基于matlab的彩色电视系统的建模仿真设计毕业设计文档格式.docx

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近年来，随着仿真技术的普及应用，以及各种仿真软件的出现，仿真技术已经深入到各行各业。

电视系统原理作为一门课程，教学过程中希望能显示各个阶段动态电视信号的图形，而现今的媒体教学还没有达到这种要求，实验课又受到物理条件和时间空间的限制。

因此提出基于Matlab／Simulink来构建电视系统模型，从而能够动态仿真电视系统各主要环节及每个阶段的电视信号波形。

该电视系统建模仿真旨在基于Matlab／Simulink的基带图像信号编码器和解码器的研究，并不涉及电视信号的发射和接收的调制、解调，不涉及高频，中频，混频等技术，不涉及伴音信号。

通过标准彩条信号仿真电视系统中各主要阶段的电视波形，并对波形进行分析。

主要分析和比较模型的显示波形与理论波形，进而比较解码器和编码器模型中的显示波形。

仿真结果表明，该模型能够正确地仿真出动态的电视信号波形。

将标准彩条信号产生模块置换成静态图像读取模型，对图像处理进行初步研究。

首先将produceRGBsignal的仿真数据传输Workspace工作空间，通过仿真数据显示彩条信号的图像。

然后通过编写S-function函数读取任意静态图像，并将图像读取模块与电视系统仿真模型连接起来，从而显示读取图像的波形，并且通过对仿真数据处理显示读取的图像。

这使电视系统具有更大的通用性和研究价值，有了进一步研究的空间。

关键词：

电视系统仿真平台；

电视信号波形；

标准彩条信号

BasedonMatlab/Simulinkcolortelevisionsystemmodelingsimulationdesign

Abstract：

Inrecentyears,withthepopularizationoftheapplicationofsimulationtechnology,theemergenceofavarietyofsimulationsoftware,simulationtechnologyhaspenetratedintoallwalksoflife.Asacurriculumfortelevisionprinciple,it’sbettertoshowthewaveformofthetelevision’ssignalateverystep,whiletheexistenttechniquecall’treachtherequest,andtheexperimentsarelimitedbythephysicalconditions，timeandspace.ThispaperputsforwardhowtoconstructthemodelsoftelevisionsystembasedonMatlab/Simulink.TherebythemodelscansimulatethedynamicprocessesofTVandgivethewaveformsoftheTVsignalsateverystepdynamicallyTheTVsystemmodelbasedonMatlab/Simulinkistoresearchtheencoderanddecoderofthebasebandimage.Itdoesn’tinvolvethemodulationanddemodulationofthetelevisiontransmittingandreceiving.Itdoesn'

trefertothesetechnologies,suchashigh-frequency,intermediatefrequencyandmixing,andthesoundsignal.Simulatethemainwaveformsofthetelevisionmodelviathestandardcolorfulbarssignalandcarryontheanalysistothewaveforms.It’smainlycarryontheanalysisandcomparisontothewaveformsofthemodeldisplayandthetheory,aswellasthewaveformsinthedecoderandencodermodels.Thesimulationresultsindicatethatthismodelcansimulatethedynamictelevisionsignalwaveformcorrectly.

ReplacetheproduceRGBsignalmodelintothereadingfrozenpicturemodel,andconductthepreliminarystudytotheimageryprocess.TransmitthesimulationdataoftheproduceRGBsignaltotheWorkspacefirstlyanddisplaythecolorbarssignal’simageviaprocessingthedata.ThenreadrandomfrozenpicturethroughcompilingtheS-function,andconnectthereadmodelandthetelevisionsystemsimulationplatform,thusdisplaythewaveformandtheimageofthefrozenpictureviadealingwiththesimulationdata.Itenablesthetelevisionsystemtohaveabiggerversatilityandtheresearchvalue,havethefurtherstudyspace.

Keywords:

televisionsystemsimulationplatform;

televisionwaveform;

standard;

colorfulbarssignal.

