專利名稱：一種電視編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種電視編碼器。
背景技術(shù)：
參看圖1，對(duì)于電視編碼器而言，其輸入為YUV三路信號(hào)，而復(fù)合電視信號(hào)的輸出只有一路，因此需要將亮度和色度信號(hào)疊加在一起。要解決這個(gè)問題，根據(jù)國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)，需要建立一個(gè)色度載波頻率，將兩路色差信號(hào)正交調(diào)制在色度載波上，再將調(diào)制過的信號(hào)疊加在亮度信號(hào)之上，形成一路復(fù)合電視信號(hào)。為了保證亮度信號(hào)和色度信號(hào)在頻域上不互相干擾，需要對(duì)他們進(jìn)行低通濾波，將其頻率范圍限制在一定帶寬之內(nèi)。
電視編碼器中，由于濾波器的實(shí)現(xiàn)需要使用多個(gè)乘法器，如果結(jié)構(gòu)不夠科學(xué)，會(huì)造成乘法器個(gè)數(shù)增加，導(dǎo)致芯片面積的浪費(fèi)。對(duì)于一個(gè)FIR(有限沖激響應(yīng))濾波器而言，設(shè)其輸入為x0，x1，x2，…，其輸出為y0，y1，y2，…，假設(shè)我們使用了一個(gè)6階濾波器，設(shè)濾波器系數(shù)為a0，a1，a2，a3，則輸入與輸出的關(guān)系為yn＝a0(xn-3+xn+3)+a1(xn-2+xn+2)+a2(xn-1+xn+1)+a3xn由上面的公式可知，對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行低通濾波運(yùn)算，需要4個(gè)乘法器，對(duì)于YUV三路信號(hào)同時(shí)進(jìn)行低通濾波，則可能需要12個(gè)乘法器。由此可知，現(xiàn)有技術(shù)中的電視編碼器中乘法器的個(gè)數(shù)很多，嚴(yán)重浪費(fèi)了芯片的面積，結(jié)構(gòu)很不科學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題和不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種電視編碼器。它減少了乘法器的個(gè)數(shù)，大大減少了芯片面積。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn)一種電視編碼器，包括接收Y、U、V三路信號(hào)的濾波單元、乘法器一、加法器一、加法器二及乘法器二，所述濾波單元的亮度信號(hào)的低通濾波輸出端接加法器一的輸入端一，所述濾波單元的色差信號(hào)U的低通濾波輸出端接乘法器一的輸入端一，所述濾波單元的色差信號(hào)V的低通濾波輸出端接乘法器二的輸入端一。所述乘法器一的輸出端接加法器二的輸入端一，所述乘法器二的輸出端接加法器二的輸入端二，所述加法器二的輸出端接加法器一的輸入端二，所述加法器一輸出復(fù)合電視信號(hào)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于，所述濾波單元包括一個(gè)低通濾波器、選通電路及延時(shí)電路，所述選通電路的輸出端連接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接所述延時(shí)電路的輸入端。
上述系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為27MHz。
上述低通濾波器為通用六階濾波器，包括乘法器三、乘法器四、乘法器五、乘法器六及加法器三。所述乘法器三、乘法器四、乘法器五、乘法器六的輸出端分別連接加法器三的輸入端。
上述選通電路包括接收選通信號(hào)的選通器一、選通器二、選通器三、選通器四、選通器五、選通器六、選通器七、選通器八。所述選通器一、選通器三、選通器五、選通器七接收輸入信號(hào)，所述選通器二、選通器四、選通器六、選通器八接收濾波系數(shù)，所述選通器一、選通器二的輸出端連接乘法器三的輸入端，所述選通器三、選通器四的輸出端連接乘法器四的輸入端，所述選通器五、選通器六的輸出端連接乘法器五的輸入端，所述選通器七、選通器八的輸出端連接乘法器六的輸入端。
上述延時(shí)電路包括選通器九、延時(shí)器一、延時(shí)器二、延時(shí)器三、延時(shí)器四、延時(shí)器五。所述加法器三的輸出端連接選通器九的輸入端，所述選通信號(hào)也發(fā)送給選通器九，所述選通器九的輸出端分別連接延時(shí)器一和延時(shí)器四，所述延時(shí)器一的輸出端連接延時(shí)器二的輸入端，所述延時(shí)器二的輸出端連接所述延時(shí)器三的輸入端，所述選擇器九輸出色差信號(hào)V的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器三輸出亮度信號(hào)的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器五輸出色差信號(hào)U的低通濾波輸出信號(hào)。
本發(fā)明由于增加了額外的選通電路和延時(shí)電路就實(shí)現(xiàn)用一組濾波器對(duì)三路信號(hào)的濾波，將乘法器的個(gè)數(shù)減少了三分之二，大大地減少了芯片的面積。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)電視編碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明濾波單元的結(jié)構(gòu)圖；圖4為一種輸入信號(hào)的時(shí)序波形圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
參看圖2，一種電視編碼器，包括接收Y、U、V三路信號(hào)的濾波單元1、乘法器一2、加法器一3、加法器二4及乘法器二5。所述濾波單元1的亮度信號(hào)的低通濾波輸出端接加法器一3的輸入端一，所述濾波單元1的色差信號(hào)U的低通濾波輸出端接乘法器一2的輸入端一，所述濾波單元2的色差信號(hào)V的低通濾波輸出端接乘法器二5的輸入端一。所述乘法器一2的輸出端接加法器二4的輸入端一，所述乘法器二5的輸出端接加法器二4的輸入端二，所述加法器二4的輸出端接加法器一3的輸入端二，所述加法器一3輸出復(fù)合電視信號(hào)。所述濾波單元1包括一個(gè)低通濾波器6、選通電路7及延時(shí)電路8，所述選通電路7的輸出端連接所述低通濾波器6的輸入端，所述低通濾波器6的輸出端連接所述延時(shí)電路8的輸入端。
對(duì)于電視編碼器而言，其輸入信號(hào)一般為CCIR656視頻輸入信號(hào)，亮度信號(hào)Y的采樣頻率是13.5MHz，色度信號(hào)U和V的采樣頻率是6.75MHz，我們可以發(fā)現(xiàn)色度信號(hào)的采樣頻率是亮度信號(hào)的一半，因此所使用乘法器的頻率也是亮度信號(hào)的一半，如果為YUV信號(hào)每路都配置一個(gè)低通濾波器的話，則U和V信號(hào)的濾波器中的乘法器的工作頻率是Y信號(hào)的一半，也就是說(shuō)，UV信號(hào)濾波器中的乘法器有一半時(shí)間是空閑的。根據(jù)這種特點(diǎn)，本發(fā)明對(duì)乘法器進(jìn)行時(shí)分復(fù)用來(lái)減少其個(gè)數(shù)。本發(fā)明采用的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率是27MHz，根據(jù)亮度和色度信號(hào)的采樣頻率，每四個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，視頻輸入信號(hào)將輸入兩個(gè)Y樣本，一個(gè)U樣本和一個(gè)V樣本，通過低通濾波器后將輸出濾波后的兩個(gè)Y樣本，一個(gè)U樣本和一個(gè)V樣本。
參看圖3，上述低通濾波器6為通用六階濾波器，包括乘法器三17、乘法器四18、乘法器五19、乘法器六20及加法器三21，所述乘法器三17、乘法器四18、乘法器五19、乘法器六20的輸出端分別連接加法器三21的輸入端。上述選通電路7包括接收選通信號(hào)的選通器一9、選通器二10、選通器三11、選通器四12、選通器五13、選通器六14、選通器七15、選通器八16，所述選通器一9、選通器三11、選通器五13、選通器七15接收輸入信號(hào)，所述選通器二10、選通器四12、選通器六14、選通器八16接收濾波系數(shù)。所述選通器一9、選通器二10的輸出端連接乘法器三17的輸入端，所述選通器三11、選通器四12的輸出端連接乘法器四18的輸入端，所述選通器五13、選通器六14的輸出端連接乘法器五19的輸入端，所述選通器七15、選通器八16的輸出端連接乘法器六20的輸入端。