在我們的電視天線訊號線裡就只有兩跟線，中間有一根很粗的線，外圍包著一層的線，這是為了防止外界訊號的干擾。在這兩根線中一個是地線，一根是全電視訊號線，外圍的是地線。

做視訊處理很難免要接觸電視訊號，瞭解全電視訊號的原理。當我們把電視的訊號線接到示波器上看其波形時會發現其波形很亂，但總是有一些規律可循：每隔一段特別亂的波形之後有一個很小的低電平。在這其中，中間那些特別亂的波形其實就是有效畫素電平的高低訊號，那些很小的電平訊號就是一些同步訊號。

1、關於畫素時鐘：大約在13.5MHz，由取樣定理得出的取樣訊號為27MHz，畫素時鐘就是來同步畫素有效訊號的，每一個畫素時鐘來一個畫素值；

2、關於行同步訊號：顧名思義就是同步行掃描的訊號，每行來一次，低電平有效（對於正電視訊號而言），每來一次行同步訊號就意味著本行掃描結束，新的一行就要開始了；

3、關於場同步訊號：顧名思義就是同步場掃描的訊號，每場來一次，低電平有效，每來一次就意味著本場掃描結束新的一場就要開始；

4、關於場、幀的概念：從螢幕上頭掃到下頭叫做一場，但是並不等同於一幀，一幀影象是指能夠組成完整畫面的影象資料，在隔行掃描中一幀包括兩場：奇場和偶場；

5、關於CVBS波形電平的解析：（假設為正電視訊號）設最低電平為0,最高電平為1,在兩者之間有一合理的分界值x，認為x到1之間的為畫素值，將這個區間劃分為256份（假設精度為8位），每一個值對應一個灰度值，其中x代表黑色，1代表白色，中間為各級灰度。(一個電平就可以表示一個256之內的數字，模擬電平)x以下的電平不是有效地畫素值也可以說是黑色，那些同步訊號就融合在其中，包括行同步訊號和場同步訊號，場同步訊號比行同步訊號要寬很多，具體的都有自己的時間長短定義，這樣才能保持傳送和接收段訊號的一致性，才能夠恢復原來的影象；

6、關於奇偶場的概念；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、關於場消隱和行消隱：跟在場同步和行同步之後，當一行掃到螢幕的最右頭或者一場掃描到螢幕的最底端時，必須返回進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訊號，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. 視訊訊號電平

視訊訊號電平定義了視訊訊號不同部分的電平和範圍。用於定義視訊訊號電平的組織是IRE（無線電工程師協會）。消隱電平對應0 IRE，白色電平對應+ 100 IRE。消隱電平是視訊訊號的參考級別（通常為0 V），如下面的圖6所示，如果對訊號進行一定的設定，消隱電平和黑色電平是不同的。

