技术名词解释
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一.什麼是色差訊號?(Component Video or Color Difference Video ) 說到色差訊號就必須從黑白電視說起,在黑白轉彩色電視時為不影響黑白電視的訊號,而又能收到彩色訊號,因此電視訊號除了傳送原來的輝度訊號Y以外,再用次載波(3。58MHZ)來傳送色差訊號B-Y(讀做B減Y)及R-Y,而不是傳送RGB三原色訊號。現在我們分別用4種顏色(100%白,100%紅,100%藍,100%綠)來說明Y與B-Y及R-Y之間的關係。
──當100%白色時 我們由黑白攝影機攝得100%白色時我們得到1個單位的電壓;再把白光中的藍與綠用濾光鏡過濾掉得到純紅色的光,這時候黑白攝影機上感應到的電壓是0.3;以相同的方法分別得到純藍光及純綠光在黑白攝影機上感應到的電壓分別為0.11及0.59所以我們得到的Y及R-Y . B-Y訊號電壓分別為:
Y=1 R=0.3 G=0.59 B=0.11 ──100%白色時的色差訊號準位 Y=R+G+B=1 R-Y=0.3 – 1= - 0.7 B-Y=0.11 – 1= - 0.89 解調後的RGB訊號準位
Y+(R - Y)=R=0.3 Y+(B - Y)=B=0.11 Y – R – B=G=0.59 ──100%紅色時的色差訊號準位 Y=0.3+0+0=0.3 R – Y=0.3 - 0.3=0 B – Y=0 – 0.3= - 0.3 解調後的RGB訊號準位
Y+(R - Y)=R=0.3 Y+(B - Y)=B=0.11 Y – R – B=G=0 ──100%綠色時的色差訊號準位 Y=0+0.59+0=0.59 R – Y=0 – 0.59= - 0.59 B – Y=0 – 0.59= - 0.59 解調後的RGB訊號準位
Y+(R - Y)=R=0 Y+(B - Y)=B=0 Y – R – B=G=0.59 ──100%藍色時的色差訊號準位 Y=0+0+0.11=0.11 R – Y=0 – 0.11= - 0.11 B – Y=0.11 – 0.11=0 解調後的RGB訊號準位
Y+(R - Y)=R=0 Y=(B - Y)=B=0.11 Y – R – B=G=0 在彩色電視中,我們以此種色差訊號來分別傳送輝度訊號Y及次載波(3.58MHZ)的上下旁波帶來分別用相位調變方式來載送B-Y及R-Y的彩色訊號;如此一來既不影響黑白電視的Y訊號的收視,又可將彩色訊號RGB訊號傳送給彩色電視的最佳方式。
二.什麼是梳形濾波器?它的功能為何?
在彩色的電視訊號是將R-Y及B-Y(或稱”Chroma”色度訊號)以3.58MHZ的次載波載送在Y訊號裡,這時我們稱之為複合訊號(Composite Video),這時我們需要一個濾波器將3.58MHz的 Chroma訊號由複合訊號中分離出來成為Y.C訊號(或稱S-Video),而這個濾波器由於內部的形狀長的像二個面對面的梳子,所以我們稱之為梳形濾波器(Comb filter),它的功能就是將複合訊號中的Y訊號及C訊號(B-Y.R-Y)分離; 分離的越好,畫面會越清晰,色彩更鮮明,所以一般越大尺寸的電視採用的梳形濾波器越高級越精密,以期得到更好Y/C分離訊號,相同的也可取得更精準的RGB三原色訊號。
三.什麼是Y,Cr,Cb, Y,Pr,Pb, YUV?
色差訊號Y,R-Y,B-Y訊號一般通稱為Y, Cr,Cb; 習慣上Y,Cr,Cb為數位(PCM)的色差訊號,類比的色差訊號則稱Y,Pr,Pb,所以我們常在DVD Player的內部看到Y,Cr,Cb而在DVD Player的外部看到色差輸出標示為Y,Pr,Pb或YUV;YUV則是在歐洲電視系統PAL中的色差訊號的通稱,包含數位及類比的色差訊號都稱YUV,所以當您看到YUV時您就要聯想到它是PAL系統中的Y,R-Y,B-Y訊號,它可能是數位(PCM)的YUV,也可能是類比的YUV。
四.什麼是複合訊號(或稱composite Video)?
色差訊號Y,Cr,Cb的色度訊號Cr,Cb也就是R-Y及B-Y的訊號經3.58MHZ的次載波用相位調變的方式將Cr與Cb合而為一的色度訊號C(Chroma),再加上單獨的Y訊號,兩種個別的訊號合而為一個的端子叫Y/C訊號也稱為S-Video;再進一步的將3.58MHZ的C訊號調變到Y訊號合而為一種訊號成為6MHZ頻寬的複合訊號以方便電視訊號的傳送,這種複合訊號我們稱為Composite Video或簡稱Video,一般Video的輸出或輸入都採用與音響相同的梅花形RCA端子並以黃色以區別於音響的紅色與白色的左右聲道。
五.什麼是4:4:4取樣 , 4:2:2 取樣, 4:2:0取樣
在色差訊號由類比轉換成數位的Y,Cr,Cb(或稱ITU-R BT.601訊號,簡稱Rec.601訊號)的過程中涉及了取樣(Sampling)技術;在Rec.601中,我們用13.5mhz的取樣頻率將4.75MHZ頻寬的Y訊號分成每秒13.5M次的8位員或10位元的PCM(pulse code Modulation)訊號來表示類比的振幅(Amplitude)大小。 相同的,如果我們也採用13.5MHZ的取樣頻率來分別將B-Y及R-Y轉換成8 bit或10 bit的PCM訊號則稱為4:4:4, 但如此則data量太大了; 由於人的眼睛在結構上對於彩色訊號的解析辨識率低於黑白的輝度訊號,所以讓我們得以用較低的頻寬來表現色度訊號(Chroma),同時也可用較低的取樣頻率6.75mhz(13.5MHZ的一半)來取樣B-Y及R-Y;而這種以13.5MHZ取樣Y訊號及6.75MHZ取樣的Cr,Cb訊號我們稱之為4:2:2。
在MPEG Ⅱ中為進一步壓縮,將B-Y及R-Y的頻寬再減一半,取樣頻率也由6.75MHZ再進一步減為3.375MHZ,也就是每取樣4次輝度訊號才分別取樣一次Cr或Cb訊號如下圖
Y/Cb Y Y/Cb Y Y/Cb Y … Y/Cr ... Y ..... Y/Cr .... Y ... Y/Cr .... Y
..... … ......
這種取樣方式我們稱之為4:2:0,也就是MPEG Ⅱ中的Y,Cr,Cb的數位取樣方式.
六.16:9與4:3的優缺點
16:9的優點: 1. 大多數的電影都是21:9 ( 2.35:1 ) 的寬銀幕的製作,比16:9還寬,所以您以16:9的電視去看DVD時上下兩部分仍還有一點黑帶,比起4:3幾乎只一半高度(垂直的解析度只剩一半),可好了很多。
2. 在全面數位化後,電視台的設備也將更新為16:9的節目製作,所以將來勢必有越來越多的16:9的節目,反之4:3的節目也勢必越來越少了。
3. 人的視覺角度是16:9的,因為人是二個眼睛水平排列的,二視的明視角度是上下17°,左右27°;當您將4:3的電視換成16:9時或許不覺得怎樣,但當您一但從16:9轉為4:3時,您將會覺得二邊怪怪的,好像少了什麼一樣,很不習慣。
4. HD-DVD即將上市,HD-DVD的製作是採1280x720的解析度,也就是所謂的720P。在不久的將來,DVD片將會越來越多的HD影片出現,以實現家庭劇院的理想。
5. 若您接上小耳朵接收日本的衛星電視,那些全部都是16:9的製作。 4:3的好處 1. 目前台灣大多式的電視乃是4:3的製作,若用16:9看會覺得胖胖的. 2. 價格便宜,市場上隨手可得。
七.電漿電視的優點
1. 電漿電視都採先進的倍頻掃描方式,畫面穩定.不會閃爍,在人的視覺上解析度可提高約30~50%
2. 電漿是由將近200萬個個別發光體單獨發光所構成的,所以全畫面的每個角落都一樣清晰分明,不會像CRT有中間清晰四周模糊的現象,也不會有三個原色RGB分叉的情形。
3. 電漿是也沒有畫面扭曲變形的問題 4. 電漿的電磁波輻射只有CRT電視的1/100~1/1000 5. 16:9廣視角,豐富您的視野,滿足您的臨場感
八.什麼是色溫? 色溫的單位是”度K”, 也就是絕對溫度的單位,攝氏--273度C是絕對溫度0度K,所以說水的冰點是273度K,沸點是373度K。
色溫是自然界的一種現象,當宇宙在沒有太陽,沒有任何發光體的恆星時,這時的溫度是0度K,就是如黑洞一般任何物質都是黑色的;當物質被加熱(如太陽燃燒到表面溫度的5000度K)時物質所輻射出的能量,其中就包含可現光的頻譜紅.澄.黃.綠.藍.靛.紫及紅外線.紫外線.γ.β射線等等不同的頻譜。
以鎢絲燈泡來說,鎢絲被通電加熱到約2,200度K,其所產生的光線是近於紅色; 日光燈是用電子撞擊螢光體,其撞擊時所產生的色溫是約4500度K ; CRT電視的P22螢光體被電子撞擊時所產生約7,300度K的色溫。
以太陽來說,內部約30,000度K,表面約為5000度K,但射到地球後大部分的紫外線及紅外線都被大氣層拆射式繞射,所以射到地球上的頻譜就等於3,000度K(日落時)~27,000度K(日正當中)
色溫是發光體表面的溫度,所產生出的頻譜與光源的強度大小無關,也就是說,此光源照到一張白紙時看起來的感覺; 如在鎢絲燈光下看一張白紙就是紅紅的,在日光燈下(4,500度K)就有點偏黃,在日正當中時有點偏紫,所以在赤道地區的風景海水特別的湛藍,藍到有點偏紫(約13000度K~15000度K)