專利名稱：帶內(nèi)插器寬屏幕電視信號處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號內(nèi)插器，它通過一個使用幀內(nèi)信號處理技術(shù)的系統(tǒng)來大大減少或消除顯示圖象中不需要的對角圖象的人為現(xiàn)象。
常規(guī)的電視接收機，例如按照美國和別處采用的NTSC廣播標準的接收機，其寬高比為43，(顯示圖象的寬度對高度的比率)。最近，人們熱衷于在電視接收系統(tǒng)中使用較高的寬高比，例如21，169或53，因為，這種較高的寬高比和傳統(tǒng)的電視接收機的43寬高比的效果相比，更接近或等于人眼的長寬比。寬高比為53的視頻信號由于比率和電影膠片的比率近似，而且，這種信號無須對圖象信息進行象幅限制就可傳送和接收，故而受到特別的注意。但是，可簡單地傳送和常規(guī)系統(tǒng)比增加了的寬高比信號的寬屏幕電視系統(tǒng)與常規(guī)寬高比的接收機不兼容。這給寬屏幕系統(tǒng)的廣泛應用帶來困難。
因此最好有一種與常規(guī)電視接收機兼容的寬屏幕系統(tǒng)。1989年3月28日授予C.H.Strolle等人的，題為“兼容的寬屏幕電視系統(tǒng)”的美國專利4，816，899公開了一個這樣的系統(tǒng)。人們更加希望有這樣一種兼容的寬屏幕系統(tǒng)，它帶有增強或擴展顯示圖象分辨率以提供附加的圖象細節(jié)的裝置。例如，這種寬屏幕的擴展分辨率電視(EDTV)系統(tǒng)包括產(chǎn)生逐行掃描圖象的裝置。M.A.Isnardi和R.N.Hurst,Jr,于1987年12月29日申請的題為“輔助電視信號信息預調(diào)節(jié)裝置”的已審定的美國專利申請(申請?zhí)朜o.139,338)公開了一個這種類型的系統(tǒng)。Isnardi和Hurst公開的系統(tǒng)使用時間擴展和壓縮以及中央和邊側(cè)畫面圖象信息的幀內(nèi)處理。
已經(jīng)注意到視頻圖象信息的幀內(nèi)處理會導致降低對角邊分辨率并產(chǎn)生不需要的鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明的原理，這里公開的裝置有助于減少對角圖象的人為現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括放置在解碼器中用于內(nèi)插視頻信號的裝置，該扦入信號已進行過諸如編碼器的幀內(nèi)處理。根據(jù)本發(fā)明的特征，幀內(nèi)處理過程包括對欲作內(nèi)插處理的圖象信息進行垂直脈沖峰化。垂直脈沖峰化有幾大益處，包括防止接收機上垂直分辨率的損失，提高垂直高頻的信噪比，以及減少與幀內(nèi)處理信號相聯(lián)系的折疊。根據(jù)本發(fā)明的另一特征，準備通過幀內(nèi)處理編碼的信號再連行垂直低通濾波以減少折疊的人為現(xiàn)象。
從兼容的寬屏幕EDTV電視系統(tǒng)的角度來描述所公開的裝置，兼容的寬屏幕EDTV系統(tǒng)使用諸如平均技術(shù)的幀內(nèi)信號處理技術(shù)。寬屏幕EDTV信號包含多個分量，包括一個主要的含有中央畫面和時間壓縮的邊側(cè)畫面信息的第一分量、以及輔助的含有邊側(cè)畫面信息的第二分量。在主分量中，只有中央畫面信息進行幀內(nèi)處理。主分量中時間壓縮的邊側(cè)畫面信息部分不進行幀內(nèi)處理。在這里公開的兼容的寬屏幕EDTV電視系統(tǒng)中，將初始的高分辨的逐行掃描的寬屏幕信號編碼為包括四個分量。在把這四個分量重新組合為單一信號傳送信道之前，這四個分量是分開處理的。
第一分量為帶有標準43寬高比的主要的21隔行信號。該分量包含寬屏幕信號的中央部分和邊側(cè)畫面水平低頻信息，前者被時間擴展為占用43寬高比的行正程的幾乎全部時間，后者被時間壓縮為水平圖象的左右過掃描區(qū)，過掃描區(qū)的信息在標準電視接收機顯示裝置中是看不到的。該分量中只有中央部分進行幀內(nèi)平均處理并在一個給定頻率以上脈沖峰化。
第二分量是輔助的21隔行掃描信號，它包含已分別時間擴展為行正程時間一半的左、右邊側(cè)畫面的高頻信息。這樣擴展的邊側(cè)畫面信息基本占用整個行正程時間。該分量被“映象”使之占用和第一分量中央部分相同的時間周期，并對此分量進行幀內(nèi)平均處理。
第三分量是從寬屏幕信號源導出的輔助的21隔行信號，它包含大約5.0MHZ到6.0MHZ間的高頻的水平亮度細節(jié)信息。該分量也被“映象”使之占用和第一分量中央部分相同的時間周期，并進行幀內(nèi)平均。幀內(nèi)平均的第二和第三分量正交調(diào)制一個與幀內(nèi)平均的第一分量組合的相控輔助副載波。
可選的第四分量是輔助的21的隔行輔助信號，它包含時間場差值亮度細節(jié)信息來幫助在寬屏幕EDTV接收機上重構(gòu)遺漏的圖象信息。
在寬屏幕EDTV接收機中，將含有所述的四個分量的合成信號解碼為構(gòu)成的四個分量。解碼后的分量被分別處理，以形成表面寬屏幕信號的高分辨率圖象。


圖1說明包括本發(fā)明的裝置的兼容的寬屏幕EDTV編碼系統(tǒng)的一般概況，圖1a展示所公開系統(tǒng)的編碼器的詳細方框圖；圖1b－1e包含幫助理解所公開系統(tǒng)的運行的圖；圖2－5描述信號波形以及有助于理解所公開系統(tǒng)的運行的圖；圖13展示包括本發(fā)明的裝置的寬屏幕EDTV接收機的解碼器的部分方框圖；圖6－12和14－25a更詳細地說明所公開系統(tǒng)的各個方面。
一個想要通過標準的，例如NTSC廣播頻道來傳送寬的寬高比，例如53的圖象的系統(tǒng)應該通過一個寬屏幕接收機來獲得高質(zhì)量的圖象顯示，而大大減少或消除標準4∶3寬高比顯示中的明顯的退化。對圖象邊側(cè)畫面使用信號壓縮技術(shù)利用了標準NTSC電視接收機顯示中的過掃描區(qū)，但可能犧牲重構(gòu)寬屏幕圖象邊側(cè)畫面區(qū)的圖象分辨率。由于時間壓縮導致頻域擴展，只有標準電視信道中的低頻分量經(jīng)受得住處理，和寬屏幕信號所要求的相比，標準電視信道有較小的帶寬。這樣，在寬屏幕接收機中擴展已壓縮的邊側(cè)畫面的兼容寬屏幕信號時，會在所顯示的寬屏幕圖象的中央部分的分辨率或高頻內(nèi)容與邊側(cè)畫面間產(chǎn)生顯著的差異，除非采取將要討論的用以避免這種效果的若干步驟。這種顯著的差異是由于這樣一種事實;低頻邊側(cè)信號被恢復了，但高頻信號由于視頻信道頻帶限制而遺漏。
在圖1的系統(tǒng)中，和圖1a更詳細說明的系統(tǒng)共用的單元用相同的標號標識。如圖1所示，帶有左、右和中央畫面信息的初始寬屏幕逐行掃描信號被處理，以產(chǎn)生四個分離的編碼分量。這四個分量如上所敘，圖示說明于圖1。第一分量(含有時間擴展的中央部分信息和時間壓縮的邊側(cè)部分低頻信息)是這樣處理的，以致導出的亮度帶寬在本例中不超過4.2MHZ的NTSC亮度帶寬。該信號以標準的NTSC格式進行色編碼，而且對該信號的亮度和色度分量作適當?shù)念A濾波處理，(例如，使用場梳狀濾波器)以便在標準NTSC和寬屏幕接收機上提供改進的亮度-色度分離。
對第二分量(邊側(cè)畫面的高頻信息)的時間擴展將其水平帶寬減小為大約1.16MHZ。該分量與主信號(第一分量)空間不相關(guān)，要采用專門預防措施以遮蔽其在標準NTSC接收機中的可見性，如將要討論的那樣。
第三分量的5.0至6.0MHZ的擴展的高頻亮度信息內(nèi)容在進一步處理之前首先將頻率下移至0-1.0MHZ的頻率范圍。
第四分量(時間場差值輔助器)映射為標準的4∶3格式，使之與主信號分量相關(guān)，以屏蔽其在標準NTSC接收機上的可見性，該信號的水平帶寬限定為750KHZ。
如下面更詳細討論，用各個幀內(nèi)平均電路38，64和76來處理第一、第二和第三分量，以消除寬屏幕接收機中主、輔信號分量間的V-T串擾。對第一分量的中央畫面信息作幀內(nèi)平均，并在大約1.5MHZ以上進行垂直脈沖峰化。第二和第三幀內(nèi)平均的分量(標識為X和Z)在框80中，在正交調(diào)制帶有場交替(反相)相位的3.108MHZ的輔助副載波ASC之前，對這兩個分量作非線性幅度壓縮。來自框80的經(jīng)調(diào)制的信號(M)在加法器40中和幀內(nèi)平均的第一分量相加。加法器的結(jié)果輸出信號為4.2MHZ帶寬的基帶信號(NTSC)，該信號與來自濾波器79的經(jīng)750KHZ低通濾波得到的第四分量(YTN)一起，在框57中正交調(diào)制一個射頻圖象載波，以產(chǎn)生NTSC兼容的射頻信號，該信號可通過單一的標準帶寬的廣播信道傳送到標準的NTSC接收機或?qū)捚聊豁樞驋呙杞邮諜C。
對第一分量時間壓縮的使用，允許將低頻邊側(cè)畫面信息全部擠入標準NTSC信號的水平過掃描區(qū)。第二分量的高頻邊側(cè)信息和第三分量的高頻亮度細節(jié)信息通過視頻傳送信道與標準NTSC信號在頻譜上共享，其共享方式對標準接收機是透明的，即，如將要討論的那樣，通過使用框80涉及的輔助副載波正交調(diào)制技術(shù)。如果用標準NTSC接收機接收，只能看到主信號(第一分量)中的中央畫面部分。第二和第三分量可能產(chǎn)生在一般觀看距離和一般圖象空制設(shè)置下感覺不出的低幅度干擾圖形。第四分量在接收機中用視頻檢波器完全消去。在裝有包絡(luò)檢波器的接收機中，對第四分量進行處理，但由于和主信號相關(guān)而看不出來。
主信號(分量1)呈現(xiàn)出標準NTSC水平行正程周期，近似為52微秒.(μs)。該分量中只對高于大約1.5MHZ的高頻信息作幀內(nèi)平均處理。該分量中時間壓縮的邊側(cè)畫面的低頻信息不進行幀內(nèi)平均處理。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，主分量的這樣有選擇的幀內(nèi)處理由于消除了不需要的鋦齒狀對角線的人為現(xiàn)象而改進了對角邊側(cè)畫面圖象信息的分辨率，該人為現(xiàn)象有時稱作“鋦齒效應”，否則，如果對主信號的壓縮的邊側(cè)畫面作為幀內(nèi)平均處理，就會在重構(gòu)的圖象中產(chǎn)生該人為現(xiàn)象。
在這方面，應當指出已經(jīng)用近似為6的邊側(cè)壓縮因子(SCF)對主信號的邊側(cè)畫面低頻信號進行時間壓縮。如果這種時間壓縮信息在接收機為重構(gòu)圖象而作時間擴展之前進行幀內(nèi)平均處理，那么，由于幀內(nèi)平均開始的水平頻率大約比中央畫面的低SCF信，重構(gòu)的邊側(cè)畫面圖象信息會呈現(xiàn)鋦齒狀對角線。隨著進行幀內(nèi)平均處理的頻率的降低，對角圖象信息變得愈來愈失真，(“鋦齒狀”)例如，如果對主信號中高于1.5MHZ的頻率進行幀內(nèi)平均處理，并用等于6的SCF好分量1的邊側(cè)畫面低頻信息進行時間壓縮，那么，對邊側(cè)畫面信息有效地幀內(nèi)平均處理始于一個非常低的頻率250KHZ(1.5MHZ/SCF)，由此有鋦齒狀對角線的結(jié)果。這種參差不齊的對角線在重構(gòu)的邊側(cè)畫面區(qū)中會更加顯著。由于分量1沒有在時間壓縮的邊側(cè)畫面區(qū)進行幀內(nèi)平均處理，所以，這些區(qū)域原始頻率的全部范圍(0～700KHZ)保持完全的垂直分辨率而沒有因參差對角線的人為現(xiàn)象造成的失真。然而，對中央畫面區(qū)的分量的幀內(nèi)平均處理同樣導致不希望有的參差對角線人為現(xiàn)象，可借助于接收機解碼器中的亮度信號內(nèi)插器與編碼器中和幀內(nèi)處理器有關(guān)的垂直脈沖峰化處理一起來減少這種現(xiàn)象。由該內(nèi)插器引起的垂直清晰度的損失可以用編碼器的垂直脈沖峰化來加以補償。
