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1、制式定义,发送端和接收端以某种特定的信号处理方式，构成了具有不同特点的各种彩色电视制式。,模拟彩色电视制式,以三基色原理为基础的彩色电视制式，其主要区分标志是3个信号的处理方式。NTSC制、PAL制和SECAM制都采用了与黑白电视兼容的亮度信号，因而它们之间的差别主要体现在两个色差信号对副载波的调制方式上。由两个色差信号以不同方式对副载波调制而形成的组合已调信号体现了制式的主要特点，这个已调副载波信号称为色度信号。,彩色视频信号各成分分离图,NTSC制是1953年美国研制成功的一种兼容彩色电视制式。NTSC是国家电视制式委员会（National Television System Commit
2、tee）的缩写。按色度信号的构成特点，这一制式又称正交平衡调幅制。,NTSC制式简介,NTSC制色度信号由两个色差信号分别对初相位为0和90的两个相同频率的副载波平衡调幅再混合而成。由于色差信号(B-Y)和(R-Y)的理论频带为1.5MHZ,如果色度信号以双边带方式传送,则对于每帧525行、视频带宽为4.2MHZ的制式来讲，亮度、色度信号的频带重叠过宽，相互干扰将很严重。如果色度信号以不对称边带方式传送，则正交同频检波将不能起完善的解调分离作用，从而造成两个解调色差信号之间的相互干扰。为了避免这种串扰，有必要进一步压缩色差信号的频带。,色度信号调制,对人眼视觉特性的研究表明，人眼对红黄之间颜色
3、的分辨加最强，而对蓝品之间颜色的分辨力最弱。在色度信号矢量图中以I轴表示人眼最敏感的色轴，而以与之垂直的Q轴表示最不敏感的色轴。由（BY）和（RY）或U和V的不同线性组合可以构成各种不同的色差信号组。Q，I只是其中具有特殊性质的一组。,Y 0.299 0.587 0.114 RQ 0.211-0.523 0.312G I 0.596-0.275-0.322 B,根据人眼特性而规定的Q和I信号的理论带宽分别为0.5MHZ和1.5MHZ。于是，色度信号的Q分量可以用窄带双边带方式传送，而I分量可用较宽的不对称边带方式传送。这样既压缩了色度信号的带宽，又不会造成串色。,NTSC制编码方框图,NTSC
4、制解码方框图,NTSC制的主要性能,1.在现在用的3种兼容制中，NTSC制色度信号的组成方式最为简单，因而解码电路也最简单，容易集成化。2.NTSC制色度信号每行都以同一方式传送，因而不存在对图像质量有损害的行顺度效应。3.亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开，兼容性能好，亮度串色影响也较小。容易实现亮分分离。4.色度信号的失真会影响重现彩色的饱和度。5.重现彩色的色调对色度信号的相位失真敏感。6.演播室进行图像慢转换、切换、混合等特技操作比较方便。,为了克服NTSC制的相位敏感性，1962年在德国究出一种PAL制。PAL是相位逐行交变（Phase Alternation Line）的缩写。按
5、色度信号的特点，PAL制又称逐行倒相正交平衡调幅制。,PAL制式简介,色度矢量在同一方向的相位误差，在相反的彩色相序下将产生方向相反的色度偏差，就能趋向于抵消偏差而恢复正确的彩色。由此可见，在发送端周期性的改变彩色相序而在接收端采用平均措施，就可以减少传输误差带来的影响。这就是彩色相序交变原理。,彩色相序交变原理,彩色相序交变方法,彩色相序的倒换，可以按帧频、场频、行频或点频进行。而平均的过程则可以通过人眼视觉惰性或电的方法来完成。电平均法又包括副载频延迟线法和视频延迟线法。目前，两种电平均法均已得到实用。同时也利用视觉惰性的辅助平均作用。,+cos,PAL制编码器方框图,PAL制解码器及各点
6、波形,PAL制的主要性能,1.对相位误差不敏感，重现彩色受传输误差的影响小。2.梳状滤波器可减少亮度信号和噪波对彩色的干扰。3.亮度信号与色度信号频谱交错，相互干扰较小，可以实现分离。在播放不同来源的节目时，对同步有高精度要求。4.色度信号幅度方面的性能与NTSC制一样，微分增益的容限为30%；演播室对图像进行特技操作比较方便。5.有行顺序效应。6.编码器、解码器复杂一些，接收机价格高一些，信号处理麻烦一些。,SECAM是法文Squential Couleur a Mmoire(顺序传送彩色与存储)的储写词。SECAM在1956年由法国工程师亨利弗朗斯提出，1959年开始研究，1966年形成参
