光、色、人眼
1、可见光谱：电磁波的波谱范围包括无线电波、红外线、可见光谱、紫外线、X射线、r射线等。其中又有能被人眼看到的那一部分叫做光，或称可见光。可见光的波长范围为380nm~780nm 。 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
780nm（波长大） 380nm(波长小) 2、色温：等效于某温度的完全辐射体光谱。 单位是开[尔文]（K） 3、 光源 A光源 B光源 C光源 D光源 E光源 色温 2856K 4800K 6700K 6500K 5500K 来源 钨丝灯 相当于正午直射阳光 相当于白天自然光 相当于白天平均光 假想的等能白光 偏橙色 偏蓝 NTSC白 PAL制的白 计算用 4、完全辐射体（绝对黑体）：既不反射也不透射而完全吸收入射波的物质。（对任何光谱全部吸收，加热后辐射全部光谱）
5、能量相同，555nm（绿色）亮度最大
6、彩色三要素：亮度：光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。 正比于辐射功率 色调：反映了颜色的类别。 与光谱分布有关 饱和度：指彩色光所呈现彩色的深浅程度（或浓度）。 是否含白光
7、三基色原理：自然界中几乎所有的彩色光都可由三个彼此的基色光按照不同的比例进行合成，合成彩色光的亮度由三个基色光的亮度之和决定，合成彩色光的色度由三个基色光分量的比例关系决定，这就是三基色原理。
物理三基色RGB 计算三基色XYZ 显像三基色ReGeBe
8、混色方法： 部位 应用 光谱混色：相加于屏幕 外界相混 投影电视 空间混色：小于视角分辨角 眼内 彩色显像管 时间混色：小于人眼响应时间 细胞内 早期“彩电” 生理混色：两眼同时、分别看不同颜色的同一景物 大脑内 （试播的立体电视） 9、配色“单位”：将能混配标准白光的三个基色光的量，规定为红、绿、蓝3个基色的单位，并分别用[R]、[G]、[B]表示。 总量代表亮度，比例代表色度。
10、显像三基色选取原则：1.在色度图中，由显像三基色构成的三角形面积要尽可能的大
2.基色的亮度要足够大
11、亮度公式：Y=0.30R+0.59G+0.11B 计算 顺序传送原理
1、 逐行扫描：一行紧跟一行的扫描方式。每帧图象分解为若干（Z）行，从上到下逐行扫
过，Tv = Z TH fH = Z fv
2、 隔行扫描：将一帧（一幅）电视图像分成两场进行扫描。第1场（奇数场）扫除光栅的
第1、3、5等奇数行，第2场（偶数场）扫第2、4、6等偶数行。这样既保持了逐行扫描的清晰度，又克服了帧间图像闪烁和图像信号带宽之间的矛盾。
优点：隔行扫描可在保证图像分解力无甚下降和画面无大面积闪烁的前提下，大面积闪烁变为行间闪烁，将信号的带宽减小一半。
缺点：（行间闪烁及奇偶场光栅镶嵌不理想时的局部并行甚至完全并行等现象，而且当物体沿水平方向运动速度足够大时，图像的垂直边沿会产生锯齿现象。）
行间闪烁：高亮度、近距离、大视野尤著
并行 真并：垂直同步不良时 假并：看垂直运动物体时 垂直边沿锯齿化：看水平运动物体时 爬行：传输失真时
3、 视觉惰性——场频（0.1S，40-50Hz）
视觉分辨率——行数 625行
4、 黑白信号分为：图像信号，消隐信号，同步信号
消隐信号作用：消去电子束回头时的轨迹，以免干扰
同步信号作用：使接收端和扫描点有一一对应的几何位置 问题一：场同步期间无行同步 解决方法：在场同步上开槽
问题二：奇偶场积分波形不对称 解决方法：开双倍的槽，加前后均衡
6、前后均衡脉冲与开槽脉冲的作用是使各场场同步脉冲的积分起始电平相同和经过积分电路后两场输出信号的波形也一致，从而保证了两场的时间间隔相同。 7、参数：