圖6：視訊訊號電平

對於NTSC而言，通常應用7.5 IRE設定，將黑色電平提高為+ 7.5 IRE。對於PAL和SECAM，黑色電平與消隱電平一致，均為0 IRE。

下表根據視訊格式顯示了不同的視訊訊號電平。

模擬合成視訊訊號使用75 Ω的輸出阻抗定義為電壓源。當帶75 Ω阻抗的負載時，白色電平同步通常為1 V_峰峰值。因此，無負載訊號名義上為2 V_峰峰值。

也就是140IRE = 1Vp-p

9. 理解複合視訊訊號

複合視訊訊號是所有需要生成視訊訊號的成分組合在同一訊號中的訊號。構成複合訊號的三個主要成分如下：

• 亮度訊號——包含視訊影象的強度（亮度或暗度）資訊
• 色彩訊號——包含視訊影象的色彩資訊
• 同步訊號——控制在電視顯示屏等顯示器上訊號的掃描

單色複合訊號是由兩個成分組成的：亮度和同步。圖1顯示了這個訊號（通常成為Y訊號）。

色彩訊號通常被稱為C訊號，在圖2中示出。

圖2：彩色條的色彩資訊訊號（包括顏色突發）

複合彩色視訊訊號通常成為彩色視訊、消隱與同步（CVBS）訊號示Y與C之和，如圖3所示。

CVBS = Y + C

圖3：彩色條的彩色複合視訊訊號

兩個組成部分Y與C可以作為兩個獨立訊號分開傳輸。這兩個訊號合稱為Y/C或S視訊。

10. 視訊訊號組成

複合視訊訊號的概念

在一個訊號中包含了亮度訊號、色度訊號與同步訊號（包括場同步、行同步訊號及行場消隱訊號），稱為複合視訊訊號。

又稱為CVBS，表示Color，Video，Blanking，Sync，或者composite video baseband signal。

複合視訊訊號把亮度、色度與同步訊號複合在一個訊號通道上傳輸，也就是在傳輸前需要把色度訊號與亮度訊號“合成”在一個訊號裡，在傳輸後再將色度訊號與亮度訊號“分離”開來，送到顯示電路處理。

在色度訊號與亮度訊號的“合成”與“分離”過程中，因為亮度訊號與色度訊號之間的相互干擾以及複合視訊訊號本身頻寬的限制等，影響了影象的質量。複合視訊訊號，沒有象射頻電視廣播訊號那樣經過調製、音/視訊混合/分離、放大、檢波、解調等過程，傳輸的影象質量，相對射頻電視廣播訊號要好一些，但相對其它視訊訊號，傳輸的影象質量是比較差的，水平解析度一般可達 350-450 線。

在複合視訊訊號的波形中，亮度與同步訊號加在一起，稱為亮度訊號Y(Luminance，Luma)。色調與色飽和度通過一定的轉換，轉換成色差訊號，然後調製在色副載波上，已調色差訊號即為色度訊號C (Chrominance，Chroma)。色度訊號的相位代表色相，即顏色，其幅度代表色飽和度。

單一水平視訊行訊號由水平同步訊號、後沿、活動象素場以及前沿組成，其中，水平同步，後沿，前沿，組成水平消隱，如圖4所示。

圖4：視訊訊號組成

VBI:場消隱間隔：

視訊訊號的另一方面是垂直同步（VSYNC）脈衝。這實際上是在場之間發生的脈衝序列，用於通知顯示器，完成垂直重跟蹤，準備掃描下一場。在每個場中都有幾行是不包含活動視訊資訊的。有些只包含HSYNC脈衝，而其他包含均衡與VSYNC脈衝序列。這些脈衝是在早期的廣播電視中定義的，所以從那以後構成了標準的一部分，雖然之後的硬體技術能夠避免部分附加脈衝的使用。在圖5中給出了複合RS-170交叉訊號，其中包括垂直同步脈衝，為了簡單起見，下面給出了一個6行幀：

圖5：VSYNC脈衝

應當理解對於從模擬相機得到的圖片，其垂直尺寸（以象素為單位）是由幀接收器對水平視訊行取樣的速率所決定的。而這個速率是由垂直行速率合相機的體系結構所決定的。相機CCD陣列的結構決定了每個象素的大小。為了避免影象失真，您必須對水平方向，以一定速率進行取樣，將水平的活動視訊場分割為正確的象素點數。下面是RS-170標準的例項：

感興趣引數：

• 行/幀數：525（其中包括用於顯示的485線；其餘是每兩個場之間的VSYNC行）
• 行頻率：15.734 kHz
• 行持續時間：63.556微秒
• 活動水平持續時間：52.66微秒
• 活動象素/行數：640

現在，我們可以進行一些計算：

• 象素時鐘頻率（每個象素達到幀接收器的頻率）：
  640象素/行 / 52.66 e-6 秒/行 = 12.15 e6 象素/行（12.15 MHz）
• 活動視訊的象素行長度 + 定時資訊（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. 不同的視訊格式

以下表格描述了常用標準模擬視訊格式的一些特徵：

NTSC：美國國家電視標準委員會

PAL：逐行倒相

SECAM: Systeme Electronic Pour Coleur Avec Memoire

12. 彩色編碼

對於所有的PAL和NTSC格式而言，編碼是基於正交調幅（QAM）概念的，其中將兩個彩色成分通過象限幅度調製之後，合併在一起。調製必須經過解碼，因此跟蹤絕對相位需要對彩色資訊進行解碼。稱為彩色突發的參考訊號被插入到每行的開始處，它位於水平同步脈衝之後（參閱上述圖3與圖4）。

