| 2．2 亮度信号与色差信号 |
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为了传送彩色图像，从兼容的角度出发，彩色电视系统中应传送一个只反映图像亮度的亮度信号，以Y表示，其特性应与黑白电视信号相同。同时还需传送色度信息，常以 F 表示。根据三基色原理，必须传送反映R、G、B三个基色的信息。亮度方程Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B告诉我们在Y、R、G、B这4个变量中，只有3个是独立的。所以只要在传送Y 的同时，再传送三个基色中的任意两个即可。注：（此处的亮度信号Y、基色信号R、G、B指的是已经过光电转换后的电信号。） |
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由于每个基色信息中都含有亮度信息，如果直接传送基色信号，已传送的亮度信号Y(为各基色亮度总和)与所选出的两个基色所包含的亮度参量就重复了，因而使得基色与亮度之间的相互干扰也会十分严重。所以通常选择不反映亮度信息的信号传送色度信息，例如基色信号与亮度信号相减所得到的色差信号(R-Y)、(G-Y)和(B-Y)，可从中选取两个代表色度信息。因此，在彩色电视系统中，为传送彩色图像，选用了一个亮度信号和两个色差信号。 |
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| 2．2．1 亮度、色差与R、G、B的关系
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由亮度方程：
Y =0.30R + 0.59G + 0.11B （2 -1） |
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可得色差信号： |
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R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B （2-2a） |
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G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B （2-2b） |
B-Y=B -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B （2-2c）
内容扩展
三个色差信号中只有二个是独立的，常选用(R - Y)和(B - Y)两个色差代表色度信号。这是因为对大多数彩色来说，(G-Y)比(R - Y)和(B - Y)数值要小，如选择(G-Y)对改善信噪比不利。
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在已知(R - Y)和(B - Y)的情况下，可以容易地求得(G-Y)。
令：Y =0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并与亮度方程相减：
0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0
得：
（2-3）
传送Y、 R-Y、 B-Y
(R-Y)+Y =R ，(G-Y)+Y =G ，(B-Y)+Y =B，即可恢复出基色信号
在接收端根据上式先用矩阵电路解出(G-Y)，再运算：
设R＝G＝B＝Ex，则利用亮度方程可求得：
Y =0.30 Ex+0.59 Ex +0.11 Ex = Ex，R-Y= Ex - Ex =0，B-Y= Ex - Ex =0.
对于黑白电视信号，反映色度的信号为零，表明具有很好的兼容性
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在传送黑白电视图像时，R、G、B应相等，因而色度信号为零。 |
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在传送彩色图像时，三基色电压R、G、B不相同，若三个值都不为零，则说明该被传送的彩色是非饱和色，因为其中必然包含有由相等的三基色显所组成的白色成分。若三个值中有一个或两个为零，则所传送的彩色为饱和色。
内容扩展
比如传送饱和黄色，R＝G＝1、B＝0，其亮度信号和色差信号分别为：
Y = 0.30 + 0.59 = 0.89，
R - Y =1 - 0.89 = 0.11，
B - Y = 0 - 0.89 = -0.89，
此时，(R - Y)和(B - Y)均不为零。
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此外，在不计显像管γ失真及传输系统非线性的情况下，还可以证明代表色度信息的色差信号受到干扰时，将不影响亮度信号，也不会反映到图像的亮度上。因而重现图像的亮度就只由所传送的亮度信号所决定，常称其为恒定亮度原理。它正是选择传送色差信号的优点之一。
证明：
以Y =0.30R0 + 0.59G0 + 0.11B0=Y0表示摄像端获取的原景物亮度，用Yt、(R - Y) t和(B - Y) t分别表示传输后的亮度信号和色差信号，相对于发端信号而言，可能因混入了某种干扰而使幅度有所变化。用于重现彩色图像的三基色信号分别为：
Rd =（R-Y）t+Y t ；
Bd =（B-Y）t +Y t
Gd =[-0.51（R-Y）t -0.1-（B-Y）t ]+Y t 。
因为不计入显像管γ失真，所以显示的亮度Yd将为：
Yd = 0.30Rd +0.59 Gd +0.11Bd=Y t 。
可见重现的亮度Yd只与所传送的到接收端的亮度信号Y t有关，即实观了恒定亮度传输。
然而，当考虑显像管的非线性电 —— 光转换特性时(即γ≠1)，尽管在摄像端对每一基色信号还进行γ校正(开γ次方)，恒定亮度原理将不再满足，但影响不大。
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