电视图像幅型比：4:3 下一代电视幅型比：16:9场频 50Hz
垂直分辨率与行数：有关，不等于，垂分<行数，垂直清晰度（按我国标准）： M = k(1+β)Z ≈ 0.75(1-8%)625 = 431（线） 576个象素
水平分辨率与通频带：频率增加，花纹减小（小花纹，低频率），选水平清晰度与垂直清晰度相当最为合理N = KM = 4/3 × M ≈ 4/3 × 431 = 575（线） 图象信号最高频率： 6MHz 最低频率：0Hz 行数：625（标准行数）
9、黑白显象管造成亮度非线性失真：亮度层次的几何阶梯的级差发生变化
彩色显象管造成色度非线性失真：因为三基色未必相同，失真不同，影响比例！ （总量代表亮度，比例代表色度）
结论：色度图中，颜色向边线顶角移动，所以黑白电视系统必须对亮度进行校正，彩色电视系统必须对三基色分别校正，因为人眼对色调变化特别敏感，彩色校正要求很严格 10、r校正：r反映了电视系统的非线性系数，r=1时，重现图像亮度与被摄景物亮度成正比，无亮度层次是真。实际的r不为1，摄像器件和显像器件特性无法改变，可改变的是传输通道的r值，可使系统的总r值r=1.这一级放大级成为r校正级，对黑白显像管：1/1*2.2=0.45 电视信号
1、 典型电视信号波形（同步、消隐、黑白电平） P61
全黑——高电平（直流） 全白——低电平（直流） 上白下黑横条——50Hz方波 四条黑白横条——100Hz方波 左白右黑竖条——15625Hz
方波四条黑白竖条——31250Hz方波 亮度递减的竖条——行频及高次谐波 规律：横条越多，场频的高次谐波越多；竖条越多，行频的高次谐波越多
2、 图像信号频谱特征（行频整数倍为中心）
电视图象信号是一簇簇以行频谐波为中心的离散谱线。中间有空隙！
3、 色差信号的优点：带宽窄，恢复三基色易
4、 混合高频原理：从信号频带来看，为传送代表亮度信息的信号应占有全部视频带宽，而
传送代表色度信息的信号可用较窄的频带。这样，在接收端所恢复的3个基色信号也就只包含较低的频率分量，它们的高频部分都用同一亮度信号的高频部分来补充，这就是高频混合原理，既可以节省频带，又可以减轻传送亮度和色度信息的两种信号因共用频带而产生的相互干扰。
5、 标准彩条信号是由彩色信号发生器产生的一种测试信号，常用来对彩色电视系统的传输
特性进行测试和调整。标准彩条信号是用电的方法形成的一种电信号，它可以在接收机或监视器屏幕上显示出等宽的竖条。自左至右：白黄青绿品红蓝黑。彩条信号可以用四个数字来标志，对应为a－b－c－d或a / b / c / d.。其中，a为白条的电平，b为黑条的电平，c为基色条的高电平值，d为基色条的低电平值，它们都是 校正后的值。于是100％饱和度、100％幅度的彩条信号记作100－0－100－0或100 / 0 / 100 / 0；100％饱和度、75％幅度的EBU彩条信号记作100－0－75－0或100 / 0 / 75 / 0。 例：白条包含红绿蓝，黑白范围在0-100%变化
Y白=1×0.30+1×0.59+1×0.11=1.00
R-Y=1.00-1.00=0，B-Y=1.00-1.00=0 黄条包含红绿，彩色范围也在0-100% Y黄=1×0.30+1×0.59+0×0.11=0. R -Y=1.00-0.=0.11，B-Y=0-0.=-0. 以此类推
制式 1、 兼容制的特性：（1）兼容性和逆兼容性：彩色电视信号能为普通黑白电视机接收二显示
出通常质量的黑白图像的特性称为兼容性；彩色电视接收机能够以显示黑白图像的方式收看黑白电视广播的特性称为逆兼容性。（2）相应的黑白电视制式的特性：如扫描频率、频带宽度、伴音载频和图像载频的频率及二者之间的间距、行同步与场同步信号的各项指标等。
