專利名稱:縮小尺寸的視頻影像中像素的壓縮的制作方法
本發(fā)明系有關(guān)視率信號(hào)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以第一頻率對(duì)視頻信號(hào)輔助取樣，並以第二頻率顯示這些樣品，以實(shí)現(xiàn)低於該輔助取樣信號(hào)比例的畫面的縮小。
在畫中畫顯示器中，由副信號(hào)所產(chǎn)生的縮小的且因而使分解力降低的影像嵌入到由主信號(hào)產(chǎn)生的影像中的某一部份。關(guān)于具有畫中畫顯示器的電視接收機(jī)在美國(guó)專利第4，298，891號(hào)題為“電視接收機(jī)”的專利中有所說明。
典型的畫中畫電視接收機(jī)使用相互獨(dú)立的調(diào)諧器、IF放大器和視頻信號(hào)解調(diào)器，以獲得兩組亮度及色差信號(hào)，一組供主影像用，另一組供副影像用。一般來說，副信號(hào)通過防混疊濾波器處理，並進(jìn)行行和場(chǎng)的輔助取樣，以產(chǎn)生代表縮小影像的信號(hào)。
防混疊濾波器用來降低信號(hào)在水平(行)及垂直(場(chǎng))方向上的信號(hào)帶寬，以降低由輔助取樣所引起的失真成份。這些失真成份也稱為混疊失真。當(dāng)以低於公認(rèn)的奈奎斯特準(zhǔn)則所訂的頻率對(duì)一信號(hào)取樣時(shí)，會(huì)產(chǎn)生混疊誤差成份?；殳B成份的頻率在原信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，并在輔助取樣信號(hào)的頻譜之外，通過輔助取樣過程轉(zhuǎn)換為在輔助取樣信號(hào)的頻譜內(nèi)不同頻率的成份。盡管防混疊濾波器為輔助取樣系統(tǒng)中所必須，但卻可能帶有使再生影像線條模糊的副作用。
典型的畫中畫電視接收機(jī)含有遠(yuǎn)較標(biāo)準(zhǔn)的單影像接收機(jī)為多的電路，因此制造成本也高。此外電路的大部份為存儲(chǔ)器，諸如電荷交連器件或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等，以儲(chǔ)存輔助取樣影像的一場(chǎng)或更多場(chǎng)的圖像信息。存儲(chǔ)器還用來使副信號(hào)與主信號(hào)適當(dāng)同步，以再生穩(wěn)定的副影像。
副圖像取樣樣品與副信號(hào)同步寫入存儲(chǔ)器中，並與主信號(hào)同步地從存儲(chǔ)器中讀出，以供顯示。由於主、副信號(hào)可能不相關(guān)連，故該系統(tǒng)需同時(shí)在存儲(chǔ)器中寫入樣品及從存儲(chǔ)器中讀出取樣樣品。存儲(chǔ)器的合理設(shè)計(jì)可避免使該讀出-寫入對(duì)立的存儲(chǔ)器裝置過于昂貴。
存儲(chǔ)器成本的另一因素是需要相當(dāng)大數(shù)量的像素儲(chǔ)存單元，以儲(chǔ)存副影像樣品。例如，具有取樣頻率為彩色副載波頻率的四倍的NTSC數(shù)字電視接收機(jī)產(chǎn)生每行910個(gè)取樣樣品。視頻信號(hào)的一場(chǎng)圖像包含2625行。如以1∶3的比率在行及場(chǎng)上對(duì)影像輔助取樣，且如僅處理70%的行及每行上75%的取樣樣品，則每一場(chǎng)圖像產(chǎn)生13，935個(gè)像素。由於每一像素可包含八比特位數(shù)的亮度信息及六比特位數(shù)的色彩信息，故一個(gè)畫中畫系統(tǒng)需要195，090個(gè)比特位數(shù)的存儲(chǔ)器，以儲(chǔ)存縮小的副信號(hào)的一場(chǎng)圖像。
本發(fā)明的目的是提供用以對(duì)縮小的視頻影像輔助取樣及顯示的裝置，并產(chǎn)生低於取樣比率的縮小的影像。
本發(fā)明體現(xiàn)在一個(gè)畫中畫電視信號(hào)顯示裝置中，該裝置能顯示一個(gè)副畫面影像，并將其嵌入主畫面影像中。本發(fā)明系統(tǒng)包含有以副信號(hào)像素頻率的1/N倍頻率對(duì)每一個(gè)副信號(hào)行上的像素輔助取樣的裝置。本系統(tǒng)還包含以主信號(hào)像素顯示頻率的M/N倍頻率顯示上述付像素的裝置，以實(shí)現(xiàn)在每一行上使視在畫面縮小1/M倍。其中N和M為正實(shí)數(shù)，且N大于M。
圖1為含有本發(fā)明一個(gè)實(shí)例的畫中畫電視接收機(jī)的整體方塊圖。
圖2A及2B分別為適用於圖1所示接收機(jī)中的亮度及色彩行信號(hào)處理器的方塊圖。
圖3A及3B分別為適用於圖1所示接收機(jī)中的亮度及色彩場(chǎng)信號(hào)處理器的方塊圖。
圖4為可用於圖1所示接收機(jī)中的數(shù)據(jù)編碼器的方塊圖。
圖5為適用於圖1所示接收機(jī)中的存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器的方塊圖。
圖6為可用於圖1所示接收機(jī)中的數(shù)據(jù)解碼器的方塊圖。
圖7為適用於圖1所示接收機(jī)中的存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器的方塊圖。
圖8為時(shí)序圖，它有助於說明圖1所示接收機(jī)的作用。
在附圖中，寬箭頭代表多比特并行數(shù)字信號(hào)的母線。線箭頭代表攜帶模擬信號(hào)或單比特位數(shù)的數(shù)字信號(hào)的連接線。視裝置的處理速度而定，在某些信號(hào)路徑中可能需要補(bǔ)償延遲器。精通數(shù)字電路設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)人員懂得在特定系統(tǒng)中何處需要這類延遲器。
圖1以方塊圖形式示出畫中畫處理電路的主要元件。代表主畫面影像的視頻信號(hào)來自信號(hào)源40。信號(hào)源40可包含接收廣播電視信號(hào)用的天線，和普通電視接收機(jī)中所有必需的處理電路，如用於產(chǎn)生紅R、綠G、藍(lán)B彩色信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)顯示裝置(未繪出)的電路等。主信號(hào)源40提供主RGB信號(hào)至多工器38的第一組信號(hào)輸入端。同時(shí)，主信號(hào)源40產(chǎn)生主信號(hào)行同步MAIN HSYNC及場(chǎng)同步MAIN VSYNC信號(hào)，輸送到畫中畫付信號(hào)取樣及同步處理電路11。
副信號(hào)源10包含如普通數(shù)字電視接收機(jī)的調(diào)諧器，IF(中頻)放大器，視頻檢波器，同步分離電路，以及亮度/色彩信號(hào)分離電路等。副信號(hào)源分別提供八比特位數(shù)的副亮度及色彩信號(hào)YA及CA。付信號(hào)源10的電路還產(chǎn)生副行及場(chǎng)同步脈波(分別為AUX HSYNC及AUX VSYNC)，以及一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)4FSC。時(shí)鐘信號(hào)在相位上鎖定于副信號(hào)的色同步脈沖成份，並具有彩色副載波頻率fSC4倍的頻率4fSC。
副亮度及色彩信號(hào)YA及CA加到畫中畫輔助取樣及同步處理電路11。取樣及同步電路11減少了亮度Y及色彩CA成份的信息/內(nèi)容，因?yàn)楦毙盘?hào)將被再生成一個(gè)縮小的影像畫面。電路11還控制副信號(hào)成份，將其置換到主信號(hào)的預(yù)定順序行數(shù)的預(yù)定部份中。
電路11輸出的副亮度及色彩取樣樣品加到數(shù)字與模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)及矩陣電路36，將副數(shù)字亮度及色彩信號(hào)相應(yīng)地轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)，並以適當(dāng)?shù)谋壤龑⑦@些信號(hào)混合，以產(chǎn)生紅R、綠G、及藍(lán)B彩色信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)圖像顯示裝置(未繪出)。這些RGB彩色信號(hào)輸送到多工器38的第二組輸入端。
多工器38響應(yīng)來自電路11的一個(gè)控制信號(hào)MUX CONTROL，以交替選擇輸出來自信號(hào)源10的主彩色信號(hào)和來自DAC及矩陣電路36的副彩色信號(hào)至彩色圖像顯示裝置，以產(chǎn)生畫中畫顯示。
信號(hào)源10輸出的信號(hào)YA及CA加到電路11的行信號(hào)處理器14。同時(shí)，由觀看者控制的一個(gè)峰化電平源12提供數(shù)字峰化信號(hào)PL到行處理器14。例如，該峰化電平源可以是四位置開關(guān)。其峰化信號(hào)PL可為0、1/4、1/2或1。存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20(下述)提供的時(shí)鐘信號(hào)4FSC、2FSC、4FSC/5及FSC/5經(jīng)母線CS1送至處理器14。時(shí)鐘信號(hào)4FSC、2FSC、4FSC/5分別具有彩色副載波頻率的四倍、二倍、五分之四倍及五分之一倍的頻率。
圖2A及2B的方塊圖，分別示出水平行處理器14的亮度及色彩部份。在圖2A中，副亮度信號(hào)YA及時(shí)鐘信號(hào)4FSC加到FIR低通濾波器210。低通濾波器210為普通設(shè)計(jì)，並具有由以下等式所確定的轉(zhuǎn)移函數(shù)H(Yh)H(Yh)＝(1+Z-2)2＊(1+Z-3)2/16。
其中Z表示普通的Z變換記法，及Z-i代表等於4FSC時(shí)鐘信號(hào)的i周期的延遲時(shí)間。濾波器210為防混疊濾波器。該濾波器衰減與低頻成份相對(duì)的副亮度信號(hào)YA的高頻成份，以降低副亮度信號(hào)輔助取樣時(shí)帶來的混疊失真。
濾波器210輸出的樣品值加到鎖存器212，該鎖存器212由地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20所輸出的4FSC/5時(shí)鐘信號(hào)定時(shí)啟閉。因此，鎖存器212對(duì)經(jīng)濾波器濾波的亮度信號(hào)進(jìn)行取樣，以產(chǎn)生在頻率4FSC/5上的亮度取樣樣品，此頻率相當(dāng)於加在其輸入端上的樣品頻率4FS取樣率的1/5。鑒于NTSC的取樣頻率在1432MHz附近，低通濾波器210的頻率響應(yīng)設(shè)置3dB點(diǎn)約在750Hz處，截止點(diǎn)約在2.3MHz處。根據(jù)奈奎斯特取樣準(zhǔn)則，以4FSC/5頻率對(duì)NTSC信號(hào)取樣的最大信號(hào)頻率為1.43MHz。故低通濾波器210僅部份消除了混疊成份，但，折回到所需信號(hào)頻譜上的混疊成份已大為降低。
4FSC/5時(shí)鐘信號(hào)僅在每一水平行的有效部份的約80%期間起作用，以防止處理消隱信息。在每一行副信號(hào)視頻取樣樣品，僅有128個(gè)亮度樣品。
由鎖存器212輸出的輔助取樣副亮度信號(hào)加到峰化濾波器220。4FSC/5時(shí)鐘信號(hào)及觀看者控制的峰化電平信號(hào)PL也同時(shí)加到峰化濾波器220。精通濾波器設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)人員可從圖2看出此濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)TP可由下式以Z變換記法表示。