對含有左、右邊側(cè)畫面甸高頻信息的分量2進行變換，使之占取和分量1的中央畫面部分相同的時間周期。于是，對左、右邊側(cè)畫面的高頻分量進行時間擴展，以充滿整個中央畫面區(qū)，從而，有分量2的水平正程掃描周期大約為50μs，相當于分量1的中央畫面部分的水平掃描周期。為此目的，邊側(cè)擴展因子(SEF)約為4.32，這與為把分量2的左右邊側(cè)畫面信息擴展到整個52μs的掃正程時間所需要的約為4.49的SEF相似。
由于對主分量1和輔助分量2和3進行了幀內(nèi)處理，分量2和3都被映射到中央畫面區(qū)。如將要接著說明的，幀內(nèi)處理就是幫助將兩個先前結(jié)合的信號分量分開的過程，例如，在本例中主信號N和輔助的已調(diào)制信號M。由于分量1的幀內(nèi)處理區(qū)域已減小為只包括50μs的中央畫面區(qū)，調(diào)制分量2和3的映射類似地修改為只包括中央畫面區(qū)。
如上所述，變換分量3使之通過將擴展的水平亮度信息線性地時間壓縮為50μs而和中央畫面周期保持一致。分量3的時間壓縮(從52μs到50μs)犧牲了分量1的部分空間相關(guān)性，但更重要地確保了重構(gòu)圖象的中央和邊側(cè)畫面區(qū)呈現(xiàn)相似的水平分辨率。盡管分量1和分量3之間的空間相關(guān)是屏蔽掉輔助副載波與主信號間的交互干擾所需要的，但是，由于輔助副載波已經(jīng)含有分量2形式的非相關(guān)信息，從而減小了保持分量3完好的空間相關(guān)的重要性。分量3中放棄的空間相關(guān)量可忽略不計，并且導出的類似的中央和邊側(cè)水平分辨率勝過這種損失。分量4不進行幀內(nèi)平均處理而保持不變，呈現(xiàn)出與主信號一致的全部52μs的行正程掃描時間。
在聯(lián)系圖3將要討論的解碼器中，只對分開的信號M和N的中央畫面區(qū)執(zhí)行幀內(nèi)處理。在把分量M解調(diào)為構(gòu)成的分量2和3之后，分量2和3被映射到它們原始的時隙，即，占據(jù)52μs的完整的行正程周期。
圖1b說明所公開的EDTV寬屏幕系統(tǒng)的射頻頻譜，包括輔助信息，并與標準的NTSC系統(tǒng)的射頻頻譜作比較。在所公開的系統(tǒng)的頻譜中，邊側(cè)畫面的高頻分量和附加的高頻水平亮度細節(jié)信息在3.108MHZ的輔助副載波(ASC)頻率的兩邊大約擴展了1.16MHZ。V-T輔助信號(分量4)信息在主信號的圖象載波頻率兩側(cè)擴展750MHZ。
一個寬屏幕順序掃描接收機包括用于重構(gòu)原始寬屏幕順序掃描信號的裝置猛標準NTSC信號相比，重構(gòu)的寬屏幕信號包含具有標準的NTSC分辨率的左右邊側(cè)畫面，以及帶有優(yōu)良的在圖象固定部分特別顯著的水平和垂直亮度細節(jié)的4∶3寬高比的中央畫面。
兩個基本考慮支配著與第一、第二、第三和第四信號分量的生成和處理相關(guān)的信號處理技術(shù)。這兩個考慮卷是與現(xiàn)有接收機的兼容性和在接收機中的可恢復性。
完全的兼容性意味著接收機和發(fā)射機的兼容性，使得現(xiàn)有標準接收機無需專門適配器就可接收寬屏幕EDTV信號并產(chǎn)生標準顯示。這種意義上的兼容性要求，例如，發(fā)射機圖象掃描格式和接收機圖象掃描格式相同或在容許誤差范圍內(nèi)。兼容性也意味著附加的非標準分量在標準接收機上顯示時必順加以物理地或視覺上地隱藏起來。為了實現(xiàn)后一種意義上的兼容性，所公開的系統(tǒng)使用以下技術(shù)來隱藏輔助分量。
如上討論，邊側(cè)畫面的低頻分量物理地隱藏在標準接收機的一般水平過掃描區(qū)。分量2(和邊側(cè)畫面低頻分量相比是一種低能信號)和分量3通常為低能量的高頻細節(jié)信號被幅度壓縮并以隔行掃描頻率3.108MHZ(水平行頻一半的奇數(shù)倍)正交調(diào)制到輔助副載波上。選擇輔助副載波的頻率，相位和幅度，以盡可能地減小已調(diào)制的輔助副載波信號的可見度，例如，通過逐場地控制輔助副載波的相位，使其從一個場到下一場附加180°相位，從而不同于一個場到下一場的色度副載波相位。盡管已調(diào)制的輔助副載波分量完全保留在色度通帶(2.0-4.2MHZ)內(nèi)，但是，已調(diào)制的輔助副載波分量從視覺上被隱藏起來，這是因為它們表現(xiàn)為場頻補色閃爍，這是具有正常色飽和度的肉眼不能察覺出的。先于幅度調(diào)制的調(diào)制分量的非線性調(diào)制有利于把瞬時幅度的過調(diào)節(jié)減少到可接受的較低電平。分量3與分量1的中央信息部分空間相關(guān)而與分量1的左、右信息部分有稍差的空間相關(guān)性。這是借助將要討論的格式編碼器來實現(xiàn)的。
分量4(“輔助”信號)也通過將中央畫面信息時間擴展以同標準的4∶3格式匹配從而使分量4與主信號空間相關(guān)來將之隱藏起來。在標準接收機中用同步檢波器除去分量4，并且，由于分量4與主信號空間相關(guān)，所以，在標準接收機中用包絡(luò)檢波器使之在視覺上隱藏起來。
在寬屏幕順序掃描接收機中，分量1，2和3的恢復是通過在發(fā)射機和接收機上的一種幀內(nèi)處理過程完成的。該過程和圖1和1a的發(fā)射系統(tǒng)中單元38，64和76相關(guān)，并和將要討論的接收機中有關(guān)單元相關(guān)。幀內(nèi)平均是一種將相互結(jié)合的兩種視覺相關(guān)信號處理為以后可有效地精確地恢復的信號調(diào)節(jié)技術(shù)，例如，借助場存貯裝置即使在代表圖象的信號中有運動場合下也沒有V-T(垂直-時間)交擾。用于此目的的信號處理的形式本質(zhì)上涉及使兩信號對一個場來說是一樣的，即，獲得兩個有同一值的相隔一場的樣值。幀內(nèi)平均是實現(xiàn)該目的的一種方便的技術(shù)，但也可用其它技術(shù)。幀內(nèi)平均基本上是一個線性的，時變的數(shù)字式前置濾波和后置濾波過程，以確保兩個視覺相關(guān)的組合信號的精確的恢復，使用發(fā)射機編碼器的水平前置濾波器與接收機解碼器的后置濾波器之間的保護頻帶來消除水平串擾。
幀內(nèi)平均是一種形式的成對(成組)象素處理。時域內(nèi)的幀內(nèi)平均過程通常由圖1c說明，其中，通過對隔開262H的象素(A，B和C，D)的平均處理而使場成對地同一化。在每一成對組中用平均值取代原始值。圖1d就圖1系統(tǒng)說明幀內(nèi)平均過程。從分量2和3開始，對一個幀內(nèi)隔開262H的象素(圖象元素)對進行平均，用平均值(例如X1，X3和Z1，Z3)取代原始象素值。一個幀內(nèi)出現(xiàn)的這種V-T平均不會跨越幀邊界。就分量1而言，只對大約1.5MHz以上中央畫面信息執(zhí)行幀內(nèi)平均，使之對低頻的垂直細節(jié)信息沒有影響。在分量1和2的情形下，對包括整個色度頻帶的亮度(Y)和色度(C)分量的組合信號執(zhí)行幀內(nèi)平均。由于隔開262H的象素相對于彩色副載波是“同相”的，所以，該組合信號的色度分量經(jīng)得住幀內(nèi)平均。對新的交變副載波的相位進行控制，使之正好在隔開262H的象素之外，而且，不同于彩色副載波的相位。這樣，如果在部件40中把分量2和3(正交調(diào)制后)加到分量1，那么，隔開262H的象素便有(M+A)和(M-A)的形式，其中M為主合成信號在1.5MHZ以上的樣值，而A是輔助的已調(diào)制信號的樣值。
用幀內(nèi)平均基本上消除了V-T交擾，即使在有移動的情況下，在這一方面，幀內(nèi)平均的過程產(chǎn)生了隔開262H的同一樣值。在接收機中，通過將要討論的對幀內(nèi)隔開262H的象素樣值的處理，正確地恢復這些樣值的信息內(nèi)容(即沒有交擾的)是很簡單的事，并由此恢復主要的和輔助的信號信息。在接收機的解碼器中，由于原始的視覺高度相關(guān)的信息實質(zhì)上已做成場到場是同一的，所以，通過幀內(nèi)處理可基本上原封不動地恢復幀內(nèi)平均過的信息。
在接收機中用同步射頻伐波器對射頻信道正交解調(diào)。用此將分量4從其它三個分量中分離出來。使用幀內(nèi)處理將分量1從調(diào)制的分量2和3中分離出來，用正交解調(diào)分離量2和3，將參照圖13討論這些技術(shù)。
當四個分量恢復后，對合成信號進行NTSC解碼并將其分離為亮度和色度分量。為恢復寬屏幕寬高比，將邊側(cè)畫面高頻分量和低頻分量相組合以恢復全部的邊側(cè)畫面分辨率，對所有分量執(zhí)行反向映射。將擴展的高頻亮度細節(jié)信息移至其原始頻率范圍并加上亮度信號，用時間內(nèi)插和輔助信號將其變換為逐行掃描格式，用獨力的時間內(nèi)插將色度信號變換為逐行掃描格式。最后，將亮度和色度逐行掃描信號變換為模擬形式，并進行矩陣變換以產(chǎn)生RGB彩色圖象信號，由寬屏幕逐行掃描顯示裝置顯示。
在討論圖1a兼容的寬屏幕編碼系統(tǒng)之前，參考圖2的信號波形A和B。信號A為5∶3寬高比的寬屏幕信號，可以變換為如信號B所示的4∶3寬高比的標準NTSC兼容信號。寬屏幕信號A包括與占據(jù)周期TC的主圖象信號相關(guān)的中央畫面部分，和與占鋦周期TS的次圖象信息相關(guān)的左、右邊側(cè)畫面部分。在本實施例中，左、右邊側(cè)畫面實質(zhì)上呈現(xiàn)出相同的寬高比，即，低于兩者之間的主要的中央畫面的寬高比。
通過將確定的邊側(cè)信息完全壓縮到和時間區(qū)間TO相關(guān)的水平過掃描區(qū)，把倍號A變換為NTSC信號B。標準的NTSC信號的行正程周期TA(52.6微秒?yún)^(qū)間)包括過掃描區(qū)間TO和含有欲顯示視頻信息的顯示時間區(qū)間TD，而總的水平行時間周期TH為63.556微秒。區(qū)間TA和TH對寬屏幕和標準的NTSC信號都是相同的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾乎所有用戶的電視接收機有一個至少占據(jù)總的行正程時間TA的4%，即，左、右兩邊2%過掃描的過掃描區(qū)間。以4×fsc的隔行采樣速率(其中fsc為彩色副載波的頻率)，每個水平行區(qū)間含有910個象素(圖象元象)，而其中的754個構(gòu)成欲顯示的有效水平行圖象信息。
圖1a更詳細地展示了寬屏幕EDTV系統(tǒng)。參照圖1a，一臺525行，60場/秒的分量寬屏幕順序掃描攝象機10提供有R、G、B分量和本例中5∶3的寬高比的寬屏幕彩色信號。也可使用隔行信號源，但順序掃描信號源產(chǎn)生好的效果。寬屏幕攝象機和標準NTSC攝象機相比，有較大的寬高比和視頻帶寬，寬屏幕攝象機的視頻帶寬正比于其寬高比和每幀總行數(shù)的乘積，假定寬屏幕攝象機掃描速度不變，其寬高比的增加導致其視頻帶寬的相應增加以及在用4∶3寬高比的標準電視接收機顯示信號時圖象信號的水平壓縮。由于這些原因，有必要為完全的NTSC兼容性修改寬屏幕信號。
