專利名稱:色度信號處理系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及一個色度信號處理系統(tǒng)，如一個自動色度控制電路(以下稱為ACC電路)，用來控制色同步信號電平，使之保持不變，這種系統(tǒng)適用于磁帶錄象機以及諸如此類的設備。
在民用的磁帶錄象機中，記錄和重放視頻信號所用的方法是將視頗信號分解成亮度信號和色度信號，而對于色度信號，使用ACC電路以消除色度信號電平的起伏。此外，近年來，以數(shù)字方式處理這類信號的研究工作已在進行，而為了使色度信號A/D轉換器輸入端的色度信號電平保持不變，ACC電路越來越顯得重要。
下面，參照附圖來說明常規(guī)的ACC電路。圖1是常規(guī)的ACC電路的框圖。圖中，從輸入端子1送入的副載波色度信號，經(jīng)過變增益放大器2放大后，被送到輸出端子3和同步檢波電路4。同步檢波電路4利用自動相位控制電路(以下稱為APC電路)所產(chǎn)生的載波信號，同步地檢出副載波色度信號，其中，APC電路產(chǎn)生一個載波，它與副載波色度信號的色同步信號同軸，并被送到色同步選通門5。在色同步周期中，色同步選通門5在下一個色同步周期到來之前，保持輸入信號的電平不變。在減法器6中，用已得到的副載波色度信號的色同步信號電平減去以端子9輸入的基準電平，求得的差值信號通過低通濾波器7后，控制變增益放大器2，使得輸出端3處的副載波色度信號的色同步信號電平與上述的基準電平相等。
然而，在上述的構成中，一旦在聲強突降(例如，在磁帶錄象機中，當發(fā)生以黑白信號到彩色信號的變化時，或當慢速重放或快重放時)之后，出現(xiàn)了副載波色度信號，APC電路需要一定的時間才能再次產(chǎn)生與色同步信號同相的載波信號，在這個期間，同步檢波電路，電路2誤動作，以致ACC電路不能工作。
本發(fā)明的一個目的在于提供一個ACC電路這樣的色度信號處理系統(tǒng)，其特點是即使在APC電路工作不正常和未能獲得與色同步信號同相的載波時，該系統(tǒng)也能正常地工作。
本發(fā)明還有另一個目的。在信號處理過程中副載波色度信號經(jīng)過A/D(模擬/數(shù)字)變換后，被解調成兩個色差信號，而以這兩個色差信號可得到色同步信號的幅值，在這個過程中，本發(fā)明通過減少一個色差信號的位數(shù)，使電路最大限度地簡化。
此外，本發(fā)明也想是提供一個能使電路結構簡化的色度信號處理系統(tǒng)，在這系統(tǒng)中，對經(jīng)過A/D轉換的副載波色度信號進行數(shù)字信號處理，就可以使A/D轉換器輸入端的有效動態(tài)范圍最適用于標準重放方式和慢動作重放方式，防止信噪比的下降，并且使由于溫度或器件特性變化而引起的A/D轉換器輸入端的副載波色度信號電平的起伏較小。
本發(fā)明的色度信號處理系統(tǒng)包括一個能進行增益控制的變增益放大器，用于放大副載波色度信號;一個A/D轉換器，用于對上述變增益放大器的輸出進行A/D轉換，一個解調器，用于從A/D轉換器的輸出信號中解調出兩個色差信號;一個運算電路，其功能為根據(jù)上面得到的兩個色差信號，算出副載波色度信號的色同步信號電平的幅值;一個控制電路，它根據(jù)上述運算電路的輸出產(chǎn)生一個控制信號以控制可變增益放大器。這樣，即使解調器的解調軸并不與色同步信號的相位重合，增益控制也不至于誤動作。
