彩色电视制式

简介
目前世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSC 制、PAL 制和SECAM 制。这里不包括高清晰度彩色电视HDTV
(High-Definition television)。数字彩色电视是从模拟彩色电视基础上发展而来的，因此在多媒体技术中经
常会碰到这些术语。
NTSC(National Television Systems Committee)彩色电视制是1952 年美国国家电视标准委员会定义的彩色电
视广播标准，称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等大部分西半球国家，以及日本、韩国、菲律宾等国和中国
的台湾采用这种制式。
由于NTSC 制存在相位敏感造成彩色失真的缺点，因此德国(当时的西德)于1962 年制定了PAL(Phase-
Alternative Line)制彩色电视广播标准，称为逐行倒相正交平衡调幅制。德国、英国等一些西欧国家，以及中
国、朝鲜等国家采用这种制式。
法国制定了SECAM (法文：Sequential Coleur Avec Memoire)彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储
制。法国、苏联及东欧国家采用这种制式。世界上约有65 个地区和国家试验这种制式。
NTSC 制、PAL 制和SECAM 制都是兼容制制式。这里说的“兼容”有两层意思：一是指黑白电视机能接收彩色电
视广播，显示的是黑白图像，另一层意思是彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这叫逆兼
容性。为了既能实现兼容性而又要有彩色特性，因此彩色电视系统应满足下列几方面的要求：
(1) 必需采用与黑白电视相同的一些基本参数，如扫描方式、扫描行频、场频、帧频、同步信号、图像载频、
伴音载频等等。
(2) 需要将摄像机输出的三基色信号转换成一个亮度信号，以及代表色度的两个色差信号，并将它们组合成一
个彩色全电视信号进行传送。在接收端，彩色电视机将彩色全电视信号重新转换成三个基色信号，在显象管上
重现发送端的彩色图像。
7.1.2 电视扫描和同步
扫描有隔行扫描(interlaced scanning)和非隔行扫描之分。非隔行扫描也称逐行扫描，图7-01 表示了这两种
扫描方式的差别。黑白电视和彩色电视都用隔行扫描，而计算机显示图像时一般都采用非隔行扫描。
(a) 逐行扫描
(b) 隔行扫描
图7-01 图像的光栅扫描
在非隔行扫描中，电子束从显示屏的左上角一行接一行地扫到右下角，在显示屏上扫一遍就显示一幅完整的图
像，如图7-01(a)所示。
在隔行扫描中，电子束扫完第1 行后回到第3 行开始的位置接着扫，如图7-01(b)所示，然后在第5、
7、……，行上扫，直到最后一行。奇数行扫完后接着扫偶数行，这样就完成了一帧(frame)的扫描。由此可以
看到，隔行扫描的一帧图像由两部分组成：一部分是由奇数行组成，称奇数场，另一部分是由偶数行组成，称
为偶数场，两场合起来组成一帧。因此在隔行扫描中，无论是摄象机还是显示器，获取或显示一幅图像都要扫
描两遍才能得到一幅完整的图像。
在隔行扫描中、扫描的行数必须是奇数。如前所述，一帧画面分两场，第一场扫描总行数的一半，第二场扫描
总行数的另一半。隔行扫描要求第一场结束于最后一行的一半，不管电子束如何折回，它必须回到显示屏顶部
的中央，这样就可以保证相邻的第二场扫描恰好嵌在第一场各扫描线的中间。正是这个原因，才要求总的行数
必须是奇数。
每秒钟扫描多少行称为行频fH；每秒钟扫描多少场称为场频ff；每秒扫描多少帧称帧频fF。ff 和fF 是两个不同
的概念。
1. PAL 制电视的扫描特性
PAL 电视制的主要扫描特性是：
(1) 625 行(扫描线)/帧，25 帧/秒(40 ms/帧)
(2) 高宽比(aspect ratio)：4:3
(3) 隔行扫描，2 场/帧，312.5 行/场
(4) 颜色模型：YUV
一帧图像的总行数为625，分两场扫描。行扫描频率是15 625 Hz，周期为64μs；场扫描频率是50 Hz,周期为
20 ms；帧频是25 Hz，是场频的一半，周期为40 ms。在发送电视信号时，每一行中传送图像的时间是
52.2μs，其余的11.8μs 不传送图像，是行扫描的逆程时间，同时用作行同步及消隐用。每一场的扫描行数为
625/2=312.5 行，其中25 行作场回扫，不传送图像，传送图像的行数每场只有287.5 行，因此每帧只有575 行
有图像显示。图7-02 所示表示的是一个行周期的电视信号，彩色电视信号与它相似。
图7-02 一个行周期的电视信号(黑白电视系统)
2. NTSC 制的扫描特性
NTSC 彩色电视制的主要特性是：
(1) 525 行/帧, 30 帧/秒(29.97 fps, 33.37 ms/frame)
(2) 高宽比：电视画面的长宽比(电视为4:3；电影为3:2；高清晰度电视为16:9)
(3) 隔行扫描，一帧分成2 场(field)，262.5 线/场
(4) 在每场的开始部分保留20 扫描线作为控制信息，因此只有485 条线的可视数据。Laser
disc 约~420 线，S-VHS 约~320 线
(5) 每行63.5 微秒，水平回扫时间10 微秒(包含5 微秒的水平同步脉冲)，所以显示时间是
53.5 微秒。
(6) 颜色模型：YIQ
一帧图像的总行数为525 行，分两场扫描。行扫描频率为15 750 Hz， 周期为63.5μs；场扫描频率是60 Hz，
周期为16.67 ms；帧频是30 Hz，周期33.33 ms。每一场的扫描行数为525/2=262.5 行。除了两场的场回扫
外，实际传送图像的行数为480 行。