由圖1編碼器系統(tǒng)處理的彩色視頻信號包含亮度和色度信號分量。亮度和色度信號含有低頻和高頻信息，在下面的討論中分別稱為低頻分量和高頻分量。
來自攝象機10的寬帶寬的寬屏幕逐行掃描彩色視頻信號由部件10從R、G、B彩色信號中演繹出亮度分量Y和色差信號分量I和Q。寬帶順序掃描信號Y、I、Q以及8倍信號的色度副載波速率(8×fsc)進行采樣，并且在由濾波部件16中獨立的V-T低通濾波器分別濾波以產(chǎn)生濾波信號YF，IF和QF之前，用ADC部件14中獨立的模-數(shù)變換器(ADC)將采樣到的信號各自從模擬量變換為數(shù)字(二元)形式。這些信號具有如圖2波形A所表示的各種形式。這些濾波器是將要討論的、圖1所示類型的3×3線性的，時間恒定的濾波器。這些濾波器有關(guān)點降低垂直-時間分辨率，特別是對角的V-T分辨率，以防止在隔行變換為逐行掃描后在主信號(圖1中的分量1)中產(chǎn)生不需要的交錯的人為現(xiàn)象(例如，閃煉，鋦齒狀邊緣和其它相關(guān)效應的折疊)。濾波器在圖象的固定部分內(nèi)幾乎保持全部的垂直分辨率。
中央畫面擴展因子(CEF)是由寬屏幕接收機顯示的圖象寬度與標準接收機顯示的圖象寬度之差的函數(shù)。5∶3寬高比的寬屏幕顯示的圖象是4∶3寬高比的標準顯示的圖象寬度的1.25倍。該1.25因子是原始的中央畫面擴展因子，必須對之進行調(diào)整以構(gòu)成標準接收機的過掃描區(qū)以及考慮到中央和邊側(cè)畫面間邊界區(qū)的有意的些微的覆蓋，這將要進一步解釋。這些考慮決定了CEF取1.19。
來自濾波器網(wǎng)絡(luò)16的逐行掃描信號呈現(xiàn)其0-14.32MHZ的帶寬，并借助于逐行掃描(P)到隔行掃描(I)的變換器17a，17b和17c，分別將它們變換為2∶1隔行信號，其中變換器細節(jié)將聯(lián)系圖22和23進一靠討論。由于隔行水平掃描信號的頻率為逐行掃描信號的一半，所以，出自變換器17a-17c的輸出信號IF′，QF′和YF′的寬帶為0-7.16MHZ。在變換過程中，逐行掃描信號被二次取樣，并且，取有效象素樣值的一半以產(chǎn)生2∶1隔行主信號。特別是通過保持每場中的奇數(shù)或偶數(shù)行并以4×fsc速率(14.32MHZ)讀取所保持象素，把每一個逐行掃描信號變換為2∶1的隔行掃描格式。以4×fsc速率進行對隔行信號的所有后續(xù)處理。
網(wǎng)絡(luò)17c還包括一個錯誤預測網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)17c的一個輸出YF′，是前置濾波逐行掃描分量的隔行的二次采樣的亮度形式。網(wǎng)絡(luò)17c的另一輸出(亮度)信號)YT，包含以從圖象場分辨率信息推導出的時間信息，表示一個時間預測或時間內(nèi)插，接收機“遺漏的”實際與預測亮度樣值間的誤差，這將被討論。預測是基于在接收機中有效的“在前”和“在后”象素的幅度的一個時間平均值。信號YT(幫助在接收機重構(gòu)逐行掃描信號的亮度“輔助”信號)基本上考慮到預料接收機會有的與不固定圖象信號有關(guān)的誤差并有助于在接收機上抵消這種誤差。在圖象的固定部分，誤差為0，便在接收機上實現(xiàn)完美重構(gòu)。實際上已發(fā)現(xiàn)色度輔助信號是不必要的，由于肉眼對缺少色度垂直或時間細節(jié)不太敏感，亮度輔助信號已產(chǎn)生好的效果。圖2說明用來產(chǎn)生輔助信號YT的算法。
參考圖2a，逐行掃描信號中的象素A，X和B占據(jù)圖中相同的空間位置黑象素(諸如A，B)作為主信號發(fā)送而且對接收機是有用的。白象素(例如X)未被發(fā)送但可用時間幀平均(A+B)/2預測。即，編碼器通過“在前”和“在后”象素A和B幅度的平均來預測“遺漏”的象素X。從實際值X中減去預測值(A+B)/2，產(chǎn)生相當于輔助信號的預測誤差信號，其幅度根據(jù)表達式X-(A+B)/2。該表達式除了定義時間幀平均信息外，還定義了時間場差值信息。借助于750KHZ低通濾波器，對輔助信號進行水平低通濾波，并作為輔助信號YT傳送。將輔助信號頻帶限定為750KHZ，防止該信號在調(diào)制到射頻圖象載波后影響下一較低射頻信道。在接收機端，通過使用樣值A(chǔ)和B的平均值形成遺漏象素X的類似預測，并將預測誤差加到該預測值。即，通過把預測誤差X-(A+B)/2加上時間平均值(A+B)/2來恢復X。這樣的輔助信號有助于從隔行到逐行掃描格式的變換。
由所公開的時間預測算法產(chǎn)生的輔助信號與用某些別的算法產(chǎn)生的預測信號相比其優(yōu)越性在于是一種低能信號。其它算法例如由M.Tsinberg在IEEETransactiononConsumerElectronics，卷號CE-33，期號3，1987年8月，PP.146-153上發(fā)表的文章“ENTSC雙信道兼容的HDTV系統(tǒng)”里所描述的用于產(chǎn)生行差值信號的算法。在圖象的靜止區(qū)里，由于預測精確，誤差信號能量為零。靜止的和基本上靜止的圖象(例如，把以靜止背景為襯托的報告員作為畫面的新聞廣播)表現(xiàn)為低能狀態(tài)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所公開的算法在接收機圖象重構(gòu)之后所產(chǎn)生的有害的人為現(xiàn)象最少，由所公開的算法產(chǎn)生的輔助信號在帶寬限制(濾波后)為大約750KHZ之后保持其有用性。由所公開的算法產(chǎn)生的輔助信號的優(yōu)越性在于存在靜止圖象信息時的零能量，所以，和靜止圖象有關(guān)的輔助信號不受濾波影響。即便不傳送輔助信號，也能產(chǎn)生有很大改進的重構(gòu)的寬屏幕圖象。在這種情形下，圖象的靜止部分比標準NTSC圖象要清晰得多，但移動部分會有些“較軟”并會呈現(xiàn)“差拍”人為現(xiàn)象。這樣，最初廣播電臺不必發(fā)射輔助信號，但以后可選擇之用來改進RF傳送。
所公開的時間預測系統(tǒng)對于具有比標準行頻高的行頻的逐行掃描和隔行掃描系統(tǒng)都是有用的，但最好和具有象素A，X和圖象中占據(jù)同一空間位置的逐行掃描源一起工作，這導致對靜止圖象的精確預測。如果原始寬屏幕圖象來自隔行掃描源，那么，即使是圖象的靜止部分，時間預測也是不完美的。這時，輔助信號有較大能量并會在重構(gòu)圖象中引進些微的人為現(xiàn)象。實驗已表明，使用隔行信號源產(chǎn)生可接受的、其人為現(xiàn)象只有在仔細觀察后才能注意到的效果。但逐行掃描信號源引發(fā)更少的人為現(xiàn)象并產(chǎn)生最佳效果。
參考圖1a，來自變換器17a-17c的隔行寬屏幕信號IF′，QF′和YF′分別由水平低通濾波器19a、19b和19c進行濾波，產(chǎn)生0-600KHZ帶寬的信號IF″，0-600KHZ帶寬的信號QF″和0-5MHZ帶寬的信號YF″。這些信號接著進行格式編碼處理，通過與邊側(cè)-中央信號分離電路和處理器部件18有關(guān)的格式編碼裝置，將每一個這樣的信號編碼為4∶3格式。簡言之，每一寬屏幕行的中央部分被時間擴展并映射到4∶3寬高比的行正程時間的顯示部分。時間擴展導致帶寬降低，使得原始寬屏幕隔行掃描頻率和標準NTSC帶寬兼容。邊側(cè)畫面分割為若干個水平頻帶，使得I和Q的彩色高頻分量的帶寬為83KHZ-600KHZ(如圖7信號IH所示)，Y亮度高頻分量的帶寬為700KHZ-5.0MHZ(如圖6中信號YH所示)。邊側(cè)畫面的低頻分量即信號Y0、I0和Q0的產(chǎn)生如圖6和7所示，包括一個直流分量并進行時間壓縮，再映射到每一行的左、右水平圖象的過掃描區(qū)。邊側(cè)畫面的高頻分量被獨立處理。該格式編碼過程的細節(jié)說明如下。
在考慮以下編碼細節(jié)的過程中，考慮一下圖ie也是有幫助的，該圖從所顯示的中央和邊側(cè)信息的角度描述了對分量1，2，3和4的編碼過程。用邊側(cè)一中央畫面信號分離器和處理器18來處理濾波器的隔行信號IF″、QF″和YF″以產(chǎn)生三組輸出信號YE、IE和QE，YO、IO和QO，以及YH、IH和QH。處理前兩組信號(YE、IE和QE及YO、IO、QO)以產(chǎn)生含有完整帶寬的中央畫面分量，以及壓縮到水平過掃描區(qū)的邊側(cè)畫面亮度的低頻分量。處理第三組信號(YH、IH、QH)以及產(chǎn)生含有邊側(cè)畫面高頻分量的信號。如將這些信號組合，便產(chǎn)生4∶3的顯示寬高比的NTSC兼容屏幕信號。構(gòu)成部件18的電路細節(jié)，將聯(lián)系圖6，7和8予以展示和討論。
信號YE、IE和QE含有完整的中央畫面信息并呈現(xiàn)與圖3中信號YE所示的相同的格式。簡言之，信號YE從信號YF″演繹如下。寬屏幕信號YF″含有寬屏幕信號行正程周期里出現(xiàn)的象素1-754，這些象素含有邊側(cè)和中央畫面信息。通過時間多路分配過程將寬帶中央畫面信息(象素75-680)作為中央畫面亮度信號YC抽取出來。用1.19的中央畫面擴展因子對信號YC進行時間擴展(即5.0MHZ÷4.2MHZ)，以產(chǎn)生NTSC兼容的中央畫面信號YE。由于用1.19因子的時間擴展，信號YE呈現(xiàn)有NTSC兼容的帶寬。(0-4.2MHZ)，信號YE占據(jù)了過掃描區(qū)TO之間的圖象顯示區(qū)間TD。(圖2)分別從信號IF″和QF″產(chǎn)生信號IE和QE，用信號YE的類似方式進行處理。
信號YO、IO和QO提供插在左右水平過掃描區(qū)中的低頻邊側(cè)信息(“低頻分量”)。信號YO、IO和QO呈現(xiàn)與圖3信號YO所示的相同格式。簡言之，信號YO從YF″導出如下。寬屏幕信號YF含有和象素1-84相關(guān)的左畫面信息以及和象素671-754相關(guān)的右畫面信息。如將要討論的，將信號YF″低通濾波產(chǎn)生0-700KHZ帶寬的亮度低頻分量信號，并通過時間多路分配過程從中抽取出左右邊側(cè)畫面低頻分量信號(圖3中的信號YL′)。對亮度低頻分量信號YL′時間壓縮，以產(chǎn)生帶有和象素1-14和741-754相關(guān)的過掃描區(qū)內(nèi)的壓縮的低頻信息的邊側(cè)畫面低頻分量信號YO。壓縮的邊側(cè)低頻分量信號呈現(xiàn)與時間壓縮量成正比增加的帶寬。分別從信號IF″和QF″產(chǎn)生信號IO和QO并用信號YO的方式類似地處理。
用邊側(cè)-中央信號組合器28，例如時間多路轉(zhuǎn)換器來組合信號YE、IE、QE和YO、IO、QO，以產(chǎn)生NTSC兼容帶寬和4∶3寬高比的信號YN、IN和QN。這些信號具有圖3所示信號YN的形式。組合器28也包括用于補償被組合信號的傳輸時間的適當?shù)男盘栄舆t。這種補償信號延遲也包括在系統(tǒng)中需要補償信號傳送時間的其它地方。
調(diào)制器30，帶通濾波器32、H-V-T帶阻濾波器34和組合器34構(gòu)成改進的NTSC信號編碼器31。色度信號IN和QN以標稱值為3.58MHZ的NTSC色副載波率正交調(diào)制在副載波SC上，用調(diào)制器30來產(chǎn)生調(diào)制信號CN。調(diào)制器30為常規(guī)結(jié)構(gòu)，下面聯(lián)系圖9對它加以描述。
