在我們的電視天線信號(hào)線里就只有兩跟線，中間有一根很粗的線，外圍包著一層的線，這是為了防止外界信號(hào)的干擾。在這兩根線中一個(gè)是地線，一根是全電視信號(hào)線，外圍的是地線。
做視頻處理很難免要接觸電視信號(hào)，了解全電視信號(hào)的原理。當(dāng)我們把電視的信號(hào)線接到示波器上看其波形時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)其波形很亂，但總是有一些規(guī)律可循：每隔一段特別亂的波形之后有一個(gè)很小的低電平。在這其中，中間那些特別亂的波形其實(shí)就是有效像素電平的高低信號(hào)，那些很小的電平信號(hào)就是一些同步信號(hào)。 1、關(guān)于像素時(shí)鐘：大約在13.5MHz，由采樣定理得出的采樣信號(hào)為27MHz，像素時(shí)鐘就是來同步像素有效信號(hào)的，每一個(gè)像素時(shí)鐘來一個(gè)像素值； 2、關(guān)于行同步信號(hào)：顧名思義就是同步行掃描的信號(hào)，每行來一次，低電平有效（對于正電視信號(hào)而言），每來一次行同步信號(hào)就意味著本行掃描結(jié)束，新的一行就要開始了； 3、關(guān)于場同步信號(hào)：顧名思義就是同步場掃描的信號(hào)，每場來一次，低電平有效，每來一次就意味著本場掃描結(jié)束新的一場就要開始； 4、關(guān)于場、幀的概念：從屏幕上頭掃到下頭叫做一場，但是并不等同于一幀，一幀圖像是指能夠組成完整畫面的圖像數(shù)據(jù)，在隔行掃描中一幀包括兩場：奇場和偶場； 5、關(guān)于CVBS波形電平的解析：（假設(shè)為正電視信號(hào)）設(shè)最低電平為0,最高電平為1,在兩者之間有一合理的分界值x，認(rèn)為x到1之間的為像素值，將這個(gè)區(qū)間劃分為256份（假設(shè)精度為8位），每一個(gè)值對應(yīng)一個(gè)灰度值，其中x代表黑色，1代表白色，中間為各級(jí)灰度。(一個(gè)電平就可以表示一個(gè)256之內(nèi)的數(shù)字，模擬電平)x以下的電平不是有效地像素值也可以說是黑色，那些同步信號(hào)就融合在其中，包括行同步信號(hào)和場同步信號(hào)，場同步信號(hào)比行同步信號(hào)要寬很多，具體的都有自己的時(shí)間長短定義，這樣才能保持發(fā)送和接收段信號(hào)的一致性，才能夠恢復(fù)原來的圖像； 6、關(guān)于奇偶場的概念；就是一幀分兩場掃描，先掃描奇場再掃描偶場，兩場組成一幀。 7、關(guān)于場消隱和行消隱：跟在場同步和行同步之后，當(dāng)一行掃到屏幕的最右頭或者一場掃描到屏幕的最底端時(shí)，必須返回進(jìn)行下一行或者下一場的掃描，但是又不能讓人眼看出來，因此就誕生的場消隱和行消隱信號(hào)，在此期間回掃器件，雖然也是在掃描但是看不出來就像隱藏的一樣。 8. 視頻信號(hào)電平
視頻信號(hào)電平定義了視頻信號(hào)不同部分的電平和范圍。用于定義視頻信號(hào)電平的組織是IRE（無線電工程師協(xié)會(huì)）。消隱電平對應(yīng)0 IRE，白色電平對應(yīng)+ 100 IRE。消隱電平是視頻信號(hào)的參考級(jí)別（通常為0 V），如下面的圖6所示，如果對信號(hào)進(jìn)行一定的設(shè)置，消隱電平和黑色電平是不同的。
對于NTSC而言，通常應(yīng)用7.5 IRE設(shè)置，將黑色電平提高為+ 7.5 IRE。對于PAL和SECAM，黑色電平與消隱電平一致，均為0 IRE。
下表根據(jù)視頻格式顯示了不同的視頻信號(hào)電平。 視頻格式 | 同步電平 | 消隱電平 | 黑色電平 | 白色電平 | 峰值電平 | 突發(fā)幅值 | NTSC | –40 IRE | 0 IRE | +7.5 IRE | +100 IRE | +120 IRE | 20.0 IRE | PAL | –43 IRE | 0 IRE | 0 IRE | +100 IRE | +133 IRE | 21.5 IRE | SECAM | –43 IRE | 0 IRE | 0 IRE | +100 IRE | +130 IRE | N/A |