TP＝Z-1+PL(-1+2Z-1-Z-2)峰化濾波器放大與低頻成份相對(duì)的經(jīng)濾波和輔助取樣的亮度信號(hào)中的高頻成份。此濾波器具有銳化再生影像的垂直邊緣的作用。峰化濾波器放大混疊成份所折回處的輔助取樣副信號(hào)的那一部份。將含有混疊成份在內(nèi)的頻譜一起放大看起來似乎不當(dāng)。然而，主觀的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，由含有特定的低通濾波器210及峰化濾波器220的系統(tǒng)所產(chǎn)生的影像比無峰化濾波器時(shí)所產(chǎn)生的影像悅目。而且，經(jīng)調(diào)整四個(gè)可供選擇的峰化電平值，觀看者可通過增加或降低高頻成份的峰化量，以產(chǎn)生最悅目的影像畫面。注意，使用零值峰化電平PL時(shí)，由混疊成份所產(chǎn)生的失真最小，然而，高空間分辨率的影像成份的亮度或?qū)Ρ榷葏s較低。增加峰化電平也即增加高空間分辨率影像成份的亮度，可產(chǎn)生較清晰的影像，但失真也稍有增加。從主觀測(cè)試來看，增加這些成份的亮度較為適宜，盡管這會(huì)帶來少許失真。
由峰化濾波器220所輸出的樣品為八比特位數(shù)寬度的信號(hào)。為經(jīng)濟(jì)起見，在信號(hào)寫入存儲(chǔ)器之前，需將亮度樣品的比特位數(shù)寬度從八比特降至五比特。在本設(shè)計(jì)中，此降低過程分三步完成。
第一步是將由濾波器220所輸出的取樣樣品減至大致等於黑色電平的偏壓值。黑電平偏壓可視為一個(gè)常數(shù)值，代表再生影像中的黑色。此值大於零，以使諸如行同步及場(chǎng)同步脈沖等控制信息能與代表在黑電平以下的影像信息的信號(hào)相復(fù)合。黑電平偏壓無需與影像信息一起儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，因?yàn)榇丝刂菩畔⑴c所儲(chǔ)存的影像無關(guān)。
比特寬度減小法的第二和第三步是以四除各取樣樣品，並分別限制任何一個(gè)樣品的最大值使其不超過值31。
在執(zhí)行減少此比特寬度的實(shí)際硬件中，八比特的副亮度樣品加到減法器230的被減數(shù)輸入端，其減數(shù)輸入端。連接以接收來自加法器236的代表黑電平偏壓的脈沖值。數(shù)字信號(hào)源234輸出一個(gè)28的數(shù)值到加法器236的一個(gè)輸入端。同時(shí)，脈動(dòng)信號(hào)發(fā)生器232輸出一個(gè)偽隨機(jī)的二位數(shù)的脈沖信號(hào)到加法器236的第二個(gè)輸入端。脈沖信號(hào)發(fā)生器232可以是普通的二比特位數(shù)的移位寄存器，且其輸出端經(jīng)一個(gè)反相器連接至其輸入端。
由減法器230輸出的取樣樣品加到除法器238。除法器238通過舍掉最低的兩位有效數(shù)字而將八比特位的數(shù)字截為六比特的數(shù)字。由樣品截尾所喪失的量化電平一部份由脈動(dòng)黑電平偏壓值來恢復(fù)。關(guān)于使用脈沖信號(hào)來恢復(fù)量化電平的思想屬技術(shù)問題，故此處不加說明。
除法器238輸出的六比特?cái)?shù)字樣品由限制器電路240降為五比特的數(shù)字樣品。限制器240將任何大於31(五比特位的最高值)的數(shù)字值限為31，而對(duì)通過它的小於或等於31的值則不加改變。限制器240可由精通這方面技術(shù)的工程設(shè)計(jì)人員使用普通的零件制成。因其構(gòu)造非本發(fā)明的一部份，故此處不加說明。
在圖2B中，信號(hào)源10輸出的八比特位數(shù)的色彩樣品及4FSC時(shí)鐘信號(hào)加到色彩多路輸出選擇器250。由理論所知，當(dāng)NTSC色彩信號(hào)由鎖定在色同步參考成份的相位上并具有頻率4fSC的時(shí)鐘信號(hào)適當(dāng)取樣時(shí)，色彩取樣樣品可由序列(R-Y)、(B-Y)、-(R-Y)、-(B-Y)、(R-Y)等表示，其中的符號(hào)表示取樣相位而非取樣樣品值的極性。色彩解調(diào)器250例如分離此序列為一個(gè)(R-Y)樣品序列及一個(gè)(B-Y)樣品序列，並顛倒二序列中間隔樣品的極性。由解調(diào)器250輸出的二序列取樣樣品分別代表基頻帶(R-Y)及(B-Y)色差信號(hào)。色彩解調(diào)器250為普通設(shè)計(jì)。
由解調(diào)器250輸出的(R-Y)及(B-Y)樣品由兩個(gè)相同的防混疊濾波器260和270處理，並由相同的鎖存器262和272自2fSC的頻率至fSC/5的頻率對(duì)其輔助取樣。
解調(diào)器250輸出八比特?cái)?shù)的(R-Y)樣品至FIR低通濾波器260的輸入端。來自地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20的2FSC時(shí)鐘信號(hào)加到濾波器260的時(shí)鐘輸入端。此濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)以Z變換記法表示如下T260＝(1+Z-1)(1+Z-8)/16濾波器260衰減與低頻成份相對(duì)的(R-Y)取樣樣品的高頻成份，並在其輸出端上輸出六比特位數(shù)的樣品。濾波器260輸出的數(shù)字(R-Y)信號(hào)加到鎖存器262上，該鎖存器以fSC/5的頻率對(duì)(R-Y)信號(hào)輔助取樣。時(shí)鐘信號(hào)FSC/5加到鎖存器262的時(shí)鐘輸入端。鎖存器262受FSC/5時(shí)鐘信號(hào)激勵(lì)，選取低通濾波器260輸出的每第十個(gè)樣品，作為輔助取樣信號(hào)(R-Y)的輸出。為避免處理行消隱信息，此時(shí)鐘信號(hào)僅在每一行的有效部份的約80%期間有效。因此，在每一行視頻樣品中，僅提供32個(gè)(R-Y)樣品。
防混疊濾波器270及鎖存器272與濾波器260及鎖存器262相同，並產(chǎn)生取樣信號(hào)(B-Y)。
再參考圖1，行信號(hào)處理器14輸出的Y、(R-Y)、及(B-Y)副信號(hào)和地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20輸出的經(jīng)母線CS1耦合的時(shí)鐘及控制信號(hào)加到場(chǎng)信號(hào)處理器16。圖3A3B分別為處理器16的亮度及色彩信號(hào)處理部份的方塊圖。場(chǎng)信號(hào)處理器16是一個(gè)無限脈脈沖響應(yīng)(IIR)低通濾波器，當(dāng)幀向按1比3的比率輔助取樣時(shí)，此濾波器可降低混疊失真成分。
在功能上，濾波器16分三個(gè)部分，一部分用於副亮度信號(hào)，另外兩部分各分別用於副色差信號(hào)上。它們各使用以下方法將輔助取樣的視頻信號(hào)中的三行影像的信號(hào)平均。第一行不加更改地存入一個(gè)移位寄存器中。當(dāng)?shù)诙械拿恳粋€(gè)樣品加到濾波器上時(shí)，由該樣品值減掉第一行的對(duì)應(yīng)樣品值，且將兩樣品值間的差減半。之后來自第一行的對(duì)應(yīng)樣品加上此減半的差值，做為復(fù)合樣品存入移位寄存器中。當(dāng)?shù)谌械臉悠芳拥皆摓V波器中時(shí)，由該第三行的樣品減掉對(duì)應(yīng)的復(fù)合樣品，并將此樣品值間的差乘3/8。然后，對(duì)應(yīng)的復(fù)合樣品加上這個(gè)乘3/8后的差值，以形成平均的樣品值，并被存入移位寄存器中。此平均法使用了具有與其所平均的樣品相同的比特位數(shù)寬度的移位寄存器，它還具有比簡(jiǎn)單的平均濾波器為低的舍位誤差，而簡(jiǎn)單的平均濾波器的平均方法是累積三行樣品的總和，每一行樣品值事先各乘三分之一。再者，此法所用的比例因數(shù)1、1/2、及3/8可通過簡(jiǎn)單的移位和加法而施于各樣品值。此法並不產(chǎn)生三行樣品的精確平均值，但它所產(chǎn)生的近似值發(fā)現(xiàn)在主觀上較為悅目。
濾波器的三個(gè)部分各使用二個(gè)移位寄存器，兩寄存器在工作狀態(tài)上交替進(jìn)行。當(dāng)其中之一產(chǎn)生平均樣品時(shí)，另一個(gè)則用來輸出樣品至副圖像存儲(chǔ)器22，如下述。
圖3A為場(chǎng)信號(hào)處理器16的亮度信號(hào)處理級(jí)的方塊圖。來自行信號(hào)處理器14的五比特位數(shù)的亮度樣品加到減法器310的被減數(shù)輸入端。來自移位寄存器328或330(視何者現(xiàn)準(zhǔn)備操作于信號(hào)平均模式而定)的五比特位數(shù)的樣品經(jīng)多工器334輸送至減法器310的減數(shù)輸入端。減法器310產(chǎn)生輸入進(jìn)來的樣品值與由移位寄存器輸出的樣品值間的差信號(hào)，并將這一差樣值信號(hào)送至樣值比例換算電路320，該電路以適當(dāng)?shù)谋壤驍?shù)K乘每一差樣品。比例因數(shù)K由地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20產(chǎn)生。在三行平均處理過程的第一行程期間，由移位寄存器328(330)輸出的樣品為零值樣品，且在平均處理過程的第二行及第三行程期間，相當(dāng)於來自前行及前兩行的垂直對(duì)對(duì)準(zhǔn)的像素。如上所述，比例因數(shù)隨樣品來自加到場(chǎng)信號(hào)處理器16的三行信號(hào)組中的第一、第二、還是第三行而分別取1、1/2和3/8。由樣值比例換算器320輸出的樣品加到加法器322的一個(gè)輸入端。來自移位寄存器328(330)的樣品經(jīng)多工器334及延遲元件323輸送至加法器322的第二個(gè)輸入端。延遲元件323補(bǔ)償了減法器310及樣品比例換算器320的處理時(shí)間。加法器322合并經(jīng)比例換算及延遲后的樣品，並輸出這些樣品之和至多路輸出選擇器324。324由一方波信號(hào)控制，該信號(hào)的頻率(fH/6)為行掃描頻率fH的六分之一且占空比為50%。
在上述三個(gè)行期間，F(xiàn)H/6控制信號(hào)處在邏輯高電平狀態(tài)，此時(shí)，多路輸出選擇器324輸出五比特?cái)?shù)的亮度樣品至移位寄存器328。在下一個(gè)三個(gè)行期間，控制信號(hào)處在邏輯低電平狀態(tài)，此時(shí)324輸出亮度樣品至移位寄存器330。FH/6信號(hào)是由地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20輸出的FH/3脈沖信號(hào)經(jīng)分頻器326分頻得到的。
移位寄存器328及330相同。各含有128個(gè)五比特?cái)?shù)的儲(chǔ)存位置。328及330的時(shí)鐘信號(hào)由開關(guān)電路332提供。4FSC/5時(shí)鐘信號(hào)及存儲(chǔ)器寫入時(shí)鐘信號(hào)WCLK加到開關(guān)電路332的輸入端。FH/3信號(hào)控制開關(guān)電路332，將4FS/5時(shí)鐘信號(hào)輸送至正在接收來自多路輸出選擇器的數(shù)據(jù)的移位寄存器，并將WCLK信號(hào)輸送至另一個(gè)移位寄存器。
兩個(gè)移位寄存器328及330的輸出端連接至多工器334和336的各自的二個(gè)輸入端。由分頻器326所產(chǎn)生的信號(hào)FH/6加到多工器336的控制輸入端及反相器338。反相器338的輸出信號(hào)送到多工器334的控制輸入端，以控制多工器334連接正在接收多路輸出選擇器324輸出數(shù)據(jù)的移位寄存器至減法器310和延遲元件323。同時(shí)，F(xiàn)H/6信號(hào)控制多工器336連接另一移位寄存器至數(shù)據(jù)編碼器電路18，以下述之。
圖3B是(R-Y)及(B-Y)色差信號(hào)的場(chǎng)信號(hào)處理器的方塊圖。(R-Y)及(B-Y)處理器與亮度信號(hào)處理器相似。在減法器350中從輸入進(jìn)來的(R-Y)樣品中減掉來自前行中所儲(chǔ)存的對(duì)應(yīng)(R-Y)樣品，而在減法器360中從輸入進(jìn)來的(B-Y)樣品中減掉來自前行中所儲(chǔ)存的對(duì)應(yīng)(B-Y)樣品。樣值比例換算器352以比例因數(shù)K乘(R-Y)差值，而樣值比例換算器362以比例因數(shù)K乘(B-Y)差值。比例因數(shù)K與圖3A的比例電路320中的比例因數(shù)相同。(R-Y)及(B-Y)樣品值經(jīng)乘K后的差值分別由加法器354及364與所儲(chǔ)存的對(duì)應(yīng)樣品值相加。