7、数最佳化的现用的SECAM-b制。SECAM制是用错开传输时间的办法，即时分原则来避免串色及由其造成的彩色失真。,SECAM制式简介,SECAM制式解析,由于在同一时间内传输通道中只传送一个色差信号，而接收机中必须同时存在Y、RY和BY三个信号才能解调出三基色信号成R、G、B，所以在SECAM帛中也采用了超声延时线。它将上一行的色差信息贮存一行的时间，然后与这一行传送的色差信息使用一次；这一行传送的信息又被贮存下来，再与下一行传送的信息使用一次。这样，每行所传送的色差信息均使用两次，就把两个顺序传送的色差信号变成同时出现的色差信号。将两个色差信号和Y信号送入矩阵电路，就解出了R、G、B信号。,
8、在SECAM制中，由于每行只传送一个色差信号，因而色度信号的传送不必采用正交平衡调幅的方式，而采用一般的调频方式。这样，在传输中引入的微分相位失真对大面积彩色的影响较小。由于调频信号在检波之前可进行限幅，所以色度信号几乎不受幅度失真的影响。同时，在接收机中，可以直接对色差信号进行调频检波，不必再恢复彩色副载波。但是，由于调频信号的频谱比较复杂，不能和亮度信号的频说进行频谱间置，因而彩色副载波对亮度的干扰较大。为此采取了一些措施，如将副载波三行倒相一次，使每场中的副载波干扰光点互相错开；而且每场也倒相一次，使相邻两场的副载波干扰光点互相抵消。,副载波处理,SECAM制编码器方框图,SECAM制解
9、码器方框图,SECAM制的主要性能,1.受传输失真的影响小。2.录放性能好。3.接收机可以不设色调和饱和度调整旋钮，但同时观众也就失去了根据爱好调整彩色的自由。4.SECAM制出现行顺序效应是属于行顺序工作的原理性缺陷。而PAL制多是在有误差的情况下才表现出行顺序效应。5.演播室进行慢转换和混合等特技操作的设备比较复杂。6.接收机解码器的复杂性居于NTSC制和PAL制之间。,数字电视制式,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 Vide
10、o 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）。,从内容上分为信源部分和信道部分；从结构上分为发送端，传输网络和接收端。发送端包括信源编码（音视频编码），业务复用，信道编码和调制。传输网络既可以是地面广播，也可以是有线电视和卫星接收。调制信号到达接收端，先进行信道解调形成基带TS流，然后进行解复用，形成音视频PESES流分别解码，最后输出音频和视频信号。,数字电视广播接收系统,将电视的视音频信号数字化后，其数据量是很大的，非常不利于传输，因此数据压缩技术成为关键。实现数据压
11、缩技术方法有两种：一是在信源编码过程中进行压缩，当前世界上的数字电视制式的信源编码技术都是基于MPEG2标准。二是改进信道编码，发展新的数字调制技术，提高单位频宽数据传送速率，不同数字电视制式的区别在于信道编码和调制技术的不同。如在欧洲DVB数字电视系统中，数字卫星电视系统(DVB-S)采用正交相移键控调制(OPSK)；数字有线电视系统(DVB-C)采用正交调幅调制(QAM)；数字地面开路电视系统就(DVB-T)采用更为复杂的编码正交频分复用调制(COFDM)。,数字电视编码,当前世界上的数字电视制式的信源编码技术都是基于MPEG2标准。MPEG2视频压缩格式分为4级 5类，从低分辨率图像到高
12、清晰度视频有十几种格式，其中 MP HL格式完全符合 HDTV广播需要。MPEG2视频压缩采用了运动估计和补偿，帧内预测和帧间预测编码，DCT变换编码和熵编码等算法，压缩率可达 3050倍。付出的代价是 MPEG-2压缩算法运算量极大。AC3有 51声道编码，可以复用成TS流。信源解码是编码的逆过程，包括TS的解复用和音视频ES的解压缩，整个过程符合MPEG2和AC3的解压缩语法。HDTV解码运算量相对较低，是压缩编码运算量的十分之一。,信源编码与解码,ATSC制是美国研制成功的一种数字电视制式。ATSC是高级电视制式委员会（Advancde Television System Committ