調(diào)制信號CN借助于兩維(V-T)濾波器32在垂直(V)和時間(T)各維上進行帶通濾波，使之在作為信號CP加到組合器36的色度信號輸入之前，消除隔行色度信號中的交擾人為現(xiàn)象。亮度信號在作為信號YP加到SR合器36的亮度輸入之前，借助三維H-V-T帶阻濾波器34在水平的(H)，垂直的(V)和時間(T)各維上進行帶阻濾波。濾波的亮度信號YN，色度彩色差分信號IN和QN用來確保在接著發(fā)生的NTSC編碼之后有效減少亮度-色度的交擾。多維時空濾波器，例如圖1中的H-V-T濾波器34和V-T濾波器32由圖10所說明的結(jié)構(gòu)組成，下面將接著對它討論。
圖1a的H-V-T帶阻濾波器34呈現(xiàn)圖1b的構(gòu)形，它將向上移動的對角線頻率分量從亮度信號YN中去除掉。這些頻率分量表面上和色度副載波分量很相象，把這些分量去掉后便在頻域內(nèi)形成頻段死點，而調(diào)制的色度信號將插入其中。因為可以判定肉眼對這些頻率分量實質(zhì)上并不敏感，把向上移動的對角線頻率分量從亮度信號YN中去除掉，并不會在視覺上使顯示圖象變差。濾波器34的截止頻率約為1.5MHZ使之不會削弱亮垂直細節(jié)信息。
V-T帶通濾波器32降低了色帶寬使得調(diào)制色度邊側(cè)畫面信息可插入由濾波器34在亮度頻譜產(chǎn)生的頻段死點內(nèi)。濾波器32降低了色度信息的垂直和時間的分辨率，使得穩(wěn)定和移動的邊界有些微模糊，由于肉眼對這種效果的不敏感性，這種效果沒有或幾乎沒有影響。
來自組合器36的輸出中央/邊側(cè)低頻分量信號C/SL包含將被顯示的NTSC兼容信息，該信息是從寬屏幕信號的中央畫面導出的，以及從寬屏幕信號的邊側(cè)畫面導出的壓縮邊側(cè)畫面低頻分量3(亮度與色度)，該信號置于NTSC接收機顯示時觀看者不能見到的左右水平過掃描區(qū)。過掃描區(qū)壓縮邊側(cè)畫面低頻分量表示寬屏幕顯示的邊側(cè)畫面信息的一個組成部分。其它組成部分(邊側(cè)畫面高頻分量)由處理器18產(chǎn)生并將在下面討論。邊側(cè)畫面高頻信號YH(亮度高頻分量)，IH(I高頻分量)和QH(Q高頻分量)由圖4說明。圖6，7和8說明產(chǎn)生這些信號的裝置，它將在下面討論。圖4中，信號YH，IH和QH包括和左右畫面象素1-84相關(guān)的左畫面高頻信息及和右畫面象素671-754相關(guān)的右畫面高頻信息。
用幀內(nèi)平均器38處理信號C/SL的中央畫面部分以產(chǎn)生加到加法器40的輸入端的信號N。由于信號C/SL的幀內(nèi)畫面信息的高頻視覺相關(guān)性，幀內(nèi)平均信號N基本和信號C.SL一致。平均器38對大約1.5MHZ以上的信號C/SL取平均值，以幫助減少或消除主信號和輔助信號間的垂直-時間交擾，它還提供了對經(jīng)過幀內(nèi)平均的信號頻率進行脈沖峰化以提高表現(xiàn)接收機中解碼器所產(chǎn)生的信號的圖象的垂直分辨率。1.5MHZ的高通頻率范圍以及選擇幀內(nèi)平均器38運行于該頻率之上，保證了對2MHZ和其上信號完成完整的幀內(nèi)平均，防止亮度垂直細節(jié)信號由于幀內(nèi)平均過程而減少。借助于與編碼器31中幀內(nèi)平均器38相聯(lián)系的濾波器以及圖13解碼器中幀內(nèi)處理器部件相聯(lián)系的濾波器之間200KHZ的保護頻帶來消除水平交擾。交替地垂直脈沖峰化的幀內(nèi)平均過程已在方框34和36之間唯一的亮度通路上執(zhí)行，即，在亮度與色度分量組合之前或在網(wǎng)絡(luò)16的亮度低通濾波器(LPF)部分。圖11b說明高頻分量幀內(nèi)平均器38的細節(jié)。圖11b和13將在下面接著討論。
借助于類似于編碼器31的NTSC編碼器60將信號IH，QH和YH置于NTSC格式中。特別是，編碼器60包括圖9所示類型的裝置，以及將邊側(cè)畫面色度高頻分量信息正交調(diào)制到3.58MHZ的邊側(cè)畫面亮度高頻分量信息以產(chǎn)生NTSC格式中邊側(cè)畫面高頻分量信息，即，信號NTSCH。該信號由圖5說明。
在NTSC編碼器31和60中使用多維帶通濾波，其優(yōu)點是允許把亮度和色度分量垂直分開，而當接收機包括用于把亮度和色度信息分離的互補的多維濾波時，接收機上沒有交擾。把使用互補的濾波器來對亮度/色度編碼和解碼稱之為協(xié)作處理，在C.H.Strolle發(fā)表于SMPTEJournal雜志，卷號95，期號，8，1986年8月，PP782-789上題為“用于改善色度/亮度分離的協(xié)作處理”的文章中對此作了詳細討論。即使是使用傳統(tǒng)陷波和行梳狀濾波器的標準接收機，也由于減少了色度/亮度交擾而受益于使用這樣的多維前置濾波。
用部件16對信號NTSCH進行時間擴展，以產(chǎn)生鈣有50μs水平行正程周期的擴展的邊側(cè)高頻分量信號ESH，即，小于大約52μs的標準NTSC行正程周期。特別是，如圖5所示用“映射”過程完猹擴展，該映射過程把信號NSCH的左邊側(cè)畫面象素映射到信號ESH的象素位置15-377，即，擴展信號NTSCH的左邊側(cè)高頻分量以占據(jù)大約信號ESH行時間的一半。對信號NTSCH的右邊側(cè)畫面部分(象素671-754)作類似處理。時間擴展過程用363/84的因子，降低了構(gòu)成信號ESH的信息的水平帶寬(和信號NTSCH的相比)。用于完成時間擴展的映射過程可用參照圖12-12b所示類型并將被討論的裝置來實現(xiàn)。如圖11a所示類型的信號ESH由網(wǎng)絡(luò)64幀內(nèi)平均并垂直脈沖峰化，以產(chǎn)生如圖5所示的信號X。由于信號ESH幀內(nèi)圖象信息的高度視覺相關(guān)性，幀內(nèi)平均信號X基本與信號ESH相同。將信號X加到正交調(diào)制器80的信號輸入端。
信號YF′也可用5MHZ-6.0MHZ通帶的水平帶通濾波器70來濾波。來自濾波器70的輸出信號、水平亮度高頻分量加到幅度調(diào)制器72，該調(diào)制器幅度調(diào)制5MHZ的載波信號fc。調(diào)制器72包括截止頻率約為1.0MHZ的輸出低通濾波器以便在調(diào)制器72的輸出端得到0-1.0MHZ通帶的信號。由調(diào)制過程產(chǎn)生的上(折疊)邊帶(5.0-6.0MHZ)用1.0MHZ低通濾波器消去。5.0MHZ-6.0MHZ范圍的水平亮度高頻分量頻率由于幅度調(diào)制過程和接著進行低通濾波的結(jié)果，被移至0-1.0MHZ范圍。載波幅度應足夠大，以在1.0MHZ低通濾波器濾波之后保持原始信號幅度。即，頻移對幅度沒有影響。
用格式編碼器74對部件72的頻移水平亮度高頻分量信號進行編碼。即，編碼器74將頻移的水平亮度高頻分量編碼，使得該信號呈現(xiàn)于行正程50μs區(qū)間內(nèi)，小于52.6μs的標準NTSC行正程周期。所用技術(shù)將聯(lián)系圖6-8作討論。當用編碼器74來時間壓縮編碼器74的輸入信號時，編碼器74的輸出的帶寬從大約1.0MHZ增加到1.1MHZ。來自編碼器74的信號在作為信號Z加到部件80之前，借助類似于圖11a所示的裝置進行幀內(nèi)平均和垂直脈沖峰化。由于編碼器74輸出信號的幀內(nèi)圖象信息的高度視覺相關(guān)性，幀內(nèi)平均信號Z基本上等同于來自編碼器74的信號。調(diào)制信號X(含有亮度和色度信息的合成信號)及調(diào)制信號Z基本上呈現(xiàn)相同的帶寬，約為0-1.1MHZ。
如結(jié)合圖24將要討論的那樣，在兩個輔助信號X和Z正交調(diào)制輔助副載頻信號ASC之前，由部件80對這兩個輔助信號X和Z的大的幅度偏差執(zhí)行非線性伽瑪函數(shù)的幅度壓縮。r(伽馬)取0.7，用此將每個樣值的絕對值增大到0.7次冪并乘以原始樣值的符號。由于編碼器所用伽瑪函數(shù)的逆是可預測并很容易由接收機解碼器來實現(xiàn)，所以，伽瑪壓縮降低了可能的對現(xiàn)有接收機調(diào)制信號大的幅度偏差的干擾的視覺可見度。
然后將該幅度壓縮信號正交調(diào)制到3.1075MHZ的相控的輔助副載波ASC，其頻率為1/2水平行頻的奇數(shù)倍(395×H/2)。使得該輔助副載波從一個場到下一個場附加180°相位，而不同于色度副載波的相位。輔助副載波交替場的相位，允許信號X和Z的輔助調(diào)制信息重疊色度信息并產(chǎn)生調(diào)制的輔助信號的相位互補的輔助信息分量A1，-A1和A3，-A3，這有助于用接收機上相當簡單的場存貯裝置來分離輔助信息。加法器40把正交調(diào)制信號M加至信號N。結(jié)果信號NTSCF為4.2MHZNTSC兼容信號。
用于大幅度壓縮目的的編碼器使用的所述非線性伽馬函數(shù)是非線性擴展(壓縮-擴展)系統(tǒng)的組成部分，該系統(tǒng)還包括用于幅度擴展目的的寬屏幕接收機的編碼器中的互補的伽馬函數(shù)，這將在下面接著討論。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所公開的非線性擴展系統(tǒng)大大減少了輔助的非標準信息對標準信息的影響，而不會因噪聲引起圖象可見的質(zhì)量下降。擴展系統(tǒng)使用非線性伽馬函數(shù)來對編碼器中輔助的、非標準的、寬屏幕高頻信息的大的幅度偏離進行時間壓縮，同時，在解碼器中用互補的非線性伽馬函數(shù)相應地擴展這種高頻信息。其結(jié)果是減少了由大幅度輔助高頻信號引起對現(xiàn)有標準視頻信息的干擾程度，在所公開的兼容的寬幕系統(tǒng)中，其中的非標準輔助寬屏幕信息分解為受到擴展的低頻和高頻部分。由于大幅度的高頻信息一般和高反差圖象的邊緣有關(guān)，而且，肉眼對這些邊緣噪聲的不敏感，所以，編碼器中對壓縮過的高頻信息的非線性幅度擴展并不會引起過分的可感覺的噪音。所述擴展過程在減少可視差拍分量的同時，也有利于減少輔助和色度副載波之間的交又調(diào)制的分量。
亮度細節(jié)信號YT呈現(xiàn)7.16MHZ的帶寬，可用格式編碼器78將之編碼為4∶3格式(例如，用圖6所示的方式)，并由濾波器79將之水平低通濾波為750KHZ以產(chǎn)生信號YTN。邊側(cè)部分在由格式編碼器78的輸入低通濾波器時間壓縮之前，低通濾波為125KHZ，其中的輸入低通濾波器相當于圖6所示裝置的輸入濾波器610，除了其截止頻率為125KHZ，邊側(cè)部分的高頻分量被丟棄。該信號YTN與主信號C/SL空間相關(guān)。
信號YTN和NTSCF在加到調(diào)制TV射頻載波信號的射頻正交調(diào)制器57之前，分別由數(shù)字模擬變換部件53和54將它們從數(shù)字(二元)信號變換為模擬信號。以后把該經(jīng)調(diào)制的射頻信號加至發(fā)射機55，通過天線56發(fā)射出去。
和調(diào)制器80關(guān)聯(lián)的交變副載波ASC被水平同步，該交變副載波所選頻率保證邊側(cè)和中央信息的滿足要求的分離(例如，20-30db)，并且，對標準NTSC接收機所顯示的圖象有輕微的影響。ASC頻率最好為1/2水平行頻的奇數(shù)倍的隔行頻率，使之不會產(chǎn)生損害所顯示圖象質(zhì)量的干擾。
由諸如部件80提供的正交調(diào)制最好是同時發(fā)射兩個窄帶信號。對調(diào)制高頻分量信號時間擴展的結(jié)果是帶寬減小，和正交調(diào)制的窄帶所要求的帶寬相一致。帶寬減小越多，載波和調(diào)制信號間產(chǎn)生干擾的可能就越小。而且，邊側(cè)畫面信息的典型的高能直流分量壓縮在過掃描區(qū)而不用作調(diào)制信號，所以，大大減少了調(diào)制信號的潛在干擾。
由天線56發(fā)送的編碼的NTSC兼容的寬屏幕信號打算由NTSC接收機和寬屏幕接收機來接收，如圖13說明。
圖13中，天線1310接收到廣播兼容的寬屏幕EDTV隔行掃描的電視信號，并送至NTSC接收機1312的天線輸入端。接收機1312以普通方式處理兼容的寬屏幕信號，以產(chǎn)生寬高比為4∶3的圖象顯示，而寬屏幕邊側(cè)畫面信息部分(即“低頻分量”)壓縮于觀看者視線之外的水平過掃描區(qū)，部分(即“高頻分量”)包含在不會干擾標準接收機工作的已調(diào)制的輔助副載波信號中。
由天線1310接收的兼容的寬屏幕EDTV信號也加至寬屏幕逐行掃描接收機1320，該接收機能夠顯示高的寬高比，例如5∶3的視頻圖象。接收到的寬屏幕信號由輸入部件1322處理，該部件包括射頻調(diào)諧器和放大電路，用于產(chǎn)生基帶視頻信號的同步視頻解調(diào)器(正交解調(diào)器)，用于產(chǎn)生二元形式的基帶視頻信號(NTSCF)的模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的取樣頻率為色度副載波頻率的四倍(4×fsc)。
信號NTSCF加到幀內(nèi)處理器1324，該幀內(nèi)處理器處理幀內(nèi)的分隔262H的圖象行，從而恢復主信號N和基本上沒有V-T交擾的正交調(diào)制的輔助信號M。在部件1324的1.7MHZ的工作頻率的下限與圖1a編碼器中部件38的1.5MHZ的工作頻率下限之間形成200KHZ的水平交擾保護頻帶。由于在圖1a編碼器中經(jīng)幀內(nèi)平均處理的原始主信號C/SL具有高度的幀內(nèi)圖象視覺相關(guān)性，所以，所恢復的信號N包含視覺上基本上與主信號C/SL的圖象信息相同的信息。
將信號M耦合到正交解調(diào)器和幅度擴展部件1326，以便響應輔助副載波ASC而解調(diào)輔助信號X和Z，該輔助副載波ASC帶有場交替相位，類似于結(jié)合圖1a討論的信號ASC。由于用圖1a編碼器進行幀內(nèi)平均的這些信號的高度的幀內(nèi)圖象視覺相關(guān)性，解調(diào)后的信號X和Z包含的信息為圖1a的部件74的輸出信號并在視覺上基本與信號ESH的圖象信息相同。部件1326還包括1.5MHZ低通濾波器，用來濾掉輔助副載波兩倍頻的不需要的高頻解調(diào)結(jié)果，部件1326還包含一個幅度擴展器，該幅度擴展器使用遞伽馬函數(shù)[r(伽馬)＝1/0.7＝1.429)，即，圖1a中由部件80執(zhí)行的非線性壓縮函數(shù)的遞函數(shù)，對(前面壓縮的)解調(diào)信號進行擴展。
部件1328對彩色編碼邊側(cè)畫面高頻分量進行時間壓縮，使它們占據(jù)其原始時隙，從而恢復信號NTSCH。部件1328對信號NTSCH進行時間壓縮，壓縮量和圖1a的部件62對信號NTSCH的時間擴展量相同。
亮度(Y)高頻分量解碼器1330將亮度水平高頻分量信號Z解碼為寬屏幕格式，解碼是以對該信號時間擴展和圖1a編碼器中對相應分量時間壓縮相同的量進行的，如圖17指出，這里使用了描述過的映射技術(shù)。
調(diào)制器1332把來自譯碼器1330的信號幅度調(diào)制在5.0MHZ載波fc上。以后用帶有5.0MHZ截上頻率的濾波器1334高通濾波該已調(diào)幅信號，以濾去邊頻帶。在濾波器1334的輸出信號中，濾去了5.0-6.0MHZ的中央畫面頻率和5.0-6.0MHZ的邊側(cè)畫面頻率。來自濾波器1334的信號通過內(nèi)插器1335加到加法器1336，該內(nèi)插器和將要討論的圖5所示的內(nèi)插器2515相對應，用來減少鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象。
來自壓縮器1328的信號NTSCH加到部件1340，用來從色度高頻分量中分離出亮度高頻分量，以產(chǎn)生信號YH、IH和QH，這可由圖18所示電實現(xiàn)。用內(nèi)插器1341處理信號YH，該內(nèi)插器也對應于圖25的內(nèi)插器2515，用來減少鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象。
來自部件1324的信號N通過亮度-色度分離器1342，分離為其成分亮度和色度分量YN、IN和QN，該亮度-色度分離器1342和分離器1340類似，可以使用圖18所示類型的裝置。
幀內(nèi)平均的過程(一種相當簡單的垂直濾波形式)是在編碼器中執(zhí)行的，該過程可能產(chǎn)生不必要的鋦齒對角的人為現(xiàn)象，(例如，頭中發(fā)狀的鋦齒)，特別在在表示淡深的圖象躍遷的區(qū)域里。借助于內(nèi)插器1343，大大降低了這些人為現(xiàn)象的可見度，該內(nèi)插器對1.5MHZ以上的亮度高頻信息進行處理，并由解碼器中部件38對這些信息進行幀內(nèi)平均處理。內(nèi)插器1343可能會使垂直分辨率有略微降低。但是，這種影響可以通過使用和編碼器中幀內(nèi)平均器38相關(guān)的垂直脈沖峰化來加以補償。由內(nèi)插器1343執(zhí)行的行內(nèi)插過程的特性由圖25a中的響應曲線示出。
圖25a說明第一、第二連續(xù)圖象場部分隔行的結(jié)構(gòu)。場1包含奇數(shù)行1、3、5、7……，場2和場1間隔262H，包含偶數(shù)行2，4，6，8等。編碼器方框38中的幀內(nèi)平均過程基本上就是用占A、B、C、D示出的求平均值的內(nèi)插過程。在編碼器中，將平均值A(chǔ)賦給場1的行1(“X”)，將平均值B賦給場1的行3和場2的行2(“Y”)，將平均值C賦給場1的行5和場2的行4，等。在編碼器中執(zhí)行的幀內(nèi)平均的結(jié)果是，以262H隔開的場中的象素有相同的值。行3-2，5-4，7-6等是由262H隔開的，而行1-2，3-4，5-6等是由263H隔開的。在該說明中所述值為平均值，但另一些值要根據(jù)給定系統(tǒng)的要求來選擇。
當幀內(nèi)平均過的中央畫面的高頻信息，特別是和對角圖象躍遷相關(guān)的亮度信息，和末幀內(nèi)平均處理的低頻信息相結(jié)合時，會產(chǎn)生引起鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象的折疊效應?？梢詫o定幀內(nèi)的場1和場2使用以下線性內(nèi)插公式來減少鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象。
X＝3/4A+1/4B(場1)Y＝1/4A+3/4B(場2)這樣的內(nèi)插過程由于按以上內(nèi)插公式對它們賦以新值，從而修改了原來確定的每場各行的幀內(nèi)平均值。該內(nèi)插過程也可對幀內(nèi)平均的色度信息進行處理。因為色度“參差不齊”從視覺心理觀點來看認為是不太有害的，所以，沒有必要就所有情形來對它考慮。
信號YH、IH、QH和IN、QN、YN(內(nèi)插后)提供給Y-I-Q格式解碼器1344的輸入端，該解碼器將亮度和色度分量解碼為寬屏幕格式。對邊側(cè)畫面的低頻分量進行時間擴展，對中央畫面的信息進行時間壓縮，將邊側(cè)畫面高頻分量加至邊側(cè)畫面的低頻分量，并用圖14所示原理將邊側(cè)畫面接合于中央畫面的10象素重疊區(qū)。解碼器1344的細節(jié)如圖19所示。
信號YF′耦合到加法器1366，將信號YF′和來自濾波器1344的信號相加。通過這個步驟，將恢復的擴展的水平亮度高頻的細節(jié)信息加至解碼的亮度信號YF′。
借助于變換器1350、1352和1354分別將信號YF′、IF′和QF′從隔行掃描格式變換為逐行掃描格式。亮度信號逐行掃描變換器1350也響應來自格式解碼器1360的“輔助的”亮度信號YT，該格式解碼器對編碼的“輔助”信號YTN解碼。解碼器1360將信號YTN解碼為寬屏幕格式，并呈現(xiàn)和圖17相類似的結(jié)構(gòu)。
I和Q變換器1352和1354，通過對相隔一幀的各行取時間平均值來產(chǎn)生遺漏的逐行掃描行信息，從而將隔行掃描信號變換為逐行掃描信號。這可用圖20所示類型的裝置完成。
亮度逐行掃描變換部件1350類似于圖20所示的變換器，除了如圖21所示的增加了信號YT之外。在圖21所示變換部件中，把“輔助”信號樣值YT加到時間平均值上，以幫助重構(gòu)遺漏的逐行掃描的象素樣值。在包含于編碼的行差值信號(750KHZ，編碼之后)的水平頻率的頻帶內(nèi)，恢復所有時間細節(jié)。在水平頻率的該頻帶之上，信號YT為零，這樣，可通過時間平均來重構(gòu)遺漏樣值。
寬屏幕逐行掃描信號YF、IF和QF在加到視頻信號處理器和矩陣放大器部件1364之前，借助于數(shù)模轉(zhuǎn)換器1362變換為模擬信號形式。部件1364中視頻信號處理器元件包括信號放大、直流電平偏移、脈沖峰化、亮度控制、對比度控制和其它常規(guī)視頻信號處理電路。矩陣放大器1364將亮度信號YF與色差信號IF及QF相組合，以產(chǎn)生表示彩色圖象的視頻信號R、G和B。用部件1364中顯示驅(qū)動放大器來放大這些彩色信號，放大到適合于直接驅(qū)動寬屏幕彩色圖象顯示裝置1370的電平，其中的顯示裝置，例如寬屏幕顯象管。
圖6說明包括在圖1a的處理器18中的裝置，該裝置用來從寬帶寬屏幕信號YF產(chǎn)生信號YE，YO和YH。用帶有700KHZ截止頻率的輸入濾波器對信號YF″水平低頻濾波，以產(chǎn)生低頻亮度信號YL，該亮度信號加到減法組合器612的一個輸入端。信號YF″加到組合器612的另一輸入端，并在延遲之后由部件614把XF″信號加到時間多路分離裝置616，用來對濾波器610的信號處理延遲進行補償。將延遲后的信號YF″和經(jīng)濾波信號YL進行組合，從而在組合器612的輸出端產(chǎn)生高頻亮度信號YH。
延遲的信號YF″和信號YH及YL加到多路分離裝置616的分離輸入端上，該裝置包括分別用處理信號YF″，YH和YL的多路分離(DEMUX)部件618，620和621。多路分離裝置616的細節(jié)將聯(lián)系圖8進行討論。多路分離部件618，620和621如圖3和圖4所示，分別用于驅(qū)動全帶寬的中央畫面信號YC，邊側(cè)畫面高頻分量信號YH和邊側(cè)畫面低頻分量信號YL′。
用時間擴展器622對信號YC進行時間擴展，以產(chǎn)生信號YE。用中央擴展因子對信號YC進行時間擴展，以留下足夠空余給左、右水平過掃描區(qū)。中央擴展因子(1.19)為信號YE(象素15-740)預計寬度與信號YC(象素75-680)寬度的比率，如圖3所示。
由時間壓縮器628，用邊側(cè)壓縮因子對信號YL′進行壓縮，以產(chǎn)生信號YO。邊側(cè)壓縮因子(6.0)是信號YL′(例如左象素1-84)對應部分的寬度與信號(例如左象素1-14)的預計寬度之比，如圖3所示。時間擴展器622，624和626和時間壓縮器628可以是圖12所示類型，將在下面討論。
和用圖6裝置產(chǎn)生信號YE、YH和YO的方式一樣，從信號IF″和QF″中分別產(chǎn)生信號IE、IH、IO和信號QE、QH、QO。參照圖7，該圖說明了用于從信號IF″中產(chǎn)生信號IE、IH和IQ的裝置。用同樣方法，從信號QF″產(chǎn)生信號QE、QH和QO。
在圖7中，寬帶的寬屏幕信號IF″，在由部件714延遲之后，耦合到多路信號分離裝置716，并還在減法組合器712中與來自低通濾波器710的低頻信號IL以相減方式組合。用和多路分離束裝置716相關(guān)的多路分離裝置716、720和721分別多路分離延遲過的信號IF″和信號IH及IL，以產(chǎn)生信號IC、IH和IL′。用擴展器722對信號IC進行時間擴展，以產(chǎn)生信號IE，用壓縮器728對信號IL′進行時間壓縮，以產(chǎn)生信號IO。用和討論過的信號YC所用的中央擴展因子類似的中央擴展因子來擴展信號IC，用也已討論過的信號YL′所用的邊側(cè)壓縮因子類似的邊側(cè)壓縮因子，來壓縮信號IL′。
圖8說明多路分離裝置816，例如，可用作圖6的裝置616和圖7的裝置716。從圖6的多路分離器616的角度來說明圖8的裝置。輸入信號YF″含有確定圖象信息的754個象素。象素1-84定義左邊側(cè)畫面，象素671-754定義右邊側(cè)畫面，象素75-680定義與左右邊側(cè)畫面有點重疊的中央畫面。信號IF″和QF″呈現(xiàn)類似重疊。如將要討論的那樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的畫面重疊有利于在接收機中組合(拼接)中央和邊側(cè)畫面，以基本上消除邊界人為現(xiàn)象。
多路分離裝置816包括分別和左、中央、右畫面信息相關(guān)的第一、第二和第三多路分離(DEMUX)部件810、812和814。每個多路分離部件都有一個輸入端“A”，分別施加信號YH、YF″和YL，每個多路分離部件都有一個輸入端“B”，用于施加消隱信號(BLK)。例如，消隱信號可以是邏輯零電平或接地。只要部件810的信號選擇輸入(SEL)端從計數(shù)比較器817中接收到第一控制信號，指出存在左畫面象素單元1-84和右畫面象素單元671-754，那么部件810就從輸入信號YH中抽取包含左右畫面高頻分量的輸出信號YH。在其它時間，來自計數(shù)比較器817的第二控制信號使得輸入端B的BLK信號而不是輸入端A的信號YH耦合到部件810的輸出端。部件814和計數(shù)比較器820以類似方式工作，用于從信號YL中導出邊側(cè)畫面低頻分量信號YL′。部件812將來自其輸入端的信號YF″耦合到其輸出端，以便只有在來自計數(shù)比較器818的控制信號指出存在中央畫面象素75-680時才產(chǎn)生中央畫面信號YC。
借助于來自計數(shù)器822的脈沖輸出信號，使計數(shù)比較器817、818和820同步于視頻信號YF″和從視頻信號YF″導出的水平行同步信號H，所述脈沖輸出信號響應于色度副載波頻率的4倍頻(4×fsc)的時鐘信號。來自計數(shù)器822的每一個輸出脈沖對應于沿水平行的一個象素位置。計數(shù)器822呈現(xiàn)的-100初始計數(shù)偏置和從時刻THS的負向水平同步脈沖開始到水平消隱周期結(jié)束的100象素相對應，在水平消隱周期結(jié)束的時刻，象素1出現(xiàn)在水平行顯示區(qū)間的開始處。這樣，計數(shù)器822在行顯示區(qū)間的開始處呈現(xiàn)計數(shù)為“1”。還開發(fā)出了其它計數(shù)器電路。多路分離裝置816所用原理也可用于進行信號逆組合操作的多路分離裝置，例如，由圖1a中邊側(cè)-中央畫面組合器28所執(zhí)行的那樣。
圖9展示圖1a中編碼器31和60中的調(diào)制器30的細節(jié)。圖9中，信號IN和QN以四倍的色度副載波頻率出現(xiàn)，并將這兩個信號分別加到鎖存器910和912的信號輸入端。鎖存器910和912還接收4×fsc的時鐘信號(以便轉(zhuǎn)移到信號IQ和QN中)以及加在鎖存器910的反相切換信號輸入端鎖存器912的非反相切換信號輸入端的2×fsc切換信號。將鎖存器910和912的信號輸出組合到單一信號輸出線，在該輸出線上，信號I和Q相輔出現(xiàn)，并加到非反相鎖存器914和反相鎖存器916的信號輸入端。這些鎖存器以4×fsc頻率計時，并且，以色度副載波頻率fsc，分別在反相和非反相輸入端接收切換信號。非反相鎖存器914產(chǎn)生正極性信號I和Q的交替輸出序列，而反相鎖存器916產(chǎn)生負極性的I和Q信號即-I，-Q的交替輸出序列。用單一輸出線來組合鎖存器914和916的輸出，在該單一輸出線上出現(xiàn)互為相反極性對的成對I、Q信號的交替序列，即I，Q，-I，-Q……等，從而構(gòu)成信號CN。該信號CN在由部件36與濾波后的亮度信號YN組合之前，由濾波器32對之濾波，組合之后，產(chǎn)生形如Y+I，Y+Q，Y-I，Y-Q，Y+I，Y+Q……等的NTSC編碼的信號C/SL。
圖10說明垂直-時間(V-T)濾波器，通過調(diào)整加權(quán)系數(shù)a1-a9，該濾波器可呈現(xiàn)V-T帶通，V-T帶阻或V-T低通配置。圖10a的表格說明加權(quán)系數(shù)和V-T帶通、帶阻濾波配置的關(guān)系，在所公開系統(tǒng)中，使用了這些濾波器配置。H-V-T帶通濾波器(例如圖1a的濾波器34)和H-V-T帶通濾波器(例如包含在圖13的解碼器系統(tǒng)中的)分別包括如圖10b所示的水平低通濾波器1020和V-T帶阻濾波器1021的組合，以及如圖10C所示的水平帶濾波器1030和V-T帶通濾波器1031的組合。
在圖10b中的H-V-T帶阻濾波器中，水平低通濾波器1020呈現(xiàn)給定的截止頻率并產(chǎn)生濾波后的低頻信號分量。在組合器1023中，該信號與來自延遲部件1022的輸入信號的延遲后形式進行差組合，從而產(chǎn)生高頻信號分量。低頻分量在加到加法組合器1025以產(chǎn)生H-V-T帶阻濾波后的輸出信號之前，借助于網(wǎng)絡(luò)1024進行一個幀的延遲。V-T濾波器1021呈現(xiàn)如圖10a所示的V-T帶阻濾波系數(shù)。H-V-T帶通濾波器(例如包含在圖13解碼器內(nèi)，如圖10C所示)是由帶有給定截止頻率的水平帶通濾波器1030和帶有如圖10a表格指出的V-T帶通濾波器系數(shù)的V-T帶通濾波器1031級聯(lián)而成。
圖10的濾波器包括許多級聯(lián)的存儲器部件(M)1010a-1010h，用于在各個抽頭t1-t9產(chǎn)生連續(xù)的信號延遲，以及用于產(chǎn)生總的濾波器延遲。由抽頭傳送的信號分別加到乘法器的一個輸入端1012a-1012i。每個乘法器的另一輸入端，根據(jù)將要執(zhí)行的濾波處理的特性，接收前述的加權(quán)因子a1-a9。濾波處理的特性也可限定由存儲器部件1010a-1010h分派的延遲。水平尺度濾波器使用象素存貯的存儲單元使得總數(shù)延遲時間小于一個水平圖象行(1H)的時間間隔。垂直尺度濾波器專門使用行存貯的存儲單元，而時間尺度濾波器專門使用幀存貯的存儲單元。這樣，H-V-T三維濾波器包含象素(＜1H)，行，(1H)和幀(＞1H)存貯單元的組合，而V-T濾波器只包含后兩種類型的存儲單元。在加法器1015中對來自單元1012a-1012i的加權(quán)的抽頭(相互延遲的)信號進行組合，從而產(chǎn)生濾波后的輸出信號。
這樣的濾波器是非遞歸、有限脈沖響應(FIR)的濾波器。由存儲單元產(chǎn)生的延遲的特性取決于被濾波信號類型，以及在該例中亮度、色度和邊側(cè)畫面高頻分量信息間所容許的交擾量?？赏ㄟ^增加級聯(lián)存儲單元的個數(shù)，來增強濾波器截止特性的銳度。
圖10d說明圖1a網(wǎng)絡(luò)1b的分離濾波器之一，它包括級聯(lián)的存儲器(延遲)部件1040a-1040d，與指定的各個加權(quán)因子a1-a5相聯(lián)的乘法器1042a-1042e(這些乘法器用來接收來自信號抽頭t1-t5的信號)以及信號組合器1045(該組合器用來累加來自乘法器a1-a5的加權(quán)輸出信號，從而產(chǎn)生輸出信號)。
圖11a描繪幀內(nèi)平均器，該幀內(nèi)平均器帶有垂直脈沖峰化和垂直低通濾波，適合用于圖1a中幀內(nèi)平均器64和76。除了脈沖峰化的特性，圖11a的電路類似于T.R.Smith等人題為“頻率選擇的視頻幀內(nèi)處理器”的和本申請同時待批的美國專利申請序列號215，123中所公開的幀內(nèi)平均電路。圖11a的裝置包括多個級聯(lián)的帶如圖示的連接端a-i的1H及260H延遲單元。來自端c和d的延遲信號，和來自端f和g的延遲信號，由單元1140和1141分別相加，這兩個單元分別給多路變換器(MUX)1144的分離輸入端提供輸出，該多路變換器以場速率響應30HZ的切換信號從而進行切換。MUX1148接收來自組合器1146和1147的組合后的輸出信號，所述組合器1146和1147分別對來自端a、f和d、i的信號相加，MUX1125直接接收來自端b和h的信號。把來自MUX1144和MUX1148的輸出信號加到乘法器1150和1152，這兩個乘法器分別接收互補的脈沖峰化信號+P和-P，用以產(chǎn)生峰值輸出信號，并把這兩個峰值輸出信號加到輸出組合器1128，該輸出組合器還接收來自MUX1125和來自延遲中心抽頭端e的信號。圖11a裝置的垂直脈沖峰化特征如圖所說明。該幀內(nèi)處理器對場1中的象素的輸出信號是中心抽頭上三個象素、中心抽頭和中心抽頭下兩個象素的組合。對場2的象素的輸出，有中心抽頭上兩個象素和中心抽頭下的三個象素。該橫向濾波器有偶數(shù)個抽頭。
圖11b說明頻率選擇幀內(nèi)平均器，該幀內(nèi)平均器帶有垂直脈沖峰化和垂直低通濾波，適合用作圖1a中的幀內(nèi)平均器38。除了脈沖峰化特征，圖11b的電路，也類似于前文提到的Smith等人的與本申請同時待批的美國專利申請中所公布的頻率選擇的幀內(nèi)平均電路。
圖11b的裝置，除了增加了單元1130，1132和1136，以及除了組合器1128組合了用+1/2和-1/2因子加權(quán)信號之外，和圖11a的裝置是等同的。來自組合器1128的信號，在加到電子傳輸門1132之前，用1.5MHZ水平高通濾波器1130進行濾波。門1132響應開關(guān)控制信號，該開關(guān)控制信號只有在主信號的中央部分(分量1)期間才許來自濾波器1130輸出端的高頻信號通過。這時，門1132打開(導通)。當主信號為時間壓縮邊側(cè)畫面部分期間，例如，在圖示的控制信號的正脈沖周期內(nèi)，門1132關(guān)閉(不導通)。在組合器1134中，將來自門1132的輸出信號與在中心抽頭端e得到的組合的視頻信號相加。對門控信號進行垂直同步，以響應與輸入組合視頻信號相關(guān)的垂直周期同步脈沖，還對門控信號進行水平同步。
圖12說明光柵映射裝置，它可用作圖6和圖7中的時間擴展器和壓縮器。關(guān)于這方面，可參考說明映射過程的圖12a的波形。圖12a示出連帶象素84和670間的中央部分的輸入信號波形S，該中央部分準備借助于時間擴展過程映射到輸出波形W的象素單元1-754中。波形S的端點象素1和670直接映射到波形W的端點象素1和754。由于時間擴展，中間的象素不是以1∶1為基準直接映射的，大多數(shù)情形下不是以整數(shù)為基準的。說明后一種情形，例如，輸入波形S的象素單元85.33對應輸出波形W的整數(shù)象素單元3。信號S的象素單元包含整數(shù)部(85)和小數(shù)部DX(33)，而波形W的象素單元3包含整數(shù)數(shù)(3)和小數(shù)部(0)。
在圖12中，象素計數(shù)器以4×fsc速率工作，產(chǎn)生代表輸出光柵上象素單元(1……754)的輸出寫地址(WRITE ADD RESS)信號M。信號M加到可編程只讀存儲器(PROM)1212，該PROM中包括一張根據(jù)所執(zhí)行光柵映射特征可編程取值的查找表，例如可執(zhí)行壓縮或擴展。為響應信號M，PROM 1212產(chǎn)生表示整數(shù)的輸出讀地址(READ ADDRESS)信號N，以及表示等于零或大于零但小于單位的小數(shù)的輸出信號DX。在信號DX取6位時，(26＝64)，信號DX呈現(xiàn)小數(shù)部分為0，1/64，2/64，3/64，…63/64。
PROM1212允許對作為信號N所存貯值的函數(shù)的視頻輸入信號S，進行擴展或壓縮。為響應象素單元M的整數(shù)值，要產(chǎn)生讀地址信號N的編程值和小數(shù)部信號DX的編程值。為實現(xiàn)信號擴展，例如，設(shè)計PROM1212，以低于信號M的速率產(chǎn)生信號N。相反，要實現(xiàn)信號壓縮，PROM1212以高于信號M的速率產(chǎn)生信號N。
用級聯(lián)象素延遲單元1214a，1214b和1214e延遲視頻輸入信號S，以產(chǎn)生視頻信號S(N+2)，S(N+1)和S(N)，這幾個信號互為視頻輸入信號的延遲形式。把這些信號加到各個雙端口存儲器1216a-1216d的視頻信號輸入端，如已知的那樣。將信號M加到存儲器1216a-1216d中每一個的寫地址輸入端，并把信號N加到存儲器1216a-1216d中每一個的讀地址輸入端。信號M確定到來的視頻信號信息是否寫入存儲器，而信號N確定從存儲器中讀出哪一個值。這些存儲器可以在寫入一個地址的同時讀出另一地址。存儲器1216a-1216d的輸出信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)，根據(jù)存儲器1216a-1216d的讀/寫操作，呈現(xiàn)時間壓縮或時間擴展的格式，該格式是隨PROM1212編程方式而變的。
用四點線性內(nèi)插器來處理來自存儲器1216a-1216d的信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)，該內(nèi)插器包括脈沖峰化濾波器1220和1222，PROM1225和兩點的線性內(nèi)插器1230，其細節(jié)如圖12b和12c所示。脈沖峰化濾波器1220和1222接收來自包括所示信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)的信號組中的三個信號，這兩個脈沖峰化濾波器還接收脈沖峰化信號PX。該脈沖峰化信號PX的值作為信號DX值的函數(shù)，從零至單位變化，如圖12d所示，該脈沖峰化信號是由PROM1225響應信號DX而產(chǎn)生的。PROM1225包括一個查找表，并編程產(chǎn)生PX的給定值以響應DX的給定值。
脈沖峰化濾波器1220和1222分別產(chǎn)生峰值的互延遲的視頻信號S′(N)和S′(N+1)，并送至兩點的線性內(nèi)插器1230，該內(nèi)插器也接收信號DX。內(nèi)插器1230提供(壓縮或擴展的)視頻輸出信號，其中，輸出信號W由表達式定義W＝S′(N)+DX[S′(N+1)-S′(N)]所述的四點內(nèi)插器和脈沖峰化函數(shù)可以方便地逼近內(nèi)插函數(shù)(Sinx)/X，該內(nèi)插函數(shù)帶有高頻細節(jié)的很好的分辨率。
圖12b展示脈沖峰化濾波器1220和1222及內(nèi)插器1230的細節(jié)。在圖12b中，將信號S(N-1)、S(N)和S(N+1)加到脈沖峰化濾波器1220的加權(quán)電路1240，其中，用脈沖峰化系數(shù)-1/4，1/2和-1/4分別對這三個信號加權(quán)處理。如圖12c所示，加權(quán)電路1240包含乘法器1241a-1241c，分別用于將信號S(N-1)，S(N)和S(N+1)與脈沖峰化系數(shù)-1/4、1/2和-1/4相乘。在加法器1242中將來自乘法器1241a-1241c的輸出信號相加，產(chǎn)生峰值信號P(N)，其中，在乘法器1243中，將所述信號P(N)和信號PX相乘，產(chǎn)生峰值信號，該峰值信號在加法器1244中與信號S(N)相加，產(chǎn)生峰值信號S′(N)。脈沖峰化濾波器1222呈現(xiàn)類似結(jié)構(gòu)和操作。
在兩點內(nèi)插器1230中，由減法器1232將信號S′(N+1)減去信號S′(N)，產(chǎn)生差值信號，由乘法器1234將該差值信號和信號DX相乘。由加法器1236將乘法器1234的輸出信號與信號S′(N)相加，產(chǎn)生輸出信號W。
圖15說明圖13中幀內(nèi)處理器1324的細節(jié)。圖15的解碼器裝置基本類同于圖11b的解碼裝置。
圖15中處理器1324的輸入組合視頻信號包括在第一場中的信號分量“Y1+C1”和“M1+A1”。在后繼的第二場中，輸入信號包括分量“Y2+C2”和“M1-A1”。分量Y1+C1、M1和Y2+C2、M1是由幀內(nèi)處理器38產(chǎn)生的分量，其細節(jié)結(jié)合圖11b討論。分量+A1和-A1表示與來自部件64和76的分量2和分量3的幀內(nèi)平均信息調(diào)制的交替的副載波信號，用于各個相繼的場。至于這一點，可具體參考圖1、圖1a和圖1d。
圖15中的幀內(nèi)處理器以前面討論過的圖11b電路基本相同的方式工作。用處于位置1的MUX1525，在組合器1528的輸出端得到場差值分量。將所得到的信號分量用高通濾波器1530濾波和部件1532選通后，其結(jié)果為分量-A1，如果在組合器1534中將該分量與信號Y1+C1、M1+A1進行組合，抵消了經(jīng)調(diào)制的輔助副載波分量(+A1)，從而產(chǎn)生恢復后的主信號Y1+C1，M1。所恢復主信號的分量Y1+C1在高通濾波器1530的1.7MHZ的截止頻率以下沒有改變，而分量M1表示大約1.7MHZ以上的幀內(nèi)平均的中央畫面信息。在用單位增益放大器1535倒相之后，使場差值抵消項(-A1)變?yōu)榛謴偷囊颜{(diào)制的輔助信號A1。
恢復的主信號Y1+C1、M1對應于圖13中的信號N，由討論過的網(wǎng)絡(luò)1342對恢復的主信號作進一步處理。恢復的輔助信號A1對應于圖13中信號M，并由網(wǎng)絡(luò)1326進行解調(diào)。
圖16說明網(wǎng)絡(luò)1324對下面的相繼的圖象場的場作，如圖15所示。在這種情形下，在延遲元件1520和1522之間產(chǎn)生信號Y2+C2、M1-A1，多路變換器1528處于位置2，用以接收信號Y1+C1，M1+A1。在組合器1534的輸出端，產(chǎn)生恢復的主信號Y2+C2、M1，并且利用了相反相位的已調(diào)制的輔助信號-A1。
圖18的H-V-T帶通濾波器1810(具有圖10C的配置和3.58±0.5MHZ的通帶)將信號NTSCH送至減法組合器1814，信號NTSCH在通過傳送時間均衡延遲器1812后，也送至上述組合器1814。于是，在組合器1814的輸出端得到分離的亮度高頻分量的信號YH。由解調(diào)器1816對來自濾波器181C的濾波后的NTSCH信號進行正交解調(diào)，以響應色度副載波信號SC而產(chǎn)生色度高頻分量IH和QH。
在圖19中，借助于邊側(cè)-中央畫面信號分離器(時間多路分離)1940，將信號YN、IN和QN分離為壓縮的邊側(cè)畫面低頻分量YO、IO、QO和擴展的中央畫面信號YE、IE、QE。多路分離器1940可使用前已討論過的多路分離器816的原理。
借助于時間擴展器1942，用邊側(cè)擴展因子對信號YO、IO和QO作時間擴展(其中，邊側(cè)擴展因子對應于圖1a中編碼器的邊側(cè)壓縮因子)，從而恢復寬屏幕信號中邊側(cè)畫面低頻分量的原始的空間關(guān)系，如用恢復的邊側(cè)畫面低頻分量信號YL、IL和QL所表示。類似地，為給邊側(cè)畫面留有余地，借助于時間壓縮器1944，用中央壓縮因子(對應于圖1a編碼器中的中央擴展因子)對中央畫面信號YE、IE和QE進行時間壓縮，以恢復寬屏幕信號中的中央畫面信號的原始空間關(guān)系，如用恢復的中央畫面信號YC、IC和QC所表示。壓縮器1944和擴展器1942可以是前面討論的圖12所示類型的。
用組合器1946將空間上恢復的邊側(cè)畫面高頻分量YH，IH及QH與空間上恢復的邊側(cè)畫面低頻分量YL，IL及QL相組合，以產(chǎn)生重構(gòu)的邊側(cè)畫面信號YS、IS及QS。借助于接合器1960將這些信號接合于重構(gòu)的中央畫面信號YC、IC和QC，從而形成了完全重構(gòu)的寬屏幕亮度信號YF′和完全重構(gòu)的寬屏幕色差信號IF′和QF′。以這樣方式實現(xiàn)邊側(cè)和中央畫面信號分量的接合，即在中央和邊側(cè)畫面間的邊界上，實際上消去了可見的接縫，這可從圖14所示接合器1960的以下討論中看出。
在圖20中，隔行信號IF′(或QF′)在加到雙口存儲器2020之前，用單元2010延遲263H。該延遲信號在由加法器2014與輸入信號相加之前，由元件2012進行附加的262H延遲。加法器2014的輸出信號在加到雙口存儲器2018的輸入端之前，耦合到除2網(wǎng)絡(luò)2016。存儲器2020和2018以8×fsc速率讀出數(shù)據(jù)，以4×fsc速率寫數(shù)據(jù)。來自存儲器2018和2020的輸出加到多路轉(zhuǎn)換器2022，以產(chǎn)生輸出的逐行掃描信號IF(QF)。圖20還示出了逐行掃描的輸入信號(兩行，具有標明的象素樣值C和X)以及包含象素樣值C和X的逐行掃描的輸出信號的說明性的波形。
圖21說明適合用作圖13處理信號YF′的變換器1350的裝置。隔行號YF′在由所示加法器組合之前，由單元2110和2112進行延遲。將來自單元2110的延遲信號加到雙口存儲器2120。來自加法器2114的輸出信號耦合到除2網(wǎng)絡(luò)2116，該網(wǎng)絡(luò)的輸出在加法器2118中和信號YT相加。來自加法器2118的輸出加到雙口存儲器2122。存儲器2120和2122以4×fsc速率寫入，以8×fsc速率讀出，并向乘法器2124提供輸出信號，產(chǎn)生逐行掃描信號YF。
