§5.1 彩色图像信号分析

彩色图像信号的主要组成部分是亮度信号Y及色差信号（R-Y）、（B-Y）。此外，为了实现系统同步，还必须有行、场同步和色同步等信号。本节以标准彩条测试信号为例，分析其波形及矢量图，以便加深理解。

5.1.1 三基色信号波形分析与参数

一、三基色信号波形及其对应的彩条图形

图5-1（a）、(b)、(c)分别表示R、G、B三基色信号。它们是由脉冲电路产生的三组不同脉宽相同幅度的方波，将这三种方波信号加至彩色显像管，分别控制彩色显像管的三根电子束，并相应射到红、绿、蓝色荧光粉上，利用人眼空间混色作用，在屏幕上依次显示白、黄、青、绿、紫、红、蓝、黑8种竖条，分别对应三基色极其补色，再加上中性色白和黑，即可构成如图5-1（d）所示的彩色图形。如果是黑白电视接受机，则可看到8根灰度等级不同的竖条。

由图可知：之所以显示白色，是因为R=G=B=1，即等量的红、绿、蓝光同时出现混合为白光。R=G=1，而B=0，即等量的红、绿光混合为黄色光，所以显示黄条。对于显示的红色是R=1，G=B=0，激励显像管R电子枪的电子束，轰击显示屏的红色荧光粉，使屏幕发红光的结果。此时，绿蓝两电子束截止而不发光。同理。可依次推出其它显示的彩色图形。由于把三基色信号与白条对应的电平定为1，与黑条对应的电平定为0，所以，它们是正极性的基色信号。

R10tG1（a）t1(b)B1(c)t1tt1t

（d）

图5-1 三基色信号波形及其对应的彩条图形

二、彩色信号的规格及其主要参数介绍

彩条信号是彩色电视机中经常使用的一种测试信号，它有各种形状和规格，以适应彩色电视机系统调整或测试的需要。在我国，常用的彩色信号有两种规格：

1． 双数码命名法的彩条信号

如图5-1所示，与白条对应的各基色电平为1，是基色的最大值，黑条对应的基色电平为0，是基色的最小值，因此，三基色信号的电平非1即0，由它们配出来的彩条，没有掺白，且幅度最大，所以称为100%饱和度和100%幅度的标准彩条，用双数码表示为100/100彩条。如果三基色信号的最大值仍为1，而最小值为0.05，黑条对应的各基色电平仍为0，可见，其余彩条中，均含有5%的白光，如图5-2（a）所示。我们可以说此种彩条信号幅度仍为100%，而饱和度却降为95%，即95/100。这种表示方法一般指未经γ校正的基色信号。

2． 四数码命名法的彩条信号

四数码命名法的彩条信号，常用在电视信号的发射、传送和磁带录像中。第一个数码表示白条中三基色信号的最大值，第二个数码表示黑条中基色信号的最小值，第三个数码表示各彩条中三基色信号的最大值，第四个数码表示各彩条中三基色信号的最小值。例如：100/0/75/0，此彩条三基色信号波形如图5-2（b）所示。对应的白条有最大值1，对应的黑条有最小值0，而6种彩条的三基色信号最大值均为0.75，最小值均为0。这种四位数码命名的彩条信号是指已经过γ校正的。

白黄青绿 品红 蓝黑R10.05白黄青绿品红蓝黑10.750010.751G010.05010.75B0(a)0.050(b)图5-2 彩色信号的两种表示方法

应当注意：

(1)同样的彩条，γ校正前后三基色电平波形不同。

(2)图5-1所示的彩条信号也可用100/0/100/0四位数码来表示，如果该彩条是经过γ校正的话。由于这种彩条波形简单，便于使用，一般在彩色电视机设备生产和科研中用。我们在后面研究色差、色度信号时就使用这种规格的彩条信号作为标准。

(3)彩条信号的主要参数。彩条信号的主要参数有相对幅度、饱和度和频带宽度。其相对幅度、饱和度的计算公式如下：

第三个数码相对幅度=第一个数码饱和度=1-100%（第四个数码第三个数码）]100%

按上述两式可算出，100/0/75/0彩条信号的相对幅度为75%，饱和度为100%。。100/0/100/0彩条信号的相对幅度为100%，饱和度为100%。

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例如，100/0/100/0彩条信号的黄色，见表5—1，其R—Y=0。11，B—Y=－0.89，则有

（a）100/0/100/0彩条亮度与色差信号波形； （b）100/0/75/0彩条亮度与色差信号波形同理，我们将5—1中各色度信号的幅值与初相数值列在表5—3中。

表5—3 未压缩100/0/100/0彩条信号的合成矢量及相位角