延時(shí)電路8包括選通器九22、延時(shí)器一23、延時(shí)器二24、延時(shí)器三25、延時(shí)器四26、延時(shí)器五27，所述加法器三21的輸出端連接選通器九22的輸入端，所述選通信號(hào)也發(fā)送給選通器九22，所述選通器九22的輸出端分別連接延時(shí)器一23和延時(shí)器四26，所述延時(shí)器一23的輸出端連接延時(shí)器二24的輸入端，所述延時(shí)器二24的輸出端連接所述延時(shí)器三25的輸入端。所述選擇器九22輸出色差信號(hào)V的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器三25輸出亮度信號(hào)的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器五27輸出色差信號(hào)U的低通濾波輸出信號(hào)。
本發(fā)明對(duì)Y、U、V三路信號(hào)都使用6階濾波，只使用一個(gè)濾波器(共四個(gè)乘法器)，以四個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期為單位時(shí)間。在每個(gè)單位時(shí)間中，設(shè)第一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期濾波器用于計(jì)算第一個(gè)Y樣本的濾波結(jié)果，第二個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期濾波器用于計(jì)算U樣本的濾波結(jié)果，第三個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期濾波器用于計(jì)算第二個(gè)Y樣本的濾波結(jié)果，第四個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期濾波器用于V樣本的濾波結(jié)果。這樣，只要對(duì)輸入YUV信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇就可以保證在特定的時(shí)刻如上所述需要的輸入信號(hào)出現(xiàn)在濾波器的輸入端，而對(duì)于輸出信號(hào)只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)就可以保證所輸出的YUV信號(hào)在時(shí)序上是對(duì)齊的。同理，如果需要改變輸入信號(hào)在單位時(shí)間內(nèi)的順序，只需要改變輸出信號(hào)的相應(yīng)的延時(shí)關(guān)系就可以滿足要求。因此只需要增加一些額外的選通電路和延時(shí)電路就實(shí)現(xiàn)用一組濾波器對(duì)三路信號(hào)的濾波，而且對(duì)于三路信號(hào)的濾波器的系數(shù)也完全可以分別不同。
參看圖4，假如輸入信號(hào)的波形如圖3所示其中Y(2n)代表單位時(shí)間內(nèi)第一個(gè)Y樣本，Y(2n+1)代表單位時(shí)間的第二個(gè)Y樣本，U(n)代表單位時(shí)間內(nèi)的U樣本，V(n)代表單位時(shí)間內(nèi)的V樣本，n＝0，1，2，…。我們使用6階濾波器，共需要4個(gè)乘法器，由圖3中可以看出，通過SEL的值的不同可以選擇乘法器的輸入，SEL為2’b00時(shí)，輸入為Y的第一個(gè)樣本；SEL為2’b01時(shí)輸入為U樣本；SEL為2’b10時(shí)輸入為Y的第二個(gè)樣本；SEL為2’b11時(shí)輸入為V樣本。這樣，經(jīng)過乘法器和加法器后的輸出信號(hào)將是以單位時(shí)間為周期的串行的YUV信號(hào)，根據(jù)線形因果系統(tǒng)的特性，其順序仍為Y樣本，U樣本，Y樣本，V樣本。