欧洲颜色系统

美国广播NTSC系统的使用始于1954年,同样的系统已被采用加拿大美国、墨西哥、日本和其他几个国家。1967年德意志联邦共和国联合王国成立了颜色使用PAL系统广播,而在同年法国苏联还引入了颜色,采用SECAM系统。

PAL和SECAM体现了与NTSC系统相同的原理,包括影响兼容性的事项和使用单独的信号来携带低细节的颜色信息叠加对高细节亮度信号。事实上,欧洲系统的发展仅仅是为了改进美国系统在一个方面的表现,即复制图像的色调的稳定性。

指出在美国系统中,色相信息是由色度信号相位角的变化所携带的,这些相位变化在信号中被恢复接收机通过同步检测.相位信息的传输,特别是在美国彩色广播的早期阶段,容易在广播电台和网络连接中出现偶然错误。接收天线附近的建筑物和其他结构对广播信号的反射也会引起误差。在随后的几年里,在美国,通过广播和网络的注意,以及接收机中的自动色调控制电路,色调信息的传输和接收变得更加准确。自20世纪70年代末以来,在两个扫描场的第19行传输了一种特殊的颜色参考信号,接收机中的电路锁定参考信息以消除颜色失真。这个垂直间隔参考(VIR)信号包括色度、亮度和黑色的参考信息。

PAL和SECAM本质上受相位误差的影响较小。在这两个系统中名义上的色度信号的值为4.433618兆赫,该频率来自于帧扫描和行扫描速率,因此与之精确同步。该色度信号被容纳在6兆赫范围内的完全传输边带,如数字.由于其与行扫描和帧扫描速率同步,其频率分量与亮度信号的频率分量交错,因此色度信息不会影响黑白接收机接收彩色广播。

朋友

PAL(相位交替线)类似于NTSC,因为色度信号同时在振幅上被调制以携带颜色的饱和度(柔和与生动)方面,并在相位上被调制以携带色调方面。然而,在PAL系统中,相位信息在扫描连续线路时是反向的。这样,如果在扫描一行时存在相位误差,则在下一行时将引入补偿误差(相等但方向相反),并且平均相位信息(由连续两行加在一起表示)将没有误差。

因此需要两条线来描述校正的色调信息,并且相应减少了色调信息的垂直细节。这不会产生严重的后果退化当相位误差不是太大的时候,因为,如上所述,眼睛不需要在色彩复制的色调上有细微的细节,观察者的头脑会把两个补偿误差平均掉。然而,如果相位误差超过约20°,则确实会发生可见的退化。这种影响可以通过在接收机中(如在SECAM系统中)引入延迟线和电子开关来纠正。

SECAM制式

在SECAM中(Système électronique couleur avec mémoire)亮度信息以通常的方式传输,色度信号与之交错。但是色度信号只有一种调制方式。这两类信息都需要包含颜色值(色相和饱和度)不会同时出现,而误差与振幅和相位同时出现有关调制不发生。相反,在SECAM系统(SECAM III)中,交替的线扫描携带亮度和红色信息,而中间的线扫描包含亮度和蓝色。绿色信息是通过从亮度信号中减去红色和蓝色信息而在接收器内部得到的。由于单独的直线扫描只携带一半的颜色信息,因此需要连续两次直线扫描才能获得完整的颜色信息,而这将垂直测量的颜色细节减半.但是,如上所述,眼睛对小细节的色调和饱和度不敏感,所以不会产生不良影响。

为了从亮度信息中减去红色和蓝色信息并获得绿色信息,红色和蓝色信号必须同时在接收机中可用,而在SECAM中,它们是按时间顺序传输的。同时性的要求是通过将每一行扫描的信号内容保存在存储器中(或“记忆”它——因此该系统的名称,法语为“带有存储器的电子颜色系统”)来满足的。存储设备称为a延迟线;它保存了64微秒的每次行扫描信息,这是完成下一次行扫描所需的时间。为了匹配连续的线路对,还需要一个电子开关。当使用延迟线路最初是被提出的,这种线路是昂贵的设备。随后的改进降低了成本,而接收器必须包含这些组件的事实不再被视为决定性的。

由于SECAM系统以最小的误差再现颜色信息,因此有人认为SECAM接收器不必手动控制色调和饱和度。然而,这种调整通常是为了让观众能够根据自己的喜好调整画面,并纠正由于相机、照明和网络使用错误等因素造成的广播错误信号。

数字电视

世界各国政府欧盟美国、日本和美国正式承诺在21世纪头几年用数字电视取代传统的电视广播。部分无线电频谱被预留出来,供电视台在传统广播的同时,开始数字广播节目。在某种程度上,当市场似乎会接受这种变化时,计划要求广播公司放弃旧的传统电视频道,只在新的数字频道上播出。正如兼容彩色电视的情况一样,数字世界也被划分为相互竞争的标准:高级电视标准委员会(ATSC)系统,于1996年由美国国家安全局批准FCC作为美国数字电视的标准;数字视频广播(DVB),欧洲采用的系统财团在1993年。

转换常规文件的过程模拟电视信号转换成数字格式包括采样、量化和二进制编码等步骤。这些步骤,在本文中进行了描述电信,产生的数字信号需要数倍的带宽原始波形的。例如,NTSC颜色信号基于483行,每行有720个图像元素(像素)。其中8位用于编码亮度信息,另外8位用于编码色度信息,数字电视信号的总传输速率为每秒1.62亿比特。这将需要大约80兆赫的带宽,远远超过6兆赫的容量分配用于NTSC系统中的通道。

为了使数字广播适应模拟电视中现有的6兆赫和8兆赫频道,ATSC和DVB系统都通过消除比特率来“压缩”比特率冗余图片信息来自信号。这两种系统都采用MPEG-2,这是一种国际标准,由运动图像专家组于1994年首次提出,用于压缩数字视频信号,以供广播和录制数字视频光盘.MPEG-2标准同时使用图像内和图像间压缩技术。图内压缩是基于空间细节的消除和冗余在一幅画中;图片间压缩是基于从一张图片到另一张图片的变化预测,因此只有变化被传输。这种冗余减少将数字电视信号压缩到每秒约400万比特——这足以使多个标准清晰度节目在一个频道中同时播放。(事实上,MPEG压缩被直接广播卫星电视用于同时传输近200个节目。同样的技术可用于有线电视系统,向用户发送多达500个节目。

然而,压缩是对质量的妥协。某些工件可能发生的情况对某些观众来说可能是明显的和麻烦的,例如大面积的运动模糊,粗糙的边缘边界,以及分辨率的整体降低。