在這里，色差信號(hào)處理器與亮度信號(hào)處理器不同。為降低系統(tǒng)的成本，這里僅使用一對(duì)移位寄存器374及376，來儲(chǔ)存(R-Y)及(B-Y)色差信號(hào)。為保持這兩個(gè)寄存器處在低比特寬度，來自加法器354及364的六比特?cái)?shù)的(R-Y)及(B-Y)樣品分別由多路輸出選擇器356及366分解為三比特位數(shù)的樣品序列，其頻率是六比特位數(shù)的樣品序列的兩倍。356及366各自輸出的三比特位數(shù)序列中所對(duì)應(yīng)的樣品再由多路輸出選擇器370聯(lián)結(jié)形成六比特位數(shù)的序列。
由移位寄存器374及376輸出通過多工器380及382的樣品並非單色差信號(hào)，而是復(fù)合樣品，其中，三個(gè)最高有效比特位數(shù)(MSB′s)為(R-Y)樣品的一半，三個(gè)最低有效比特位數(shù)。(LSB′s)為(B-Y)樣品的一半。
多工器382輸出的六比特位數(shù)的樣品值中的三個(gè)MSB被送到多工器358，多工器358在FSC/5時(shí)鐘信號(hào)的控制下，逐次合并各對(duì)三比特位數(shù)的MSB樣品值，以再生六比特位數(shù)的(R-Y)樣品，并將它送到減法器350，再經(jīng)補(bǔ)償延遲元件355最后送到加法器354。同理，多工器382輸出的六比特位數(shù)的樣品值中的三LSB被送到多工器368，該多工器在信號(hào)FSC/5的控制下，由逐對(duì)的三LSB再生六比特位數(shù)的(B-Y)樣品，并送到減法器360，再經(jīng)延遲元件365輸送至加法器364。
多路選擇輸出器370，移位寄存器374及376，和多工器380及382執(zhí)行與圖3A所對(duì)應(yīng)的多路輸出選擇器324，移位寄存器328及330，和多工器336及334相同的功能，唯移位寄存器374及376各僅包含64個(gè)六比特位數(shù)的儲(chǔ)存單元，並由時(shí)鐘信號(hào)2FSC/5和WCLK/2交替定時(shí)控制。分頻器372，開關(guān)電路378，及反相器384相應(yīng)地執(zhí)行與分頻器326、開關(guān)電路332、及反相器338相同的功能，可參考圖3A。
由多工器380提供的六比特位數(shù)的樣品值被等分為三比特位數(shù)的(R-Y)及(B-Y)成份，並輸送到圖1中的數(shù)據(jù)編碼器18中。
數(shù)據(jù)編碼器18合并五比特位數(shù)的亮度樣品值及三比特位數(shù)的色差信號(hào)樣品值，以產(chǎn)生八比特的樣品，然后輸送到副圖像場(chǎng)存儲(chǔ)器22中。數(shù)據(jù)編碼器18還加入了額外的信號(hào)數(shù)據(jù)控制信息，以供每一影像行使用。
額外的控制信息加入存儲(chǔ)器中所儲(chǔ)存的副信號(hào)中，其理由如下圖1中方塊11所圍的系統(tǒng)是為將來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集成電路構(gòu)成而設(shè)。此電路將分為三個(gè)部分電路，其中之一為市售的存儲(chǔ)器裝置。第二電路可能包含行及場(chǎng)信號(hào)處理器14及16，數(shù)據(jù)編碼器18，及存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器20。第三電路將包含數(shù)據(jù)解碼器34，存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器26，以及圖1中未顯示的和非屬本發(fā)明部份的一些其他電路。在加進(jìn)后者額外電路后，預(yù)設(shè)集成電路上現(xiàn)有的輸入/輸出連接線將不足以滿足必須的控制信息至第三集成電路。因此，控制信息將通過存儲(chǔ)裝置提供至第三集成電路。而且，控制信息以與信號(hào)信息相同的方式編碼，以避免須對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行特別定址，來取出控制信息，供第三電路使用。
圖4為數(shù)據(jù)編碼器18的方框圖。來自場(chǎng)信號(hào)處理器16的三比特位數(shù)的(R-Y)及(B-Y)取樣樣品送到多工器410的二個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，其控制輸入端由WCLK/2時(shí)鐘信號(hào)控制。在這種電路布置中，多工器410交替輸出(R-Y)及(B-Y)色差信號(hào)的取樣樣品，在WCLK信號(hào)的每一脈沖到來時(shí)輸出一個(gè)樣品。由多工器410輸出的三比特位數(shù)的色差樣品與場(chǎng)信號(hào)處理器16輸出的五比特位數(shù)的亮度取樣樣品信號(hào)相鏈接，以形成八比特位數(shù)的復(fù)合樣品信號(hào)，并輸送到多工器412的一個(gè)輸入端。輸送到多工器412的每四個(gè)連續(xù)的樣品信號(hào)含有由四個(gè)五比特位數(shù)的亮度樣品、一個(gè)六比特位數(shù)的(R-Y)樣品及一個(gè)六比特位數(shù)的(B-Y)樣品所構(gòu)成的信息。加到多工器上的取樣樣品信號(hào)組成四組樣品信號(hào)，分別為Y1&(R-Y)IMSB′s、Y2&(B-Y)IMSB′s、Y3&(R-Y)ILSB′s、Y4&(B-Y)ILSB′s，其中“&”表示五比特位數(shù)的亮度樣品信號(hào)Y與三比特位數(shù)的色差樣品信號(hào)樣值的鏈接。
微處理器414經(jīng)耦合聯(lián)接，接收來自觀看者控制器413的有關(guān)觀看者所喜愛的亮度電平及影像畫面插入位置的信息，以及有關(guān)由WCLK及WCLK/2信號(hào)儲(chǔ)存的第一色彩取樣樣品信號(hào)的相位信息。微處理器414根據(jù)這一數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信息，以控制上述存儲(chǔ)器輸出處理信號(hào)。根據(jù)觀看者控制器413的輸出值，微處理器414產(chǎn)生HSTART、VSTART及BRT值，且當(dāng)相位寄存器接收到每一行取樣樣品的第一個(gè)WCLK脈沖信號(hào)時(shí)，視WCLK/2為低電平或高電平而存入0值或2值?？刂菩畔⒅械乃膫€(gè)樣品與微處理器414產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)同步地寫入四級(jí)移位寄存器416中。此時(shí)鐘信號(hào)是經(jīng)“或”門424輸送到移位寄存器416中的。加到“或”門424上的第二時(shí)鐘信號(hào)控制數(shù)據(jù)自移位寄存器416傳輸?shù)蕉喙て?12的第二數(shù)據(jù)輸入端。此時(shí)鐘信號(hào)由“與”門422、計(jì)數(shù)器418、及反相器420產(chǎn)生。
由地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20輸出的信號(hào)FH/3經(jīng)母線CS1耦合到計(jì)數(shù)器418的復(fù)位輸入端。計(jì)數(shù)器418的輸出端連接到多工器412的控制輸入端及反相器420。反相器420的輸出端連接到“與”門422的一個(gè)輸入端。來自地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20的寫入時(shí)鐘信號(hào)WCLK耦合到“與”門422的另一個(gè)輸入端。門422的輸出端連接到計(jì)數(shù)器418的輸入端和“或”門424的一個(gè)輸入端。
當(dāng)信號(hào)FH/3使計(jì)數(shù)器418復(fù)位時(shí)，場(chǎng)信號(hào)處理器16輸出新的一行數(shù)據(jù)，并寫入場(chǎng)存儲(chǔ)器22中。由于計(jì)數(shù)器418被復(fù)位，一個(gè)邏輯低電平信號(hào)輸入到多工器412的控制輸入端，使該多工器放行來自移位寄存器416的數(shù)據(jù)信號(hào)到三態(tài)緩沖器426。來自計(jì)數(shù)器418的邏輯低電平信號(hào)由反相器420反相成為邏輯高電平信號(hào)，使“與”門422放行時(shí)鐘脈沖信號(hào)WCLK到計(jì)數(shù)器418及“或”門424。WCLK信號(hào)的前四個(gè)脈沖信號(hào)被移位寄存器416轉(zhuǎn)換成四個(gè)控制信息并送至多工器412的數(shù)據(jù)輸入端。此控制信息包含代表插入畫面影像的亮度，插入畫面影像的場(chǎng)及行開始位置的三個(gè)八比特?cái)?shù)值，以及指明在現(xiàn)行行中的第一色差信號(hào)取樣樣品(R-Y或B-Y)的相位的第四個(gè)值。WCLK信號(hào)的第五個(gè)脈沖信號(hào)使計(jì)數(shù)器418的輸出改變?yōu)檫壿嫺唠娖綘顟B(tài)。此信號(hào)使“與”門422不起作用(關(guān)閉)，并使多工器412放行影像取樣樣品通過處理器16至三態(tài)緩沖器426。三態(tài)緩沖器426由MEM FREE信號(hào)控制，該信號(hào)由存儲(chǔ)輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26產(chǎn)生，並經(jīng)地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20通過母線CS1輸送到數(shù)據(jù)編碼器18。當(dāng)數(shù)據(jù)可被寫入存儲(chǔ)器時(shí)，MEM FREE處在邏輯高電平狀態(tài)。且當(dāng)MEM FREE處在邏輯高電平狀態(tài)時(shí)，緩沖器426輸出數(shù)據(jù)信息至存儲(chǔ)器22的輸入端母線上。但當(dāng)MEM FREE處在邏輯低電平狀態(tài)時(shí)，緩沖器426的輸出端呈現(xiàn)一個(gè)高阻狀態(tài)至數(shù)據(jù)總線。
圖5為存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20的方塊圖。來自副信號(hào)源10的副行及場(chǎng)同步信號(hào)AUX HSYNC及AUX VSYNC分別輸入到計(jì)數(shù)器510的輸入端及復(fù)位端。AUX VSYNC在副信號(hào)的每一圖場(chǎng)的開始時(shí)使計(jì)數(shù)器510復(fù)位。在每一圖場(chǎng)中，計(jì)數(shù)器510以三個(gè)一組來計(jì)算副行同步脈沖。計(jì)數(shù)器510輸出等于副圖場(chǎng)現(xiàn)行行數(shù)(模數(shù)為3)的二比特位數(shù)的輸出信號(hào)。在現(xiàn)電路布置中，此二比特位數(shù)的信號(hào)加到只讀存儲(chǔ)器(ROM)511，該存儲(chǔ)器將三個(gè)行號(hào)數(shù)轉(zhuǎn)換成三個(gè)K信號(hào)的值(1，1/2，及3/8)，這些值輸入到場(chǎng)信號(hào)處理器16，如上述。計(jì)數(shù)器510同時(shí)還產(chǎn)生具有頻率fH/3(AUX HSYNC信號(hào)頻率之1/3)的輸出脈沖信號(hào)。此輸出脈沖信號(hào)加到延遲元件512及D型觸發(fā)器514的時(shí)鐘信號(hào)輸入端。觸發(fā)器514的D輸入端連接一個(gè)邏輯高電平信號(hào)。延遲元件512的輸出端連接觸發(fā)器514的復(fù)位輸入端。在這一布置中，觸發(fā)器514產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖，它的脈沖寬度大致等于延遲元件512的延遲時(shí)間。這一脈沖與計(jì)數(shù)器512的輸出脈沖信號(hào)的前沿同步。由觸發(fā)器514輸出的信號(hào)即為上述的FH/3信號(hào)。
計(jì)數(shù)器510的輸出脈沖信號(hào)還加到“與”門516的一個(gè)輸入端。反相器520輸出的信號(hào)加到“與”門516的另一個(gè)輸入端。“與”門516的輸出端連接計(jì)數(shù)器518的輸入端，該計(jì)數(shù)器的輸出端連接反相器520的輸入端。在每一圖場(chǎng)開始時(shí)，計(jì)數(shù)器518由加到其復(fù)位端上的AUX VSYNC信號(hào)復(fù)位。
