彩色电视机原理╲t第二章 彩色电视信号的编码
彩色电视编码与解码原理
彩色电视编码与解码原理1. 引言彩色电视编码与解码是一种用于传输和接收彩色图像的技术。
彩色电视广播的出现极大地提高了电视节目的观看体验，使观众能够在家中欣赏到逼真的彩色画面。
本文将介绍彩色电视编码与解码的原理，包括彩色电视的组成、色彩编码和解码的过程。
2. 彩色电视的组成彩色电视一般由视频信号源、编码器、信道编码器、传输媒介、接收器、解码器和显示设备等组成。
其中，编码器负责将彩色图像转换为数字信号，而解码器则将数字信号重新转换为彩色图像。
以下将具体介绍彩色电视的编码和解码过程。
3. 彩色电视的编码过程彩色电视的编码过程涉及到色彩空间转换和压缩编码两个主要步骤。
3.1 色彩空间转换彩色电视使用的主要色彩空间是RGB色彩空间，即红、绿、蓝三原色的组合。
在编码过程中，需要将RGB色彩空间转换为亮度（Y）和色度（Cb、Cr）分量空间。
3.2 压缩编码在色彩空间转换后，彩色电视信号往往需要进行压缩编码以减小传输带宽。
目前常用的压缩编码标准有MPEG-2和H.264等。
这些标准利用了图像中的冗余信息，如空间冗余、时间冗余和感知冗余，进一步减小了数据量。
4. 彩色电视的解码过程彩色电视的解码过程与编码过程相反，主要包括解压缩和色彩空间转换两个步骤。
4.1 解压缩解压缩是将压缩编码的信号还原为原始信号的过程。
解压缩算法根据压缩时使用的压缩算法，对信号进行逆向处理。
4.2 色彩空间转换解压缩后的信号处于YCbCr色彩空间，需要将其转换回RGB色彩空间。
这一步骤使用矩阵运算等技术，将YCbCr分量转换为RGB分量。
5. 总结彩色电视编码与解码是一项复杂的技术，涉及到色彩空间转换、压缩编码、解压缩和色彩空间转换等多个步骤。
通过这些步骤，彩色电视信号可以被有效地传输和解码，使观众能够享受到逼真的彩色图像。
在未来，随着技术的不断发展，彩色电视编码和解码的效率将进一步提高，为观众提供更好的观赏体验。
以上是对彩色电视编码与解码原理的简要介绍，希望对读者有所帮助。
彩色电视机的工作原理
彩色电视机的工作原理
1.信号源
2.信号接收和解码
接收到的信号经过天线或有线电缆进入电视机，然后被解码器解码。
解码器将这些信号分为图像和声音两个部分。
3.图像信号分解
解码后的图像信号被送入一个电路，该电路会将原始信号分解成红、绿、蓝三个颜色通道，也称为RGB信号。
这是根据人眼对彩色图像的感知
和三基色加法原理来设计的。
三基色是指红(Red)、绿(Green)和蓝(Blue)，它们可以组合产生所有其他颜色。
4.电子枪发射电子束
5.电子束打击荧光屏
电子束通过一个电子透镜系统，将电子束定向打到彩色电视机的荧光
屏上。
荧光屏是一种特殊的玻璃屏幕，上面有大量的荧光材料覆盖。
荧光
材料可以在电子束击中时发出不同颜色的光。
6.荧光屏上的荧光材料发光
当电子束击中荧光屏上的荧光材料时，荧光材料会被激发并发出红、绿、蓝三个基本颜色的光。
荧光屏上的一小块区域对应于一小块电子束，
通过控制每个电子枪的强度，可以控制每个像素的亮度和颜色。
7.彩色图像的重建
荧光屏上发光的三种颜色的光叠加在一起，形成完整的彩色图像。
当
我们离开电视机时，这些光会进入我们的眼睛，并被我们的大脑解码成彩
色图像。
总结：
彩色电视机的工作原理基于三基色加法原理，通过电子枪发射电子束，将荧光屏上的荧光材料激发发光，最终形成彩色图像。
通过控制电子束的
强度和荧光材料的颜色，可以实现对图像的亮度和颜色的控制。
这种工作
原理不仅适用于彩色电视机，也适用于其他使用彩色图像的设备，如计算
机显示器和手机屏幕等。
彩色电视信号编码
色差信号正交调幅
定义:
将两个调制信号分别对频率相同,相位相
差90°的正交载波信号进行调幅,然后再 90° 按矢量相加,就得到正交调幅信号.
