送彩色与存储制）法国制定了SECAM (法文：Sequential Coleur Avec Memoire)彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储制。
法国、苏联（俄罗斯）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。
这种制式与PAL 制类似，其差别是SECAM
中的色度信号是频率调制(FM)，而且它的两个色差信号：红色差(R'-Y')和蓝色差(B'-Y')信号是按行的顺序传输的。
图像宽高比为4:3，625 线，50 Hz，6 MHz 电视信号带宽，总带宽8 MHz。
表1 电视制式的比较
2 ，彩色电视的颜色知识
在彩色电视中，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。
所谓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。
(1) NTSC 的YIQ 颜色空间与RGB 颜色空间的转
换关系如下：
Y=0.30R+0.59G+0.11B
I=0.74(R－Y)－0.27(B－Y) =
0.60R+0.28G+0.32B
Q=0.48(R－Y)－0.27(B－Y) =
0.21R+0.52G+0.31B
(2) PAL 的YUV 颜色空间与RGB 颜色空间的转
换关系如下：
Y=0.30R+0.59G+0.11B
U=0.493(B－Y) = －0.15R－
0.29G+0.44B
Q=0.877(R－Y) = 0.62R－0.52G－0.10B
说明：
１，中国大陆使用PAL-D制式，中文的名称叫做“逐行倒相正交平衡调幅制”，而香港则使用PAL-I制式，两者主要是伴音与图像的载频差不
同，用单一制式的电视就收不到另一种制式的伴音，这在珠三角一些地方感觉会很明显，因为一些镇的有线电视台使用了香港的PAL-I制式的设备，常常是一些频道是PAL-D信号，而另一些是PAL-I信号，只能用双制式电视收看。
２，部分国家/地区使用的制式举例：
A/I：爱尔兰、英国、香港
B：南也门、阿尔及利亚、澳大利亚、奥地利、刚果、塞浦路斯、丹麦、埃及、埃塞俄比亚、芬兰、德国、加纳、冰岛、印度、伊朗、以色列、意大利、肯尼亚、科威特、利比里亚、马来西亚、马耳他、毛里求斯、摩洛哥、荷兰、新西兰、尼日利亚、挪威、巴基斯坦、葡萄牙、沙特、西班牙、瑞典、瑞士、叙利亚、土耳其、南斯拉夫、
坦桑尼亚
C：比利时
D：中国、阿尔巴尼亚、保加利亚、捷克、匈牙利、波兰、罗马尼亚、苏联
E：摩洛哥、象牙海岸、法国、阿尔及利亚
F：卢森堡
G：奥地利、比利时、丹麦、芬兰、西德、意大利、利比亚、荷兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞
士
H：比利时、南斯拉夫
L：法国、马来西亚
M：巴西、柬埔寨、加拿大、哥伦比亚、古巴、多米尼加、厄瓜多尔、危地马拉、海地、洪都拉斯、日本、朝鲜、墨西哥、尼加拉瓜、秘鲁、菲律宾、沙特、泰国、美国、乌拉圭
N：阿根廷、牙买加、委内瑞拉
NTSC：中文名称“正交平衡调幅制”，美国、加拿大、墨西哥、中美洲、玻利维亚、智利、哥伦比亚、厄瓜多尔、日本、朝鲜、台湾、菲律宾、
牙买加、加勒比海群岛
PAL：西欧（奥地利、比利时、丹麦、芬兰、德国、荷兰、意大利、挪威、葡萄牙、瑞典、瑞士）、澳大利亚、马来西亚、泰国、新西兰、香港、新
加坡、中国
SECAM：中文名称“时间顺序制”。
法国、保加利亚、匈牙利、摩纳哥、波兰、苏联、东欧国家、伊朗、伊拉克、圭亚那。