當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位時(shí)，其輸出信號(hào)處在邏輯低電平狀態(tài)，使反相器520的輸出信號(hào)處在邏輯高電平狀態(tài)。此信號(hào)使“與”門516打開，讓計(jì)數(shù)器510輸出的脈沖信號(hào)輸送到計(jì)數(shù)器518的輸入端。當(dāng)?shù)?6個(gè)脈沖加到計(jì)數(shù)器518上時(shí)，其輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯高電平狀態(tài)，使“與”門516不作用(關(guān)閉)，不能放行信號(hào)到計(jì)數(shù)器518的輸入端。因此，計(jì)數(shù)器518的輸出信號(hào)將保持邏輯高電平狀態(tài)，直到計(jì)數(shù)器由下一個(gè)AUX VSYNC脈沖被復(fù)位為止。
計(jì)數(shù)器518的輸出信號(hào)加到“與”門522的一個(gè)輸入端，來自觸發(fā)器514的FH/3信號(hào)加到另一個(gè)輸入端，反相器526的輸出信號(hào)則加到“與”門522的第三個(gè)輸入端?！芭c”門522提供輸入信號(hào)至計(jì)數(shù)器524。計(jì)數(shù)器524輸出七比特位數(shù)的輸出信號(hào)，此信號(hào)中的MSB(前面有所介紹)加到反相器526的輸入端。
在每一副圖場(chǎng)的開始，計(jì)數(shù)器524由加在其復(fù)位端上的AUX VSYNC信號(hào)復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)器524被復(fù)位后，其輸出信號(hào)中的MSB處在低電平，它使反相器526輸出一個(gè)邏輯高電平信號(hào)至“與”門522。在FH/3信號(hào)的16個(gè)脈沖過后，計(jì)數(shù)器518的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成邏輯高電平狀態(tài)時(shí)，“與”門522輸出FH/3信號(hào)至計(jì)數(shù)器524。在計(jì)數(shù)器524計(jì)算FH/3信號(hào)中的64個(gè)脈沖之后，其輸出信號(hào)的MSB轉(zhuǎn)換為邏輯高電平狀態(tài)，使“與”門522不作用(關(guān)閉)，不能放行FH/3信號(hào)。由計(jì)數(shù)器524輸出的六個(gè)LSB信號(hào)為場(chǎng)存儲(chǔ)器22的行地址碼。該地址碼加到三態(tài)緩沖器528，此緩沖器由MEM FREE信號(hào)控制。當(dāng)MEM FREE處在邏輯高電平狀態(tài)時(shí)，緩沖器528輸出地址碼至存儲(chǔ)器的地址總線;當(dāng)MEM FREE處在邏輯低電平狀態(tài)時(shí)，該緩沖器輸出高阻抗至地址總線。這些行地址碼各相當(dāng)于副圖像的一個(gè)平均行，即由信號(hào)源10輸出的信號(hào)的三個(gè)行。
如上述，副畫面影像在垂直(場(chǎng))方向上減小約百分之20，以消除場(chǎng)消隱信息，然后進(jìn)行輔助取樣，使所顯示的畫面影像的每一行相當(dāng)於原信號(hào)的三行。由觸發(fā)器514輸出的FH/3信號(hào)輸送至場(chǎng)信號(hào)處理器16，該處理器在場(chǎng)方向上對(duì)副信號(hào)輔助取樣。由計(jì)數(shù)器524產(chǎn)生並經(jīng)三態(tài)緩沖器528加至場(chǎng)存儲(chǔ)器22上的行地址碼限制每場(chǎng)所儲(chǔ)存的行數(shù)為64，或?yàn)樵诟毙盘?hào)的每場(chǎng)中由場(chǎng)信號(hào)處理器16輸出的80個(gè)有效行的約百分之80。計(jì)數(shù)器518消除了由處理器16輸出的最靠前的16行，以置副畫面影像於垂直方向的中心位置。選用16這個(gè)數(shù)是為了簡(jiǎn)化電路。當(dāng)然，其他值也可選用。
場(chǎng)存儲(chǔ)器中的各行相當(dāng)於副畫面影像的各行，各縱列則相當(dāng)於每一行中的各像素。以下所述的裝置產(chǎn)生列地址及存儲(chǔ)器寫入時(shí)鐘信號(hào)WCLK和WCLK/2，用以處理各像素，並將其寫入存儲(chǔ)器22中。來自信號(hào)源10并與副信號(hào)的參考色同步脈沖成份同步的4FSC時(shí)鐘信號(hào)輸送到分頻器530，該分頻器產(chǎn)生一個(gè)頻率為4FSC一半的時(shí)鐘信號(hào)2FSC。4FSC信號(hào)和2FSC信號(hào)一起經(jīng)過控制信號(hào)母線CS1輸送到行信號(hào)處理器14。2FSC信號(hào)另外還輸送到“與”門532的一個(gè)輸入端?！芭c”門532的另兩個(gè)輸入信號(hào)是MEM FREE和由反相器542輸出的信號(hào)?！芭c”門532的輸出端連接到分頻器534的輸入端。分頻器534產(chǎn)生一個(gè)頻率為其輸入信號(hào)頻率的1/3的輸出信號(hào)。分頻器534的輸出端連接到計(jì)數(shù)器538和分頻器536的輸入端。計(jì)數(shù)器538計(jì)算輸入到其輸入端上的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，并以八比特位數(shù)的輸出信號(hào)做為計(jì)數(shù)值輸出。此輸出信號(hào)中的MSB連接到反相器542的輸入端。
分頻器534和536以及計(jì)數(shù)器538由FH/3信號(hào)復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)器538復(fù)位后，其輸出信號(hào)的MSB為邏輯低電平狀態(tài)，使反相器542輸出一個(gè)邏輯高電平信號(hào)到“與”門532。當(dāng)MEM FREE信號(hào)也處在邏輯高電平時(shí)，則表明數(shù)據(jù)可寫入存儲(chǔ)器中，“與”門532放行2FSC時(shí)鐘信號(hào)通過分頻器530到達(dá)分頻器534。分頻器534產(chǎn)生的一時(shí)鐘信號(hào)WCLK，頻率為2FSC/3。此信號(hào)為場(chǎng)存儲(chǔ)器22的寫入時(shí)鐘信號(hào)。計(jì)數(shù)器538計(jì)算WCJK信號(hào)的脈沖數(shù)，以產(chǎn)生七比特位數(shù)的列位址信號(hào)，供場(chǎng)存儲(chǔ)器22使用。此地址信號(hào)的每一位數(shù)值都分別輸入到一個(gè)獨(dú)立的“與”門540。各“與”門540的其他端輸入信號(hào)為計(jì)數(shù)器518的輸出信號(hào)及反相器526的輸出信號(hào)?！芭c”門540各具有三態(tài)輸出。門540由信號(hào)MEM FREE控制，在MEM FREE處在邏輯高電平狀態(tài)時(shí)，自計(jì)數(shù)器538輸出列地址碼至付場(chǎng)存儲(chǔ)器22的地址母線;在MEM FREE處在邏輯低電平狀態(tài)時(shí)，輸出高阻抗至數(shù)據(jù)母線上。
由FH/3信號(hào)復(fù)位的分頻器536將WCLK信號(hào)的頻率減半，以產(chǎn)生WCLK/2信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)母線CS1輸入到場(chǎng)信號(hào)處理器16和數(shù)據(jù)編碼器18。
“與”門550產(chǎn)生寫入驅(qū)動(dòng)信號(hào)WE，供副場(chǎng)存儲(chǔ)器22使用。加到“與”門550上的信號(hào)為計(jì)數(shù)器518的輸出信號(hào)，以及反相器526和542的輸出信號(hào)，和信號(hào)MEM FREE。僅當(dāng)場(chǎng)輔助取樣影像的中央64個(gè)行輸送到該存儲(chǔ)器中時(shí)，由計(jì)數(shù)器518和反相器526輸出的信號(hào)才能都處在邏輯高電平狀態(tài)。僅當(dāng)由編碼器18輸出的128個(gè)像素加到該存儲(chǔ)器中時(shí)，反相器542的輸出才處在邏輯高電平狀態(tài)。當(dāng)不需寫入數(shù)據(jù)到副場(chǎng)存儲(chǔ)器22中時(shí)，MEM FREE信號(hào)使“與”門550不起作用(關(guān)閉)，使WE信號(hào)處在低電平狀態(tài)。
MEM FREE信號(hào)由存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26產(chǎn)生，說明如下。簡(jiǎn)單講，當(dāng)數(shù)據(jù)正由存儲(chǔ)器22讀出時(shí)，此信號(hào)處在邏輯低電平狀態(tài)，在其他時(shí)間，此信號(hào)處在邏輯高電平狀態(tài)。如上述，當(dāng)MEM FREE處在低電平狀態(tài)時(shí)，該信號(hào)使三態(tài)緩沖器528和“與”門540在存儲(chǔ)器22的地址總線上呈高阻抗。該信號(hào)還使三態(tài)緩沖器426在存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)總線上呈現(xiàn)高阻抗。而且，當(dāng)MEM FREE處在邏輯低電平狀態(tài)時(shí)，“與”門532不起作用(關(guān)閉)，故不輸出WCLK和WCLK/2信號(hào)，且列地址碼不再前進(jìn)。如此，當(dāng)MEM FREE處在低電平時(shí)，使自場(chǎng)信號(hào)處理器16到數(shù)據(jù)編碼器18和自數(shù)據(jù)編碼器18到副場(chǎng)存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)傳遞中斷。當(dāng)MEM FREE轉(zhuǎn)換為邏輯高電平狀態(tài)時(shí)，操作恢復(fù)，數(shù)據(jù)並不喪失。存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)寫入及讀出的同步化過程可參考圖8說明如下。
存儲(chǔ)輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20的最后部份輸出4FSC/5、2FSC/5、及FSC/5時(shí)鐘信號(hào)，這些信號(hào)供行信號(hào)處理器14及場(chǎng)信號(hào)處理器16使用。來自信號(hào)源10的4FSC時(shí)鐘信號(hào)加到“與”門560的一個(gè)輸入端，該門的另一個(gè)輸入端連接到反相器564的輸出端?！芭c”門560的輸出端連接到計(jì)數(shù)器562的輸入端，該計(jì)數(shù)器的輸出端連接到反相器564的輸入端。在副信號(hào)的每一行的開始處，計(jì)數(shù)器562由信號(hào)AUX HSYNC復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)器復(fù)位后，其輸出為低電平，反相器564的輸出信號(hào)為高電平狀態(tài)，且“與”門560輸出4FSC時(shí)鐘信號(hào)到計(jì)數(shù)器562的輸入端。當(dāng)計(jì)數(shù)器562計(jì)算到128個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)邏輯高電平輸出信號(hào)。在計(jì)數(shù)器562的輸出端上的邏輯高電平由反相器564反相，使“與”門560不能輸出4FSC時(shí)鐘信號(hào)到計(jì)數(shù)器562。因此，計(jì)數(shù)器562的輸出信號(hào)一直保持在高電平狀態(tài)，直到該計(jì)數(shù)器由下一個(gè)副信號(hào)的行同步脈沖復(fù)位為止。