�
NTSC制的色同步信号 NTSC制的色同步信号
平衡调幅抑制了载波信号,减小了色副载
波对亮度信号的干扰,提高了色度信号的 信噪比,有利于色度信号的传送. 在发送端发出行,场同步脉冲,为接收机 把已经抑制了的副载波频率和相位加以恢 复. 色同步信号是为接收机恢复副载波信号提 供基准的频率和相位.
1,亮度:是指彩色光作用于人眼时所引起
明亮程度的感觉. 2,色调:色调是指彩色光的颜色类别. 3,饱和度:饱和度指是颜色的深浅程度.
彩色电视的制式
一,按信号传输时间关系分,可分为顺序
制,同时制,同时顺序制. 同时制:在同一时刻内传送各种彩色电视 信号. 同时制又分为:NTSC制,PAL制和SECAM 同时制又分为:NTSC制,PAL制和SECAM 制.
PAL制(帕尔制) PAL制(帕尔制)
PAL制彩电的研制是针对NTSC制色度信号 PAL制彩电的研制是针对NTSC制色度信号
相位失真,引起色调畸变的缺点,对NTSC 相位失真,引起色调畸变的缺点,对NTSC 改进的. PAL制是由德国1962年首先研制成功的. PAL制是由德国1962年首先研制成功的. PAL制也是采用把两个色差信号进行正交平 PAL制也是采用把两个色差信号进行正交平 衡调幅,还采取了将E 衡调幅,还采取了将ER-Y信号逐行倒相的调 制方式.
一般电视图像信号
客观景物明暗不同的象素分布,变成按时间顺序
排列的强度变化的电信号(电压或电流),称为 电视图像信号. 由此可知:电视图像信号是一系列的电脉冲. 该脉冲信号是单方向的,但有正极性和负极性之 分. 正极性指信号电平越高,图像越亮;反之信号电 黄 青 绿 紫 红 蓝 黑
彩色电视机的工作原理
彩色电视机的工作原理
彩色电视机的工作原理是通过将传输的黑白图像信号分解为红、绿、蓝三个基本颜色的信号，再通过叠加这三个颜色的光来还原彩色图像。
具体来说，彩色电视机的工作原理包括以下几个步骤：
1. 图像信号输入：图像信号源（例如电视节目、DVD等）将
图像信号传输到电视机中。
这些信号由控制部分（例如电视机的主板）处理，并送到后续的电子元件中。
2. 讯号解调：传输过程中的图像信号是以载频的方式传输的，彩色电视机需要将这种调制的信号还原为原始的图像信号。
这个过程称为讯号解调。
通过解调，得到了黑白图像信号。
3. 颜色解码：通过颜色解码电路，将黑白图像信号分解为红、绿、蓝三个基本颜色信号。
这是通过采用彩色差拣选的方式实现的。
4. 发射电子束：彩色电视机使用显象管（CRT）技术，其中包括一个电子枪。
红、绿、蓝三个基色的信号通过对应的发射电子枪产生电子束。
这些电子束经过加速和聚焦，从而形成了定位准确的电子束。
5. 荧光屏发光：电子束轰击带有荧光材料的屏幕上时，荧光屏上的物质会受到激发并发光。
红、绿、蓝三个基色的荧光产生了不同波长的光，从而形成彩色图像。
6. 图像显示：荧光屏上发光的图像经过透明的阴极射线管（CRT）面板，通过玻璃面板和其后续的光学系统，最终达到观察者的眼睛。
通过这个工作原理，彩色电视机能够还原传输过来的彩色图像，并展示给用户观看。
电视原理之彩色电视信号的传输
电视原理之彩色电视信号的传输彩色电视信号的传输是电视原理中的重要内容之一。
彩色电视信号的传输需要通过转换、编码和解码等系列过程，以保证图像色彩的还原和清晰度。
在彩色电视信号传输中，首先需要将彩色画面转换为电视信号。
彩色画面的颜色是由红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三种基本色组合而成的。
在彩色电视信号中，这三种基本色会被用来产生亮度信号（Y）和色度信号（I、Q）。
其中，亮度信号表示图像的亮暗程度，而色度信号则表示图像的颜色信息。
接下来，这些信号需要经过编码处理。
编码的目的是将亮度信号和色度信号转换为数字信号，以方便传输和解码。
通常采用的编码方式包括PAL（相位选择性调制）和NTSC（美国全国电视系统委员会）等。
PAL编码是一种利用相位差来实现彩色图像传输的编码方式。
具体来说，亮度信号和色度信号会分别进行调制，并按照固定的相位差关系相加。
这种相加的方法可以在接收端恢复出亮度信号和色度信号，以还原出彩色图像。
NTSC编码是一种将亮度信号和色度信号分开传输的编码方式。
在NTSC编码中，亮度信号会直接传输，而色度信号则经过颜色子载波的调制后传输。
接收端通过解码器将亮度信号和色度信号重新合成，从而得到彩色图像。
