彩色电视制式
目前世界上现行的彩色电视制式有NTSC制、PAL制和SECAM制三种。
(一)NTSC
NTSC(National Television Systems Committee)彩色电视制是美国国家电视标准委员会1953年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,以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等采用这种制式。
NTSC彩色电视制的主要特性是:
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。Laserdisc约420线,S-VHS约320线。
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。
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 15750Hz,周期为63.5μs;场扫描频率是60Hz,周期为16.67ms;帧频是30Hz,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。
(二)PAL
由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺点,因此德国(当时的西德)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:
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。
一帧图像的总行数为625,分两场扫描。行扫描频率是 15625 Hz,周期为64μs;场扫描频率是50Hz,周期为20ms;帧频是25Hz,是场频的一半,周期为40ms。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。图07-03-2表示的是一个行周期的黑白电视信号,彩色电视信号与它相似。
图07-03-2 一个行周期的电视信号(黑白电视系统)
(三)SECAM
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、前苏联、东欧和中东等约65个国家采用这种制式。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),它的红色差(R’-Y’)和蓝色差(B’-Y’)两个色度信号是按行的顺序传输的。图像格式为4:3,625线,50Hz,6MHz电视信号带宽,总带宽8MHz。
以上三种电视制式的主要特性如表07-03-1和表07-03-2所示。
表07-03-1 彩色电视的同步信号
|
TV制式
|
PAL
|
NTSC
|
SECAM
|
水
平
定
时
(μs)
|
行周期(H)
|
64.0
|
63.55
|
64.0
|
消隐宽度
|
11.8
|
10.8
|
11.8
| |
同步宽度
|
4.7
|
4.7
|
4.7
| |
前肩
|
1.3
|
1.3
|
1.3
| |
色同步起点
|
5.6
|
5.1
|
—
| |
色同步宽度
|
2.25
|
2.67
|
—
| |
均衡脉冲宽度
|
2.35
|
2.3
|
2.35
| |
垂直
(场)
同步
|
场同步脉冲宽度
|
27.3
|
27.1
|
27.3
|
消隐宽度
|
25H
|
20H
|
25H
| |
均衡脉冲数
|
5
|
6
|
5
| |
场同步脉冲数
|
5
|
6
|
5
|
表07-03-2 彩色电视国际标准
TV制式
|
PAL
G I D
|
NTSC
|
SECAM
|
行/帧
|
625
|
525
|
625
|
帧/秒(场/秒)
|
25(50)
|
30(60)
|
25(50)
|
行/秒
|
15625
|
15734
|
15625
|
参考白光
|
C白
|
D6500
|
D6500
|
声音载频(MHz)
|
5.5;6.0;6.5
|
4.5
|
6.5
|
γ
|
2.8
|
2.2
|
2.8
|
彩色副载频(Hz)
|
4433618
|
3579545
|
4250000(+U)
|
彩色调制
|
QAM
|
QAM
|
FM
|
亮度带度(MHz)
|
5.0;5.5
|
4.2
|
6.0
|
色度带宽(MHz)
|
1.3(Ut)
|
1.3(I) 0.6(Q)
|
>1.0(Ut) |
为满足彩色电视与黑白电视的兼容性,则需在原有黑白电视信道带宽的条件下,同时传送亮度信号Y和两个色差信号U、V。由于人眼对于彩色细节的分辨力低于对亮度细节的分辨力,因此色差信号U和V可以用比亮度信号窄的频带来传送,在我国的PAL/D制彩电标准中,亮度Y的带宽为6MHz,U 和V的带宽为1.3MHz,这是在彩色细节相对于亮度细节做出折中的结果。
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