2、 兼容制彩色电视除了传送与黑白电视相同的亮度信号外，还要在同一频带内携带色度信
息的色度信号。
3、 三种制式的共同点：1.用Y信号作兼容信号，占全部频带 2.选色差信号压缩带宽
3.色差信号用副载波传送（小孩） 亮度信号高频区空隙较大（把小孩抱到这里挤一挤） 把色度信号“搬移”到高频段——调制； 不是电视台发射的载波——称“副载波” 4、 NTSC（P106，图3-11、3-12） 美国 频分复用
两个要点：正交平衡调幅，频谱交错
为兼容，传亮度和色差（色度幅度压缩）
为压带宽，用Q、I信号 组织Q、I信号一个沿最敏感方向一个沿最不敏感方向
依然垂直，旋转33º 数学处理，重新组合：Y Q I Q信号带宽：0.5MHz I 信号带宽：1.5MHz
Q用DSB，不会串入I I 用残留边带，0.5M以下是DSB，不串 0.5-1.5M是单边带 会串入Q，但可以滤除
色度正交平衡调幅：平衡调幅：就是DSB（双边带）
AM：（1+MacosΩt）• cosωct DSB： cosΩt • cosωct 特点：载波0º的点代表信息 优点：没有载波项，插在亮度中干扰小；如果是黑白部分，信号为O
缺点：不能用简单的包络检波器解调，但“正交”本来就不能用包络检波器 与亮度fH/2频谱交错 送色同步供副载波恢复 主要优点：信号简单，处理容易 主要缺点：易产生色调畸变
信道失真：1．微分增益失真：不同的电平有不同的增益 影响幅度（饱和度）
2.微分相位失真：不同的电平有不同的相移 影响相位（色调）
5、PAL（P258图、P299图） 德国 频分复用
利用相位交变改进NTSC制的失真 又叫逐行倒相的NTSC制 为兼容，传亮度和色差（色度幅度压缩）
V信号逐行倒相（现象：矢量图有两张，目的：相邻行失反，可抵消）
根据矢量图，相位代表色调 ，因为v 轴在U轴之前 以紫色为例：相角超前代 偏红，相角落后代表偏蓝，当U 轴在v轴之前，则代表的意义完全相反！ 最终结果，相角（色调）不变，振幅（饱和度）稍小
注意：只能倒v轴，不能同时再倒u轴，否则相序没有改变 人眼平均：彩色分辨力小于黑白，只能看到两行的平均色 缺点：亮度有偏差会被看出（恒定亮度失效），奇偶场还不一样——出现爬行（百叶窗效应） 电路平均：先记住上一行的信号（用延迟线） 相加得U（V信号两行相反被抵消），相减得V（U信号两行相同被减掉） 正交平衡调幅
与亮度fH/4频谱交错（为什么？）
Fv信号被乘了“±”，频谱上多了开关函数，所以不能fH/2频谱交错，只能fH/4频谱交错 选fsc = (n± ¼) fH，称fH/4偏置 fsc还要尽量靠近高频端，取fsc =（284- ¼ ）fH 副谱线间距50Hz，¼fH总共可容78根副谱线，余6.25Hz，中心空隙12.5Hz。 把Y信号往旁边挪一挪？——半场频偏置
fsc =（284- ¼ ）fH + fV/2 = 4433618.75Hz 简称4.43MHz 送色同步供副载波恢复、PAL识别（135°） 把色同步做成不一样：相位：±135º 时间：消隐后肩 形状：9-10个周期 看成两个分量叠加：定相分量180º 识别分量± 90º
频谱交错可以理解为特殊的频分复用，可以用特殊的（梳状）滤波器进行分离。 普及型彩电和黑白电视机并未这样滤波，色副载波加在亮度上必然显示为亮度干扰。 频率越高，干扰点越细小，能见度越小；频谱交错，不是行频的整数倍，上下行花纹不会排列整齐，能见度小。 亮度对色度的干扰相类似。
梳状滤波器：时域，对相邻行取平均 频域，呈梳状相应（分离FuFv） 梳状滤波器的组成 加法器永远是U信号，减法器永远是±V信号
实际延迟线倒相，加减号互换
梳状滤波器的作用：（1）对相邻行色度信号进行平均，以消除传输误差对色调的影响 （2）将U、V信号分离