計(jì)數(shù)器562的輸出端連接到“與”門566的一個(gè)輸入端。“與”門566的另一個(gè)輸入端連接到反相器576的輸出端，它的第三個(gè)輸入端連接4FSC時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)“與”門566受到驅(qū)動(dòng)時(shí)，4FSC時(shí)鐘信號(hào)便被耦合到串連起來的分頻器568、569、570、及572中。在副信號(hào)的每一行的開始處，所有這些分頻器及計(jì)數(shù)器574由AUX HSYNC信號(hào)復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)器574復(fù)位后，該計(jì)數(shù)器輸出一個(gè)邏輯低電平信號(hào)到反相器576，該反相器輸出一個(gè)邏輯高電平信號(hào)到“與”門566。當(dāng)計(jì)數(shù)器562輸出一個(gè)邏輯高電平輸出信號(hào)時(shí)，“與”門566輸出4FSC時(shí)鐘信號(hào)到分頻器568。分頻器568以5除4FSC時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生信號(hào)4FSC/5。此4FSC/5時(shí)鐘信號(hào)加到分頻率569，分頻器569以2除該信號(hào)，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)2FSC/5。分頻器569輸出此時(shí)鐘信號(hào)到分頻器570，該分頻器以2除2FSC/5時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生FSC/5時(shí)鐘信號(hào)。FSC/5時(shí)鐘信號(hào)再輸出到分頻器572，該分頻器以32除FSC/5時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)4FSC時(shí)鐘信號(hào)的640個(gè)脈沖已加到該分頻器系統(tǒng)上時(shí)，分頻器572的輸出信號(hào)由邏輯低電平狀態(tài)轉(zhuǎn)換為邏輯高電平狀態(tài)。每640個(gè)脈沖各對(duì)應(yīng)于行信號(hào)處理器14及場(chǎng)信號(hào)處理器16所處理的副信號(hào)的一個(gè)取樣樣品。分頻器572的輸出信號(hào)加到“與”門573的一個(gè)輸入端，該門的另一個(gè)輸入端連接到分頻器568的輸出端。在分頻器572的輸出端上的一個(gè)邏輯高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)“與”門573，以輸出4FSC/5的時(shí)鐘信號(hào)到處理延遲計(jì)數(shù)器574。計(jì)數(shù)器574計(jì)算4FSC/5時(shí)鐘脈沖到一個(gè)預(yù)定數(shù)，並鎖定其輸出信號(hào)在高電平狀態(tài)。此高電平信號(hào)使反相器576輸出一個(gè)低電平信號(hào)到“與”門566，使其不能輸出4FSC時(shí)鐘信號(hào)到分頻器568，且因而中斷時(shí)鐘信號(hào)4FSC/5、2FSC/5、及FSC/5。
如上述，副信號(hào)的每一行的有效部份中的取樣樣品的約百分之80，也即以4FSC所取樣的910個(gè)樣品中的640個(gè)樣品產(chǎn)生副影像的一行像素。分頻器568、569、570、及572輸出足夠數(shù)量的時(shí)鐘脈沖，以處理640個(gè)樣品值，且處理延遲計(jì)數(shù)器574使時(shí)鐘信號(hào)延長(zhǎng)充分的時(shí)間，使每行的最后的取樣樣品能被傳送通過行及場(chǎng)信號(hào)處理電路。計(jì)數(shù)器574所提供的延遲量視所用裝置的處理速度而定。精通數(shù)字電路設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)人員懂得在一個(gè)特定的系統(tǒng)中需要多少延遲量。
計(jì)數(shù)器562延遲所產(chǎn)生的與水平同步脈沖相關(guān)的時(shí)鐘信號(hào)的開始時(shí)間到640個(gè)副畫面影像取樣樣品的有效區(qū)的中間部分。選擇128個(gè)樣品的延遲，是為了簡(jiǎn)化電路。當(dāng)然，也采用其他可使用的延遲方法。
副場(chǎng)存儲(chǔ)器22與寫入時(shí)鐘信號(hào)WCLK的脈沖同步接收來自數(shù)據(jù)編碼器18的代表副畫面影像的取樣樣品，並根據(jù)需要，與讀出時(shí)鐘信號(hào)RCLK脈沖同步輸出取樣樣品到數(shù)據(jù)解碼器34。WCLK信號(hào)由存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器20經(jīng)三態(tài)緩沖器24加到存儲(chǔ)器22上。緩沖器24由信號(hào)MEM FREE控制，當(dāng)MEM FREE為高電平時(shí)，它輸出WCLK到存儲(chǔ)器22的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，當(dāng)MEM FREE為低電平時(shí)，輸出一高阻抗。
同樣，讀出時(shí)鐘信號(hào)RCLK由存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26經(jīng)三態(tài)緩沖器30加到存儲(chǔ)器22的時(shí)鐘輸入端。緩沖器30由反相器28輸出的反相的MEM FREE信號(hào)控制。因此，當(dāng)MEM FREE為低電平時(shí)，緩沖器30輸出RCLK信號(hào)到存儲(chǔ)器，當(dāng)MEM FREE為高電平時(shí)，輸出一高阻抗。
一般來說，宜在主信號(hào)行的細(xì)致地控制部份期間進(jìn)行存儲(chǔ)器讀出操作，這樣可使顯示付畫面影像時(shí)不致帶來不平坦的邊沿。因此，在本電路設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)器的讀出操作由一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)控制，該時(shí)鐘信號(hào)的頻率及相位鎖定在主信號(hào)的水平行同步脈沖上。存儲(chǔ)器將副畫面影像中一行的數(shù)據(jù)存入的操作是在三個(gè)主畫面行間隔期間且數(shù)據(jù)不從存儲(chǔ)器中讀出時(shí)進(jìn)行的。存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26輸出一個(gè)信號(hào)MEM FREE，它指示數(shù)據(jù)可被寫入存儲(chǔ)器中的時(shí)間。當(dāng)MEM FREE由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，存儲(chǔ)器輸入地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器停止產(chǎn)生寫入時(shí)鐘信號(hào)WCLK及WCLK/2，並改變寫入驅(qū)動(dòng)信號(hào)WE，以允許數(shù)據(jù)能從存儲(chǔ)器中讀出。當(dāng)存儲(chǔ)器讀出操作完畢后，信號(hào)MEM FREE從低電平轉(zhuǎn)為高電平，並在寫入操作中斷時(shí)所進(jìn)行到的像素及地址值處恢復(fù)寫入操作。寫入操作以原方式繼續(xù)進(jìn)行，直至代表副影像行中的128個(gè)取樣樣品值和控制數(shù)據(jù)均寫進(jìn)存儲(chǔ)器中為止。
副畫面的場(chǎng)存儲(chǔ)器22可以是普通的八比特位數(shù)隨機(jī)存取的8K存儲(chǔ)器。當(dāng)存儲(chǔ)器受時(shí)鐘信號(hào)控制且寫入驅(qū)動(dòng)信號(hào)WE為高電平時(shí)，取樣樣品由數(shù)據(jù)總線寫入存儲(chǔ)器中。在本設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)器寫入時(shí)鐘信號(hào)的頻率為2FSC/3。在NTSC系統(tǒng)中，這一寫入時(shí)鐘信號(hào)頻率可使每一樣品在約420ns中寫入存儲(chǔ)器中。本設(shè)計(jì)中所用的讀出時(shí)鐘信號(hào)工作于12FSC/5的頻率上，它使每一樣品可在約115ns中由存儲(chǔ)器中讀出。這些讀出及寫入定時(shí)信號(hào)都在市售的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器所要求的定時(shí)信號(hào)的范圍內(nèi)。
在每個(gè)樣品需420ns的情況下，約需54μs或0.85H的時(shí)間使128個(gè)取樣樣品全部寫進(jìn)存儲(chǔ)器中。然而，在每個(gè)樣品需115ns的情況下，僅需約14μs或0.23H的時(shí)間便可從存儲(chǔ)器中讀出128個(gè)樣品。圖8為時(shí)序圖，顯示出了付信號(hào)中的每一行信號(hào)被輔助取樣并存入付場(chǎng)存儲(chǔ)器中的過程。
副畫面信號(hào)的一圖場(chǎng)中的三個(gè)連續(xù)行經(jīng)濾波及輔助取樣而成128個(gè)取樣樣品，它們代表副視頻信號(hào)的一行中有效部份的約百分之80的信息。這些128個(gè)取樣樣品包含4個(gè)帶有控制信息的樣品，在存儲(chǔ)器讀出操作間歇期間，這些樣品被寫進(jìn)存儲(chǔ)器。在圖8所示的例子中，副影像嵌在主影像內(nèi)的水平中心位置，故存儲(chǔ)器的讀出操作是在主信號(hào)行的中央1/4部份的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行的。
參考圖8，其中某一讀出操作在時(shí)間T1開始並終止于時(shí)間T2。由于在時(shí)間T2沒有未完成的寫入操作，故存儲(chǔ)器空閑，直至?xí)r間T3。在T3處，一行新樣品出現(xiàn)，并被寫入存儲(chǔ)器22中。由于此時(shí)無讀出操作在進(jìn)行，故存儲(chǔ)器可在時(shí)間T3到T4之間對(duì)樣品進(jìn)行寫入操作。在時(shí)間T4處，產(chǎn)生讀出操作，且寫入操作中止，在T5處，讀出操作結(jié)束。存儲(chǔ)器在時(shí)間T5到T6之間對(duì)其余樣品進(jìn)行寫入操作。存儲(chǔ)器在T6到T7期間空閑在T7時(shí)產(chǎn)生讀出操作。
在本設(shè)計(jì)中，每一副信號(hào)行的樣品有約143μs或2.25H的時(shí)間供其寫入存儲(chǔ)器22中之用。此時(shí)間足以確保一個(gè)副信號(hào)行的樣品在副信號(hào)的三個(gè)行間隔期間被寫入存儲(chǔ)器中，同時(shí)數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)器中讀出，與主信號(hào)同步顯示，而不必考慮主信號(hào)與副信號(hào)間的相對(duì)時(shí)間如何。
在上述的設(shè)計(jì)中，由讀出時(shí)鐘信號(hào)及存儲(chǔ)器讀出地址碼控制選擇操作的存儲(chǔ)器22輸出數(shù)據(jù)信息，并輸送給數(shù)據(jù)解碼器34。
數(shù)據(jù)解碼器34接受來自存儲(chǔ)器22的經(jīng)編碼的信號(hào)，并從所儲(chǔ)存的每一副影像行的開始部分提取出控制信息，分離出亮度及色差信號(hào)，以產(chǎn)生按比例的平行的亮度及色差信號(hào)。
圖6示出了數(shù)據(jù)解碼器34的示范電路。在圖6中，由存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26輸出的取樣樣品頻率時(shí)鐘信號(hào)PCLK和控制信號(hào)MEM READ以及控制數(shù)據(jù)H START和V START經(jīng)母線CS2(圖1)輸出至數(shù)據(jù)解碼器34樣品頻率時(shí)鐘信號(hào)PCLK僅在存儲(chǔ)器讀出間隔期間含有脈沖。
