視頻系統(tǒng)中視頻參數(shù)的視覺影響: 色度至亮度延遲的影響

摘要：影響視頻系統(tǒng)質(zhì)量的最終標(biāo)準(zhǔn)很大程序上取決于對(duì)最終圖像的視覺效果。雖然如此，工程人員在判別視頻系統(tǒng)質(zhì)量好壞時(shí)常常采用一套客觀的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。色度與亮度延時(shí)的不一致性(視覺信號(hào)的顏色和亮度)，這是重要的視頻參數(shù)，但很難由一個(gè)客觀的標(biāo)準(zhǔn)來度量。本文是該系列應(yīng)用筆記的第二部分，討論這一電參數(shù)對(duì)視頻系統(tǒng)的影響，幫助設(shè)計(jì)者理解色度與亮度延時(shí)的不一致性，即電信號(hào)顏色與亮度之間的不一致程度，另外還將討論失配的解決辦法和對(duì)視頻圖像的影響。

簡(jiǎn)介

在處理復(fù)合視頻信號(hào)(CVBS)時(shí)，為了保證圖像的質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員必須注意幾個(gè)重要參數(shù)：色度和亮度，即圖像信號(hào)中的顏色和亮度；色度與亮度的延時(shí)誤差，這與群時(shí)延偏差指標(biāo)有關(guān)，群時(shí)延偏差定義了整個(gè)系統(tǒng)中不同頻帶的電延遲。

復(fù)合視頻信號(hào)從根本上說是色度(顏色)與亮度 (灰度)信息，通常調(diào)制成射頻信號(hào)，用于普通的廣播電視。在廣播電視系統(tǒng)中，減少傳輸帶寬非常關(guān)鍵，以便采用簡(jiǎn)單的單線方案實(shí)現(xiàn)基帶視頻的連接。

本文將描述色度/亮度延時(shí)誤差對(duì)系統(tǒng)的影響，以及現(xiàn)有的檢測(cè)方法，本文是關(guān)于應(yīng)用筆記：影響視頻系統(tǒng)的電參數(shù)的第二部分，在閱讀本文這前，您最好閱讀一下第一部分：Visual Impact of Video Parameters in Video Systems: Part 1-Differential Gain and Differential Phase。

色度至亮度延時(shí)

該參數(shù)指的是視頻信號(hào)的色度分量通過系統(tǒng)的時(shí)間與相應(yīng)的亮度分量通過系統(tǒng)的時(shí)間差值。這一時(shí)間差，或延遲偏差，會(huì)在圖像中物體的邊緣產(chǎn)生“污漬”，使圖像變得模糊。通?？梢杂镁哂?.58MHz (PAL制式時(shí)使用4.43MHz)調(diào)制的12.5T正弦-方波脈沖測(cè)試該項(xiàng)指標(biāo)(圖1)。通過分析信號(hào)的基線測(cè)量延時(shí)誤差，如果基線是直線，則沒有延時(shí)誤差；如果色度超前或滯后亮度，基線將產(chǎn)生波動(dòng)(不再是直線)，同時(shí)，從基線的波動(dòng)中還可以看出色度與亮度的先后關(guān)系(圖2)。


圖1. 12.5T的測(cè)試信號(hào)


圖2. 12.5T脈沖調(diào)制測(cè)試中延遲時(shí)誤差圖例(可以清楚的看到色度超前亮度或亮度超前色度之間的差異)

較大的色度/亮度延遲偏差對(duì)視頻系統(tǒng)的視覺影響

圖3是沒有色度/亮度延時(shí)誤差時(shí)的原始圖像，圖4則是受色度/亮度延時(shí)誤差影響后的視覺效果圖，顯然，圖4看起來不夠清晰；而且在長(zhǎng)條塊和字母的邊緣有“污漬”，為了更清楚地看到該延遲偏差的影響，在圖5中給出了放大后的視圖。


圖3. 沒有色度/亮度延遲的原始圖像


圖4. 存在亮度與色度延時(shí)誤差時(shí)，同一圖像的視覺效果


圖5. 觀察圖4延遲偏差影響的近景

結(jié)論

上述例子是色度/亮度延時(shí)相差300ns時(shí)的圖像，它清楚地顯示了延時(shí)誤差在視覺上產(chǎn)生的影響。對(duì)于大多數(shù)視頻系統(tǒng)，其延遲偏差通常小于此值。一般情況下，小于20ns的延遲偏差所產(chǎn)生的圖像質(zhì)量已足夠好；而大于20ns時(shí)，將會(huì)明顯降低圖像質(zhì)量。因此，對(duì)于視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，為了保證輸出生動(dòng)清晰的圖像，很重要的一點(diǎn)就是要注意色度/亮度延遲偏差。