最后，接收端需要对传输过来的信号进行解码处理。
解码的目的是将数字信号转换为模拟信号，以还原出原始的彩色图像。
解码器会根据编码方式和参数对信号进行处理，并通过反向的调制和解调过程将信号转换为模拟信号。
总的来说，彩色电视信号的传输涉及到转换、编码和解码等过程。
通过这些处理，彩色电视信号可以被有效地传输和还原，以呈现出清晰、准确的彩色图像。
这为我们提供了丰富多彩的观影体验。
彩色电视信号的传输是电视原理中的重要内容之一。
彩色电视信号的传输需要通过转换、编码和解码等系列过程，以保证图像色彩的还原和清晰度。
在彩色电视信号传输中，首先需要将彩色画面转换为电视信号。
彩色画面的颜色是由红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三种基本色组合而成的。
第二章彩色电视制式与彩色电视信号
将色差信号与Y信号相减即为三基色信号。
彩色图像摄取
在传送黑白电视信号时，其色度信号为零，此 时R=G=B=E，
Y=0.3E+0.59E+0.11E=E R-Y=E-E=0 B-Y=E-E=0
若R、G、B不相等，且不为零，此时被传送的 彩色为非饱和色。只有其中一个或两个为零，则所 传送色彩色为饱和色。
2.4.2 NTSC制编码方框图
延迟线
Y
R G
矩 阵
I
电
低通
路Q
B
延迟线
低通
平衡调 制器
A脉冲
Y
+
+
平衡调
Fb
FBAS
制器
平衡调
制器 S脉冲
123 33 180
副载波形成电路
K脉冲
NTSC制解码方框图
FBAS
延迟线
陷波器
F
带通
同步检 波器
同步检 波器
门电路 Fb
123
33
副载波恢复
Y
矩
R
延迟线
I阵
电
G
Q路 B
矩阵电路
编码矩阵
Y 0.30 0.59 0.11 R R Q 0.21 0.52 0.31 G AG I 0.60 0.28 0.32B B
解码矩阵
R Y G A1 Q B I
NTSC制频带分配谱图
图像载频
伴音载频
-1.25
0
I
Q
fsc
4.5 MHz
2.4.3 NTSC制主要参数及性能
第n+1行色度信号为：
F FU FV U sin sct V cossct
所以PAL制色度信号的表达式为：
彩色电视编码与解码原理
案例二：4K超高清电视的编码与解码技术
高分辨率显示
4K超高清电视的编码与解码技术主要针对高分辨率视频信号。为了在有限的带宽内传输和存储高分 辨率内容，需要采用高效的编码策略，如多视角预测、自适应量化、环路滤波等技术。这些技术有助 于保持图像质量的同时实现更高的压缩比。
案例三：8K超高清电视的编码与解码技术
解决方案
采用滤波和去噪技术，对解码 后的图像进行优化处理，提高
图像的清晰度和质量。
05
彩色电视编码与解码 的案例研究
案例一：H.264视频压缩标准的应用
高效压缩技术
H.264，也称为MPEG-4 AVC，是一种广泛使用的视频压缩标准。它通过更高效 的编码算法和更精细的帧预测技术，实现了更高的压缩比和更好的图像质量。 H.264在流媒体、数字电视广播、蓝光光盘等领域都有广泛应用。
网络化
随着互联网和移动互联网的普及，彩色电视编码与解码技术将更加 网络化，能够实现远程传输和远程控制。
04
彩色电视编码与解码 的挑战与解决方案
彩色电视编码的挑战与解决方案
挑战
解决方案
如何在有限的带宽内传输高质量的彩色图 像信号？
采用高效的彩色电视编码标准，如JPEG、 MPEG等，对图像进行压缩编码，减少数据 量，提高传输效率。
彩色电视编码与解码原理
目录
• 彩色电视编码原理 • 彩色电视解码原理 • 彩色电视编码与解码的应用 • 彩色电视编码与解码的挑战与解决方案 • 彩色电视编码与解码的案例研究
01
彩色电视编码原理
彩色电视信号的编码
彩色电视信号的编码是将图像信 号转换为适合传输的信号形式的
过程。
编码过程中，图像信号被分解为 亮度信号和色差信号，然后对亮 度信号和色差信号分别进行编码
彩色电视机原理与技术
彩色电视机原理与技术
彩色电视机是一种利用色彩显示技术的电视设备。
它的原理和技术包括以下几个方面：
1. 彩色图像传输：彩色电视机通过接收传输信号来显示彩色图像。
传输信号中包含了三个基本颜色信号：红色、绿色和蓝色。
这些信号经过电视信号源编码后，通过电缆或无线传输到彩色电视机中。
2. 基本颜色信号分解：彩色电视机接收到传输信号后，将其分解为红色、绿色和蓝色三个基本颜色信号。
这种分解可以通过一种叫做彩色解调的技术实现。
彩色解调电路会将传输信号中的基本颜色信号分别提取出来。
3. 颜色混合：在彩色电视机中，红色、绿色和蓝色的基本颜色信号会经过放大处理后，再进行混合。
彩色电视机的显示屏通过控制这三个基本颜色的亮度和强度来合成各种颜色。
这种颜色混合的技术被称为加色混合。
4. 显示技术：彩色电视机能够将混合后的颜色信号显示在屏幕上。
屏幕上的每个像素点都由红、绿、蓝三个基本颜色的亮度来决定。
彩色电视机会根据每个像素点的颜色信号来控制显示屏上的亮度和色彩。
5. 彩色增强技术：为了提高彩色电视机的显示效果，一些彩色增强技术也被应用在其中。
例如，色度调节技术可以增强图像的色彩饱和度，对比度调节技术可以增加图像的锐度和对比度。
彩色电视机的原理和技术使得我们能够享受到丰富多彩的图像和视频内容。
通过不同的电视信号传输和显示处理技术，彩色电视机为我们带来更加真实和逼真的视觉体验。
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相加混色图
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加能合成白色，则称 这两色互为补色。
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六、彩色三要素
亮度：彩色光的明暗程度。 色调：彩色光的种类。不同
波长的光具有不同的色调。 色饱和度：彩色光的浓淡程 度。或说成是彩色光被白光 冲淡的程度。
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七、彩色图像的分解与合成
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4. 场频有50Hz、60Hz两种。 （除M制场频为60Hz外，其余均为50Hz) 5. 每帧图像的分解有525行与625行两种。 (除M制为525行外，其余均为625行） 6. 行频有15625Hz、15750Hz两种 (除M制为15750Hz外，其余均为15625Hz） 7. 射频带宽有6MHz、7MHz、8MHz三种。 (M 、N制为6MHz，B制为7MHz，其余为
A、保留黑白电视原有参数。 例如：频带宽度；载波频率；行场扫
描频率；行场同步信号。此外，还必须 传送一个代表图像明暗的亮度信号。 B、用一个辅助信息来传送色度信号， 并且不能对亮度信号产生干扰。
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兼容传输彩条信号 第一场
不兼容传输彩条 信号时黑白电视 机显示的图像
四、三基色的选择
三基色的选择方法不是唯一的，只要能合
成自然界中绝大多数彩色便可以。 绘画中选择红、黄、蓝作为三基色，而彩 色电视中则选择红、绿、蓝作为三基色。 彩色电视中选择红、绿、蓝作为三基色， 主要是考虑到这三基色荧光粉容易制造和 这三种荧光粉性能稳定。
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二、十种黑白制式的主要差异
(十种制式为：M、N、B/G、H、I、D/K、K1、L）
1. 视频信号对载波的调制有正有负。 （K1、L制为正极性调幅，其余为负极性调幅） 2. 第二伴音中频有4.5MHz 、 5.5MHz、6MHz 、 6.5MHz四种。 （M、N制为4.5MHz，B/G、H制为5.5MHz， I制为6.0MHz，D/K、K1、L制为6.5MHz.） 3. 伴音对载波的调制方式有调频与调幅两种。 （除L制为调幅外，其余均为调频。）
太
阳
光
棱镜
白光的分解
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光分解为红、橙、 黄、绿、青、兰、 紫七色光。 反之，由红、橙、 黄、绿、青、兰、 紫七色光也可合成 白光。
3
彩色电视信号的编码
二、三基色原理的理论基础
1. 光和色 光是一种以电磁波形式存在的物质
彩色是光的一种属性
不同波长的光给人 不发光体的颜色由它反射光的波长决定。
8MHz。）
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三、彩色电视制式 1. 三通道同时制：
用三套黑白电视系统同时传送三基色
R载波发生器
ER
R放大器
R调制器
G载波发生器
R功放
EG EB
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G放大器
G调制器
B载波发生器
G功放
B放大器
B调制器
彩色电视信号的编码
B功放
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2.顺序制 ：
五、混色法
（一）混色法的种类
1. 相加混色法： 三基色光按照一定比例相加，混合出其
它彩色的方法。 2. 相减混色法： 从白光中减去某些色得到另一些彩色的 方法。
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（二）、相加混色法分类：
（1）空间相加混色法： 空间不同颜色的几个色点靠得很近，人眼
第 二 章 彩色电视信号的编码
内 容 提 要：
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彩色图像的分解与合成 彩色图像的传送方式 彩色电视广播制式 三大制式处理色信号的特点 三大制式的解调方法
彩色电视信号的编码 1
第一节 三基色原理
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2
一、白光的分解与合成
红 橙 黄 绿 青 兰 紫
用棱镜可将一束白
（1）彩色图像 的分解
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（2）彩色图像的合成
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第二节、广播电视制式
一.黑白电视制式
黑白电视开播以来，各国都在发展自己的电
视系统，以至于形成了14种黑白电视制式。 1966年，国际无线电咨询委员会（CCIR）奥 斯陆大会上企图统一制式，但是没有成功。 在彩色电视开播后，淘汰了4种制式，（被淘 汰的四种制式为A、C、E、F） 目前还有10种 黑白制式在广播。
三、三基色原理的基本内容
1. 自然界中大多数彩色都可以由相互
独立的三基色混合得到。 2. 反之，任何一种彩色都可以分解成 相互独立的三基色。 3. 三基色的选取必须相互独立。 4. 三基色之间的比例决定了混合色的 色调与色饱和度 5. 混合色的亮度等于参与混色个基色 亮度之和。
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的视角不能把它们分开。 （2）时间相加混色法： 几个不同色点以足够快的速度轮流出现。 （3）生理相加混色法： 利用人的两眼分别观察不同的颜色。
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（三）相加混色图
红色＋绿色＝黄色 红色＋兰色＝紫色
绿色＋兰色＝青色
红＋绿＋兰＝白色
互补色：如果两色相
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3、人眼的视觉特性
不同波长的光给人以不同的色感 若有两种不同波长的光同时作用
于人眼时，往往会引起与另一种 单色光相同的色感。
结 论：对于自然界千变万化
的景物，无需按其真实的波长 与强度去进行传送，而只需传 送能合成它的三基色就可以了。
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第一场
第二场
第三场 彩色电视 机接收 黑白电视 机接收
2018/8/27 彩色电视信号的编码
按时间顺序依次传送R、G、B三基色
第一场 传送红色
第二场 传送绿色
第三场 传送兰色
三场合成为彩条
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3.兼容制 ： 1）、兼容
彩色电视广播黑白电视机能正常接收，
黑白电视广播彩色电视机也能正常接收。
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彩色电视信号的编码
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2）、兼容必备的条件：