由存儲(chǔ)器22中讀出的數(shù)據(jù)加到“與”門610，該門由存儲(chǔ)器讀出信號(hào)MEM READ選擇驅(qū)動(dòng)?！芭c”門610的設(shè)置可降低數(shù)據(jù)母線和DATA的負(fù)荷，并防止在數(shù)據(jù)未由存儲(chǔ)器22讀出期間有寄生數(shù)據(jù)混入多工器612中?！芭c”門610的輸出加到多工器612的輸入端，該多工器由計(jì)數(shù)器616的輸出信號(hào)制約，并將每一個(gè)影像行的前四個(gè)樣品數(shù)據(jù)輸送到寄存器622，將每一影像行中的剩余樣品輸送到鎖存器632和多路選擇輸出器626。如早先所述，每一影像行中的前四個(gè)樣品含有用來控制記存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26的信息。這四個(gè)樣品被由“與”門614在每行開始時(shí)所輸出的四個(gè)時(shí)鐘脈沖按時(shí)間順序輸入四級(jí)串入並出的寄存器622中。寄存器622的每一級(jí)為一個(gè)並列比特位數(shù)級(jí)，以容納各個(gè)控制樣品的所有數(shù)元。在由存儲(chǔ)器所讀出的現(xiàn)行副信號(hào)影像行的剩余期間，各個(gè)控制樣品信號(hào)都在母線H START、V START、及BRT上。每一付信號(hào)場(chǎng)中最后一行的控制數(shù)據(jù)存入寄存器中，并一直保留到下一個(gè)付信號(hào)場(chǎng)中第一行的信號(hào)數(shù)據(jù)被讀入數(shù)據(jù)解碼器中為止。來自一場(chǎng)中最后一行的控制數(shù)據(jù)控制讀出下一個(gè)付信號(hào)圖場(chǎng)中第一個(gè)行的信號(hào)數(shù)據(jù)的時(shí)間。
當(dāng)圖示的系統(tǒng)最初啟動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)解碼器34尚未收到適當(dāng)?shù)挠靡燥@示第一付影像場(chǎng)的H START及V START參數(shù)。然而，寄存器622將含有一些數(shù)值。即使這些值全為零，亦足以裝載來自存儲(chǔ)器中所儲(chǔ)存的至少一個(gè)影像行的數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)，供其后的系統(tǒng)做適當(dāng)參考。名義上，在接收機(jī)準(zhǔn)備顯示副影像之前即出現(xiàn)這種假設(shè)。
記數(shù)器616輸出至多工器612上的控制信號(hào)是由主信號(hào)行同步脈沖MAIN HSYNC和取樣樣品時(shí)鐘信號(hào)PCLK派生出來的。MAIN HSYNC信號(hào)在每一水平影像行開始時(shí)將計(jì)數(shù)器616復(fù)位。復(fù)位操作使該計(jì)數(shù)器輸出一個(gè)邏輯低電平信號(hào)。該信號(hào)加到多工器612的控制端控制多工器傳送輸入信號(hào)至寄存器622。當(dāng)該信號(hào)為邏輯高電位時(shí)，它控制多工器612傳送輸入信號(hào)至多路輸出選擇器626。
計(jì)數(shù)器616的輸出信號(hào)在邏輯反相器618中被反相，然后輸入到“與”門614的一個(gè)輸入端。來自計(jì)數(shù)器616的邏輯低電平輸出驅(qū)動(dòng)“與”門614將樣品頻率時(shí)鐘信號(hào)PCLK耦合到計(jì)數(shù)器616的時(shí)鐘輸入端。此后計(jì)數(shù)器616一直保持在復(fù)位狀態(tài)，直到一個(gè)存儲(chǔ)器讀出循環(huán)開始且在PCLK連接線上產(chǎn)生脈沖為止。計(jì)數(shù)器616計(jì)算前四個(gè)PCLK脈沖，然后輸出一個(gè)邏輯高電平信號(hào)。此邏輯高電平輸出使“與”門614不起作用(關(guān)閉)，停止再輸出PCLK脈沖至計(jì)數(shù)器616，強(qiáng)制其輸出保持在邏輯高電平狀態(tài)，直到下一個(gè)MAIN HSYNC信號(hào)產(chǎn)生為止。
“與”門614的輸出還連接到寄存器622的時(shí)鐘輸入端。將它輸出的前四個(gè)PCLK脈沖耦合到寄存器622，使它們與多工器612輸出至寄存器622輸入端的前四個(gè)取樣數(shù)據(jù)同時(shí)移位。
在前四個(gè)PCLK脈沖之后，來自存儲(chǔ)器22的數(shù)據(jù)總線上的輸入取樣信號(hào)耦合到多路輸出選擇器626和異步鎖存器632由每一個(gè)取樣樣品中輸入到鎖存器632的最高五比特位有效樣值和輸入到多路輸出選擇器626的最低三比特位有效樣值，可分離開每一樣品中的亮度和色彩取樣信號(hào)成份。鎖存器632為八比特位數(shù)的鎖存器，且五比特的亮度樣品輸入到該鎖存器的五個(gè)最高有效位的輸入端。零值加到八比特位數(shù)的鎖存器632的三個(gè)最低有效位輸入端。這樣由鎖存器632所輸出的八比特位數(shù)的輸出樣品相當(dāng)于乘8后的輸入亮度成分。
亮度樣品加到加法器633。來自寄存器622的副信號(hào)亮度數(shù)據(jù)BRT輸入到加法器633的第二個(gè)輸入端。加法器633的輸出Y″由以PCLK頻率產(chǎn)生並經(jīng)亮度控制數(shù)據(jù)修改的亮度樣品構(gòu)成。輸出信號(hào)Y″連接到圖1的數(shù)字與模擬轉(zhuǎn)換器和矩陣電路36的亮度信號(hào)輸入端。
前面曾提到，加在數(shù)據(jù)解碼器上的輸入數(shù)據(jù)由四個(gè)取樣樣品序列Yn&(R-Y)nMSB、Yn + 1 & (B - Y )n M S B]]>、Yn+2&(R-Y)nLSB和Yn+3&(B-Y)nLSB排列構(gòu)成，加在多路選擇輸出器626上的數(shù)據(jù)由三比特位數(shù)的四個(gè)取樣樣品序列(R-Y)nMSB，(B-Y)nMSB，(R-Y)nLSB，(B-Y)nLSB組成。多路輸出選擇器626合并每一序列的第一個(gè)和第三個(gè)樣品，以重新組合成(R-Y)色差樣品信號(hào)，並合并每一序列的第二個(gè)和第四個(gè)樣品，以重新組合成(B-Y)色差樣品信號(hào)。在多路輸出選擇器626中，三比特位數(shù)的樣品信號(hào)數(shù)據(jù)被耦合到鎖存器626A～626D的數(shù)據(jù)輸入端。由四相時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器624所產(chǎn)生的四相時(shí)鐘信號(hào)加到鎖存器626A-626D的各自的時(shí)鐘信號(hào)輸入端。四相信號(hào)各具有PCLK脈沖頻率的1/4脈沖頻率。時(shí)鐘信號(hào)相位的排列使(R-Y)MSB、(R-Y)LSB、(B-Y)MSB及(B-Y)LSB取樣樣品分別存入鎖存器626A、626B、626C、及626D中。
鎖存器626A輸出的三比特MSB(R-Y)樣品與鎖存器626B輸出的三比特LSB(R-Y)樣品相合并，形成六比特位數(shù)的(R-Y)樣品。這些樣品耦合到八比特位數(shù)的鎖存器626E的六比特MSB數(shù)據(jù)輸入聯(lián)接端。鎖存器626E的二比特LSB數(shù)據(jù)輸入聯(lián)接端接入零值。在每四樣品順序存入鎖存器626A-626D中后，鎖存器626E受時(shí)鐘信號(hào)控制，將加到其輸入端上的已合并成(R-Y)取樣樣品存入626E。同理，由鎖存器626C和鎖存器626D的輸出合并成(B-Y)樣品的數(shù)據(jù)存入鎖存器626F中。
如圖中所示，時(shí)鐘相位φ4使每四個(gè)樣品的最后一個(gè)樣品(B-Y)LSB順序存入鎖存器626D中。此際，一特定順序的四個(gè)樣品分別儲(chǔ)存于鎖存器626A-626D中。當(dāng)時(shí)鐘相位φ4降至低電平時(shí)，它控制由鎖存器626A和626B輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)入鎖存器626E，同時(shí)控制由鎖存器626C和626D輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)入鎖存器626F中。
鎖存器626E和626F的輸出信號(hào)分別為八比特位數(shù)的樣品，其頻率為PCLK頻率的1/4，通過將已合并的六比特取樣信號(hào)置于八比特鎖存器626E和626F中的六MSB位置，這些信號(hào)相當(dāng)于將(R-Y)和(B-Y)色差取樣信號(hào)放大四倍的信號(hào)。
四相時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器624是可預(yù)置的，且為普通的設(shè)計(jì)。預(yù)置值由寄存器622的“相位”控制數(shù)據(jù)提供。這一相位數(shù)據(jù)響應(yīng)于反相器618處在邏輯高狀態(tài)的輸出信號(hào)而存入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器624中。因此，在控制數(shù)據(jù)存入移位寄存器622中的四個(gè)時(shí)鐘信號(hào)脈沖結(jié)束時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器624被預(yù)置在該行的相位值上。時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器624由讀出時(shí)鐘信號(hào)PCLK的脈沖波定時(shí)控制，產(chǎn)生大致與PCLK的各脈沖同時(shí)發(fā)生的時(shí)鐘相位脈沖信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器624之所以需要預(yù)置，是因?yàn)槊恳粩?shù)據(jù)行上的第一色差樣品信號(hào)可能為(R-Y)MSB樣品也可能為(B-Y)MSB樣品。相位控制數(shù)據(jù)經(jīng)編碼，以指示第一樣品應(yīng)為何種樣品。此相位控制數(shù)據(jù)預(yù)置時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器，以使φ1、φ2、φ3、及φ4時(shí)鐘相位分別與現(xiàn)行影像行的(R-Y)MSB、(B-Y)MSB、(R-Y)LSB及(B-Y)LSB對(duì)準(zhǔn)。
加法器633輸出的亮度樣品Y″及鎖存器626E和626F分別輸出的(R-Y)″和(B-Y)″色差樣品分別耦合到數(shù)字與模擬轉(zhuǎn)換器及矩陣電路36的輸入端。在電路36中，各數(shù)字樣品分別被轉(zhuǎn)換為模擬亮度及色差信號(hào)。這些模擬信號(hào)以適當(dāng)?shù)谋嚷式Y(jié)合，以產(chǎn)生紅R，綠G，及藍(lán)B彩色信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)顯示裝置(未繪出)。
RGB信號(hào)分別送到多工器38的一組輸入端。來自主視頻信號(hào)源40的RGB信號(hào)分別送到多工器38的另一組輸入端。多工器38由存儲(chǔ)器輸出地址及時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器26提供的連接到MUX CONTROL端上的信號(hào)控制，選擇以副RGB信號(hào)取代在其輸出端上所產(chǎn)生的主RGB信號(hào)做為輸出影像信號(hào)。
圖7所示的電路用以產(chǎn)生對(duì)存儲(chǔ)器22輸出數(shù)據(jù)的讀出時(shí)鐘信號(hào)及讀出地址碼。而且，該電路產(chǎn)生一個(gè)影像嵌入控制信號(hào)給多工器38，和PCLK信號(hào)給數(shù)據(jù)編碼器。