基于Matlab/Simulink的彩色电视系统的建模仿真设计

1绪论

1.1课题研究背景与意义

随着通信、电子及计算机技术的发展，与之密切相关的“手机电视”、图文电视、可视电话、广播电视、有线电视、会议电视、工业电视等电视系统作为信息终端也得到了长足的发展。

尤其是数字电视的出现为电视系统提高性能、扩展功能及应用范围开辟了一条具有革命性的重要途径。

因而，学习掌握电视的基本原理就变得更加的重要，当然，学习并掌握电视系统的结构组成、相关原理及各部分结构的特点是形势发展的需要。

“电视原理”是用来介绍电视系统的组成，分析说明图像摄取、传输、重现的过程及信号变换的过程，并从理论上分析各有关参数的选取及选择依据，分析说明各种电视制式的特点、组成及工作原理。

这门课程不仅是从事电视、通信等相关领域的专业技术人员所必须掌握的，而且对于非专业人员来说，通过对这门课程的学习，也可以对电视有了较为全面的了解。

目前国内许多学校在“电视系统”教学方面仍采用授课与实验相结合的教学模式，再辅以多媒体进行简单的演示。

由于“电视原理”这门课在教学上需要一种直观性很强的授课方式，特别在现象判断、故障诊断与分析等教学上更是如此。

而这些用语言是无法充分表达清楚，对现象分析判断正确与否最终都要依赖于电视屏幕上所显示的图像信息，系统内部出现什么情况，屏幕上图像相应给出什么信息，而这种信息经常是动态变化过程，如行或者场的不同步等，这是静态媒体教学做不到的。

在实验教学方面，受教学设备规模大小、场地大小、人员素质等因素影响很大，且实验课一次所容纳的学生数量有限，还有设备使用及人员的安全性等，因此上实验课要耗费相当大的精力。

利用PowerPoint或其他一些多媒体制作工具，所编写的演示文稿或多媒体课件，虽然能够较清楚的说明电视系统的结构、原理，但这只是静态的演示方法。

对于形象演示一些难以理解的动态过程及内容等还很欠缺，学生也只能靠大脑去形象思维，而每个学生对所描述现象的想象程度如何取决于该学生的以往经验、背景知识、思维方式等。

整个教学过程仍以教师的讲授为主，而学生仍然是被动的接收者。

现代电视技术的发展，在电视系统中分离元器件使用越来越少，而更多地使用功能模块，使得从原来以分离元器件讲解电路为基础，过渡到以功能模块讲解电路为方向，把讲解重点放在模块功能的分析、应用。

因此我们急切的需要仿真技术的结合，建立一套电视系统仿真模型，以便于利用模型对电视系统各部分工作原理进行分析以及对各点波形进行演示，达到对电视原理课程直观教学的效果。

目前，在国际仿真领域具有相当权重的软件是MATLAB，此软件在信号系统、通信、控制、智能、电路仿真应用方面功能强大。

利用MATLAB仿真软件作为“电视系统”教学课件的关键是建立电视系统主要部分的MATLAB仿真模型，在课堂上可实时演示。

这样使学生不仅对结构框图有一个静态的了解，而且在仿真过程中对电视系统内部动态工作过程也有一个形象化、直观化的了解。

1.2国内外研究现状

综合近几年国外多种教育技术杂志（如ET,ETS，EMI，JRCE，AJDE...）上所刊登的主要论文，以及国际上每年召开一次的规模最大的有关多媒体教育应用的国际会议“ED_MEDIA”世界大会，即“教育多媒体与超媒体”世界大会（WorldConferenceonEducationalMultimediaandHypermedia）上所发表的基本观点，可以看出当前多媒体教育应用有几个值得注意的发展趋势，其中最重要的一条就是多媒体技术与仿真技术的结合。

近年来，计算机仿真技术己渐渐的渗入网络教学。

网络教学利用互联网技术，跨越时空限制，最大程度地整合教学资源，将一流师资和一流教学设备结合仿真技术，通过网络与大批需要得到信息与知识的同学结合起来。

这不但使学习变成一件有趣的事，而且使办学单位减少了人力、物力的消耗。

关于电视的研究，有软件的也有和硬件的，有模拟电视也有数字电视。

其中硬件实现的研究有：

电视信号的亮色分离自适应梳状滤波器的算法及其硬件实现，提出了电视信号的亮色分离的一种新的算法并进行了硬件验证。

PAL/NTSC制视频编码器的研究与设计，给出了一个单片+5V电压Bipolar视频编码器设计和分析，其内部集成了PAL/NTSC制编码器的全部功能，只需外接一个产生4倍色副载波的石英晶体，就可将从编码信源引入的色副载波信号、R、G、B三原色信号和复合同步信号合成彩色全电视信号。

电视信号数字解码器中同步提取、色度副载波恢复及色度解调部分的设计与Verilog实现，通过电视信号数字解码器芯片的设计，实现电视同步信号提取、亮色分离、色度副载波恢复及色度解调、输出格式转换等。

模拟电视信号数字解码及视频处理研究与设计，用硬件实现模拟电视信号与数字电视信号的转换以及亮色信号