由于乘法器和加法器的延時(shí)是固定的，我們只要根據(jù)SEL的值和乘法器與加法器的延時(shí)對(duì)輸出信號(hào)加上適當(dāng)?shù)倪x通和延時(shí)就可以得到時(shí)序上對(duì)齊的分別的YUV信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種電視編碼器，包括接收Y、U、V三路信號(hào)的濾波單元(1)、乘法器一(2)、加法器一(3)、加法器二(4)及乘法器二(5)，所述濾波單元(1)的亮度信號(hào)的低通濾波輸出端接加法器一(3)的輸入端一，所述濾波單元(1)的色差信號(hào)U的低通濾波輸出端接乘法器一(2)的輸入端一，所述濾波單元(2)的色差信號(hào)V的低通濾波輸出端接乘法器二(5)的輸入端一，所述乘法器一(2)的輸出端接加法器二(4)的輸入端一，所述乘法器二(5)的輸出端接加法器二(4)的輸入端二，所述加法器二(4)的輸出端接加法器一(3)的輸入端二，所述加法器一(3)的輸出端輸出復(fù)合電視信號(hào)，其特征在于，所述濾波單元(1)包括一個(gè)低通濾波器(6)、選通電路(7)及延時(shí)電路(8)，所述選通電路(7)的輸出端連接所述低通濾波器(6)的輸入端，所述低通濾波器(6)的輸出端連接所述延時(shí)電路(8)的輸入端。
2.按照權(quán)利要求1所述的電視編碼器，其特征在于，所述系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為27MHz。
3.按照權(quán)利要求1所述的電視編碼器，其特征在于，所述低通濾波器(6)為通用六階濾波器，包括乘法器三(17)、乘法器四(18)、乘法器五(19)、乘法器六(20)及加法器三(21)，所述乘法器三(17)、乘法器四(18)、乘法器五(19)、乘法器六(20)的輸出端分別連接加法器三(21)的輸入端。
4.按照權(quán)利要求3所述的電視編碼器，其特征在于，所述選通電路(7)包括接收選通信號(hào)的選通器一(9)、選通器二(10)、選通器三(11)、選通器四(12)、選通器五(13)、選通器六(14)、選通器七(15)、選通器八(16)，所述選通器一(9)、選通器三(11)、選通器五(13)、選通器七(15)接收輸入信號(hào)，所述選通器二(10)、選通器四(12)、選通器六(14)、選通器八(16)接收濾波系數(shù)，所述選通器一(9)、選通器二(10)的輸出端連接乘法器三(17)的輸入端，所述選通器三(11)、選通器四(12)的輸出端連接乘法器四(18)的輸入端，所述選通器五(13)、選通器六(14)的輸出端連接乘法器五(19)的輸入端，所述選通器七(15)、選通器八(16)的輸出端連接乘法器六(20)的輸入端。
5.按照權(quán)利要求4所述的電視編碼器，其特征在于，所述延時(shí)電路(8)包括選通器九(22)、延時(shí)器一(23)、延時(shí)器二(24)、延時(shí)器三(25)、延時(shí)器四(26)、延時(shí)器五(27)，所述加法器三(21)的輸出端連接選通器九(22)的輸入端，所述選通信號(hào)也發(fā)送給選通器九(22)，所述選通器九(22)的輸出端分別連接延時(shí)器一(23)和延時(shí)器四(26)，所述延時(shí)器一(23)的輸出端連接延時(shí)器二(24)的輸入端，所述延時(shí)器二(24)的輸出端連接所述延時(shí)器三(25)的輸入端，所述選擇器九(22)輸出色差信號(hào)V的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器三(25)輸出亮度信號(hào)的低通濾波輸出信號(hào)，所述延時(shí)器五(27)輸出色差信號(hào)U的低通濾波輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電視編碼器，屬于圖像處理領(lǐng)域。本發(fā)明減少了乘法器的個(gè)數(shù)，大大減少了芯片面積。本發(fā)明濾波單元的亮度信號(hào)的低通濾波輸出端接加法器一的輸入端一，濾波單元的色差信號(hào)U的低通濾波輸出端接乘法器一的輸入端一，濾波單元的色差信號(hào)V的低通濾波輸出端接乘法器二的輸入端一。乘法器一的輸出端接加法器二的輸入端一，乘法器二的輸出端接加法器二的輸入端二，加法器二的輸出端接加法器一的輸入端二，加法器一輸出復(fù)合電視信號(hào)。濾波單元包括一個(gè)低通濾波器、選通電路及延時(shí)電路，選通電路的輸出端連接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接所述延時(shí)電路的輸入端。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1671207SQ20041000879
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者劉健, 周芬, 朱軍, 張韻東 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司