在圖7中，一鎖相環(huán)路(PLL)710產(chǎn)生一個(gè)與主視頻信號(hào)的行同步脈沖同步的時(shí)鐘頻率信號(hào)。在本設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘頻率為主信號(hào)行頻率的1092倍。此頻率在除法器712中被二除，以產(chǎn)生一個(gè)主信號(hào)行同步頻率的546倍的頻率信號(hào)。頻率546H為從存儲(chǔ)器中讀出樣品並在再生影像上顯示的頻率。以此頻率掃描所儲(chǔ)存的每行中的副信號(hào)樣品時(shí)產(chǎn)生的副影像，比由行處理器14所取樣的原付影像部份縮小1/3。因此，副影像在垂直(幀)及水平(行)幅度上同等縮小。
由除法器712輸出的546H時(shí)鐘信號(hào)加到“與”門718和720?！芭c”門718和720由來自“與”門742的存儲(chǔ)器讀出驅(qū)動(dòng)信號(hào)MEM READ驅(qū)動(dòng)?！芭c”門720輸出一個(gè)讀出時(shí)鐘信號(hào)RCLK至存儲(chǔ)器22，并通過所加的讀出地址依次閱讀存儲(chǔ)器的內(nèi)容。讀出時(shí)鐘信號(hào)的脈沖頻率恒為546H?！芭c”門718提供取樣頻率時(shí)鐘信號(hào)PCLK給數(shù)據(jù)解碼器34。PCLK電路制造與RCLK電路分開進(jìn)行，因?yàn)轭A(yù)期在特定的系統(tǒng)裝置中，PCLK信號(hào)可能需要是RCLK的二倍頻率。在此情形，“與”門718可直接聯(lián)接到PLL710的輸出端，而不需聯(lián)接到除二電路712的輸出端。
546時(shí)鐘信號(hào)輸送到水平位置檢測(cè)器，該檢測(cè)器由計(jì)數(shù)器714及比較器726構(gòu)成。計(jì)數(shù)器714在主信號(hào)的每一個(gè)場(chǎng)開始時(shí)由主信號(hào)場(chǎng)同步信號(hào)MAIN VSYNC復(fù)位，然后開始計(jì)算546H時(shí)鐘脈沖。計(jì)數(shù)器714輸送二進(jìn)位輸出到比較器726的一個(gè)輸入端。該二進(jìn)位輸出相當(dāng)於自上次復(fù)位脈沖后加到計(jì)數(shù)器714輸入端上的546H脈沖累計(jì)數(shù)。546H時(shí)鐘信號(hào)的每一個(gè)連續(xù)脈沖相當(dāng)於在現(xiàn)行主影像行上的一個(gè)連續(xù)行像素位置。行像素位置H START信號(hào)加到比較器726的另一個(gè)輸入端，此位置為副影像左邊之開始點(diǎn)。當(dāng)計(jì)數(shù)器714中的累積計(jì)數(shù)到達(dá)該值H START時(shí)，比較器726產(chǎn)生一個(gè)邏輯高電平輸出。比較器726的該輸出一直維持在高電平上，直到計(jì)數(shù)器在下一個(gè)行上被復(fù)位為止。
比較器726的輸出加到“與”門734的一個(gè)輸入端。546H時(shí)鐘信號(hào)加到“與”門734的第二個(gè)輸入端?！芭c非”門740的輸出加到“與”門734的第三個(gè)輸入端。“與非”門740的輸入端分別連接到二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736二進(jìn)位的兩個(gè)比特輸出端上。由二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736所提供的可能的二進(jìn)位的輸出值范圍在0至127間(十進(jìn)位數(shù))。除值127(十進(jìn)位)之外，在二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736輸出所有值時(shí)，“與非”門740的輸出都為邏輯高電平狀態(tài)，唯獨(dú)輸出值為127使“與非”門740產(chǎn)生邏輯低電平輸出。
每當(dāng)計(jì)數(shù)器736的輸出值小於127，且在比較器726的輸出為邏輯高電位以指示行開始位置已到來時(shí)，“與”門734受驅(qū)動(dòng)，輸出546H信號(hào)至二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736的時(shí)鐘輸入端。
在每一影像行的開始處，二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736由MAIN HSYNC復(fù)位置零。當(dāng)比較器726的輸出升至高電位時(shí)，二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736開始計(jì)數(shù)，並產(chǎn)生自零至127的順序輸出值。當(dāng)輸出達(dá)到值127時(shí)，由“與非”門740的輸出升至高電位來防止其轉(zhuǎn)換至另一狀態(tài)。
二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736的二進(jìn)位輸出值聯(lián)接到三態(tài)門744。三態(tài)門744的輸出聯(lián)接到存儲(chǔ)器22的位址輸入端。當(dāng)三態(tài)門744被“與”門742的輸出驅(qū)動(dòng)時(shí)，二進(jìn)位計(jì)數(shù)器736的輸出值相當(dāng)於用以讀出存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的到地址碼。
計(jì)數(shù)器714產(chǎn)生另一個(gè)輸出信號(hào)至連接線715上。此輸出信號(hào)時(shí)鐘脈沖間隔小於546H時(shí)鐘信號(hào)，並在計(jì)數(shù)器714計(jì)算到546個(gè)脈沖時(shí)發(fā)生。546個(gè)脈沖之一計(jì)數(shù)相當(dāng)於主畫面顯示器中的一條行線。當(dāng)一個(gè)脈沖產(chǎn)生在連接線715上時(shí)，計(jì)數(shù)器714內(nèi)部復(fù)位置零。
計(jì)數(shù)器714的第二個(gè)輸出輸送至二進(jìn)位計(jì)數(shù)器716的時(shí)鐘輸入端。計(jì)數(shù)器716從零值計(jì)數(shù)到262(十進(jìn)位)，然后停止，直到由下一個(gè)MAIN VSYNC脈沖復(fù)位為止。計(jì)數(shù)器716因此產(chǎn)生二進(jìn)位輸出，該輸出相當(dāng)於自上一個(gè)MAIN VSYNC脈沖起所產(chǎn)生的影像行的現(xiàn)累計(jì)數(shù)，即現(xiàn)行數(shù)(減一)。計(jì)數(shù)器716的二進(jìn)位輸出輸送到減法器728的一個(gè)輸入端和比較器732的一個(gè)輸入端。來自數(shù)據(jù)編碼器34的值V START輸送到比較器732的第二個(gè)輸入端和減法器728的減數(shù)輸入端，值V START對(duì)應(yīng)于顯示器上副影像開始的頂影像行。
當(dāng)計(jì)數(shù)器716的累計(jì)值等於值V START時(shí)，比較器732產(chǎn)生一個(gè)邏輯高電平輸出信號(hào)。之后比較器732的輸出保持在高電位狀態(tài)，直到二進(jìn)位計(jì)數(shù)器716由下一個(gè)MAIN VSYNC脈沖復(fù)位為止。
減法器728的輸出值送到三態(tài)門730，該閘的輸出聯(lián)接到存儲(chǔ)器22的地址輸入端的行地址連接線上。減法器728的輸出值等於現(xiàn)行數(shù)減V START值。在存儲(chǔ)器受觸發(fā)以讀出數(shù)據(jù)的期間，即當(dāng)三態(tài)門730受觸發(fā)的期間，其順序輸出值從零至63。
副信號(hào)數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中由64行地址碼定址的位置中，並被顯示在主影像的連續(xù)64個(gè)影像行中。因此須從垂直開始線開始(含)計(jì)算64行，以產(chǎn)生一個(gè)僅在垂直開始位置產(chǎn)生后64個(gè)行的期間，觸發(fā)三態(tài)門730和744的信號(hào)。計(jì)數(shù)器750，“與”門746，和反相器748的設(shè)置用來計(jì)算64個(gè)行的時(shí)間。計(jì)數(shù)器750計(jì)算由計(jì)數(shù)器714輸出的經(jīng)連接線715和“與”門746耦合的水平脈沖?！芭c”門746具有各自的輸入端連接至比較器732的輸出端和反相器748的輸出端。反相器748的輸入端與計(jì)數(shù)器750的輸出端相連。計(jì)數(shù)器750由來自MAIN VSYNC的垂直脈沖復(fù)位，置其輸出于邏輯低電平。因此，反相器748的輸出為高電平。在這種情況下，在比較器732檢測(cè)到開始水平行后，“與”門746受觸發(fā)，以放行水平行脈沖至計(jì)數(shù)器750。在64個(gè)行脈沖送到計(jì)數(shù)器750后，該計(jì)數(shù)器產(chǎn)生邏輯高電平輸出信號(hào)。它迫使反相器748的輸出降為低電平，使“與”門746不起作用(關(guān)閉)。因此，反相器748的輸出從每一圖場(chǎng)周期開始為高電平，而在副影像的最后一行過后，該輸出降至低電平。
僅在副影像信號(hào)處在實(shí)際顯示的期間，用以觸發(fā)三態(tài)門730、744、和“與”門718及720的控制信號(hào)方處在高電平狀態(tài)，以使存儲(chǔ)器30有最大量的空余時(shí)間，供寫入新的數(shù)據(jù)。因此，在比較器732升到高電平后，即自垂直行開始后，直到存儲(chǔ)器讀出64行，也即當(dāng)計(jì)數(shù)器750產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖時(shí)的期間“與”門742的輸出為高電平，以讀出水平行的位置。因此，比較器726、“與”非門740、比較器732和反相器748的輸出信號(hào)分別輸送到“與”門742的輸入端。
由“與”門742所產(chǎn)生的輸出信號(hào)限定存儲(chǔ)器的讀出時(shí)間。因此，這個(gè)信號(hào)的反相信號(hào)限定了存儲(chǔ)器可寫入新數(shù)據(jù)的時(shí)間。連接到“與”門742的輸出端上的反相器752產(chǎn)生的信號(hào)MEM FREE，即為MEM READ信號(hào)的反相型。
然而，可設(shè)想在主影像的每一行的一部份期間從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)。在這一更改的設(shè)計(jì)中，僅在副影像顯示時(shí)方處理并顯示從存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器讀出操作定期更新所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，使存儲(chǔ)器22可使用廉價(jià)的動(dòng)態(tài)RAM。
在副信號(hào)從存儲(chǔ)器中讀出的間隔期間，多工器38以副視頻(RGB)信號(hào)取代主視頻(RGB)信號(hào)。這一期間相當(dāng)於信號(hào)MEM READ的邏輯高電平期間。然而，必須引起注意的是存儲(chǔ)器中讀出的每行的前四個(gè)樣品包含控制信息。為計(jì)算由此四個(gè)樣品所占的時(shí)間，MEM READ信號(hào)的每一邏輯高電平時(shí)間間隔被預(yù)先縮小四個(gè)樣品周期，以產(chǎn)生控制信號(hào)MUX CONTROL，供多工器38使用。這一過程由耦合信號(hào)MEM READ至“與”門724的一個(gè)輸入端來實(shí)現(xiàn)。MEM READ信號(hào)經(jīng)延遲四個(gè)樣品周期，加到“與”門724的第二個(gè)輸入端，以產(chǎn)生信號(hào)MUX CONTROL。
權(quán)利要求