對於所有的SECAM格式，兩個彩色成分使用兩個不同的子載波頻率進行頻率調製，之後順序分步在不同的視訊行上。SECAM格式不需要彩色突發訊號。

13. 隔行掃描概念

所有複合視訊系統使用隔行掃描技術在電視螢幕上顯示視訊影象。圖7顯示了隔行掃描概念。

圖7：電視螢幕上的隔行掃描

模擬視訊訊號包含控制掃描從左到右逐行以及從上到下逐場進行掃描。控制逐行掃描的脈衝稱為水平同步脈衝（H-Sync）。控制垂直掃描的脈衝稱為垂直同步脈衝（V-Sync）。

兩個交叉場合成一個完整幀。第一個場稱為奇數場，對視訊影象的奇數行進行掃描。第二個場稱為偶數場，對視訊影象的偶數行進行掃描。整個過程對每幀進行重複。

7. 活動影象

掃描得到的活動視訊影象總是具有4/3的尺寸比例（水平/垂直），它與視訊格式無關。彩色複合視訊訊號表明掃描過程要求在每行的左側和右側需要一些附加空間，在活動視訊影象場的頂部和底部也同樣如此。這個額外的空間包含同步訊號、彩色突發以及其他例如ITS等格式特定的資訊，這並不是活動視訊影象的一部分。大約所有行的90％以及每行的80％都能夠傳送活動影象資訊。如下表所示，精確的數值依賴於視訊格式。

活動行代表了實際用於傳送影象和資訊的行數。舉例而言，在NTSC中，每幀的525行中只有480行是傳送影象資訊的。同樣，在每行中，只有在活動行序列中才傳送影象資訊，這比整行的持續時間短。舉例而言，在NTSC中，63.55µs中只有52.2µs是活動行持續時間。幀速率是掃描速度。

8. 灰度影象和提取線譜輪廓

假設以下條件滿足，下一小節中的完整NTSC幀掃描影象對在電視螢幕上可能出現的視訊顯示進行了模擬：

• 電視能夠顯示整條線，而不僅僅是活動影象部分。
• 電視並非將兩個場進行隔行掃描得到完整的影象幀，而是對整個幀逐行掃描。

掃描從代表偶數場垂直同步模式的幾行開始掃描（從上到下逐行）。在偶數場的垂直同步模式之後插入可選的測試訊號（ITS）。最後顯示實際的奇數場活動影象。

這個過程對偶數場重複，構成完整的幀。

說明：大多數行從水平同步脈衝開始，隨後是色彩突發模式訊號。之後的活動影象（或ITS）顯示強度變化，其中較高的訊號電平代表更高的亮度。

位於圖8和圖9底部的提取譜線輪廓顯示了從偶數場提取的活動視訊訊號行。關於視訊電平的更多資訊，等參閱之前的視訊訊號小節。

水平同步脈衝一般是簡單的負脈衝，這些脈衝電平低於亮度訊號電平。但是，垂直同步訊號由分步在多行上的脈衝序列構成，脈衝序列對於奇數場和偶數場而言是不同的。圖8和圖9顯示了用於兩種場和三種主要視訊格式的垂直同步模式。

圖8：用於NTSC的場消隱與同步訊號


圖9：用於PAL和SECAM的場消隱與同步訊號

9. 完整的NTSC幀掃描

圖10顯示了對構成完整NTSC幀的525行進行掃描的結果。

圖10：完整的NTSC幀掃描

圖10是一個灰度影象，由於它代表了原始NTSC視訊波形的強度圖。色彩資訊嵌入到這個波形中，還沒有進行編碼。

您可以看到左邊的訊號色彩突發。點狀模式代表了正弦節拍的強度圖，構成色彩突發波形。在解碼之後，色彩突發看上去像是單色的表面（如果在電視顯示器上可見）。