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虽然数字电视发展速度很快，在个别地方甚至已经逐步普及，但是由于经济，技术等原因，在电视广播和视频监控领域，模拟电视广播还将在很长一段时间内占据主导地位。随着技术水平的发展，人们对图像质量的要求也越来越高，在不改变现有模拟电视广播系统的条件下，如何有效的提高视频图像的质量已经成为一个热门的课题。将数字解码技术用在改善传统的模拟电视广播质量上，解码性能较高，并且可用各种数字滤波器进行图像优化。
本文深入研究了NTSC制式电视信号的编码原理，并在此基础上提出并实现了一个精简高效的数字解码系统，将传统的NTSC制式彩色全电视信号，通过高速高分辨率的FPGA硬件采集系统转化为数字视频流，然后用全数字的方法进行解码，恢复出原始的RGB视频信号。
研究了NTSC制式全电视信号的时序及各种信号的组成，提取解码相关的数据，研究了NTSC制式亮度和色度的频谱特性，通过对各种亮色分离算法的比较，提出一种改进型2D自适应梳状滤波器来进行亮色分离，根据三行视频数据的垂直相关性来选择适当的方法进行亮色分离，效果好，算法精简。
研究了电视信号的色彩空间和色度调制原理，在对视频信号进行高分辨率采样的基础上利用最小均方估计法获取了色同步副载波的相位信息，从而无需数字锁相环即实现了优质的色度解调。简要研究了图像增强方法，对解码后图像存在的一些色彩噪声进行去噪处理，提高了图像的质量。
解码后的RGB视频分量信号可在数字视频设备上直接显示，并可使用各种数字滤波器直接进行数字图像处理。该解码系统在MATLAB上进行算法模拟，具有解码后的图像质量良好，运算速度快和解码系统精简等特点，满足商用解码芯片的前端算法标准。