由上述解釋可以清楚地看到，在本發(fā)明中，當副載波色度信號經(jīng)過A/D變換后，被解調成兩個色差信號，再由這兩個色差信號得到色同步信號的幅值以實現(xiàn)ACC電路的控制操作，這樣一個工作過程使得即便在APC電路誤動作時，ACC電路仍能正常工作。此外，由于運算電路是按照數(shù)字信號的方式計算色同步信號的幅值，所以，舉例來說，如果采用特殊的連續(xù)存儲器，就可以使運算電路簡化。此外，由于運算電路以數(shù)字量形式給出基準電平，所以系統(tǒng)具有一種抑制作用，它把溫度或元器件變化所造成的A/D轉換器輸入端的副載波色信號波動減至較低程度。
其次，本發(fā)明有一種很好的效果，即只減少R-y信號的位數(shù)就可以使電路簡化，而ACC電路所受量化效應的影響并無增加。
此外，本發(fā)明能防止色度信號的信噪比下降，因為改變A/D轉換器輸入端在標準方式和慢動作方式之間的色度信號電平，就可以最大限度利用A/D轉換器輸入端的有效動態(tài)范圍。
圖1是常規(guī)的ACC電路結構方框圖。
圖2是本發(fā)明的一個較佳實施方案的方框圖。
圖3(a)和圖3(b)是兩個矢量圖，用以表示解調坐標和色同步信號之間的矢量關系。
圖4是本發(fā)明的另一個實施方案的方框圖。
圖5(a)和圖5(b)是一個框圖和工作波形圖，用以說明圖2和圖4兩個實施方案中所采用的具體解調器。
圖6給出了一個用于圖4實施方案中的一個實際的梳狀濾波器的結構圖。
圖7是一個實際的運算電路的結構圖，用在圖2和圖4中的兩個實施方案。
下面，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的較佳實施方案。
圖2是本發(fā)明的一個方案中所用的ACC電路框圖。在圖中，以輸入端子10輸入的副載波色度信號經(jīng)過變增益放大器11放大后，由A/D轉換器12轉換成數(shù)字信號，接著，解調器13對此信號進行解調，例如，介調成R-y信號和B-y信號。這時，APC電路18，產(chǎn)生A/D轉換所需的時鐘和解調所需的載波，而這個載波被同步，使之與色同步信號同相，并且，APC電路將這兩個信號分別送給A/D轉換器12和解調器13。解調后的R-y信號和B-y信號送給信號處理單元14和運算電路15。信號處理單元14對色度信號進行處理，使之滿足磁帶錄象機的要求。在運算電路15中，以如下方式對色同步周期進行控制，即在一個色同步周期中，運算電路分別計算R-y信號及B-y信號的平方并相加，然后計算和的平方根，在下一個色同步周期到來之前，這個平方根保持不變。求平方和求平方根這兩種運算可以事先做好，例如，可以預先把結果編成表，寫入只讀存儲器。
由于采用上述的工作狀態(tài)，所以，即使APC電路18產(chǎn)生的載波信號與色同步信號的相位不同步，在運算電路15的輸出端也可得到色同步信號電平。對此，我們參照圖3加以解釋圖3(a)是一個矢量圖，表示R-y軸、B-y軸和色同步信號三者之間的關系。這時，解調器13輸入端的載波被同步，使之與色同步信號同相。圖3(b)是所示的矢量圖則相應于APC電路18工作不正常，即解調器13輸入端的載波信號與色同步信號不同相時的情況。
由圖3看出，當APC電路正常工作時，色同步信號分量只出現(xiàn)在B-y軸上。同樣，由圖3(b)中也可看到當APC電路工作不正常時，色同步信號分量在R-y軸和B-y軸上的出現(xiàn)。然而，由這兩個矢量圖可以看出不管哪一種情況，由于色同步信號電平是R-y分量和B-y分量矢量合成的結果，因此，如上所述，通過運算電路所進行的運算，即使APC電路工作不正常而導致解調坐標軸有所偏移，也能得到色同步信號電平。
