数字/模拟制作系统分量信号转换误差的监测

2003-01-28 本刊编辑部江宁依马狮网

模拟信号时代就发现，分量信号的传输方式有几种，在进行相互转换时，一定要注意信号的有效（Valid）与合法（Legal）性。

譬如，在R、G、B方式时我们可规定信道电压范围为0～525mv；而在R—Y、B—Y方式时，Y信道为0～700mv，R—Y和B—Y为±350mv。只要信号不超过这些电压范围，即为合法。

图1

又如，在R—Y信道中有一个正值信号叠加在黄条位置上，虽无效，但它在R—Y信号中却是合法的（参见图1）。由图可见，虚线部分因幅值在色差系极限值以内，所以是合法的。但当转换到R、G、B系后，因R信号超出了合法值，所以视为不合法，也是无效的。

为此，我们将这两个概念归纳如下：

合法：只要信号幅度不超过该信道规定的电压值，即为合法。

有效：只要信号能够正确重现色域图内的各个色点，有效信号在所有分量方式中都是合法的。但不是所有合法的信号在各种分量方式中都有效。

如今，随着计算机视频技术应用的日益广泛，出现非法视频信号的可能性也在逐渐增加，如，通过图形工作站制作视频信号、在摄像机上进行技术调整或后期制作的视频调整等，都有可能出现R'G'B'色域的越限。跟踪“色域越限”，及时调整违规出现的非法信号，已成为当今制作环境下的一项重要工作。数字、模拟、标清、高清等多种格式的并存也使后续处理变得复杂化。

图2

关于色域的概念，可用图2所示的显像三基色色域图来描述。图中，点划线区域内表示的是CIE规定的物理三基色三角形。它包围了较大的面积，其中包括了波长从550～700nm高饱和度的红、橙、黄、绿等常见的各种鲜艳颜色。显像管三基色的选取，要受到荧光粉生产能力的限制，重现的色域都较CIE规定的物理三基色范围为小。牺牲一些高饱和度,换取较高的重现亮度是合算的。因为，在环境亮度较高的情况下，只提高饱和度而无足够的亮度是无意义的。从图中也不难看出，荧光粉已远比印刷、电影胶片所能重现的色彩丰富得多。

图3

所谓“色域越限”，是指部分R'G'B'信号或色差分量信号已处于色域之外,所显示的颜色已失去鲜艳或产生了色失真。
此外，其它形式的失真(如图3中所示，亮度信号幅度变小)也可能产生各种无效信号。
为了将上述情况及时地反映出来,包括瞬态的超出色域都能作出差错报告，泰克公司推出了钻石(Diamond)和箭头(Arrowhead)显示方法。

钻石显示

钻石显示原理是基于3个色差分量的组合，类似于矢量示波器形成6个色点的坐标方式。不过是将钻石的上部菱形用于显示G'B'组合信号，下部菱形用于显示G'R'组合信号。图4示出的是B'＋G'作用于菱形的垂直轴；B'－G'作用于水平轴而构成的坐标图。图5示出的是R'G'B'加、减信号的形成过程。