1.在含有一個(gè)主視頻信號(hào)源和一個(gè)付視頻信號(hào)源的畫中畫電視顯示器中，用來顯示由付信號(hào)所產(chǎn)生的畫面影像，并嵌入由主信號(hào)所產(chǎn)生的畫面影像中的裝置其特征包括產(chǎn)生裝置，用來產(chǎn)生分別代表主、付視頻信號(hào)的主及付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)，其中的兩信號(hào)取樣頻率之比為k∶1(k為大于0的實(shí)數(shù))；產(chǎn)生裝置，對(duì)上述付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)以1比N(N為大于2的整數(shù))的比率輔助取樣，以產(chǎn)生壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)；顯示裝置，用來以特定的頻率顯示主取樣數(shù)據(jù)信號(hào)；顯示裝置，用來由大致等于特定頻率的M/N倍的頻率顯示壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)，并嵌入該主取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的畫面中，使付影像產(chǎn)生1/M的視在畫面縮小(M為大于1小于N的正整數(shù))。
2.權(quán)利要求
1所述的裝置其特征包括付影像場(chǎng)信號(hào)處理系統(tǒng)，以及用來對(duì)壓縮付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的行部分輔助取樣的裝置，以使付影像的行數(shù)在重顯時(shí)減少到1/M(M為大于1小于N的正整數(shù));顯示裝置，它連接到付影像場(chǎng)信號(hào)處理系統(tǒng)，用來由等于特定頻率的M/N倍頻率顯示，從而提供各行的付信號(hào)，并分別嵌入主取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的不同行中，使該付信號(hào)在垂直及水平幅度上產(chǎn)生1/M的視在畫面的縮小。
3.由權(quán)利要求
2所述的裝置中，付影像場(chǎng)信號(hào)處理器部分另外還含有場(chǎng)信號(hào)濾波裝置，包括存儲(chǔ)器裝置，它具有充分?jǐn)?shù)量的儲(chǔ)存單元，以儲(chǔ)存代表經(jīng)壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的一行部分的樣品;減法裝置，它連接到上述存儲(chǔ)器并為獲得壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)，使該信號(hào)減掉來自存儲(chǔ)器裝置的一個(gè)對(duì)應(yīng)樣品;樣品比例換算裝置，它連接到上述減法器，通過用一個(gè)比例因數(shù)乘上述減法器輸出的差值樣品以獲得倍增的差樣品信號(hào);加法裝置，它連接到上述的存儲(chǔ)器和樣品比例換算器，使經(jīng)比例倍乘后的差樣品與來自存儲(chǔ)器輸出端的對(duì)應(yīng)樣只相加，以提供和樣品至存儲(chǔ)裝置。
4.權(quán)利要求
3所述的裝置特征包括產(chǎn)生壓縮付信號(hào)的裝置以及為此而對(duì)已取樣的付取樣信號(hào)數(shù)據(jù)以1∶5的比率輔助取樣的裝置;場(chǎng)信號(hào)濾波裝置，它在輔助取樣裝置所產(chǎn)生的每三行信號(hào)期間提供壓縮付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)行部分做為輸出;上述樣品比例換算裝置以1的比例因數(shù)乘由第一行樣品減存儲(chǔ)器輸出的樣品而得的差樣品，并以1/2及3/8的比例因數(shù)分別乘第二及第三行的樣品減存儲(chǔ)器輸出的對(duì)應(yīng)樣品而得的差樣品;付影像顯示裝置，以3/5倍的特定頻率顯示由付影像場(chǎng)信號(hào)處理器輸出的信號(hào)。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求
所述的裝置其特征還包括具有預(yù)定頻率的彩色參考信號(hào)成份的付視頻信號(hào)及含有行同步成份的主視頻信號(hào);取樣數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生裝置包括響應(yīng)于付視頻信號(hào)中的彩色參考信號(hào)成份以產(chǎn)生具有特定頻率的K倍頻率的第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生裝置(K為正整數(shù))，其輸出信號(hào)與付信號(hào)的彩色參考信號(hào)成份相位鎖定;以及連接到第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生裝置并由第一時(shí)鐘信號(hào)控制對(duì)付視頻信號(hào)取樣的裝置;付影像顯示裝置包括通過主視頻信號(hào)的行同步信號(hào)成份而產(chǎn)生的具有預(yù)定頻率的M/N倍頻率且相位與前者鎖定的第二時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生裝置，以及與第二時(shí)鐘信號(hào)同步地顯示壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的裝置，每一個(gè)所述的信號(hào)都是由行信號(hào)順序組成的，其每一行信號(hào)中包含具有一定帶寬的付信號(hào)的亮度信號(hào)成份和具有所述特定帶寬的1/L倍帶寬的付信號(hào)的彩色信號(hào)成份(L是大于1的正整數(shù))，其特征包括具有大致相等的取樣率的取樣數(shù)據(jù)信號(hào);用來在付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)中分離出亮度信號(hào)及彩色信號(hào)成份并輸出付亮度和色彩信號(hào)取樣數(shù)據(jù)的裝置;連接到上述的分離裝置，通過對(duì)亮度取樣信號(hào)以1∶N的比率輔助取樣和以1∶N×L(N是大于2的正整數(shù))的比率對(duì)色彩取樣信號(hào)輔助取樣，以產(chǎn)生壓縮的付信號(hào)亮度及色彩取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置;付影像信號(hào)處理裝置包括對(duì)壓縮的付信號(hào)的亮度及色彩取樣數(shù)據(jù)的每一行部分輔助取樣，以使付影像的行數(shù)減少到1/M(M是小于N的正整數(shù))倍的輔助取樣裝置;連接到上述的付信號(hào)處理裝置并分別以L∶1的比率合并壓縮的付信號(hào)亮度信號(hào)和色彩信號(hào)的裝置;上述的顯示裝置包括用來顯示每一合并的取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的行部分，并分別將不同行的數(shù)據(jù)顯示信號(hào)以M/N倍的特定比率嵌入主信號(hào)取樣數(shù)據(jù)顯示信號(hào)的不同行中，以產(chǎn)生在垂直和水平方向上都縮小到1/M倍的視在畫面的付影像顯示裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的裝置其特征在于付影像信號(hào)處理裝置還包括場(chǎng)信號(hào)濾波裝置，它包括具有足夠數(shù)量的存儲(chǔ)單元以儲(chǔ)存能再現(xiàn)壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的一行部分的取樣樣品的存儲(chǔ)器;連接到存儲(chǔ)器并用壓縮的付取樣數(shù)據(jù)信號(hào)減掉由存儲(chǔ)器輸出的對(duì)應(yīng)的樣品信號(hào)的減法器;連接到減法器并用一個(gè)比例因數(shù)乘由減法器輸出的差取樣信號(hào)的比例換算器;連接到上述存儲(chǔ)器和比例換算器的用來將差信號(hào)與存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)輸出的取樣信號(hào)相加以輸出和取樣信號(hào)的加法器。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7中所述的裝置其特征在于具有近于1/5倍的亮度信號(hào)成份帶寬并含有第一和第二色差信號(hào)成分的色彩信號(hào);分離裝置包括用來產(chǎn)生具有近于特定取樣率的亮度取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置和用來產(chǎn)生各自具有1/2倍特定取樣率并分別代表第一和第二色差信號(hào)成份的第一和第二色差取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置;上述的用來產(chǎn)生壓縮的亮度及色彩取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置包括用來以1∶5的比例對(duì)亮度取樣數(shù)據(jù)信號(hào)輔助取樣的裝置和用來各自以1∶10的比例對(duì)第一和第二色差取樣數(shù)據(jù)信號(hào)輔助取樣的裝置;上述的場(chǎng)信號(hào)濾波裝置對(duì)于由輔助取樣裝置輸出的各含有壓縮的亮度及第一和第二色差取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的每三行信號(hào)僅輸出一行信號(hào);上述的合成裝置包括用來以4∶1的比例分別復(fù)合壓縮的亮度信號(hào)和壓縮的第一及第二付色差信號(hào)，以合成出紅、綠和蘭色的取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置;所述的顯示裝置包括以3/5倍特定頻率的頻率顯示三基色紅、綠、蘭取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的裝置其特征在于具有特定頻率的含有彩色參考信號(hào)成份的付視頻信號(hào)和含有行同步信號(hào)成份的主視頻信號(hào);上述取樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置包括第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生裝置，它通過付視頻信號(hào)中的彩色參考信號(hào)成份產(chǎn)生一個(gè)具有特定頻率的4倍頻率的第一時(shí)鐘信號(hào)，且其相位與彩色參考信號(hào)成份鎖定;以及連接到第一時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生裝置并在第一時(shí)鐘信號(hào)作用下用來產(chǎn)生付視頻信號(hào)的取樣信號(hào)的裝置;通過主視頻信號(hào)中的行同步信號(hào)成份產(chǎn)生一個(gè)具有特定頻率的3/5倍頻率且相位鎖定在行同步信號(hào)成份上的第二時(shí)鐘信號(hào)的裝置;以及用來與第二時(shí)鐘信號(hào)同步地顯示紅、綠、蘭三種基色彩色信號(hào)的取樣數(shù)據(jù)信號(hào)的顯示裝置。
專利摘要
一種畫中畫電視顯示器含有用來減少儲(chǔ)存一個(gè)縮小的影像場(chǎng)所需存儲(chǔ)量的電路。在顯示裝置中，代表大(主)及小(副)影像信號(hào)的數(shù)字樣品由各自的電路以大致相等的頻率產(chǎn)生。輔助取樣電路儲(chǔ)存代表小影像的一行樣品中每五個(gè)中的一個(gè)樣品信號(hào)。這些樣品以大影像樣品顯示頻率的五分之三倍的頻率與大影像同步地顯示，以產(chǎn)生在水平方向上縮小為原三分之一大小的副影像畫面。
文檔編號(hào)H04N5/262GK86101887SQ86101887
公開日1986年9月24日 申請(qǐng)日期1986年3月22日
發(fā)明者托德·J·克里斯托弗 申請(qǐng)人:美國(guó)無線電公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan