專利名稱：具有正交調(diào)制的另一種副載波的兼容寬屏幕電視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與具有較小顯示寬高比的傳統(tǒng)電視接收機(jī)兼容的寬屏幕電視系統(tǒng)。
傳統(tǒng)電視接收機(jī)，例如按照美國和其它國家所采用NTSC廣播標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)，具有4∶3寬高比(所顯示的圖象寬度與高度之比)。近來，對(duì)于采用較大寬高比的電視接收機(jī)系統(tǒng)發(fā)生了興趣，例如2∶1、16∶9或5∶3，因?yàn)榕c傳統(tǒng)電視接收機(jī)的4∶3寬高比相比，這種較大的寬高比更加近似或等于人眼視界寬高比。具有5∶3寬高比視頻信息的信號(hào)已受到特殊的注意，因?yàn)檫@一寬高比近似于電影影片的寬高比，因此，這種信號(hào)能夠不剪切圖象信息而進(jìn)行發(fā)射和接收。但是，簡(jiǎn)單地發(fā)射具有比傳統(tǒng)系統(tǒng)增大了寬高比的信號(hào)的寬屏幕電視系統(tǒng)，與傳統(tǒng)寬高比的接收機(jī)是不相兼容的。這使寬屏幕系統(tǒng)難于廣泛應(yīng)用。
因此，希望有與傳統(tǒng)電視接收機(jī)兼容的寬屏幕電視系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的原理，這里公開了用來對(duì)兼容寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備，這種寬屏幕視頻信號(hào)表示具有比標(biāo)準(zhǔn)4∶3寬高比更大寬高比的圖象。
在根據(jù)本發(fā)明原理的兼容寬屏幕電視系統(tǒng)公開的優(yōu)選實(shí)施例中，把具有左側(cè)、右側(cè)和中心視頻信息組的寬屏幕信號(hào)變換成與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)(例如NTSC)兼容的信號(hào)，變換的方法是，把寬屏幕信號(hào)中兩側(cè)視頻信息組的低頻信息壓縮到左、右側(cè)過掃描區(qū)域中，在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中雖然這些區(qū)域存在，但是觀眾看不到;并通過同時(shí)的時(shí)間擴(kuò)張，使中心視頻信息組的信息占據(jù)觀眾能夠看到的標(biāo)準(zhǔn)顯示區(qū)域。通過把兩側(cè)視頻信息組的高頻信息正交調(diào)制到不是彩色副載波而是另一個(gè)副載波信號(hào)上，對(duì)這種高頻信息進(jìn)行編碼。


圖1示出用于根據(jù)本發(fā)明原理的兼容寬屏幕電視系統(tǒng)的編碼器方框圖;
圖2-圖5畫出有助于了解圖1系統(tǒng)工作的信號(hào)波形;
圖6-圖10、圖12和圖12a-12d更詳細(xì)地示出圖1系統(tǒng)的各個(gè)方面;
圖10a-10c示出與圖10所示濾波器網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的濾波器結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面;
圖11畫出與圖1系統(tǒng)中一種特性有關(guān)的幅頻響應(yīng)特性;
圖13示出包括根據(jù)本發(fā)明解碼器設(shè)備的寬屏幕電視接收機(jī)的部分方框圖;以及，圖14更詳細(xì)地示出圖13解碼器的一部分。
簡(jiǎn)短地概述一下要描述的系統(tǒng)是會(huì)有幫助的。意圖通過標(biāo)準(zhǔn)的(例如，NTSC)通道來傳送大寬高比(例如，5∶3)圖象的系統(tǒng)，在寬屏幕接收機(jī)上應(yīng)該實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖象顯示，同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)4∶3寬高比的顯示器上，應(yīng)該顯著減小或消除可以觀察到的圖象質(zhì)量劣化。信號(hào)壓縮技術(shù)在圖象兩側(cè)視頻信息組上的應(yīng)用，是利用了標(biāo)準(zhǔn)NTSC電視接收機(jī)顯示的行過掃區(qū)域，但是，在重新構(gòu)成寬屏幕圖象時(shí)，可能在其兩側(cè)視頻信息組區(qū)域內(nèi)犧牲圖象分辨率。由于時(shí)間壓縮要產(chǎn)生頻域中的擴(kuò)張。因此，只有低頻分量才能經(jīng)受得起在標(biāo)準(zhǔn)電視通道中的處理，這種標(biāo)準(zhǔn)通道所表現(xiàn)的帶寬比寬屏幕電視信號(hào)所需帶寬更窄。因此，當(dāng)兼容寬屏幕信號(hào)經(jīng)過壓縮的兩側(cè)視頻信息組在寬屏幕接收機(jī)中進(jìn)行擴(kuò)張時(shí)，于所顯示寬屏幕圖象的中心與兩側(cè)視頻信息組之間，在分辨率或高頻含量方面形成了顯著區(qū)別，除非為避免這種影響而采取了各種步驟。
附圖和有關(guān)描述說明了一種用來產(chǎn)生能夠通過標(biāo)準(zhǔn)通道進(jìn)行處理的寬屏幕信號(hào)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)還允許寬屏幕接收機(jī)在整個(gè)顯示范圍內(nèi)以良好的圖象質(zhì)量來復(fù)現(xiàn)寬屏幕圖象。
正如從圖1編碼器可以看到的那樣，空間壓縮的應(yīng)用容許把兩側(cè)視頻信息組的低頻信息擠入標(biāo)準(zhǔn)NTSC信號(hào)的行過掃描區(qū)域中。通過采用另一個(gè)副載波調(diào)制技術(shù)，使兩側(cè)視頻信息組的高頻信息與通過視頻傳送通道的標(biāo)準(zhǔn)NTSC信號(hào)，以對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)是透明的方式來共享頻譜。
在討論圖1兼容寬屏幕編碼系統(tǒng)以前，參考圖2中的信號(hào)波形A和B。信號(hào)A是5∶3寬高比的寬屏幕信號(hào)，這個(gè)信號(hào)A已被變換成信號(hào)B所示具有4∶3寬高比的標(biāo)準(zhǔn)NTSC兼容信號(hào)。寬屏幕信號(hào)A包括左側(cè)和右側(cè)視頻信息組部分(每一部分相應(yīng)于時(shí)間段TS，這兩個(gè)時(shí)間段在典型情況下是相等的)，以及與時(shí)間間隔TC相應(yīng)的中心視頻信息組部分。
通過把兩側(cè)視頻信息組的某些信息完全壓縮到與時(shí)間間隔TO有關(guān)的行過掃描區(qū)域中，就已把寬屏幕信號(hào)A變換成了NTSC信號(hào)B。NTSC信號(hào)具有行正程時(shí)間間隔TA(近似為52.5微秒的持續(xù)時(shí)間)，TA包括過掃描時(shí)間間隔TO和包括著要顯示的視頻信息的顯示時(shí)間間隔TD，整個(gè)行時(shí)間間隔TH近似為63.556微秒的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于寬屏幕和NTSC信號(hào)，時(shí)間間隔TA和TH是相同的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的電視接收機(jī)具有至少占整個(gè)行正程時(shí)間TA4%的過掃描時(shí)間間隔，即左、右側(cè)各有過掃描2%。當(dāng)取樣速率為4fsc(此處，fsc是彩色副載波的頻率)時(shí)，每行的時(shí)間間隔包括910個(gè)象素(圖象元素)，其中754個(gè)象素構(gòu)成要顯示的行正程圖象信息。
回到圖1，寬屏幕攝象機(jī)10提供具有R、G、B(紅、綠、蘭)分量和在本實(shí)例中為5∶3寬高比的寬屏幕彩色信號(hào)。寬屏幕攝象機(jī)除了具有較大寬高比和較寬視頻帶寬以外，基本上與標(biāo)準(zhǔn)NTSC攝象機(jī)相同。其中，寬屏幕攝象機(jī)的視頻帶寬正比于其寬高比與每幀總行數(shù)的乘積。假定寬屏幕攝象機(jī)的掃描速度是恒定的，當(dāng)增大其寬高比時(shí)，將使得圖象視頻帶寬和圖象信息的行壓縮比起用4∶3寬高比的標(biāo)準(zhǔn)電視接收機(jī)來顯示信號(hào)時(shí)要相應(yīng)增大。由于這些原因，為了達(dá)到全部NTSC兼容性，必須對(duì)寬屏幕信號(hào)加以修改。
由圖1編碼器系統(tǒng)處理的彩色視頻信號(hào)同時(shí)包括亮度和色度信號(hào)分量。亮度和色度信號(hào)包括低頻和高頻信息，這些信息在以下的討論中將分別稱為“低頻”和“高頻”。
為了從R、G、B彩色信號(hào)得出亮度分量Y、色差信號(hào)分量I和Q，把來自攝象機(jī)10的寬帶寬屏幕彩色視頻信號(hào)在裝置12中進(jìn)行矩陣處理。在把寬帶Y、I、Q信號(hào)利用在濾波器裝置16中分開的行低通濾波器(LPF)獨(dú)立地進(jìn)行濾波以產(chǎn)生已濾波的信號(hào)YF、IF、QF以前，先以4倍彩色副載頻(4fsc)速率對(duì)寬帶Y、I、Q信號(hào)進(jìn)行取樣，并利用在模數(shù)變換(ADC)裝置14中分開的模數(shù)變換器，把它們獨(dú)立地從模擬形式變換成數(shù)字形式。這些信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)都是圖2中波形A所示的形狀。
利用濾波器16把亮度信號(hào)YF的帶寬限制到CEF·4.2MHz，或近似為5MHz，此處，CEF是中心視頻信息組擴(kuò)張系數(shù)。這是為了在隨后的時(shí)間擴(kuò)張以后，正如將要討論的那樣，把中心視頻信息組信號(hào)的帶寬壓縮到NTSC視頻信號(hào)的帶寬4.2MHz所必需的。由于類似的原因，也利用濾波器16把信號(hào)IF和QF的帶寬限制到CEF·500KHz，或近似為600KHz。因此，濾波器裝置16呈現(xiàn)出近似為5.0MHz的亮度截止頻率和近似為600KHz的I、Q截止頻率。
裝置16中Y、I、Q濾波器的帶寬與中心視頻信息組擴(kuò)張系數(shù)有關(guān)，這一系數(shù)本身又是利用寬屏幕接收機(jī)所顯示的圖象寬度與利用標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)所顯示的圖象寬度之間差值的函數(shù)。具有5∶3寬高比寬屏幕顯示器的圖象寬度，是具有4∶3寬高比標(biāo)準(zhǔn)顯示器的圖象寬度的1.25倍。正如下面將要說明的那樣，這個(gè)系數(shù)1.25是初步的中心視頻信息組擴(kuò)張系數(shù);為了計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)的過掃描區(qū)域，以及為了計(jì)及在中心與兩側(cè)視頻信息組之間的邊界范圍內(nèi)有意加入的一點(diǎn)點(diǎn)重迭(以后將予解釋)，必須調(diào)節(jié)中心視頻信息組擴(kuò)張系數(shù)。這些考慮規(guī)定CEF為1.19。
為了產(chǎn)生三組輸出信號(hào)YE、IE、QE，YO、IO、QO，LH、RH、IH、QH，利用兩側(cè)-中心視頻信息組信號(hào)分離器和處理器18，來處理來自濾波裝置16的寬帶信號(hào)。前兩組信號(hào)(YE、IE、QE，YO、IO、QO)在第一通道中進(jìn)行處理，第一通道產(chǎn)生包括整個(gè)帶寬的中心視頻信息組分量的信號(hào)，以及壓縮到行過掃描范圍內(nèi)的兩側(cè)視頻信息組的亮度“低頻”。第三組信號(hào)(LH、RH、IH、QH)在產(chǎn)生包括兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)的第二通道中進(jìn)行處理。當(dāng)把來自這兩個(gè)通道的輸出信號(hào)組合起來時(shí)，就產(chǎn)生了具有4∶3顯示寬高比的NTSC兼容寬屏幕信號(hào)。包括裝置18在內(nèi)的電路細(xì)節(jié)將示于圖6、圖7、圖8，并參考這些圖加以討論。
信號(hào)YE、IE、QE包括全部中心視頻信息組信息，呈現(xiàn)出與圖3中信號(hào)YE相同的格式。簡(jiǎn)言之，信號(hào)YE按如下方式得自信號(hào)YF。來自裝置16的寬屏幕寬帶信號(hào)YF包括在寬屏幕信號(hào)行正程時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)的、包括兩側(cè)和中心視頻信息組信息的第1至第754個(gè)象素。寬帶中心視頻信息組信息(第75至第680個(gè)象素)是作為中心視頻信息組亮度信號(hào)YC通過信號(hào)時(shí)間分離處理而提取出來的。
為了產(chǎn)生NTSC兼容的中心視頻信息組信號(hào)YE，對(duì)信號(hào)YC以中心視頻信息組擴(kuò)張系數(shù)1.19(即5.0+4.2MHz)進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。由于以系數(shù)1.19進(jìn)行了時(shí)間擴(kuò)張，所以信號(hào)YE呈現(xiàn)出NTSC兼容的帶寬(0-4.2MHz)。信號(hào)YE占據(jù)在過掃描區(qū)域TO(第1至第14個(gè)和第741至第754個(gè)象素)之間的圖象顯示時(shí)間間隔TD(圖2)。信號(hào)IE和QE分別從信號(hào)IF和QF產(chǎn)生，并以信號(hào)YE的方式進(jìn)行類似的處理。
信號(hào)YO、IO、QO產(chǎn)生插入到左、右側(cè)行過掃描區(qū)域內(nèi)的低頻兩側(cè)視頻信息組信息(“低頻”)。信號(hào)YO、IO、QO呈現(xiàn)出與圖3中信號(hào)YO所示相同的格式。簡(jiǎn)言之，信號(hào)YO按如下方式得自信號(hào)YF。寬屏幕信號(hào)YF包括與第1至第84個(gè)象素有關(guān)的左側(cè)視頻信息組信息，以及與第671至第754個(gè)象素有關(guān)的右側(cè)視頻信息組信息。正如將要討論的那樣，為了產(chǎn)生具有帶寬0-700KHz的亮度“低頻”信號(hào)，對(duì)信號(hào)YE進(jìn)行低通濾波，從該“低頻”信號(hào)，通過信號(hào)時(shí)間分離處理，而提取左側(cè)和右側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)(圖3中的信號(hào)YL′)。
為了在與第1至第14個(gè)象素、第741至第754個(gè)象素有關(guān)的過掃描區(qū)域中，產(chǎn)生具有壓縮了低頻信息的兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)YO，對(duì)亮度低頻信號(hào)YL′進(jìn)行時(shí)間壓縮。已壓縮的兩側(cè)“低頻”信號(hào)呈現(xiàn)出與時(shí)間壓縮大小成正比的、增大了的帶寬。信號(hào)IO和QO分別從信號(hào)IF和QF產(chǎn)生，并以信號(hào)YO的方式進(jìn)行類似的處理。
為了產(chǎn)生具有NTSC兼容帶寬和4∶3寬高比的信號(hào)YN，IN和QN，利用兩側(cè)-中心信號(hào)組合器28(例如，時(shí)間多路復(fù)用器)，把信號(hào)YE、IE、QE，與YO、IO、QO組合起來。這些信號(hào)具有圖3所示信號(hào)YN的形狀。組合器28還包括適當(dāng)?shù)摹⒂脕砭獗唤M合信號(hào)中過渡時(shí)間的信號(hào)延時(shí)電路，在系統(tǒng)的其它地方也包括這種均衡用的信號(hào)延時(shí)電路，以便根據(jù)需要來均衡信號(hào)的過渡時(shí)間。
利用調(diào)制器30，色度信號(hào)IN和QN以額定頻率為3.58MHz的NTSC彩色副載波(SC)進(jìn)行正交調(diào)制。在把已調(diào)制信號(hào)加到NTSC編碼器36的色度信號(hào)輸入端上以前，利用2-D(二維)濾波器32，在場(chǎng)(V)和時(shí)間(T)方向上對(duì)該已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行低通濾波，這將聯(lián)系圖9予以說明。
在把亮度信號(hào)YN加到編碼器36的亮度輸入端以前，利用3-D(三維)濾波器34，在行(H)、場(chǎng)(V)和時(shí)間(T)方向上對(duì)該亮度信號(hào)進(jìn)行帶阻濾波。通過對(duì)亮度信號(hào)YN、色差信號(hào)IN和QN進(jìn)行濾波以保證在經(jīng)隨后的NTSC編碼以后，可以顯著減小亮色交調(diào)失真。正如下面將要討論的那樣。亮度濾波器34對(duì)位于某一頻譜區(qū)域內(nèi)的亮度信號(hào)也進(jìn)行帶阻濾波，在該區(qū)域中，兩側(cè)亮度視頻信息組的“高頻”信號(hào)將要受到調(diào)制。
多維空間-時(shí)間濾波器，例如3-DHVT(行-場(chǎng)-時(shí)間)濾器34和2-DVT(場(chǎng)-時(shí)間)濾波器32、46，具有圖10所示結(jié)構(gòu)。具體地說，圖10示出一種通過調(diào)節(jié)加權(quán)系數(shù)a1-a9，能夠呈現(xiàn)出VT帶通、VT帶阻或VT低通結(jié)構(gòu)的場(chǎng)-時(shí)間(VT)濾波器。圖10a的表格說明與VT帶通和帶阻濾波器結(jié)構(gòu)有關(guān)的、本申請(qǐng)公開的系統(tǒng)中采用的加權(quán)系數(shù)。HVT帶阻濾波器(例如圖1中的濾波器34)和HVT帶通濾波器(例如包括在圖13解碼器系統(tǒng)中)，分別包括圖10b中所示行低通濾波器1020和VT帶阻濾波器1021的組合，以及圖10c所示行帶通濾波器1030和VT帶通濾波器1031。
在圖10b的HVT帶阻濾波器中，行低通濾波器1020呈現(xiàn)出給定的截止頻率并提供經(jīng)過濾波的低頻信號(hào)分量。為了產(chǎn)生高頻信號(hào)分量，在組合器1023中，把經(jīng)過低通濾波的信號(hào)與來自延時(shí)裝置1022輸入信號(hào)的延時(shí)形式以相減方式組合起來。在把低頻分量加到加法組合器1025上以前，利用網(wǎng)絡(luò)1024把它延時(shí)1幀，而且，在把高頻分量加到加法器1025上以前，利用VT帶阻濾波器1021對(duì)它進(jìn)行濾波，以提供一個(gè)經(jīng)過HVT帶阻濾波的輸出信號(hào)。VT濾波器1021呈現(xiàn)出圖10a所示VT帶阻濾波器系數(shù)。
HVT帶阻濾波器(例如包括在圖13的解碼器中的)示于圖10c，它包括具有給定截止頻率的行帶通濾波器1030，并級(jí)聯(lián)連接到具有圖10a表格中所示VT帶通濾波器系數(shù)的VT帶通濾波器1031。
圖10的濾波器包括用來在各個(gè)抽頭t2-t9上提供順序的信號(hào)延時(shí)的、并用來提供總的濾波器延時(shí)時(shí)間的多個(gè)級(jí)聯(lián)存儲(chǔ)裝置(M)1010a-1010h。把各抽頭傳送的信號(hào)分別加到各乘法器1012a-1012i的一個(gè)輸入端上。每一個(gè)乘法器的另一個(gè)輸入端分別接受前述取決于要執(zhí)行的濾波過程特點(diǎn)的加權(quán)系數(shù)a1-a9。濾波過程的特點(diǎn)也規(guī)定了由延時(shí)裝置1010a-1010h提供的延時(shí)時(shí)間。
行方向?yàn)V波器采用這樣的象素存儲(chǔ)元件，使得總的濾波器延時(shí)時(shí)間小于圖象一行的時(shí)間間隔(1H)。場(chǎng)方向?yàn)V波器單獨(dú)采用行存儲(chǔ)元件，時(shí)間方向?yàn)V波器單獨(dú)采用幀存儲(chǔ)元件。這樣，HVT3-D(三維)濾波器包括象素(＜1H)、行(1H)、幀(＞1H)存儲(chǔ)元件的組合;而VT濾波器只包括后兩種存儲(chǔ)元件。為了產(chǎn)生經(jīng)過濾波的輸出信號(hào)，把來自元件1012a-1012i的已加權(quán)的抽頭(相互延時(shí)過的)信號(hào)在加法器1015中組合起來。
這種濾波器是非遞歸有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。存儲(chǔ)元件所提供的延時(shí)特點(diǎn)取決于被濾波信號(hào)的類型，在本實(shí)例中取決于在亮度、色度、兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)之間能夠容許交調(diào)失真的大小。增大級(jí)聯(lián)存儲(chǔ)元件的個(gè)數(shù)，可以增強(qiáng)濾波器截止特性的陡度。
圖1中HVT帶阻濾波器34呈現(xiàn)出圖10b結(jié)構(gòu)，并從亮度信號(hào)YN中去除掉了向上運(yùn)動(dòng)的對(duì)角線頻率的分量。這些頻率的分量看上去類似于彩色副載頻分量，把這些頻率的分量去掉，以便在頻譜中形成一個(gè)槽，在該槽內(nèi)把已調(diào)制的色度兩側(cè)視頻信息組的“高頻”信號(hào)和亮度兩側(cè)視頻信息組的“高頻”信號(hào)插入進(jìn)去。從亮度信號(hào)YN中去掉向上運(yùn)動(dòng)的對(duì)角線頻率的分量并不會(huì)使所顯示的圖象產(chǎn)生能見到的劣化，因?yàn)橐呀?jīng)確測(cè)定，人眼對(duì)于這種頻率的分量實(shí)際上是不敏感的。濾波器34呈現(xiàn)出1.5MHz左右的截止頻率，以便不損傷場(chǎng)亮度的細(xì)節(jié)信息。
VT帶通濾波器32減小色度帶寬，使得已調(diào)制的色度兩側(cè)視頻信息組信息能夠插入到由濾波器34在亮度頻譜中所形成的槽內(nèi)。濾波器32減小了色度信息的場(chǎng)分辨率和時(shí)間分辨率，以致使靜止的和運(yùn)動(dòng)的邊緣稍感模糊，但是由于人眼對(duì)于這種影響并不敏感，這種影響不會(huì)有或僅有不重要的后果。
來自編碼器36的輸出信號(hào)C/SL包括要顯示的NTSC兼容信息，這種信息是從寬頻信號(hào)的中心視頻信息組得到的，它還包括來自寬屏幕信號(hào)中兩側(cè)視頻信息組、置于NTSC接收機(jī)觀眾看不到的行左、右側(cè)過掃描區(qū)域內(nèi)的已壓縮的兩側(cè)視頻信息組的“低頻”(亮度和色度)信號(hào)。在過掃描區(qū)域中已壓縮的兩側(cè)視頻信息組的“低頻”，代表寬屏幕顯示用的兩側(cè)視頻信息組信息中的一個(gè)構(gòu)成部分。另一個(gè)構(gòu)成部分(兩側(cè)視頻信息組的“高頻”)的產(chǎn)生在下面敘述。
在兩側(cè)視頻信息組的“高頻”信號(hào)處理通道中，處理器18產(chǎn)生LH(左側(cè)視頻信息組的亮度“高頻”)、RH(右側(cè)視頻信息組的亮度“高頻”)、IH(I的“高頻”)和QH(Q的“高頻”)等信號(hào)。圖4和圖5示出這些信號(hào)。圖6、圖7和圖8示出用來產(chǎn)生這些信號(hào)的裝置。
圖4中，來自寬屏幕信號(hào)YF的信號(hào)YH'，包括與左側(cè)視頻信息組第1至第84個(gè)象素有關(guān)的左側(cè)視頻信息組高頻信息，以及與右側(cè)視頻信息組第671至第754個(gè)象素有關(guān)的右側(cè)視頻信息組高頻信息。在本實(shí)例中，高頻信息包括從0.7Mz至5.0MHz的帶寬。為了產(chǎn)生左側(cè)視頻信息組的一個(gè)分量LH(圖4)，對(duì)于每一行，在YH′的第1至第84個(gè)象素之間，對(duì)左側(cè)視頻信息組“高頻”分量以一側(cè)擴(kuò)張系數(shù)進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張(因而壓縮了它的帶寬)，并將其變換到由第85至第670個(gè)象素占據(jù)的中心視頻信息組位置上。