13、ee）的缩写。按其采用的信道编码和调制方式的特点，这一制式又称为格形编码多电平单载波VSB调制制式。,ATSC制式简介,发送端：TS流输入到信道调制单元。信道编码过程包括数据随机处理，RS纠错编码，卷积交织，格状编码，同步信号插入，形成8电位符号流（八种电位：7V，5V，3V，1V）。然后进行模拟处理，插入导频，预均衡和单边带调制，最后送到发射机。,信道调制与解调原理,接收端：射频RF经调谐器锁定，形成中频IF输出，AD变换后逐级进行 8VSB信道解调处理，完成解调后输出TS流,ATSC制的主要性能,1.对AWGN信道的抗噪性能较好，载噪比门限值低。2.多径接收的性能差一些。3.在仅有一个同频
14、道NTSC台干扰的情况下，可较简单的采用梳状滤波器和陷波器来抑制来自模拟电视的图像载波、色度副载波和伴音载波的干扰。4.抗同频道数字电视干扰的性能较好。5.抗脉冲干扰的性能较好。6.抗连续波干扰的性能较差。7.在多径、移动接收环境下，抗动回波和多普勒效应的性能比较差。8.有利于节省广播频道的发射功率。9.频谱利用率高。,DVB制是欧洲多国众多组织联合研制成功的一种数字电视制式。DVB是数字视频广播（Digital Video Broadcasting）的缩写。按其采用的信道编码和射频信号形成的特点，这一制式又称为编码正交频分复用多载波制式。,DVB制式简介,DVB标准是个标准系列，包括用于卫星
15、直播的DVBS、用于有线电视广播的DVBC、用于地面广播的DVBT等。这些传输方式的主要区别在于使用的调制方式，因为不同它们应用的频率带宽的要求不同。利用高频载波的DVB-S使用QPSK调制方式，利用低频载波的DVB-C使用QAM-64调制方式，而利用VHF 及 UHF载波的DVB-T使用COFDM调制方式。以下主要介绍DVBT。,DVB标准系列,DVBT系统功能框图,DVB-T使用COFDM调制方式。COFDM（coded orthogonal frequency division multiplexing），既编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。其基本原理就是
16、将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。编码（C）是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式，以适应不同重要性数据的保护要求；正交频分（OFD）指使用大量的载波（副载波），它们有相等的频率间隔，都是一个基本震荡频率的整数倍；复用（M）指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上，形成一个频道。,COFDM调制方式,DVBT制的主要性能,1.多径接收的性能好。2。可用于移动接收。3.在AWGN信道模型下的载噪比门限值比ATSC制稍高一些。4.多载波的OFDM信号频带利用效率比单载波的高；保护间隙和导频的采用，减小了信道容量的有效利用；单频网的实现可在频谱规划上节省大量的频
17、谱资源。5.在6MHZ带宽下可提供的传输数字电视信号的比特率稍低些。6.抗同频道模拟电视台的图像载波、色度副载波和伴音载波干扰的性能好。7.在采用多频多的情况下，抗同频道数字电视干扰的性能比ATSC制稍差一些。8.搞脉冲干扰的性能比ATSC制稍差一些9.抗连续波干扰的性能极好。10.COFDM射频信号的峰均功率比不太受滤波的影响，比ATSC制的高一些。,ISDB制是日本NHK在欧洲COFDM技术的基础上研制成功的一种地面数字广播传输标准。ISDB是综合业务数字广播（Integrated Services Digital Broadcasting）的缩写。按其采用的技术特点，它又被称为频带分段传
18、输正交频分复用制式。频谱分段传输与强化移动接收是日本ISDBT标准的两个主要特点。,ISDB制式简介,ISDBT系统与DVBT系统类似，其是基于DVBT的原理，在应用上可传送多种信息的进一步开发。ISDBT使用COFDM调制。ISDBT实现了和DVBT相同的信道编码技术。,ISDB-T信道编码和调制,ISDBT制的主要性能,1.多径接收的性能好。2。移动接收性能好。3.在AWGN信道模型下的载噪比门限值比ATSC制稍高一些。4.在6MHZ频道下的数据容量比ATSC制的低一些。5.在频谱利用率方面的长处与短处、射频信号的峰均功率比、抗同频道模拟台干扰的性能、在多频网下抗同频道数字电视干扰的性能以及抗连续波干扰的性能均与DVBT制类同。6.ISDBT有长时间交织的可选项，可把抗脉冲干扰的性能增强到与ATSC制差不多。,