梳状滤波器的频响：当= μs，频响为行频的整数倍，可分离NTSC制的亮度信号 P123 当=63.943 μs， fd上升，梳齿拉长，峰值延伸到Fv信号
主要优点：传输失真小 主要缺点：解调复杂，接收机造价高
频谱交错原理：由于电视信号通过逐行、逐场和逐帧扫描而形成，使电视信号具有一定的周期性，所以其频谱具有离散性，因此可将通过副载波调制后的色度信号的频谱安插到亮度信号频谱的空隙中去，使两者的主谱线群和副谱线群交错起来，不产生重迭。 5、 SECAM（P142、143） 时分复用 为兼容，传亮度和色差
色差信号轮流对副载波调频，置于亮度信号的高频段
编码器 只有一个色度，采用抗干扰能力最强的调频系统 解码器 用鉴频器解调，不必“恢复副载波”
微分相位失真只会出现在色度边沿，(ω=dφ/dt)，大面积色度决不失真！
接收机复制三基色时借用上行色差 主要优点：传输失真小
主要缺点：无频谱交错，兼容差，亮色分离难
7、NTSC制和PAL制彩色电视的主要缺点是什么？是怎样产生的？
答：NTSC制的主要缺点第一是微分增益的影响。当系统存在非线性时，系统对色度副载波的增益与所叠加的亮度电平有关则就是为微分增益它会引起响饱和度失真。色度副载波的幅度变化15%时人可觉查。NTSC规定微分增益的容限为30%。二是微分相位的影响。当系统存在非线性时，色度信号产生的相移与所叠加的亮度电平有关这就是微分相位。由于确定解调副载波相位的色同步恒定在0电平上，因此，色度信号在同步检波器中解调时会出现与亮度电平有关的相位误差，这种误差无法用固定移相器补偿，这就破坏了正交检波的解调分离作用，影响了重现图像的色调。 PAL制彩色电视除具有与NTSC制相同的的微分增益的影响外，主要缺点是具有行顺序效应。产生的内因是PAL色度信号V行的逐行交变，内因是传输误差和解码器中存在的各种误差。例如：梳状滤波器中的相延时误差和裂相
误差极易引起大面积爬行，群延时误差又会引起边缘爬行。 8、三种制式信号处理要点
NTSC传亮度色差 正交平衡调幅 行频/2频谱交错 PAL传亮度色差 V信号逐行倒相（梳状滤波器） 正交平衡调幅 行频/4频谱交错 SECAM传亮度色差 色差信号轮流传送（存储复用） 调频 置于亮度高频段 9、三种制式比较
NTSC PAL SECAM
信号处理： 组成简单 复杂：要延迟线 要延迟线、识别开关
容易集成 副载波恢复、识别开关 不必恢复副载波
接收机成本： 低 高 中
兼容性： fH/2交错，好 fH/4交错，中 不能交错，差
亮色信号可分离性：易，梳状滤波器分 中，2倍延迟线“梳” 很难分离（FM波） 演播室节目转换： 方便，只要副载波 （同NTSC） 复杂，FM波不可加
同相，直接相加 必须解码后相加
录放性能： 必须有精确的时基校正 （同NTSC） 好，甚至可用黑白机 传输性能： 微分增益影响亮色比例 （同NTSC） 振幅不影响色度 容限：30% 30% 65%
相位变化影响色调 只影响饱和度 大面积色彩不受影响
容限：±12º ±40º 边界稍有影响，±40º 不对称边带： 串色 有抗御能力 不串，只影响过渡区
多径接收影响幅度、 对色度影响较小 不受影响
相位，彩色畸变 对亮度影响同N制
总的质量改进不大
行顺序效应： 无 可以有（有误差时） 有 结论：1.当信道条件差的时候，SECAM效果较好，NTSC较差2.当信道条件好的时候， NTSC较好，SECAM因为频谱不能交错和行顺序效应，效果最差3.PAL制界于中间 制式的确定还与政治、经济等因素相关
无线发射
1、图像负极性残留边带调幅（频谱图P271，波形图P269）
残留边带的低频分量比
高频多
接收机需要对载波附近
衰减（接收机中详述）
波形