用上述方法獲得的色同步信號電平被送到控制電路21，該控制電路由圖2所示的減法器17，D/A(數(shù)字量/模擬量)轉換器16和低通濾波器20組成，用以控制變增益放大器11?？刂齐娐?1的工作方式如下所述。D/A轉換器16輸出的色同步信號電平被減法器17減去來自輸入端19的基準電平，其差值通過低通濾波器20后，控制變增益放大器11。結果，A/D轉換器12輸入端的色同步信號電平，就等于來自輸入端子19的基準電平。
下面，考慮本實施方案中的量化誤差效應問題。這量化誤差的出現(xiàn)是由于以數(shù)字方式對色同步信號進行處理的結果。在對同步信號進行數(shù)字處理時，希望用比較多的位數(shù)。
另一方面，由圖3可以看出，當APC電路正常工作時，僅以B-y軸上的分量即可得到色同步信號電平，而不需要R-y軸上的分量。當APC電路誤動作時，由前面的解釋可知，在求色同步信號電平時，也要用到R-y軸上的分量，但是，由于APC電路的誤動作僅發(fā)生在彩色信號突然輸入的瞬間，因此，錯誤出現(xiàn)概率是很小的，因此，在APC電路正常工作時，只減少R-y信號的位數(shù)，即可簡化電路，而量化誤差并不增大，此外，即使APC誤動作，ACC電路也不致于誤動作。
在上述的解釋中，作為例子，取R-y信號和B-y信號作為色差信號，然而，當一個分量平行(同相)于另一分量，而后者與色同步信號互成直角(正交)時，同樣也可以減少那個與色同步信號正交的分量的位數(shù)。
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的另一個實施方案。
圖4是本發(fā)明的另一個實施方案中的一個色度信號處理系統(tǒng)方框圖。一個變換成低頻的副載波色度信號以端子30輸入，增益控制放大器31的控制信號對它進行電平調節(jié)，并且，A/D轉換器32，把調節(jié)后的信號轉換成數(shù)字信號，然后經(jīng)解調器解調出兩個色差信號，B-y和R-y。A/D轉換器32和解調器33各自所需的時鐘和載波信號由APC電路37提供，然后，已解調的B-y信號和R-y信號通過梳狀濾波器46濾掉在磁帶錄象機工作于慢速重放時，混在重放信號中的相鄰磁跡的串擾分量。濾波后的信號送給信號處理單元34和運算電路35。運算電路35檢出色同步信號的電平，其過程與第一個實施方案相同，運算電路的輸出信號經(jīng)減法器減去由基準電平發(fā)生器39產(chǎn)生的基準電平，并將其差值送入D/A轉換器，變換成模擬信號。模擬信號通過低通濾波器38后控制變增益放大器31。結果，A/D轉換器32的輸入電平被適當?shù)乜刂?，使得濾除串擾分量后的色同步信號電平等于基準電平發(fā)生器39產(chǎn)生的基準電平。因此，在慢放方式中，由于A/D轉換32的輸入端疊加了一個串擾分量，使其的輸入電平大于標準工作方式時的輸入電平，所以這時需要改變基準電平值。在這種實施方案中，基準電平發(fā)生器39中有兩種基準電平，即電平42和電平43。在設計基準電平發(fā)生器時，利用反相器44和轉換開關40和41，控制標準電平，使之正比于送到端子45的控制信號。
按照上述的這種實施方案的結構，可選A/D轉換器32的輸入電平正比于送到端子45的控制信號，所以，當工作于慢速方式，鄰道磁跡帶來串擾分量時，可以調節(jié)旋鈕，改變電平，使A/D轉換器32的輸入不致過多地超過A/D轉換器的動態(tài)范圍，其差值要不大于串擾分量。出于這種原因，當系統(tǒng)工作于標準重放和慢速重放時，要充分利用A/D轉速器32輸入端的有效動態(tài)范圍，以防止由于量化噪聲的影響使信噪比下降。上面的解釋僅針對重放場合，但這個系統(tǒng)也可用于記錄場合。
其次，我們參照圖5，圖6和圖7，分別說明本實施方案中解調器33，梳狀濾波器46和運算電路35的主要構成。
圖5(a)是解調器的具體結構。在對此加以說明時，設量化位數(shù)目為6位，采樣頻率為色度信號頻率的四倍，圖5(b)示出副載波色度信號被采樣的情況，其中，標志0和標志x代表采樣點。當鎖存器90每隔一個采樣點鎖存一個采樣值時，就得到圖5(C)中的信號。對圖中標有“0”的各點進行采樣，就屬于這種情況。由壓控振蕩器產(chǎn)生一個時鐘信號，用1/2分頻器97分頻后，便得到鎖存器的鎖存信號。利用異一或門電路91-96，每隔一個時鐘周期將鎖存器90的輸出信號反相一次，就得到了解調輸出，如圖3(d)所示。在這種情況下，我們假定解調輸出是B-y信號，利用圖5(a)所示的同一電路進行鎖存與反相也可以得到R-y信號，它的解調軸以90°領先于B-y信號。相應的采樣點以標志“x”標在圖5(b)中，其所以能用這種方法得到R-y信號，這是因為在這種實施方案中，選采樣頻率等于副載波頻率的四倍，所以兩相鄰采樣點的間距相應于90°。
圖6示出，梳狀濾波器46的基本結構。把當前的信號與上一行的信號相加，即可實現(xiàn)這個梳狀濾波器。在本實施方案中，利用移位寄存器100作為一行延遲電路，以完成對信號延遲一行的操作，而用加法器101把這延遲信號與當前的信號相加起來。處理R-y信號和B-y信號用到兩個濾波器。對于一行延遲電路還要使用一個存儲器。
圖7給出了運算電路的一個例子。如前所述，在ROM(只讀存儲器)110中，事先寫入一個表，用這個表可分別查出R-Y信號的平方和B-Y信號的平方，然后求二者之和，以及其平方根。假定R-Y信號和B-Y信號分別為6位，則具有12位地址的數(shù)據(jù)可以存入ROM110，從ROM110輸出的數(shù)據(jù)即可得到運算結果。利用來自輸入端子112的鎖存脈沖可以把上述運算結果保存在鎖存電路111中，達一個水平同步周期之久。
上述的解調器、梳狀濾波器和運算電路的結構并不局限于上述形式，根據(jù)現(xiàn)有技術，當然還可以修改成其他各種結構形式。
權利要求
1.色度信號處理系統(tǒng)包括一個變增益放大器，對副載波色度信號的放大進行自動增益控制；一個A/D轉換器，對上述變增益放大器的輸出信號進行模/數(shù)轉換；一個解調器，將A/D轉換器的輸出信號解調成兩個色差信號；一個運算電路，根據(jù)上述兩個色差信號計算副載波色度信號的色同步信號幅值；一個控制電路，根據(jù)運算電路的輸出產(chǎn)生一個信號去控制變增益放大器的增益。
2.根據(jù)權項1，在色度信號處理系統(tǒng)中，解調器有兩個不同的解調軸，用以得到相位差為90°的兩個色差信號，其中一個解調軸與色同步信號矢量正交，而送給運算單元的兩個色差信號的位數(shù)是這樣分配的，即解調后，在與色同步信號矢量正交的解調軸上，所得色差信號的位數(shù)小于另一個色差信號的位數(shù)。
專利摘要
在對色度信號進行數(shù)字處理過程中，副載波色度信號經(jīng)過變增益放大器放大后，通過A/D轉換器轉換成數(shù)字色度信號。解調器把這個數(shù)字色度信號解調，得到兩個色差信號。運算電路，根據(jù)兩個色差信號計算出在色同步周期期間的色同步信號幅值。色同步信號的幅值通過低通濾波器后，控制可變增益放大器的增益，結果，使A/D轉換器輸入端的色同步信號電平保持不變。
文檔編號H04N9/68GK85104911SQ85104911
公開日1987年2月18日 申請日期1985年6月27日
發(fā)明者松本時和, 中川幸夫, 內山伸一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan