数字电视实验报告_数字电视实习报告
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《数字电视》课程考核 基于Matlab的彩色全电视信号实现
摘要：主要是采用Matlab软件对彩色全电视信号的建模以及频谱的分析，通过实例分析，讲述了彩色全电视信号组成、产生。该文章旨在帮助加深对数字电视这门课程的理解，更直观、形象的观察并理解彩色全电视信号的建立过程。关键词：彩色全电视信号；Matlab；建模
1引言
随着模拟信号逐渐退出历史的舞台，采用数字信号使用的越来越来广泛，同时广播电视技术蓬勃发展，更加促使数字电视这方面的人才得到极大的需求。对于彩色全电视信号必须有亮度和色差信号，由于彩色信息有各种不同的组合传输方式，有NTSC制、PAL制和SECAM制，本文主要以PAL制式讲解。2三基色的分离
在Matlab中导入一幅图像，对图像进行预处理，我们使用Matlab中的函数提取其三基色的信号R、G、B。
3亮度信号与色差信号
使用Y=0.30*R+0.59*G+0.11*B公式，计算出图像的亮度信号，并使用以下的公式求出两色差信号：
R_Y=R-Y=R-（0.30R+0.59G+0.11B）=0.70R-0.59G-0.11B；
B_Y=B-Y=B-（0.30R+0.59G+0.11B）=-0.30R-0.59G+0.89B。
还要对R_Y和B_Y两个色差信号进行幅度压缩，其中R_Y的压缩系数为0.877，B_Y的压缩系数为0.493，压缩后的色差信号分别称为U 和V 信号，即U=0.493*R_Y，V=0.877*B_Y。然后对压缩后的色彩信号进行980点的行采样进行插值。彩色全电视信号的建模
首先我们需要在色差信号加入色同步信号，使解调能通过同步检波正确的解出色差信号，再加入消隐脉冲。此外加入同步信号，包括行同步和场同步，使接收机中的场扫描步调一致，也就是使两个行扫描锯齿波电流的频率和相位完全一
样。得到色差信号sV, sU和亮度信号s。
由于色差信号有两个，故在平衡调幅时，sU 色差信号对sin ωst 副载波进行平衡调幅，sV 色差信号对cos ωst副载波进行平衡调幅，sin ωst与cos ωst相差90°，相互垂直，彼此不影响，这就是“正交”。正交的目的是，当sUsin ωst和sVcos ωst两个平衡调幅波混合后，以使在接收机中能根据其相位正交这个特点，来实现两者的相互分离。
将sUsin ωst 信号与sVcos ωst 信号相加混合后，就组成了一个色度信号C。色度信号C加上亮度信号s，我们就得到了彩色电视信号TVsignal。功率谱的计算
通过分析信号的功率谱，包括调制后的色差信号频谱和亮度信号频谱加深对全电视信号中色差信号和亮度信号的理解小结
Matlab软件模型直观, 编程简单, 易于使用,可以很清楚的帮助理解全电视信号的一些基本构成与认识。
参考文献
[1] 余兆明，余智.数字电视原理.西安电子科技大学出版社，2009，2-20.[2] 戴建华, 丁邦俊, 童建华.基于Matlab 彩色全电视信号PAL 制编码的建立与实现.2012, 16(2):8-11.代码如下：
clear;
clc;
%读入图像
I=imread('孩子.jpg');%输入一幅图像
figure(1);imshow(I);%显示出原图像
title('原图')
I=double(I);%将图像转换成Double型的[m,n,p]=size(I);
I=-(0.75-0.125)./(255).*I+0.75;% 换算为0.125到0.75电平
R=I(:,:,1);G=I(:,:,2);B=I(:,:,3);% 三基色分离
figure(2);%分别显示输入图像的三基色
subplot(1,3,1);
imshow(R);
title('显示三基色的红分量')
subplot(1,3,2);
imshow(G);
title('显示三基色的绿分量')
subplot(1,3,3);
imshow(B);
title('显示三基色的蓝分量')
R=reshape(R',1,m*n);% 转换为1维（红）
G=reshape(G',1,m*n);% 转换为1维（绿）
B=reshape(B',1,m*n);% 转换为1维（蓝）
Y=0.30*R+0.59*G+0.11*B;% 亮度
R_Y=R-Y;% 色差信号R0
B_Y=B-Y;% 色差信号B0
V=0.877*R_Y;% 色差电平压缩
U=0.493*B_Y;% 色差电平压缩
f_c=283.5*15625;% 副载波频率
tvY=[interp1(Y,(1:n/980:m*n),'nearest')];% 插值:行采样980点
tvV=[interp1(V,(1:n/980:m*n),'nearest')];% 插值
tvU=[interp1(U,(1:n/980:m*n),'nearest')];% 插值
% 全电视信号产生
for h=1:(m-2)
s(1280*h+(1:102))=0.75;% 消隐脉冲
s(1280*h+(103:197))=1;% 行同步头
s(1280*h+(198:300))=0.75;% 消隐脉冲
s(1280*h+(301:1280))=tvY(h*980+(-1:978));% 图像一行像素－亮度
% 色差V
sV(1280*h+(1:300))=0;% 消隐部分
sV(1280*h+(220:265))=0.12;% 色同步选通
sV(1280*h+(301:1280))=tvV(h*980+(-1:978));% 图像信号部分
% 色差U
sU(1280*h+(1:300))=0;
sU(1280*h+(301:1280))=tvU(h*980+(-1:978));
end
t=0:0.5e-7:0.5e-7*(length(s)-1);% 计算时间点序列，采样率20MHz
F_v=sV.*cos(2*pi*f_c.*t);% 色差信号正交调制
F_u=sU.*sin(2*pi*f_c.*t);
c=F_v+F_u;% 调制输出的色差信号
TVsignal=s+c;% 合成彩色电视信号
figure(3);
plot(t,TVsignal);xlabel('时间');% 彩色电视信号
title('彩色电视信号');
figure(4);
plot(t,s);xlabel('时间');% 亮度信号
title('亮度信号');
% 功率谱计算
[Pxxcc,F]=psd(c,1e5,2e7);
figure(5);plot(F,10*log10(Pxxcc),'g');% 调制后的色差信号频谱
xlabel('频率 Hz');ylabel('功率谱密度 dB');
title('调制后的色差信号频谱');
[Pxx,F]=psd(s,1e5,2e7);% FFT长度为1e5点，故频率分辨率100Hz figure(6);plot(F,10*log10(Pxx),'k');% 亮度信号频谱
xlabel('频率 Hz');ylabel('功率谱密度 dB');
title(' 亮度信号频谱');