模擬合成視頻信號(hào)使用75 Ω的輸出阻抗定義為電壓源。當(dāng)帶75 Ω阻抗的負(fù)載時(shí)，白色電平同步通常為1 V峰峰值。因此，無負(fù)載信號(hào)名義上為2 V峰峰值。 也就是140IRE = 1Vp-p
9. 理解復(fù)合視頻信號(hào) 復(fù)合視頻信號(hào)是所有需要生成視頻信號(hào)的成分組合在同一信號(hào)中的信號(hào)。構(gòu)成復(fù)合信號(hào)的三個(gè)主要成分如下： - 亮度信號(hào)——包含視頻圖像的強(qiáng)度（亮度或暗度）信息
- 色彩信號(hào)——包含視頻圖像的色彩信息
- 同步信號(hào)——控制在電視顯示屏等顯示器上信號(hào)的掃描
單色復(fù)合信號(hào)是由兩個(gè)成分組成的：亮度和同步。圖1顯示了這個(gè)信號(hào)（通常成為Y信號(hào)）。 
圖1：單色復(fù)合視頻信號(hào)（亮度從白過渡到黑）
色彩信號(hào)通常被稱為C信號(hào)，在圖2中示出。  圖2：彩色條的色彩信息信號(hào)（包括顏色突發(fā)）
復(fù)合彩色視頻信號(hào)通常成為彩色視頻、消隱與同步（CVBS）信號(hào)示Y與C之和，如圖3所示。 CVBS = Y + C  圖3：彩色條的彩色復(fù)合視頻信號(hào)
兩個(gè)組成部分Y與C可以作為兩個(gè)獨(dú)立信號(hào)分開傳輸。這兩個(gè)信號(hào)合稱為Y/C或S視頻。
10. 視頻信號(hào)組成 復(fù)合視頻信號(hào)的概念 在一個(gè)信號(hào)中包含了亮度信號(hào)、色度信號(hào)與同步信號(hào)（包括場同步、行同步信號(hào)及行場消隱信號(hào)） ，稱為復(fù)合視頻信號(hào)。 又稱為CVBS，表示Color，Video，Blanking，Sync，或者composite video baseband signal。 復(fù)合視頻信號(hào)把亮度、色度與同步信號(hào)復(fù)合在一個(gè)信號(hào)通道上傳輸，也就是在傳輸前需要把色度信號(hào)與亮度信號(hào)“合成”在一個(gè)信號(hào)里，在傳輸后再將色度信號(hào)與亮度信號(hào)“分離”開來，送到顯示電路處理。 在色度信號(hào)與亮度信號(hào)的“合成”與“分離”過程中，因?yàn)榱炼刃盘?hào)與色度信號(hào)之間的相互干擾以及復(fù)合視頻信號(hào)本身帶寬的限制等，影響了圖像的質(zhì)量。復(fù)合視頻信號(hào)，沒有象射頻電視廣播信號(hào)那樣經(jīng)過調(diào)制、音/視頻混合/分離、放大、檢波、解調(diào)等過程，傳輸?shù)膱D像質(zhì)量，相對射頻電視廣播信號(hào)要好一些，但相對其它視頻信號(hào)，傳輸?shù)膱D像質(zhì)量是比較差的，水平分辨率一般可達(dá) 350-450 線。 在復(fù)合視頻信號(hào)的波形中，亮度與同步信號(hào)加在一起，稱為亮度信號(hào)Y(Luminance，Luma)。色調(diào)與色飽和度通過一定的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成色差信號(hào)，然后調(diào)制在色副載波上，已調(diào)色差信號(hào)即為色度信號(hào)C (Chrominance，Chroma)。色度信號(hào)的相位代表色相，即顏色，其幅度代表色飽和度。
單一水平視頻行信號(hào)由水平同步信號(hào)、后沿、活動(dòng)象素場以及前沿組成，其中，水平同步，后沿，前沿，組成水平消隱，如圖4所示。
 
圖4：視頻信號(hào)組成
水平同步（HSYNC）信號(hào)表示每條新的視頻行的開始。其后是后沿，用來作為從浮地（交流耦合）視頻信號(hào)去除直流分量的參考電平。這是通過單色信號(hào)的鉗制間隔實(shí)現(xiàn)的。對于合成彩色信號(hào)，鉗制發(fā)生在水平同步脈沖中，由于大部分后沿用于色彩突發(fā)，它提供了信號(hào)色彩成分解碼信息。 色彩信息可以包含在單色視頻信號(hào)中。復(fù)合色彩信號(hào)包含標(biāo)準(zhǔn)單色信號(hào)（RS-170或CCIR），并加入了以下成分： - 色彩突發(fā)：位于后沿，這是提供后續(xù)色彩信息相位和幅值參考的高頻場。
- 色彩信號(hào)：這是實(shí)際的色彩信息。它由兩個(gè)以色彩突發(fā)頻率調(diào)制到載波的象限成分組成。這些組成部分的相位和幅值決定了每個(gè)象素的色彩內(nèi)容。
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VBI:場消隱間隔：
視頻信號(hào)的另一方面是垂直同步（VSYNC）脈沖。這實(shí)際上是在場之間發(fā)生的脈沖序列，用于通知顯示器，完成垂直重跟蹤，準(zhǔn)備掃描下一場。在每個(gè)場中都有幾行是不包含活動(dòng)視頻信息的。有些只包含HSYNC脈沖，而其他包含均衡與VSYNC脈沖序列。這些脈沖是在早期的廣播電視中定義的，所以從那以后構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)的一部分，雖然之后的硬件技術(shù)能夠避免部分附加脈沖的使用。在圖5中給出了復(fù)合RS-170交叉信號(hào)，其中包括垂直同步脈沖，為了簡單起見，下面給出了一個(gè)6行幀：
應(yīng)當(dāng)理解對于從模擬相機(jī)得到的圖片，其垂直尺寸（以象素為單位）是由幀接收器對水平視頻行采樣的速率所決定的。而這個(gè)速率是由垂直行速率合相機(jī)的體系結(jié)構(gòu)所決定的。相機(jī)CCD陣列的結(jié)構(gòu)決定了每個(gè)象素的大小。為了避免圖像失真，您必須對水平方向，以一定速率進(jìn)行采樣，將水平的活動(dòng)視頻場分割為正確的象素點(diǎn)數(shù)。下面是RS-170標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)例：
感興趣參數(shù)：
- 行/幀數(shù)：525（其中包括用于顯示的485線；其余是每兩個(gè)場之間的VSYNC行）
- 行頻率：15.734 kHz
- 行持續(xù)時(shí)間：63.556微秒
- 活動(dòng)水平持續(xù)時(shí)間：52.66微秒
- 活動(dòng)象素/行數(shù)：640
現(xiàn)在，我們可以進(jìn)行一些計(jì)算： - 象素時(shí)鐘頻率（每個(gè)象素達(dá)到幀接收器的頻率）：
640象素/行 / 52.66 e-6 秒/行 = 12.15 e6 象素/行（12.15 MHz） - 活動(dòng)視頻的象素行長度 + 定時(shí)信息（稱為HCOUNT）：
63.556 e-6 秒 * 12.15 e6 象素/秒 = 772 象素/行 - 幀率：
15.734 e3 行/秒 / 525 行/幀 = 30 幀/秒
11. 不同的視頻格式 以下表格描述了常用標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻格式的一些特征：
NTSC：美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì) PAL：逐行倒相 SECAM: Systeme Electronic Pour Coleur Avec Memoire 格式 | 應(yīng)用國家和地區(qū) | 模式 | 信號(hào)名稱 | 幀速率，掃描速度（幀/秒） | 垂直分辨率 | 行速率（線/秒） | 圖像尺寸（寬×高）象素 | NTSC | 北美洲、中美洲、日本 | 單色 | RS-170 | 30 | 525 | 15,750 | 640x480 | 彩色 | NTSC Color | 29.97 | 525 | 15,734 | PAL | 歐洲（除法國）、澳大利亞、非洲與南美洲部分地區(qū) | 單色 | CCIR | 25 | 405 | 10,125 | 768x576 | 彩色 | PAL Color | 25 | 625 | 15,625 | SECAM | 法國、東歐、俄羅斯、中東與非洲部分地區(qū) | 單色 | | 25 | 819 | 20,475 | N/A | 彩色 | | 25 | 625 | 15,625 |
