视频系统中视频参数的视觉影响: 色度至亮度延迟的影响

摘要：影响视频系统质量的最终标准很大程序上取决于对最终图像的视觉效果。虽然如此，工程人员在判别视频系统质量好坏时常常采用一套客观的测试标准。色度与亮度延时的不一致性(视觉信号的颜色和亮度)，这是重要的视频参数，但很难由一个客观的标准来度量。本文是该系列应用笔记的第二部分，讨论这一电参数对视频系统的影响，帮助设计者理解色度与亮度延时的不一致性，即电信号颜色与亮度之间的不一致程度，另外还将讨论失配的解决办法和对视频图像的影响。

简介

在处理复合视频信号(CVBS)时，为了保证图像的质量，设计人员必须注意几个重要参数：色度和亮度，即图像信号中的颜色和亮度；色度与亮度的延时误差，这与群时延偏差指标有关，群时延偏差定义了整个系统中不同频带的电延迟。

复合视频信号从根本上说是色度(颜色)与亮度 (灰度)信息，通常调制成射频信号，用于普通的广播电视。在广播电视系统中，减少传输带宽非常关键，以便采用简单的单线方案实现基带视频的连接。

本文将描述色度/亮度延时误差对系统的影响，以及现有的检测方法，本文是关于应用笔记：影响视频系统的电参数的第二部分，在阅读本文这前，您最好阅读一下第一部分：Visual Impact of Video Parameters in Video Systems: Part 1-Differential Gain and Differential Phase。

色度至亮度延时

该参数指的是视频信号的色度分量通过系统的时间与相应的亮度分量通过系统的时间差值。这一时间差，或延迟偏差，会在图像中物体的边缘产生“污渍”，使图像变得模糊。通常可以用具有3.58MHz (PAL制式时使用4.43MHz)调制的12.5T正弦-方波脉冲测试该项指标(图1)。通过分析信号的基线测量延时误差，如果基线是直线，则没有延时误差；如果色度超前或滞后亮度，基线将产生波动(不再是直线)，同时，从基线的波动中还可以看出色度与亮度的先后关系(图2)。


图1. 12.5T的测试信号


图2. 12.5T脉冲调制测试中延迟时误差图例(可以清楚的看到色度超前亮度或亮度超前色度之间的差异)

较大的色度/亮度延迟偏差对视频系统的视觉影响

图3是没有色度/亮度延时误差时的原始图像，图4则是受色度/亮度延时误差影响后的视觉效果图，显然，图4看起来不够清晰；而且在长条块和字母的边缘有“污渍”，为了更清楚地看到该延迟偏差的影响，在图5中给出了放大后的视图。


图3. 没有色度/亮度延迟的原始图像


图4. 存在亮度与色度延时误差时，同一图像的视觉效果


图5. 观察图4延迟偏差影响的近景

结论

上述例子是色度/亮度延时相差300ns时的图像，它清楚地显示了延时误差在视觉上产生的影响。对于大多数视频系统，其延迟偏差通常小于此值。一般情况下，小于20ns的延迟偏差所产生的图像质量已足够好；而大于20ns时，将会明显降低图像质量。因此，对于视频系统设计者，为了保证输出生动清晰的图像，很重要的一点就是要注意色度/亮度延迟偏差。