【音視頻基礎(chǔ)】(十):YUV顏色空間之彩色電視制

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繼續(xù)這篇文章之前,先確保上篇沒有不懂的內(nèi)容隔节。上篇講了彩色電視到數(shù)字電視的發(fā)展鹅经,進而更深層次的,講了模擬電視信號怎诫,和數(shù)字電視信號瘾晃。其實收音機的信號傳輸方式,也是這么個發(fā)展幻妓。

但是光知道模擬信號和數(shù)字信號蹦误,依然不夠,因為它只是電視傳輸圖像數(shù)據(jù)肉津,使用的方式强胰。而具體到更細節(jié)的東西,比如圖像的掃描參數(shù)妹沙、電視信號的帶寬偶洋,以及射頻特性,就需要制定一套標準距糖,來進行統(tǒng)一玄窝。而這就是這篇要講的,電視制悍引。

1. 電視制是啥恩脂?

簡單來說,它就是傳輸圖像和聲音的方法趣斤。像前面說的俩块,電視制按掃描參數(shù)、電視信號帶寬和射頻特性,來劃分玉凯。就比如說势腮,掃描參數(shù)包括了掃描方式(在顯示器里說的,隔行掃描或逐行掃描)壮啊、掃描行頻(一秒掃描多少行)嫉鲸、幀頻(一秒掃多少幀),再加上信號帶寬歹啼,聲音的載波頻率(不用管),信號的調(diào)制方法(不用管)座菠,還有比較重要的狸眼,使用的顏色空間,等等這些浴滴,就構(gòu)成了電視制拓萌。

看到電視制包含了這么多參數(shù),就知道世界上的電視制也不只一種升略。就黑白電視來講微王,世界上在用和不在用的,就有大約14種品嚣。而值得慶幸的是炕倘,彩色電視制,在黑白電視制基礎(chǔ)上翰撑,按其在處理三種基色信號的不同方式罩旋,進一步進行了劃分。目前世界上眶诈,主要使用的彩色電視制有三種涨醋。

2. 彩色電視制

黑白電視制就不說了,直接來到彩色電視制逝撬。世界上現(xiàn)行的模擬彩色電視制主要有三種浴骂,分別為:NTSC、PAL宪潮、和SECAM溯警,它們互不兼容。

2.1 NTSC

NTSC制是比較早制定的彩色電視廣播標準坎炼,在美國愧膀、加拿大等大部分西半球國家,以及日本谣光、韓國檩淋、菲律賓和臺灣地區(qū)采用這種制式。

它的主要特性是,使用的YIQ信號蟀悦,也就是YIQ顏色空間媚朦,并不是YUV,色度信號使用正交幅度調(diào)制(QAM日戈,知道就好)询张。

它的掃描參數(shù)會在下面列在表格里,下同浙炼。

2.2 PAL

PAL彩色電視制是在NTSC之后份氧,開播的彩色電視廣播標準。PAL制稱為逐行倒相(Phase-Alternative Line弯屈, PAL)彩色電視制蜗帜,使用的也是正交幅度調(diào)制。它是為了克服NTSC制存在的相位敏感资厉,而造成的彩色失真而開發(fā)的厅缺。恩,知道就好宴偿。

它的使用范圍為:德國湘捎、英國等一些西歐國家,以及中國窄刘、朝鮮等國家采用這種制式窥妇。而在這種制式下,更細節(jié)的一些參數(shù)也不太相同都哭,因此PAL制有PAL-G秩伞,PAL-I,PAL-D等制式欺矫,我國大陸(注意是大陸纱新,不包括臺灣)使用的是PAL-D。

它使用的顏色空間是YUV穆趴。

2.3 SECAM制

SECAM制不同于NTSC和PAL脸爱,它由法國提出并制定,SECAM是法文的縮寫未妹。它廣泛應用在法國簿废、俄羅斯、東歐络它、中東等約60多個地區(qū)和國家族檬。

和NTSC和PAL不同的是,它的色度信號化戳,使用的不是正交幅度調(diào)制单料,而是頻率調(diào)制(FM)。它使用的顏色空間也是一種新的顏色空間,和YUV類似扫尖。

3. 電視制的兼容性

NTSC白对、PAL、SECAM互不兼容换怖,意思就是甩恼,PAL制的電視機不能觀看NTSC和SECAM制的電視節(jié)目,同理NTSC和SECAM也一樣沉颂。

雖然它們之間互不兼容条摸,但是它們卻都是彩色和黑白兼容的制式。意思是:

一:黑白電視機能夠接收彩色電視廣播兆览,顯示的是黑白圖像屈溉。

二:彩色電視機能夠接收黑白電視廣播,顯示的也是黑白圖像抬探。

而為了實現(xiàn)這種兼容性,對彩色電視系統(tǒng)有兩點要求:

一:必須采用和黑白電視相同的一些基本參數(shù)帆赢,比如掃描方式小压、行頻、幀頻椰于、圖像載波怠益、聲音載頻等。

二:需要將攝像機采集圖像瘾婿,輸出的三基色RGB信號蜻牢,轉(zhuǎn)換成一個亮度信號,以及代表色度的兩個色差信號(NTSC偏陪、PAL抢呆、SECAM使用的顏色空間都是如此,如YIQ笛谦、YUV抱虐,Y為亮度,IQ和UV分別為色差饥脑,等之后介紹YUV的時候會進一步明白)恳邀,并將它們組合成一個彩色全電視信號進行傳送。

然后在接收端的時候灶轰,彩色電視機將彩色全電視信號谣沸,重新轉(zhuǎn)換成三個基色信號,在顯示器上重現(xiàn)發(fā)送端的彩色圖像笋颤。

流程圖如下:

電視顯示系統(tǒng)

圖中Y表示亮度信號乳附,C1和C2表示兩個色差信號,在實際應用中,C1许溅、C2與具體的應用有關(guān)瓤鼻。比如如果圖中電視機為NTSC彩色電視機,則C1和C2分別表示I贤重、Q兩個色差信號茬祷,如果是PAL彩色電視機,則C1并蝗、C2分別表示U和V祭犯。而在后面要講的ITU-R BT.601里,C1和C2分別表示Cr滚停、Cb兩個色差信號沃粗。

這里說的色差,就是三基色(即R键畴、G最盅、B)與亮度(Y)的差。

4. 國際彩色電視標準

因為電視制不少起惕,國際電信聯(lián)盟(ITU涡贱,記住這個詞,后面還會用)惹想,給每一種黑白電視制分配了A~N的字母標識问词,這樣黑白電視制的字母與NTSC、PAL和SECAM彩色電視制結(jié)合嘀粱,就制定了世界上所有的電視制激挪。如我國大陸的PAL-D,美國的NTSC-M锋叨。如下表(連帶各制式的掃描參數(shù)):

國際彩色電視標準

表中的場頻很好理解垄分,前面說過電視機的掃描方式分為:隔行掃描和逐行掃描。如果是隔行掃描的情況下悲柱,電子束從第一行開始掃锋喜,接著是3、5豌鸡、7…這樣掃完奇數(shù)行后嘿般,掃偶數(shù)行,相當于一幀圖像涯冠,分成兩場掃炉奴。第一場掃描總行數(shù)的一半,第二場掃描另一半蛇更,因而括號內(nèi)場頻是幀頻的二倍瞻赶。

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