[/table]12. 彩色編碼對于所有的PAL和NTSC格式而言，編碼是基于正交調(diào)幅（QAM）概念的，其中將兩個(gè)彩色成分通過象限幅度調(diào)制之后，合并在一起。調(diào)制必須經(jīng)過解碼，因此跟蹤絕對相位需要對彩色信息進(jìn)行解碼。稱為彩色突發(fā)的參考信號(hào)被插入到每行的開始處，它位于水平同步脈沖之后（參閱上述圖3與圖4）。 對于所有的SECAM格式，兩個(gè)彩色成分使用兩個(gè)不同的子載波頻率進(jìn)行頻率調(diào)制，之后順序分步在不同的視頻行上。SECAM格式不需要彩色突發(fā)信號(hào)。 13. 隔行掃描概念 所有復(fù)合視頻系統(tǒng)使用隔行掃描技術(shù)在電視屏幕上顯示視頻圖像。圖7顯示了隔行掃描概念。
模擬視頻信號(hào)包含控制掃描從左到右逐行以及從上到下逐場進(jìn)行掃描。控制逐行掃描的脈沖稱為水平同步脈沖（H-Sync）。控制垂直掃描的脈沖稱為垂直同步脈沖（V-Sync）。
兩個(gè)交叉場合成一個(gè)完整幀。第一個(gè)場稱為奇數(shù)場，對視頻圖像的奇數(shù)行進(jìn)行掃描。第二個(gè)場稱為偶數(shù)場，對視頻圖像的偶數(shù)行進(jìn)行掃描。整個(gè)過程對每幀進(jìn)行重復(fù)。 7. 活動(dòng)圖像
掃描得到的活動(dòng)視頻圖像總是具有4/3的尺寸比例（水平/垂直），它與視頻格式無關(guān)。彩色復(fù)合視頻信號(hào)表明掃描過程要求在每行的左側(cè)和右側(cè)需要一些附加空間，在活動(dòng)視頻圖像場的頂部和底部也同樣如此。這個(gè)額外的空間包含同步信號(hào)、彩色突發(fā)以及其他例如ITS等格式特定的信息，這并不是活動(dòng)視頻圖像的一部分。大約所有行的90％以及每行的80％都能夠傳送活動(dòng)圖像信息。如下表所示，精確的數(shù)值依賴于視頻格式。
活動(dòng)行代表了實(shí)際用于傳送圖像和信息的行數(shù)。舉例而言，在NTSC中，每幀的525行中只有480行是傳送圖像信息的。同樣，在每行中，只有在活動(dòng)行序列中才傳送圖像信息，這比整行的持續(xù)時(shí)間短。舉例而言，在NTSC中，63.55 μs中只有52.2μs是活動(dòng)行持續(xù)時(shí)間。幀速率是掃描速度。
假設(shè)以下條件滿足，下一小節(jié)中的完整NTSC幀掃描圖像對在電視屏幕上可能出現(xiàn)的視頻顯示進(jìn)行了模擬：
- 電視能夠顯示整條線，而不僅僅是活動(dòng)圖像部分。
- 電視并非將兩個(gè)場進(jìn)行隔行掃描得到完整的圖像幀，而是對整個(gè)幀逐行掃描。
掃描從代表偶數(shù)場垂直同步模式的幾行開始掃描（從上到下逐行）。在偶數(shù)場的垂直同步模式之后插入可選的測試信號(hào)（ITS）。最后顯示實(shí)際的奇數(shù)場活動(dòng)圖像。
這個(gè)過程對偶數(shù)場重復(fù)，構(gòu)成完整的幀。 | 說明：大多數(shù)行從水平同步脈沖開始，隨后是色彩突發(fā)模式信號(hào)。之后的活動(dòng)圖像（或ITS）顯示強(qiáng)度變化，其中較高的信號(hào)電平代表更高的亮度。 |
位于圖8和圖9底部的提取譜線輪廓顯示了從偶數(shù)場提取的活動(dòng)視頻信號(hào)行。關(guān)于視頻電平的更多信息，等參閱之前的視頻信號(hào)小節(jié)。 水平同步脈沖一般是簡單的負(fù)脈沖，這些脈沖電平低于亮度信號(hào)電平。但是，垂直同步信號(hào)由分步在多行上的脈沖序列構(gòu)成，脈沖序列對于奇數(shù)場和偶數(shù)場而言是不同的。圖8和圖9顯示了用于兩種場和三種主要視頻格式的垂直同步模式。 圖8：用于NTSC的場消隱與同步信號(hào)
圖9：用于PAL和SECAM的場消隱與同步信號(hào) 9. 完整的NTSC幀掃描圖10顯示了對構(gòu)成完整NTSC幀的525行進(jìn)行掃描的結(jié)果。
圖10是一個(gè)灰度圖像，由于它代表了原始NTSC視頻波形的強(qiáng)度圖。色彩信息嵌入到這個(gè)波形中，還沒有進(jìn)行編碼。
您可以看到左邊的信號(hào)色彩突發(fā)。點(diǎn)狀模式代表了正弦節(jié)拍的強(qiáng)度圖，構(gòu)成色彩突發(fā)波形。在解碼之后，色彩突發(fā)看上去像是單色的表面（如果在電視顯示器上可見）。
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