同時(shí)，為了產(chǎn)生兩側(cè)視頻信息組的另一個(gè)同時(shí)存在的分量RH(圖4)，對(duì)于每一行，在信號(hào)YH′的第671至第754個(gè)象素之間對(duì)右側(cè)視頻信息組“高頻”分量進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張，并將其變換到由第85至第670個(gè)象素占據(jù)的中心視頻信息組位置上。同時(shí)出現(xiàn)的RH和LH信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)，都呈現(xiàn)出由于兩側(cè)視頻信息組擴(kuò)張系數(shù)(6.96)引起的壓縮過的帶寬，擴(kuò)張系數(shù)等于擴(kuò)張后兩側(cè)視頻信息組的寬度與原始視頻信息組寬度之比。
為了同時(shí)產(chǎn)生圖5所示兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)分量X和Z，利用亮色多路復(fù)用器42，把信號(hào)LH、RH與信號(hào)IH、QH按時(shí)間復(fù)用。通過在色差信號(hào)IH的左、右側(cè)視頻信息組“高頻”之間插入左側(cè)“高頻”亮度分量LH(第85至第670個(gè)像素)，來產(chǎn)生信號(hào)分量X。類似地，通過在色差信號(hào)QH的左、右側(cè)視頻信息組“高頻”之間插入右側(cè)“高頻”亮度分量RH(第85至第670個(gè)像素)，來同時(shí)產(chǎn)生信號(hào)分量Z。
含有兩側(cè)視頻信息組“高頻”信息的信號(hào)X和Z中的每一個(gè)信號(hào)，都呈現(xiàn)出0-700KHz的帶寬，并利用正交調(diào)制器43把它們調(diào)制到與行同步的另一個(gè)副載波信號(hào)(ASC)上。選擇另一個(gè)副載波信號(hào)(ASC)的頻率，以保證兩側(cè)和中心視頻信息組信息之間有足夠的隔離度(例如，20-30db)，并且，當(dāng)利用標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機(jī)來顯示圖象時(shí)，沒有顯著的影響。在本實(shí)例中，信號(hào)ASC呈現(xiàn)的頻率為2.368MHz。
為另一個(gè)副載波信號(hào)ASC選定的頻率2.368MHz，是等于半行頻奇數(shù)倍的交錯(cuò)頻率，即301· (fH)/2 。這一個(gè)副載波頻率產(chǎn)生細(xì)微的、實(shí)際上不可察覺的網(wǎng)狀線干擾圖形，這種干擾圖形與由非交錯(cuò)的副載波頻率所產(chǎn)生的更嚴(yán)重的“運(yùn)動(dòng)的條形”干擾圖形相比，并不損傷所顯示圖象的質(zhì)量。有利的是副載波頻率2.368MHz落在亮度場(chǎng)細(xì)節(jié)頻帶與已調(diào)制色度頻帶之間基本對(duì)稱的頻譜上，如圖11所示。結(jié)果是，正如從圖11可見的那樣，已調(diào)制的兩側(cè)視頻信息組“高頻”信息占據(jù)場(chǎng)細(xì)節(jié)與色度頻帶之間的±700KHz的帶寬。為了簡(jiǎn)化這一說明起見，圖11并未示出實(shí)際整個(gè)亮度的頻譜，如所周知，該頻譜伸展到4.2MHz，并與色度頻譜相間置。
有利的是，正交調(diào)制允許同時(shí)傳送兩個(gè)窄帶信號(hào)。兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)的擴(kuò)張，使得其帶寬受到壓縮，這與正交調(diào)制要求窄頻帶相一致。帶寬壓縮得越厲害，在載波信號(hào)與調(diào)制信號(hào)之間形成干擾的可能就越小。還應(yīng)該指出，上述對(duì)于亮度與色度兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)進(jìn)行按時(shí)間復(fù)用，以便在正交調(diào)制以前產(chǎn)生信號(hào)X和Z的技術(shù)，只需要一個(gè)副載波而不是兩個(gè)副載波，這是很有利的。而且，由于把兩側(cè)視頻信息組信息壓縮到過掃描區(qū)域中，所以大大減小了調(diào)制信號(hào)的功率，因而也大大減小了調(diào)制信號(hào)的潛在干擾。
為了減小正交調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生干擾的可能性，在來自調(diào)制器43的信號(hào)由帶通濾波器46在場(chǎng)-時(shí)間(V-T)平面內(nèi)沿對(duì)角線軸的方向進(jìn)行帶通濾波以前，利用信號(hào)增益為0.25的衰減器44，把該信號(hào)加以衰減。當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機(jī)上進(jìn)行觀看時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，衰減器44的作用是減小因不相關(guān)調(diào)制的兩側(cè)“高頻”信號(hào)所引起某些類型干擾的可見程度。
由網(wǎng)絡(luò)44實(shí)現(xiàn)的衰減，也可以通過調(diào)節(jié)濾波器46的加權(quán)系數(shù)來產(chǎn)生。為了產(chǎn)生寬屏幕NTSC兼容信號(hào)，把包括兩側(cè)視頻信息組“高頻”的、來自濾波器46的已濾波正交調(diào)制輸出信號(hào)，在組合器40中與信號(hào)C/SL組合起來。在加到射頻調(diào)制器和發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)55，通過天線56進(jìn)行廣播以前，利用數(shù)模變換器(DAC)，把NTSC信號(hào)變換成模擬形式。
如圖13所示通過天線56來廣播的已編碼的NTSC兼容寬屏幕信號(hào)，是既能被NTSC接收機(jī)又能被寬屏幕接收機(jī)接收的。但是，在討論圖13以前，請(qǐng)參考更詳細(xì)地示出圖1編碼器系統(tǒng)中某些部分的圖6-9和圖12。
圖6示出包括在圖1處理器18中，用來從寬帶寬屏幕信號(hào)YF產(chǎn)生YE、YO、LH、RH信號(hào)的設(shè)備。為了產(chǎn)生加到減法組合器612一個(gè)輸入端上的低頻亮度信號(hào)YL，利用具有截止頻率700KHz的濾波器610對(duì)信號(hào)YF進(jìn)行行低通濾波。把信號(hào)YF加到組合器612的另一個(gè)輸入端上，并且，在把信號(hào)YF通過裝置614進(jìn)行延時(shí)以補(bǔ)償濾波器610所產(chǎn)生的信號(hào)處理延時(shí)以后，把它加到信號(hào)時(shí)間分離處理設(shè)備616上。把已延時(shí)信號(hào)YE與已濾波信號(hào)YL組合起來，在組合器612輸出端上產(chǎn)生高頻亮度信號(hào)YH。
把已延時(shí)的信號(hào)YF、信號(hào)YH和YL加到信號(hào)時(shí)間分離處理設(shè)備616中分開的輸入端上，616包括用來分別處理信號(hào)YF、YH、YL的信號(hào)時(shí)間分離處理裝置618、620和621。分離處理裝置616的細(xì)節(jié)將參考圖8加以討論。分離處理裝置618、620和621分別得出整個(gè)帶寬的中心視頻信息組信號(hào)YC、兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)YH′和兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)YL′，如圖3和圖4所示。
利用時(shí)間擴(kuò)張器622對(duì)信號(hào)YC進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張來產(chǎn)生信號(hào)YE;同時(shí)，時(shí)間擴(kuò)張器624和626擴(kuò)張信號(hào)YH′，從而分別產(chǎn)生信號(hào)LH和RH。利用能為左、右側(cè)行過掃描區(qū)域留出足夠位置的中心擴(kuò)張系數(shù)，對(duì)信號(hào)YC進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。中心擴(kuò)張系數(shù)(1.19)是預(yù)計(jì)的信號(hào)YE(第15至第740個(gè)像素)寬度對(duì)信號(hào)YC(第75至第680個(gè)像素)寬度之比，如圖3所示。為了產(chǎn)生信號(hào)LH，利用一側(cè)擴(kuò)張系數(shù)對(duì)信號(hào)YH′進(jìn)行擴(kuò)張。這一側(cè)擴(kuò)張系數(shù)(6.97)是預(yù)計(jì)的信號(hào)LH(第85至第670個(gè)像素)寬度對(duì)信號(hào)YH′(第1至第84個(gè)象素)的左側(cè)視頻信息組分量的寬度比，如圖4所示。通過類似的過程對(duì)信號(hào)RH進(jìn)行處理。
利用時(shí)間壓縮器628，以一側(cè)壓縮系數(shù)對(duì)信號(hào)YL′進(jìn)行壓縮，來產(chǎn)生信號(hào)YO。一側(cè)壓縮系數(shù)(0.166)是預(yù)計(jì)的信號(hào)YO寬度(例如，左側(cè)第1至第14個(gè)象素)對(duì)信號(hào)YL′的相應(yīng)部分寬度(例如，左側(cè)第1至第84個(gè)象素)之比，如圖3所示。時(shí)間擴(kuò)張器622、624、626和時(shí)間壓縮器628可以是圖12所示的類型，正如下面將要討論的那樣。
信號(hào)IE、IH、IO和QE、QH、QO分別從信號(hào)IF和QF以類似于利用圖6設(shè)備來產(chǎn)生信號(hào)YE、YH′、YO時(shí)所采用的方式來產(chǎn)生。在這方面，請(qǐng)參考示出用來從信號(hào)IF產(chǎn)生信號(hào)IE、IH和IO的設(shè)備的圖7。信號(hào)QE、QH、QO以類似的方式從信號(hào)QF而產(chǎn)生。
在由裝置714延時(shí)以后，寬帶寬屏幕信號(hào)IF被耦合到分離處理設(shè)備716上，信號(hào)IF還與來自低通濾波器710的低頻信號(hào)IL在減法組合器712中進(jìn)行減法組合，從而產(chǎn)生高頻信號(hào)IH′。利用與分離處理設(shè)備716有關(guān)的分離器718、720和721，分別把已延時(shí)信號(hào)IF、信號(hào)IH′和IL分離，從而產(chǎn)生信號(hào)IC、IH和IL′。利用擴(kuò)張器722對(duì)信號(hào)IC進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張從而產(chǎn)生信號(hào)IE，利用壓縮器728對(duì)信號(hào)IL′進(jìn)行時(shí)間壓縮從而產(chǎn)生信號(hào)IO。正如已討論過的那樣，以類似于對(duì)信號(hào)YC所采用的中心擴(kuò)張系數(shù)，對(duì)信號(hào)IC進(jìn)行擴(kuò)張;也如所討論過的那樣，以類似于對(duì)信號(hào)YL′所采用的一側(cè)壓縮系數(shù)，對(duì)信號(hào)IL′進(jìn)行壓縮。
應(yīng)該指出，聯(lián)系到圖6和圖7的結(jié)構(gòu)，例如在圖6中，在輸入信號(hào)加到分離器616以前而不是其后就對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波將有利于避免在輸出信號(hào)LH、RH和YO中不希望有的的信號(hào)邊緣過渡過程。具體地說，分離器616產(chǎn)生具有陡峭的、被確定好的輸出過渡過程，如果對(duì)來自分離器616的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，則這種過濾過程就會(huì)發(fā)生畸變(例如被抹平)。
圖8說明例如可以用作圖6中裝置616和圖7中設(shè)備716的一種分離處理設(shè)備816。圖8的設(shè)備在圖6分離器616的范圍內(nèi)加以說明。輸入信號(hào)YF包括確定圖象信息的754個(gè)象素。第1至第84個(gè)象素確定左側(cè)視頻信息組，第671至第754個(gè)象素確定右側(cè)視頻信息組，第75至第680個(gè)象素確定對(duì)左側(cè)和右側(cè)視頻信息組稍有重迭的中心視頻信息組。信號(hào)IF和QF呈現(xiàn)出類似的重迭。正如將要討論的那樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種視頻信息組的重迭簡(jiǎn)化了在接收機(jī)中把中心和兩側(cè)視頻信息組組合(拼接)起來，從而基本上消除邊界結(jié)構(gòu)(boundaryartifacts)。
分離處理設(shè)備816包括分別與左側(cè)、中心和右側(cè)視頻信息組信息有關(guān)的第一、第二和第三分離器(DEMUX)裝置810、812和814。每一個(gè)分離器裝置具有一個(gè)輸入端“A”，信號(hào)YH、YF和YL分別加到“A”輸入端上;每一個(gè)分離器裝置還有一個(gè)輸入端“B”，消隱信號(hào)(BLK)就加到“B”輸入端上。消隱信號(hào)可以是例如邏輯O電平或地電平。只要裝置810的信號(hào)選擇輸入端(SEL)接受了來自計(jì)數(shù)比較器814的、表明左側(cè)視頻信息組第1至第84個(gè)象素和右側(cè)視頻信息組第671至第754個(gè)象素出現(xiàn)的第一控制信號(hào)，裝置810就從信號(hào)YH中提取包括左側(cè)和右側(cè)“高頻”的信號(hào)YH′。在其它時(shí)間，來自計(jì)數(shù)比較器817的第二控制信號(hào)使得“B”輸入端上的消隱信號(hào)而不是“A”輸入端的信號(hào)YB耦合到裝置810的輸出端上。裝置814和計(jì)數(shù)比較器820以類似的方式工作，以便從信號(hào)YL得出兩側(cè)視頻信息組的“低頻”信號(hào)YL′。僅當(dāng)來自計(jì)數(shù)比較器818的控制信號(hào)表明中心視頻信息組的第75至第680個(gè)象素出現(xiàn)時(shí)，裝置812才把信號(hào)YF從其“A”輸入端耦合到其輸出端以產(chǎn)生中心視頻信息組信號(hào)YC。
借助來自計(jì)數(shù)器822的脈沖輸出信號(hào)〔該脈沖輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)了4倍彩色副載頻(4fsc)的時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)應(yīng)于得自視頻信號(hào)YF的行同步信號(hào)H〕，使計(jì)數(shù)比較器817、818和820同步于視頻信號(hào)YF。來自計(jì)數(shù)器822的每一個(gè)輸出脈沖對(duì)應(yīng)于沿著行方向的一個(gè)象素位置。計(jì)數(shù)器822呈現(xiàn)出計(jì)數(shù)值為-100的起始偏置，這個(gè)計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)于從位于瞬間THS的負(fù)向行同步脈沖的起點(diǎn)開始到行消隱期間結(jié)束的100個(gè)象素，在行消隱期間結(jié)束的瞬間，第1個(gè)象素出現(xiàn)于行顯示期間的起點(diǎn)上。因此，在行顯示期間的起點(diǎn)上，計(jì)數(shù)器822呈現(xiàn)出計(jì)數(shù)值“1”。也可以利用其它的計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)。顯然，分離處理裝置816所采用的原理，也可以應(yīng)用于用來執(zhí)行信號(hào)組合操作的多路復(fù)用設(shè)備上，例如圖1中兩側(cè)和中心視頻信息組組合器28所執(zhí)行的那種操作。
圖9示出適合于執(zhí)行圖1編碼器36所用的NTSC編碼過程的、用來產(chǎn)生信號(hào)C/SL的裝置。
圖9中，信號(hào)IN和QN以4倍彩色副載頻(4fsc)而出現(xiàn)，并分別被加到鎖存器910和912的信號(hào)輸入端上。為了使信號(hào)IN和QN被送入鎖存器910和912，鎖存器910和912還接受4fsc的時(shí)鐘信號(hào)，此外，還接受2fsc的開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)加到鎖存器910的倒相開關(guān)信號(hào)輸入端和鎖存器912的不倒相開關(guān)信號(hào)輸入端上。
把鎖存器910和912的信號(hào)輸出端組合成單輸出線，其上信號(hào)I和Q交替出現(xiàn)，并將其加到不倒相鎖存器914和倒相鎖存器916的信號(hào)輸入端上。這些鎖存器在4fsc時(shí)鐘控制下工作并分別在倒相輸入端和不倒相輸入端上接受彩色副載波頻率fsc的開關(guān)信號(hào)。
不倒相鎖存器914產(chǎn)生正極性I和Q信號(hào)的交替輸出序列，倒相鎖存器916產(chǎn)生負(fù)極性I和Q信號(hào)的交替輸出序列，即-I、-Q。把鎖存器914和916的輸出端組合成單輸出線，其上出現(xiàn)極性相反的成對(duì)I和Q信號(hào)的交替輸出序列，即I、Q、-I、-Q……等。在加法器918中，把這些信號(hào)與亮度信號(hào)YN組合起來，以產(chǎn)生形式為Y+I、Y+Q、Y-I、Y-Q、Y+I、Y+Q……等等的NTSC已編碼信號(hào)C/SL。
圖12說明可用于圖6和圖7中時(shí)間擴(kuò)張器和時(shí)間壓縮器的光柵變換設(shè)備。在這方面，請(qǐng)參考說明變換過程的圖12a波形。圖12a示出其中間部分是在第84至第670個(gè)象素之間的輸入信號(hào)波形S，這個(gè)部分是想要借助于時(shí)間擴(kuò)張過程而把它們變換到輸出波形Y的第1至第754個(gè)象素的位置上。波形S的端點(diǎn)第84和第670個(gè)象素直接被變換成波形Y的端點(diǎn)第1和第754個(gè)象素。由于時(shí)間擴(kuò)張的緣故，中間的象素并不直接根據(jù)1∶1的關(guān)系來變換，在很多情況下并不根據(jù)整數(shù)關(guān)系來變換。在這里說明后一種情況，例如，輸入波形S的象素位置85.33對(duì)應(yīng)于輸出波形Y的整數(shù)象素位置3。因此，信號(hào)S的象素位置85.33包括整數(shù)部分(85)和小數(shù)部分DX(.33)，波形Y的象素位置3包括整數(shù)部分(3)和小數(shù)部分(O)。
圖12中，工作于4fsc頻率的象素計(jì)數(shù)器提供輸出的寫地址信號(hào)M，M代表象素在輸出光柵上的位置(1……754)。信號(hào)M被加到可編程序只讀存儲(chǔ)器(PROM)1212上，1212包括一個(gè)查找表，查找表包括取決于要執(zhí)行的光柵變換特點(diǎn)(例如，是壓縮還是擴(kuò)張)的已編程值。根據(jù)信號(hào)M，PROM 1212提供代表整數(shù)的輸出讀地址N，以及代表小數(shù)(等于或大于零，但小于1)的輸出信號(hào)DX。在信號(hào)DX為6位(26＝64)的情況下，信號(hào)DX呈現(xiàn)出小數(shù)部分0、 1/64 、 2/64 、 3/64 …… 63/64 。
可編程序只讀存儲(chǔ)器1212允許視頻輸入信號(hào)S作為信號(hào)N的已存儲(chǔ)值的函數(shù)進(jìn)行擴(kuò)張或壓縮。因此，根據(jù)象素位置信號(hào)M的整數(shù)值，提供了讀地址信號(hào)N的已編程值和小數(shù)部分信號(hào)DX的已編程值。例如，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)擴(kuò)張，使PROM1212以低于信號(hào)M的速率來提供信號(hào)N。相反地，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)壓縮，使PROM1212以高于信號(hào)M的速率來提供信號(hào)N。
利用級(jí)聯(lián)連接的象素延時(shí)元件1214a、1214b和1214c把視頻輸入信號(hào)S延時(shí)，來產(chǎn)生視頻信號(hào)S(N+2)、S(N+1)和S(N)，這些信號(hào)是視頻輸入信號(hào)相互延時(shí)的形式。如所周知，把這些信號(hào)加到各個(gè)雙端口存儲(chǔ)器1216a-1216d的視頻信號(hào)輸入端上。把信號(hào)M加到每一個(gè)存儲(chǔ)器1216a-1216d的寫地址輸入端，把信號(hào)N加到每一個(gè)存儲(chǔ)器1216a-1216d的讀地址輸入端上。信號(hào)M確定把輸入視頻信號(hào)信息寫入存儲(chǔ)器的哪個(gè)地址內(nèi)，信號(hào)N確定從存儲(chǔ)器讀出哪個(gè)值。存儲(chǔ)器可以對(duì)一個(gè)地址寫入，而同時(shí)從另一個(gè)地址讀出。來自存儲(chǔ)器1216a-1216d的輸出信號(hào)S(N-1)、S(N)、S(N+1)和S(N+2)，根據(jù)存儲(chǔ)器1216a-1216d是讀或?qū)懖僮鞫尸F(xiàn)出時(shí)間壓縮或時(shí)間擴(kuò)張格式，這種讀/寫操作是可編程序只讀存儲(chǔ)器采取的編程方式的函數(shù)。
利用包括峰化濾波器1220和1222、可編程序只讀存儲(chǔ)器1225、兩點(diǎn)線性內(nèi)插器1230(這些部件的細(xì)節(jié)示于圖12b和圖12c)的四點(diǎn)線性內(nèi)插器，對(duì)來自存儲(chǔ)器1216a-1216d的信號(hào)S(N-1)、S(N)、S(N+1)和S(N+2)進(jìn)行處理。如圖所示，峰化濾波器1220和1222從包括信號(hào)S(N-1)、S(N)、S(N+1)和S(N+2)的一組信號(hào)中接受3個(gè)信號(hào)，并接受峰化信號(hào)PX。如圖12d所示，峰化信號(hào)PX是信號(hào)DX值的函數(shù)，其值從0變化到1，可編程序只讀存儲(chǔ)器1225根據(jù)信號(hào)DX來提供PX。可編程只讀存儲(chǔ)器1225包括一個(gè)查找表，并編了程序以便根據(jù)給定的DX而產(chǎn)生給定的PX值。
峰化濾波器1220和1222分別向兩點(diǎn)線性內(nèi)插器1230提供已峰化的、互相延時(shí)的視頻信號(hào)S′(N)和S′(N+1)，1230還接受信號(hào)DX。內(nèi)插器1230提供(已壓縮或已擴(kuò)張的)視頻輸出信號(hào)Y，輸出信號(hào)Y以下列表達(dá)式來定義Y＝S′(N)+DX〔S′(N+1)-S′(N)〕上述四點(diǎn)內(nèi)插器和峰化函數(shù)有利地提供具有良好高頻細(xì)節(jié)分辨率的內(nèi)插函數(shù) (sinx)/(x) 的近似值。
圖12b示出峰化濾波器1220、1222、內(nèi)插器1230的細(xì)節(jié)。圖12b中，把信號(hào)S(N-1)、S(N)、S(N+1)加到加權(quán)電路1240上;在1240中，這些信號(hào)分別以峰化系數(shù)- 1/4 、 1/2 、- 1/4 來加權(quán)。如圖12c所示，加權(quán)電路1240包括用于分別以峰化系數(shù)- 1/4 、 1/2 、- 1/4 去乘信號(hào)S(N-1)、S(N)、S(N+1)的乘法器1241a-1241c。來自乘法器1241a-1241c的輸出信號(hào)在加法器1242中相加以產(chǎn)生峰化信號(hào)P(N)，在圖12b的乘法器1243中，信號(hào)P(N)被乘以信號(hào)PX來產(chǎn)生峰化了的信號(hào)，把這個(gè)峰化了的信號(hào)與信號(hào)S(N)相加來產(chǎn)生峰化了的信號(hào)S′(N)。峰化濾波器1222呈現(xiàn)出類似的結(jié)構(gòu)和操作。
在兩點(diǎn)內(nèi)插器1230中，在減法器1232內(nèi)，從S′(N+1)中把信號(hào)S′(N)減掉以產(chǎn)生差信號(hào);在乘法器1234中，該差信號(hào)被乘以信號(hào)DX。在加法器1236中，來自乘法器1234的輸出信號(hào)與信號(hào)S′(N)相加而來產(chǎn)生輸出信號(hào)Y。
下面參考圖13，利用天線1310把廣播兼容寬屏幕電視信號(hào)接收下來，把它加到NTSC接收機(jī)1312的天線輸入端上。接收機(jī)1312以常規(guī)方式處理兼容寬屏幕信號(hào)來產(chǎn)生這樣的圖象顯示其寬高比為4∶3，寬屏幕兩側(cè)視頻信息組的信息部分地(即“低頻”)壓縮到觀眾看不到的行過掃描區(qū)域中，把寬屏幕兩側(cè)視頻信息組的信息部分地(即“高頻”)包括在已調(diào)制的另一個(gè)副載波信號(hào)中，該信號(hào)并不干擾標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)的工作。
把利用天線1310接收下來的兼容寬屏幕信號(hào)還加到能夠顯示具有較大寬高比(例如，5∶3)視頻圖象的寬屏幕接收機(jī)1320上。利用輸入裝置1322對(duì)接收到的寬屏幕信號(hào)進(jìn)行處理，1322包括射頻(RF)調(diào)諧器和放大器電路，以及產(chǎn)生基帶視頻信號(hào)的視頻解調(diào)器。利用其采樣頻率4倍于彩色副載頻(4fsc)的模數(shù)變換器(ADC)1324，把來自裝置1322的基帶視頻信號(hào)變換成數(shù)字(二進(jìn)制)形式。
把來自模數(shù)變換器1324輸出端的寬帶數(shù)字基帶信號(hào)加到行-場(chǎng)-時(shí)(HVT)方向帶通濾波器1326上，以便用來提取兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)(SH)。濾波器1326呈現(xiàn)出圖10c的結(jié)構(gòu)并具有2.368MHz±700KHz的通帶。把兩側(cè)視頻信息組的高頻信號(hào)加到減法組合器1328的一個(gè)輸入端上;另一個(gè)輸入端則接受來自ADC1324而經(jīng)過裝置1330延時(shí)過的信號(hào)，這個(gè)延時(shí)是為了補(bǔ)償與濾波器1326有關(guān)的信號(hào)處理的延時(shí)。
來自組合器1328的輸出端的NTSC格式信號(hào)C/SL，包括具有整個(gè)帶寬的中心視頻信息組信息和已壓縮的兩側(cè)視頻信息組的“低頻”。信號(hào)C/SL對(duì)應(yīng)于圖1中來自編碼器36輸出端的信號(hào)C/SL。在圖13的其余討論中，把那些具有與圖1所示信號(hào)相配對(duì)的信號(hào)以相同的標(biāo)志標(biāo)出。
利用解碼器裝置把信號(hào)C/SL解碼成其構(gòu)成分量YN、IN、QN，該解碼器裝置包括行-場(chǎng)-時(shí)間(HVT)方向的帶通濾波器1332，1332呈現(xiàn)出圖10c的結(jié)構(gòu)并具有3.58±0.5MHz的通帶;減法組合器1334;以及響應(yīng)于副載波信號(hào)(SC)的同步正交解調(diào)器1336。濾波器1332從信號(hào)C/SL中把色度分量分離出來。為了把加到組合器1334上各信號(hào)的過渡時(shí)間進(jìn)行均衡而利用網(wǎng)絡(luò)1333把信號(hào)C/SL延時(shí)以后，在減法組合器1334中，從信號(hào)C/SL中減掉已分離出來的濾波器1332的色度輸出信號(hào)，以獲得亮度信號(hào)YN。
為了產(chǎn)生色差信號(hào)分量IN和QN，利用解調(diào)器1336對(duì)來自濾波器1332已分離的色度信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)。利用兩側(cè)和中心視頻信息組信號(hào)分離器(時(shí)間分離器)1340，把信號(hào)YN、IN、QN分離成壓縮過的兩側(cè)視頻信息組“低頻”YO、IO、QO，以及擴(kuò)張過的中心視頻信息組信號(hào)YE、IE、QE。時(shí)間分離器1340可以采用前面討論過的圖8中時(shí)間分離器816的原理。
為了恢復(fù)在寬屏幕信號(hào)中兩側(cè)視頻信息組“低頻”(該“低頻”正如由恢復(fù)出來的兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)YL、IL、QL所表示的)的原始空間關(guān)系，利用時(shí)間擴(kuò)張器1342，以兩側(cè)擴(kuò)張系數(shù)(對(duì)應(yīng)于圖1編碼器中的兩側(cè)壓縮系數(shù))，對(duì)信號(hào)YO、IO、QO進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。類似地，為了給兩側(cè)視頻信息組讓出位置，利用時(shí)間壓縮器1344，以中心壓縮系數(shù)(對(duì)應(yīng)于圖1編碼器中的中心擴(kuò)張系數(shù))，對(duì)信號(hào)YE、IE和QE進(jìn)行時(shí)間壓縮，以便恢復(fù)在寬屏幕信號(hào)中中心視頻信息組信號(hào)(該信號(hào)正如由恢復(fù)出來的中心視頻信息組信號(hào)YC、IC、QC所表示)的原始空間關(guān)系。壓縮器1344和擴(kuò)張器1342可以是圖12所示的類型。在組合器1346中，把恢復(fù)出來的兩側(cè)“低頻”YL、IL、QL與恢復(fù)出來的兩側(cè)視頻信息組“高頻”YH、IH、QH組合起來，YH、IH、QH的恢復(fù)過程如下。
為了補(bǔ)償圖1編碼器中衰減器44所產(chǎn)生的衰減，利用增益為4的放大器1350把來自濾波器1326的兩側(cè)“高頻”信號(hào)SH放大。利用對(duì)另一個(gè)副載波信號(hào)ASC作出響應(yīng)的解調(diào)器1352，對(duì)已放大的兩側(cè)“高頻”信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)。把解調(diào)出來的兩側(cè)“高頻”信號(hào)X和Z加到如圖8所示類型的亮-色分離器1354上，以產(chǎn)生兩側(cè)“高頻”亮度分量LH、RH和色差信號(hào)分量IH、QH。具體地說，把信號(hào)X分離以產(chǎn)生信號(hào)LH和IH;把信號(hào)Z分離以產(chǎn)生信號(hào)RH和QH，如圖5所示。
利用時(shí)間壓縮器1356，以一側(cè)壓縮系數(shù)(對(duì)應(yīng)于圖1編碼器中的一側(cè)擴(kuò)張系數(shù))，對(duì)左側(cè)和右側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)進(jìn)行時(shí)間壓縮。壓縮器1356是參考圖12討論過的類型，1356還把左側(cè)和右側(cè)已壓縮的“高頻”信號(hào)“變換”到每一掃描行中適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，由此產(chǎn)生在空間上已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)YH。
利用組合器1346，把在空間上已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組“高頻”YH、IH、QH與在空間上已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組“低頻”YL、IL、QL組合起來，以產(chǎn)生重新構(gòu)成的兩側(cè)視頻信息組信號(hào)YS、IS、QS。利用拼接器1360，把上述各信號(hào)拼接到重新構(gòu)成的中心視頻信息組信號(hào)YC、IC和QC上，以形成完全重新構(gòu)成的寬屏幕亮度信號(hào)YF和完全重新構(gòu)成的寬屏幕色差信號(hào)IF和QF。把兩側(cè)和中心視頻信息組信號(hào)分量拼接起來是以這樣的方式實(shí)現(xiàn)的這種方式實(shí)際上消除了在中心與兩側(cè)視頻信息組之間邊界上的可見接縫，正如從下面對(duì)于圖14所示拼接器1360的討論中可以看到的那樣。
寬屏幕信號(hào)YF、IF和QF在加到視頻信號(hào)處理器和矩陣放大器裝置1364上去以前，利用數(shù)模變換器1362將它們變換成模擬形式。裝置1364的視頻信號(hào)處理器部件包括信號(hào)放大、直流電平移動(dòng)、峰化、亮度控制、對(duì)比度控制和其它具有傳統(tǒng)特點(diǎn)的視頻信號(hào)處理電路。矩陣放大器1364把亮度信號(hào)YF與色差信號(hào)IF、QF組合起來，以產(chǎn)生表示彩色圖象的視頻信號(hào)R、G、B。利用裝置1364中的顯示驅(qū)動(dòng)放大器，把這些彩色信號(hào)放大到適合于直接驅(qū)動(dòng)寬屏幕彩色圖象顯示裝置1370(例如，寬屏幕顯象管)的電平。
圖14中，拼接器1360包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)1410，它用來從兩側(cè)視頻信息組亮度信號(hào)分量YS和中心視頻信息組亮度信號(hào)分量YC而產(chǎn)生整個(gè)帶寬的亮度信號(hào)YF;它還包括I信號(hào)拼接器1420和Q信號(hào)拼接器1430，1420和1430在結(jié)構(gòu)和工作方面都類似于網(wǎng)絡(luò)1410。正如前面提到的那樣，使中心視頻信息組和兩側(cè)視頻信息組被有目的地重迭幾個(gè)象素，例如，10個(gè)象素。因此，在拼接以前，在信號(hào)編碼和傳送過程中，中心和兩側(cè)視頻信息組信號(hào)具有共享的幾個(gè)冗余象素。
在寬屏幕接收機(jī)中，從各自的信號(hào)中重新構(gòu)成中心和兩側(cè)視頻信息組，但是由于對(duì)視頻信息組的信號(hào)執(zhí)行了時(shí)間擴(kuò)張、時(shí)間壓縮和濾波，以致在兩側(cè)與中心視頻信息組邊界上的幾個(gè)象素是有毛病的或產(chǎn)生畸變。圖14中，利用與信號(hào)YS和YC有關(guān)的波形，來表明重迭區(qū)域(OL)和有毛病的象素(為了清楚起見，稍有夸大)。如果各視頻信息組沒有重迭區(qū)域，有毛病的象素就彼此連接起來并將能看到一條接縫。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了補(bǔ)償3至5個(gè)有毛病的邊界象素，10個(gè)象素寬的重迭區(qū)域就足夠了。
冗余的象素有利地容許兩側(cè)和中心視頻信息組在重迭區(qū)域內(nèi)混合起來。正如有關(guān)波形所示的那樣，在把信號(hào)YS加到信號(hào)組合器1415上去以前，在重迭區(qū)域內(nèi)，乘法器1411把兩側(cè)視頻信息組信號(hào)YS乘以加權(quán)函數(shù)W。類似地，正如有關(guān)波形所示的那樣，在把信號(hào)YC加到組合器1415上去以前，在重迭區(qū)域內(nèi)，乘法器1412把中心視頻信息組信號(hào)YC乘以加權(quán)函數(shù)的補(bǔ)數(shù)(1-W)。這些加權(quán)函數(shù)在重迭區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)出線性斜坡形特性并且包括0與1之間的數(shù)值。在加權(quán)以后，利用組合器1415把兩側(cè)和中心的視頻信息組象素相加，使得每一個(gè)重新構(gòu)成的象素是兩側(cè)與中心視頻信息組象素的線性組合。
加權(quán)函數(shù)在重迭區(qū)域中最靠?jī)?nèi)部的邊界附近最好應(yīng)該近于1;在最外部邊界，應(yīng)該近于0。這將保證有毛病的象素對(duì)重新構(gòu)成視頻信息組邊界有較小的影響。所示線性斜坡型加權(quán)函數(shù)滿足這一要求。但是，加權(quán)函數(shù)并不一定要是線性的，也可以用在端部(即在加權(quán)點(diǎn)1和0附近)是曲線或圓弧形的非線性加權(quán)函數(shù)。這種加權(quán)函數(shù)通過把所示類型的線性斜坡加權(quán)函數(shù)進(jìn)行濾波，即可很容易地得到。
加權(quán)函數(shù)W和1-W能夠利用一種網(wǎng)絡(luò)很容易地產(chǎn)生出來，這種網(wǎng)絡(luò)包括響應(yīng)于表示象素位置的輸入信號(hào)的查找表，和減法組合器。兩側(cè)-中心象素的重迭位置是已知的，查找表是這樣編程的響應(yīng)于輸入信號(hào)，產(chǎn)生相應(yīng)于加權(quán)函數(shù)W的從0到1的輸出值。輸入信號(hào)能夠以各種方式產(chǎn)生出來，例如，利用由每行同步脈沖進(jìn)行同步的計(jì)數(shù)器。加權(quán)函數(shù)的補(bǔ)數(shù)1-W能夠通過從1中減掉加權(quán)函數(shù)W來產(chǎn)生。
本發(fā)明所公開的原理可應(yīng)用于其它類型的標(biāo)準(zhǔn)廣播電視系統(tǒng)中，例如PAL。
權(quán)利要求
1.一種用來對(duì)寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，這種設(shè)備包括用來提供表示寬屏幕圖象的視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16)，這種寬屏幕圖象具有大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比，還具有左側(cè)視頻信息組信號(hào)分量、右側(cè)視頻信息組信號(hào)分量和中心視頻信息組信號(hào)分量；用來把上述左側(cè)和右側(cè)信號(hào)分量分離成低頻分量和高頻分量的裝置(18)；用來對(duì)上述左側(cè)和右側(cè)低頻分量進(jìn)行時(shí)間壓縮，把它們分別壓縮到視頻信號(hào)圖象顯示行左側(cè)和右側(cè)的行過掃描區(qū)域中的裝置(628、728)；用來以上述左側(cè)和右側(cè)視頻信息組高頻分量正交調(diào)制另一個(gè)副載波(所述另一個(gè)副載波的頻率與彩色副載波的頻率不同)的裝置(43)；用來對(duì)上述中心視頻信息組信號(hào)分量進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張，使得寬高比基本上等于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的裝置(622、722)；以及，用來在信號(hào)傳送通道中，把上述經(jīng)過壓縮的左側(cè)和右側(cè)低頻分量、上述正交調(diào)制的另一個(gè)副載波信號(hào)、和上述經(jīng)過擴(kuò)張的中心分量組合起來的裝置(40)。
2.一種用來對(duì)于具有供顯示的左側(cè)視頻信息組、右側(cè)視頻信息組和中心視頻信息組信號(hào)分量的已編碼寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的設(shè)備，所述已編碼的視頻信號(hào)是由信號(hào)傳送通道傳送的，并具有a，以左側(cè)和右側(cè)視頻信息組高頻分量進(jìn)行了正交調(diào)制的、但不是彩色副載波的另一個(gè)副載波;b，左側(cè)和右側(cè)的視頻信息組的低頻分量，它們已分別經(jīng)過時(shí)間壓縮到上述視頻信號(hào)的一個(gè)圖象顯示行中相應(yīng)的右側(cè)和左側(cè)行以及過掃描區(qū)域內(nèi);c，經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張的中心視頻信息組信號(hào)的信息;所述設(shè)備包括用來從通過上述傳送通道傳送的上述視頻信號(hào)中，把已正交調(diào)制的副載波信號(hào)分離出來的裝置(1326);用來從通過上述傳送通道傳送的上述視頻信號(hào)中，把上述中心和低頻兩側(cè)視頻信息組信號(hào)的信息分離出來的裝置(1328);用來對(duì)上述經(jīng)過調(diào)制的另一個(gè)副載波進(jìn)行正交解調(diào)，以產(chǎn)生高頻左側(cè)和右側(cè)視頻信息組信號(hào)的裝置(1352);用來對(duì)上述經(jīng)過壓縮的低頻兩側(cè)視頻信息組的信號(hào)信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張，以產(chǎn)生低頻左側(cè)和右側(cè)視頻信息組信號(hào)的裝置(1342);用來對(duì)上述已擴(kuò)張的中心信息進(jìn)行時(shí)間壓縮，以產(chǎn)生中心視頻信息組信號(hào)的裝置(1344);用來把上述高頻和低頻左側(cè)視頻信息組信號(hào)、上述高頻和低頻右側(cè)視頻信息組信號(hào)、以及上述中心視頻信息組信號(hào)組合起來，以產(chǎn)生已解碼的寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(1346、1360);以及，用來把上述已解碼的寬屏幕視頻信號(hào)傳送到寬屏幕圖象顯示裝置上的裝置(1362、1364)。
3.一種用來對(duì)于表示寬屏幕圖象的寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，這種設(shè)備包括用來產(chǎn)生具備寬高比大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比、具備帶有給定寬高比的中心視頻信息組信號(hào)分量、還具備兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量的寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16);以及，用來把與兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量有關(guān)的高頻信息正交調(diào)制到另一個(gè)副載波上的調(diào)制裝置(30)，另一個(gè)副載波的頻率不同于彩色副載波的頻率。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中在調(diào)制另一個(gè)上述副載波以前，對(duì)上述兩側(cè)視頻信息組的高頻信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中上述寬屏幕視頻信號(hào)包括具有低頻和高頻信息的左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的信號(hào)分量;上述調(diào)制裝置把上述左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻信息正交調(diào)制到上述另一個(gè)副載波上;并且，所述設(shè)備還包括用來在調(diào)制另一個(gè)上述副載波以前，對(duì)上述左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(624、626)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中上述寬屏幕視頻信號(hào)是包括亮度和色度分量的彩色視頻信號(hào);以及上述調(diào)制裝置以亮度和色度的兩側(cè)視頻信息組的高頻分量對(duì)另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，還包括用來衰減上述已正交調(diào)制的另一個(gè)副載波的裝置(44)。
8.一種用來對(duì)于表示寬屏幕圖象的已編碼寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的設(shè)備，這種寬屏幕圖象具備大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比、具備帶有給定寬高比的中心視頻信息組信號(hào)分量、具備包括低頻和高頻信息的兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量、還包括其頻率不同于彩色副載波頻率并以兩側(cè)視頻信息組高頻信息進(jìn)行了正交調(diào)制的另一個(gè)副載波;所述設(shè)備包括用來對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交解調(diào)以恢復(fù)上述兩側(cè)視頻信息組高頻信息的裝置(1352);用來把上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組的高頻信息與上述兩側(cè)視頻信息組的低頻信息組合起來，以產(chǎn)生兩側(cè)視頻信息組信號(hào)的裝置(1346);以及，用來把上述兩側(cè)視頻信息組信號(hào)與上述中心視頻信息組信號(hào)分量組合起來的裝置(1360)。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，還包括用來對(duì)上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻信息進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1344)。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中上述寬屏幕視頻信號(hào)包括具有低頻和高頻信息的左側(cè)和右側(cè)視頻信息組信號(hào)分量，上述左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻信息對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制;所述設(shè)備還包括用來對(duì)上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻信息進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1356)。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中上述寬屏幕視頻信號(hào)是包括亮度和色度分量的彩色視頻信號(hào);以及，以亮度和色度兩側(cè)視頻信息組的高頻分量，對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中以經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張的高頻兩側(cè)視頻信息組的亮度信息對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制;其中所述設(shè)備進(jìn)一步包括用來對(duì)由解調(diào)裝置恢復(fù)出來的高頻兩側(cè)視頻信息組亮度信息進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1356)。
13.一種用來處理表示寬屏幕圖象的寬屏幕視頻信號(hào)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括用來產(chǎn)生寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16)，這種寬屏幕視頻信號(hào)具備大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比、具備帶有給定寬高比的中心視頻信息組信號(hào)分量、還具備兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量;用來把與上述兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量有關(guān)的高頻信息正交調(diào)制到其頻率不同于彩色副載波頻率的另一個(gè)副載波上的裝置(43);用來通過信號(hào)傳送通道傳送包括上述已進(jìn)行了正交調(diào)制的副載波的上述寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(55);以及，用來接收上述被傳送信號(hào)的裝置;所述接收裝置包括用來對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交解調(diào)，以恢復(fù)上述兩側(cè)視頻信息組高頻信息的裝置(1352);用來把上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組的高頻信息與上述兩側(cè)視頻信息組低頻信息組合起來，以產(chǎn)生兩側(cè)視頻信息組信號(hào)的裝置(1346);以及，用來把上述兩側(cè)視頻信息組信號(hào)與上述中心視頻信息組信號(hào)分量組合起來的裝置(1360)。
14.一種用來對(duì)表示寬屏幕圖象的寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，這種設(shè)備包括用來產(chǎn)生寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16)，這種寬屏幕視頻信號(hào)具備低頻和高頻分量以及大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比、具備帶有給定寬高比的中心視頻信息組分量、還具備兩側(cè)視頻信息組信號(hào)分量;用來從上述寬屏幕視頻信號(hào)中，把上述中心視頻信息組的信號(hào)分量分離出來的裝置(618);用來對(duì)上述已分離的中心視頻信息組信號(hào)分量進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張，以產(chǎn)生具有基本上等于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的已分離的中心視頻信息組信號(hào)分量的裝置(622);用來把上述寬屏幕視頻信號(hào)分離成低頻和高頻分量的裝置(610、612);用來從上述已分離的高頻分量中，提取兩側(cè)視頻信息組信號(hào)信息，來產(chǎn)生兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)的裝置(620);用來對(duì)上述兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(624、626);用來從上述已分離的低頻分量中，提取兩側(cè)視頻信息組信息，來產(chǎn)生兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)的裝置(621);用來對(duì)上述兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)進(jìn)行時(shí)間壓縮，把它壓縮到圖象過掃描區(qū)域中的裝置(628);用來把上述已擴(kuò)張的中心視頻信息組信號(hào)分量與上述已壓縮的兩側(cè)視頻信息組“低頻”信號(hào)組合起來，以產(chǎn)生中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)的裝置(28-36);用來以上述已擴(kuò)張的兩側(cè)視頻信息組“高頻”信號(hào)來正交調(diào)制另一個(gè)副載波的調(diào)制裝置(43)，所述另一個(gè)副載波的頻率不同于彩色副載波的頻率;以及，用來把上述中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)，與已正交調(diào)制的上述另一個(gè)副載波組合起來，以產(chǎn)生已編碼的寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(40)。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中上述產(chǎn)生裝置包括用來提供包括亮度和色度分量的寬屏幕彩色視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16);用來把上述寬屏幕彩色視頻信號(hào)分離成亮度和色度分量的裝置(18);其中，調(diào)制裝置(43)以兩側(cè)視頻信息組的亮度和色度高頻信息對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中上述產(chǎn)生裝置包括用來對(duì)上述兩側(cè)視頻信息組的亮度高頻信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(624、625)，所述亮度高頻信息對(duì)上述另一個(gè)副載波進(jìn)行調(diào)制。
17.一種用來對(duì)代表示寬屏幕圖象的已編碼的寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的設(shè)備，這種寬屏幕圖象具有大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比，所述寬屏幕視頻信號(hào)包括具有基本上等于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的中心視頻信息組的信號(hào)分量，該中心視頻信息組的信號(hào)分量與壓縮到行過掃描區(qū)域中的兩側(cè)視頻信息組低頻分量組合起來，以產(chǎn)生中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)分量、還包括其頻率不同于彩色副載波的頻率并以兩側(cè)視頻信息組高頻分量來正交調(diào)制的另一個(gè)副載波;所述設(shè)備包括用來從上述寬屏幕視頻信號(hào)中，提取兩側(cè)視頻信息組高頻信息的裝置(1326);用來把上述寬屏幕視頻信號(hào)與上述已提取的高頻信息組合起來，以得出上述中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)分量的裝置(1328);用來從上述中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)分量中，把上述中心視頻信息組信號(hào)分量和上述兩側(cè)視頻信息組低頻分量分離出來的裝置(1340);用來對(duì)上述已分離出來的兩側(cè)視頻信息組低頻分量進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(1342);用來對(duì)上述分離出來的中心視頻信息組信號(hào)分量進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1344);用來對(duì)上述正交調(diào)制過的另一個(gè)副載波進(jìn)行解調(diào)，來恢復(fù)兩側(cè)視頻信息組高頻分量的裝置(1352);用來對(duì)上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻分量進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1356);用來把上述經(jīng)過時(shí)間壓縮已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻分量與上述經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張分離出來的兩側(cè)視頻信息組低頻分量組合起來，以產(chǎn)生組合的兩側(cè)視頻信息組信號(hào)的裝置(1346);用來把上述經(jīng)過時(shí)間壓縮的已分離中心視頻信息組信號(hào)分量與上述組合起來的兩側(cè)視頻信息組信號(hào)組合起來，以形成已解碼的寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(1360);以及，用來把上述已解碼寬屏幕視頻信號(hào)耦合到圖象顯示裝置上的裝置(1362、1364)。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中以經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張的兩側(cè)視頻信息組高頻分量對(duì)上述另一個(gè)副載波(ASC)進(jìn)行調(diào)制。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中上述提取裝置(1326)包括多維空間-時(shí)間濾波器。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中上述已編碼的寬屏幕視頻信號(hào)是具有亮度和色度分量的彩色視頻信號(hào);空間-時(shí)間濾波器(1332)對(duì)上述得出的中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)分量進(jìn)行濾波，把上述的色度分量分離出來;組合器(1334)把上述已分離的色度分量與上述中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)分量組合起來，以產(chǎn)生分離出來的亮度分量;以及，把上述分離出來的亮度和色度分量作為輸入信號(hào)提供給上述分離裝置(1340)。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中以上述兩側(cè)視頻信息組的高頻亮度和色度分量對(duì)上述的另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制;以及，上述經(jīng)過時(shí)間壓縮已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻分量是上述的兩側(cè)視頻信息組高頻亮度分量。
22.一種用來對(duì)表示寬屏幕圖象的寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，這種設(shè)備包括用來產(chǎn)生寬屏幕彩色視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16)，這種寬屏幕彩色視頻信號(hào)包括水平圖象行內(nèi)的亮度(Y)和色度(I、Q)信息，所述寬屏幕視頻信號(hào)具有大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比，在水平圖象行內(nèi)還具有中心視頻信息組信號(hào)分量、左側(cè)和右側(cè)視頻信息組信號(hào)分量;以及，用來響應(yīng)上述每一水平圖象行的出現(xiàn)而同時(shí)產(chǎn)生第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)的裝置(42)，其中a，左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻色度信息(IH、QH)保持在上述第一(X)和第二(Z)信號(hào)中的正常的水平行空間位置上;b，左側(cè)(LH)視頻信息組的高頻亮度信息配置在上述第一信號(hào)(X)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(IH)之間;以及，c，右側(cè)(RH)視頻信息組的高頻亮度信息配置在上述第二信號(hào)(Z)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(QH)之間。
23.一種根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中上述色度信息(I、Q)包括左側(cè)和右側(cè)視頻信息組色差信號(hào)的信息;上述左側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(LH)配置在上述第一信號(hào)(X)中左側(cè)與右側(cè)視頻信息組第一種色差信號(hào)(I)的信息之間;以及，上述右側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(RH)配置在上述第二信號(hào)(Z)中左側(cè)與右側(cè)視頻信息組第二種色差信號(hào)(Q)的信息之間。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中在把上述要配置的高頻亮度信息(LH、RH)分別配置到上述第一(X)和第二(Z)信號(hào)中上述高頻色度信息(LH、QH)之間以前，先用時(shí)間擴(kuò)張裝置(624、626)對(duì)LH和RH進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求22-24中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其中上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)借助調(diào)制器(43)而調(diào)制另一個(gè)副載波信號(hào)(ASC)，ASC的頻率不同于彩色副載頻的頻率。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，這種設(shè)備還包括用來衰減已調(diào)制的另一個(gè)副載波的裝置(44)。
27.一種根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其中上述寬屏幕彩色視頻信號(hào)包括亮度分量和色度分量，該亮度分量包括亮度信息，還包括占據(jù)第一頻帶的場(chǎng)圖象細(xì)節(jié)信息，該色度分量包括色度信息，還包括由占據(jù)第二頻帶的色度信息進(jìn)行調(diào)制的彩色副載波;以及，所述另一個(gè)副載波(ASC)的頻率位于上述第一與第二頻帶之間。
28.一種根據(jù)權(quán)利要求27的設(shè)備，其中上述另一個(gè)副載波(ASC)的頻率是圖象行掃描頻率之半的奇數(shù)倍。
29.一種根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，其中另一個(gè)副載波(ASC)的頻率近似為2.368MHz。
30.一種用來對(duì)表示寬屏幕圖象的寬屏幕視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備，這種設(shè)備包括用來產(chǎn)生寬屏幕彩色視頻信號(hào)的裝置(10、12、14、16)，這種寬屏幕彩色視頻信號(hào)包括水平圖象行內(nèi)的亮度(Y)和色度(I、Q)信息，所述寬屏幕視頻信號(hào)具有大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬高比，還具有水平圖象行內(nèi)中心視頻信息組信號(hào)分量、左側(cè)和右側(cè)視頻信息組信號(hào)分量;用來對(duì)左側(cè)視頻信息組和右側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(624、626);用來響應(yīng)上述每一圖象行的出現(xiàn)而產(chǎn)生第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)的裝置(42)，其中a，左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻色度信息(IH、OH)保持在上述第一(X)和第二(Z)信號(hào)中的正常的水平行空間位置上;b，經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張的左側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(LH)配置在上述第一信號(hào)(X)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(IH)之間;以及，c，經(jīng)過時(shí)間擴(kuò)張的右側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(RH)配置在上述第二信號(hào)(Z)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(QH)之間;用來從上述寬屏幕視頻信號(hào)中把上述中心視頻信息組的信號(hào)分量分離出來的裝置(618);用來對(duì)上述已分離的中心視頻信息組信號(hào)分量進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(622);用來對(duì)上述低頻兩側(cè)視頻信息組的信息進(jìn)行時(shí)間壓縮，把它壓縮到行圖象過掃描區(qū)域中的裝置(628);用來把上述中心視頻信息組信號(hào)分量與上述已壓縮的低頻兩側(cè)視頻信息組信息組合起來，以產(chǎn)生中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)的裝置(28-36);用來以上述第一和第二信號(hào)調(diào)制另一個(gè)副載波的裝置(43)，所述另一個(gè)副載波的頻率不同于彩色副載頻;以及，用來把上述中心/兩側(cè)“低頻”信號(hào)與已調(diào)制的另一個(gè)副載波組合起來的裝置(40)。
31.一種用來處理已編碼的寬屏幕彩色視頻信號(hào)的系統(tǒng)，這種已編碼的寬屏幕彩色視頻信號(hào)在其水平圖象行內(nèi)含有亮度和色度信息，它們表示了其寬高比大于標(biāo)準(zhǔn)寬高比的寬屏幕圖象，該視頻信號(hào)在其水平圖象行內(nèi)含有中心視頻信息組的信號(hào)分量、左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的信號(hào)分量，該視頻信號(hào)還含有在行時(shí)間間隔內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生的第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)的分量，其中a，左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻色度信息(IH、QH)保持在上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)的分量中的正常水平行空間位置上、b，左側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(LH)配置在上述第一信號(hào)分量(X)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(IH)之間，以及，c，右側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(RH)配置在上述第二信號(hào)分量(Z)中的左側(cè)與右側(cè)視頻信息組高頻色度信息(QH)之間;所述系統(tǒng)包括圖象顯示裝置(1370);用來對(duì)上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)的分量進(jìn)行解碼，以恢復(fù)上述左側(cè)(IH)和右側(cè)(QH)視頻信息組的高頻色度信息以及上述左側(cè)(LH)和右側(cè)(RH)視頻信息組的高頻亮度信息的裝置(1354);用來把上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組的信息與中心視頻信息組的信息組合起來，以產(chǎn)生組合信號(hào)的裝置(1346、1360);以及，用來把上述組合信號(hào)耦合到圖象顯示裝置上的裝置(1362、1364)。
32.一種根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括用來產(chǎn)生上述已編碼的寬屏幕彩色視頻信號(hào)的裝置;用來通過信號(hào)傳送通道，傳送包括上述第一和第二信號(hào)分量的寬屏幕視頻信號(hào)的裝置(55、56);以及，用來接收上述所傳送信號(hào)的裝置(1310、1312)。
33.一種根據(jù)權(quán)利要求31或32的系統(tǒng)，其中上述色度信息包括色差(I、Q)信息;上述左側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(LH)配置在上述第一信號(hào)(X)分量中左側(cè)與右側(cè)視頻信息組第一種(I)色差信息之間;以及，上述右側(cè)視頻信息組的高頻亮度信息(RH)配置在上述第二信號(hào)(Z)分量中左側(cè)與右側(cè)視頻信息組第二種(Q)色差信號(hào)信息之間。
34.一種根據(jù)權(quán)利要求33的系統(tǒng)，其中上述第一種色差信號(hào)的信息是“I”信息;以及，上述第二種色差信號(hào)的信息是“Q”信息。
35.一種根據(jù)權(quán)利要求31、32或33的系統(tǒng)，其中在把上述要配置的高頻亮度信息(LH、RH)分別配置到上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)分量中高頻色度信息(IH、QH)之間以前，先對(duì)LH和QH進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張。
36.一種根據(jù)權(quán)利要求35的系統(tǒng)，其中上述解碼裝置含有用來對(duì)上述已進(jìn)行了時(shí)間擴(kuò)張的高頻亮度信息(LH、RH)進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1356)。
37.一種根據(jù)權(quán)利要求31-36中任何一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)分量對(duì)另一個(gè)副載波信號(hào)(ASC)進(jìn)行調(diào)制，所述副載波的頻率不同于彩色副載波的頻率;以及，上述解碼裝置(1352)含有對(duì)上述另一個(gè)副載波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的裝置。
38.一種根據(jù)權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中對(duì)低頻兩側(cè)視頻信息組的信號(hào)信息進(jìn)行時(shí)間壓縮，把它壓縮到水平圖象過掃描區(qū)域中;以及，上述解碼裝置包括用來對(duì)上述壓縮過的低頻兩側(cè)視頻信息組的信號(hào)信息進(jìn)行時(shí)間擴(kuò)張的裝置(1342)。
39.一種根據(jù)權(quán)利要求31或32的系統(tǒng)，其中所述解碼裝置包括用來對(duì)上述第一信號(hào)(X)和第二信號(hào)(Z)分量進(jìn)行解碼，以恢復(fù)左側(cè)和右側(cè)視頻信息組的高頻亮度和色度信息的時(shí)間分離裝置(1354);以及，用來對(duì)上述已恢復(fù)的兩側(cè)視頻信息組高頻亮度信息進(jìn)行時(shí)間壓縮的裝置(1356)。
全文摘要
把具有左側(cè)、右側(cè)和中心視頻信息組信息的寬屏幕電視信號(hào)變換成為與標(biāo)準(zhǔn)電視系統(tǒng)(例如，NTSC)兼容的信號(hào)。在兼容的信號(hào)中，把中心視頻信息組的信息擴(kuò)張，以占據(jù)觀眾可以看到的標(biāo)準(zhǔn)顯示區(qū)域；把兩側(cè)視頻信息組的低頻信息壓縮到行過掃描區(qū)域中；而以右側(cè)和左側(cè)視頻信息組的高頻信息對(duì)不同于彩色副載波的另一個(gè)副載波進(jìn)行正交調(diào)制。
文檔編號(hào)H04N7/015GK1031459SQ88104558
公開日1989年3月1日 申請(qǐng)日期1988年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月27日
發(fā)明者邁克爾·安東尼·伊斯那迪 申請(qǐng)人:通用電氣公司