由于保留了载波，波形类同普通AM。 由于电视信号不对称，有两种调制方法。 振幅越大————亮度越大，正极性调幅 振幅越大————亮度反而越小，负极性调幅 负极性调幅特点
优点：1.省功率 25%的同步头占空很少 2.线性范围大 满功率时失真只影响同步头 发射频谱规 3.干扰可见性小 脉冲形成黑点
定
4.AGC容易 峰值是基准电平
缺点：同步容易受干扰，所以大多数国家采用负极性调制 2、伴音信号调频
伴音不属于电视图像内容，但电视广播必备
音频频带不宽，所以采用抗干扰能力强的FM方式。
载波频率：比图像高6.5MHz，不能重叠，不能太远，可以共用天线 BW=2（Δfm+Fmax）=2（50kHz+10kHz)=120kHz
电视发射机既要发射图像，又要发射伴音 图像伴音功率比10：1 （覆盖面积相同）
正规电视台一律用中频调制器简易场合（家用录像机、游戏机、VCD等）用射频调制器。 发射机组成 1.双通道，两台发射机2.单通道，共用发射机 P270框图 电视接收
1、电视机的组成：两大部分：1.无线电接收、解调（通用）
2.视频（伴音）信号处理（专用）：复制像素、排列成图
2、接收解调 放大方式：直接放大：高放+检波
超外差式：先变成固定中频，然后放大、选频、检波
处理通道：单通道：图像、伴音合用部分通道
简单、稳定
双通道：图像、伴音分别放大 不易串扰 国产电视机均为“超外差单通道电视接收机 3、高频调谐器
一、组成 任务：选出有用信号，变成中频
二、性能要求 1、通频带、选择性 带内8MHz放进，带外越小越好（主要是中、镜频）
2、增益和信噪比 全机的第一级
3、本振稳定 本振漂移 中频漂移，影响中频选频——加AFT 4、受AGC控制
4、图像中频电路 一、作用与要求
1.增益60dB（连同检波器）以上 2.AGC控制量40dB以上
3.特殊的中放幅频曲线（电视机特有） 4个要求4个结论
1.残留边带要求，图像载频附近衰减50% 2.为减少音、图互扰，伴音增益低26dB 3．为保证带宽，-6dB通频带大于4.43MHz
4.为抑制邻频干扰，带外衰减大于30Db 重点：低频道伴音载频 ；高频道图像载频 注：彩电伴音-50dB及2. 07M干扰一说是历史遗迹
二、中放实现方案
1.谐振放大器（配合吸收回路）
2.宽带放大+集中选频 IC宽带放大+声表面波滤波器 集成化、免调试，插入衰减稍大 （加预中放）
4、AFT（自动频率调谐） 目的：稳定本振（中频）
频率方法：检测中频频率，把误差电压反馈控制本振
完整的环路有时特指鉴频器 AGC（自动增益控制）
输入电平变化时，稳定输出电平 电台原因：远近、功率、频道 接收机：地点、位置、条件 媒介：衰落、气候、太阳辐射
造成1.显像管超出动态，部分黑白灰度被切割2.中放进入非线性，同步头被割，图像扭曲
3.混频电压过大，交调、互调、黑白反转。。。
ACC自动色度控制
色度的AGC，稳定色度信号的幅度
AGC用同步头控制 ACC用色同步控制（根据色同步的大小） 方法同AGC，要求不高，一级足够
ACK自动色度开关
发现没有彩色，或者彩色太微弱，关断送往后级的信号（干扰） 控制信号来源于色同步的有无
同时配上人工增益调节——色饱和度
5、视频信号检波
1.检出0-6MHz全电视信号（幅度解调）
2.差出6.5MHz第二伴音中频 把31.5MHz理解为38MHz的一个边频
把检波器理解为非线性部件“混频” 31.5M为信号，38M为本振（内载波）
为减少调幅波的“本振”对输出幅度的干扰 必须让检波器工作在“本振”控制的开关状态 否则出现“蜂音”。（为什么伴音要降低为5%？为什么“单通道”更稳定？） 视频信号检波实现方案
1、二极管包络检波器 分立、简单、效率低、无增益、干扰大 2、IC模拟乘法器 集成、有增益、输入小、干扰小
7、亮度通道
大的功能如图
技术细节：6.5MHz陷波，滤除伴音 高频补偿（ARC，勾边），提高清晰度
对比度、亮度控制 箝位，恢复直流分量 6、 箝位与亮度调整
电视信号含有直流分量，代表画面平均亮度 与信号内容有关，人为补入的直流不能替代
方法一：用直接耦合
方法二：交流耦合，用箝位恢复直流电平 电路：箝位电容，隔去已经失真的直流电平 箝位开关，充当钳子 箝位电平，重新安排基准电压 10、亮度延时线 色度通道频带窄，处理过程多
亮度通道频带宽，响应快，不能同时输出 ——延时0.6微秒 实现：半集中参数
11、对比度调节 改变亮度通道的交流增益 （亮度调节改变亮度通道的直流电平） 12、色度通道一、作用
从全电视信号中分离出色度（频分）——带通放大 从色度信号中分离出色差（时分）——色同步分离 对色度相邻行取平均 （频分）——梳状滤波器 正交解调 （时分、相位分）——同步检波器 附属功能：ACC、ACK、色饱和度控制等 二、电路1、带通放大
放大：晶体管、IC
选频：LC谐振 中放带宽不足 解调后边带不对称 必须矫正 选频 + 高通 边带被矫正
2、色同步分离 选通门（开关） 色同步色差出现的时刻不同，用开关切换
开关信号来源于延时的行同步头
3、梳状滤波器
4、同步检波器 梳状滤波器分离了Fu、Fv，尚未解调
作用：把Fu、±Fv解调为U、±V
把逐行倒相的±V 信号复原 进一步分离U、V
电路：模拟乘法器（包络检波器？）
参考信号sinωsct 可解出U cosωsct 可解出± V ± cosωsct 可解出 V
13、色同步通道（辅助通道） 1、基准副载波：0°、90°
2、逐行倒相信号（PAL）开关从识别信号中来： ±135 °——鉴相 14、PAL开关
作用：把cosωsct变成±cosωsct 电路：模拟乘法器
开关信号来源：双稳态触发器
触发信号来源：行逆程脉冲（陡峭）
识别信号来源：色同步±135° 锁相环7.8K半行频，或另用鉴相器 15、白平衡调整（参见P336）：可分为暗平衡和亮平衡两步进行 暗平衡调整时把各电子的截止电平江正到相同 加消隐电平大家应该都不发光——校正截止电压
调整各自的直流工作点使暗电平时刚好截止。 有点像黑白机的“亮度”（LEVEL) 亮平衡调整主要是为了保证显像管在重现亮度较大的黑白图像时仍能保持灰度等级，在屏幕上不出现彩色 。
增加亮度电压，大家应该按比例上升——校对放大量（斜率）
调整各路交流增益，使亮电平时均衡上升 有点像黑白机的“对比度”（DRIVE)
16、设计扫描电路
场必须要形成锯齿，线性放大、输出 行一定不要锯齿，直接用开关信号驱动
每支只能打自己的荧光粉——色纯
三支应同时打向一组像素——会聚 中心部分——静会聚 其他部分——动会聚 枕形校正
原因：延伸失真
方法：黑白机：修正偏转线圈分布 在线圈角上贴磁铁
彩色机：修正偏转电流的幅度（偏转线圈是精心设计的，达到会聚 外加磁场是不允许的，会破环色纯） ——加大屏幕中间的行扫描电流
预测编码的基本思想：
在某种模型的指导下，根据过去的样本序列推测当前的信号样本值，然后用实际值与预测值之间的误差值进行编码。
如果模型与实际情况符合得比较好且信号序列的相关性较强，则误差信号的幅度将远远小于样本信号。
变换编码的基本原理
通过数学变换可以改变信号能量的分布，从而压缩信息量。
以傅里叶变换的概念说明合理的变换可以改变信号能量分布的基本原理。 统计编码(熵编码）基本原理
在信号概率分布情况已知的基础上，概率大的信号对应的码字短，概率小的信号对应的码字长，这样就降低了平均码字长度。
JPEG MPEG-？ H.2 AVS
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