圖14描述邊側(cè)畫面-中央畫面接合裝置，例如適用于圖19中的接合器1960。在圖14中，所示的接合器包含有用于從邊側(cè)畫面亮度信號分量YS和中央畫面亮度信號分量YC中產(chǎn)生全帶寬亮度信號YF′的網(wǎng)絡(luò)1410，以及結(jié)構(gòu)相似并對網(wǎng)絡(luò)1410產(chǎn)生影響的I信號接合器1420和Q信號接合器1430。用若干象素，例如10個象素，來有意地使中央畫面和兩個邊側(cè)畫面重疊。這樣在接合前的整個信號編碼和傳輸過程中，中央和邊側(cè)畫面信號共享了若干冗余象素。
在寬屏幕接收機中，由中央和邊側(cè)的相應信號重構(gòu)中央和邊側(cè)畫面，但由于對畫面信號執(zhí)行了時間擴展、時間壓縮和濾波處理，使邊側(cè)與中央畫面邊界上的好幾個象素變得不純或畸變。用圖14中，用與信號YS和YC相關(guān)的波形表示覆蓋區(qū)(OL)和不純的象素(CP;為清晰起見有點夸張)。如果畫面都無覆蓋區(qū)，不純象素相互鄰接，使得接縫是可見的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，10個象素寬的重疊區(qū)對補償3至5個不純的邊界象素是足夠?qū)捔恕?br> 這些象素有利于在重疊區(qū)調(diào)和邊側(cè)和中央畫面。在信號YS加到信號組合器1415之前，如有關(guān)波形所說明的那樣，由乘法器1411將邊側(cè)畫面信號YS乘以重疊區(qū)中的加權(quán)函數(shù)W。類似地，在把信號YC加至組合器1415之前，如有關(guān)波形說明的那樣，乘法器1412將中央畫面信號YC乘以重疊區(qū)的互補的加權(quán)函數(shù)(1-W)。這些加權(quán)函數(shù)對重疊區(qū)呈現(xiàn)線性斜坡特性，而且，取值于0和1之間。加權(quán)后，用組合器1415把邊側(cè)和中央畫面象素相加，使得每一個重構(gòu)的象素是邊側(cè)和中央畫面象素的線性組合。
加權(quán)函數(shù)在重疊區(qū)最內(nèi)邊界附近最好接近于1，而在最外邊界最好接近零。這樣就保證了不純象素對重構(gòu)畫面的邊界影響相當小。圖示說明的線性斜坡型的加權(quán)函數(shù)滿足了這個要求。但是，加權(quán)函數(shù)不必是線性的，并且，可以使用有曲線或圓形端部(即，在1和0加權(quán)點附近)的非線性加權(quán)函數(shù)?？赏ㄟ^對所說明類型的線性斜坡加權(quán)函數(shù)的濾波，很便易地得到這樣的加權(quán)函數(shù)。
通過網(wǎng)絡(luò)很容易產(chǎn)生加權(quán)函數(shù)W和1-W，其中，該網(wǎng)絡(luò)包括響應于代表象素位置的輸入信號的查找表，以及減法組合器。已知邊側(cè)-中央象素重疊單元，對查找表相應編程，以產(chǎn)生對輸入信號響應的、對應于加權(quán)函數(shù)W的0至1的輸出值?？捎酶鞣N方法產(chǎn)生輸入信號，例如用由每個水平行同步脈沖同步的計數(shù)器。通過從1中減去加權(quán)函數(shù)W而產(chǎn)生互補的加權(quán)函數(shù)1-W。
圖22說明的裝置適合用作圖1a中信號YF的逐行掃描到隔行掃描變換器17C。圖22也展示了在垂直(V)和時間(T)平面中表示的、具有樣值A(chǔ)、B、C和X的逐行掃描輸入信號YF的部分圖，該圖也已示于圖2a中。通過單元2210和2212，將逐行掃描信號YF延遲525H，以便從樣值B中產(chǎn)生相對延遲的樣值X和A。在把樣值B和A加到除2網(wǎng)絡(luò)2216之前，在加法器2214中將它們相加。網(wǎng)絡(luò)2216的輸出信號在網(wǎng)絡(luò)2218中和樣值X以相減方式組合，從而產(chǎn)生信號YT。把該YT信號加到開關(guān)2220的一個輸入端，開關(guān)2220以兩倍的隔行的水平行掃描頻率工作。開關(guān)2220的另一輸入端接收來自延遲單元2210輸出端的延遲信號YF。開關(guān)2220的輸出加在雙口存儲器2222上，該存儲器以4×fsc速率讀出，以8×fsc速率寫入，以便在輸出端產(chǎn)生隔行掃描形式的信號YF′。
圖23展示了適合用作圖1a的變換器17a和17b的裝置。在圖23中，逐行掃描信號IF(或QF)在加到雙口存儲器2312之前，加到525H延遲單元2310，雙口存儲器2312以4×fsc速率讀出，以8×fsc速率寫入數(shù)據(jù)，用于產(chǎn)生隔行輸出信號IF′(或QF′)。圖23也展示其第一、第二行和樣值C和X相關(guān)的逐行掃描輸入信號，以及隔行掃描的輸出信號(帶樣值C的第一行以H/2速率伸展)的說明性波形。雙口存儲器2312僅僅以伸展的形式輸出所述輸入信號的第一行樣值(C)。
圖24展示了部件80的細節(jié)。信號X和Z分別加到非線性幅度壓縮器2410和2412的地址輸入端。壓縮器2410和2412為可編程只讀存儲器，(PROM)，每個PROM中包括含有與所要求的非線性伽馬壓縮函數(shù)對應的可編程數(shù)值的查找表。該函數(shù)可用作為接近部件2412的輸出響應的函數(shù)的瞬時輸入來說明。來自部件2410和2412數(shù)據(jù)輸出端的信號分別加到信號乘法器2414和2416的信號輸入端。乘法器2414和2416的基準輸入端分別接收互為90°相位差的輔助副載波信號ASC，即，具有正弦和余弦形式的信號ASC。在組合器2420中，將來自乘法器2414和2416的輸出信號相加，以產(chǎn)生正交調(diào)制的信號M。在圖13的解碼器電路中，用常規(guī)的正交解調(diào)技術(shù)來恢復壓縮信號X和Z，用有關(guān)PROM實現(xiàn)這些信號的互補的非線性幅度擴展，其中，PROM含有可編程查找表，其數(shù)值和PROM2410和2412互補。
圖25說明適合用作圖13中的內(nèi)插器網(wǎng)絡(luò)1343的裝置。借助于1.5MHZ高通濾波器2510和減法組合器2512，將亮度信號YN分離為相對于1.5MHZ的高頻部分和低頻部分。將含有1.5MHZ以上幀內(nèi)處理過頻率的YN高頻分量加到內(nèi)插器2515。內(nèi)插器2515如圖25所示，配置有多路變換器(MUX)2520，減法組合器2522，乘法器2524和加法組合器2526及2530。MUX2520響應30HZ的切換信號，并且，接收高頻亮度分量的延遲和未延遲的形式，以場頻進行切換。在部件2522中，將MUX2520的輸出與延遲單元2516和2518之間的中心抽頭信號以相減方式組合，在乘法器2524中，將上述組合后信號乘以加權(quán)因子1/4。用加法器2526將來自乘法器2524的加權(quán)信號與中心抽頭信號相加，加法器2526的輸出在加到網(wǎng)絡(luò)1344之前，與來自組合器2512的延遲輸出端的低頻亮度分量YN-LOWS相加，以重構(gòu)亮度信號YN。內(nèi)插器2515的幅度響應特性如圖示，用前面已描述的幀內(nèi)平均器38提供的垂直脈沖峰化對此特性做輕微補償，以便保持更均勻的亮度幅度特性。
在時間壓縮邊側(cè)畫面周期里，門2525變?yōu)椴粚?，從而，禁止這些間隔期間的內(nèi)插處理，由于信號N的壓縮的邊側(cè)畫面信息沒有進行幀內(nèi)平均，所以，不會出現(xiàn)鋦齒狀對角的人為現(xiàn)象。
圖13的內(nèi)插器網(wǎng)絡(luò)1335和1341可以使用圖25的內(nèi)插器網(wǎng)絡(luò)2515(除了門2525之外)。也就是說，對用作網(wǎng)絡(luò)1335和1341的內(nèi)插器、乘法器2524的輸出信號連續(xù)不斷地耦合到加法器2526的輸入端。
權(quán)利要求
1.一種處理視頻信號的系統(tǒng)，包含有產(chǎn)生視頻信號的裝置，其中視頻信號包含由圖象元素(象素)定義的圖象信息，該裝置的特征在于響應所述視頻信號的變換裝置(38)，該裝置用于產(chǎn)生經(jīng)處理的視頻信號，這種信號每一組內(nèi)有相同值的象素，而組與組之間各不相同；并且對所述經(jīng)處理的信號進行內(nèi)插處理的裝置(1343；2510-2530)，用以消去不需要的圖象的人為現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于每個所述組合有和有關(guān)圖象信息相關(guān)聯(lián)的垂直隔開的象素對，以及所述內(nèi)插裝置(1343，2510-2530)對所述經(jīng)處理的信號進行垂直內(nèi)插處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于所述垂直隔開的象素是以空開的262H分隔開的，其中H為水平圖象行掃描間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述變換裝置(38)包括裝置(1128-1152)，用于對每個所述組相關(guān)的象素進行幀內(nèi)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于所述變換裝置(38)包括裝置(1150，1152，1128)，后者用來對要進行幀內(nèi)處理的象素信息進行垂直脈沖峰化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于所述幀內(nèi)處理裝置(38)對與每個所述組(1152，1128)相關(guān)的象素進行幀內(nèi)平均。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述經(jīng)處理的視頻信號包含亮度和色度分量，以及所述內(nèi)插裝置(1343)對所述亮度分量進行內(nèi)插處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述視頻信號是表示寬屏幕圖象的電視類型的信號，所述寬屏幕圖象具有邊側(cè)畫面信息和主畫面信息以及大于標準電視圖象寬高比的寬高比，以及所述變換裝置(38)響應于所述主畫面信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述視頻信號是隔行信號，該信號的第一場具有奇敉行的圖象行象素，第二場具有偶數(shù)行的圖象的行象素，與所述第一場構(gòu)成圖象幀，在每個所述組內(nèi)的象素是以262H分隔開的，其中H為圖象掃描行，而且所述內(nèi)插裝置(1343;2510-2530)按照以下表達式所述經(jīng)處理信號進行內(nèi)插處理X＝3/4(A)+1/4(B)Y＝1/4(A)+3/4(B)其中，A是第一組間隔262H的相同取值的象素的值，B是第二組間隔262H的相同取值的象素的值，X是所述第一場中的象素，以及Y是所述第二場中和象素X間隔263H的象素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于A是所述第一組象素的平均值，而B是所述第二組象素的平均值。
11.在接收電視類型信號的系統(tǒng)中，其中，所述電視類型信號含有由每一組內(nèi)有相同值的圖象元素(象素)的各不相同的組所定義的圖象信息，在所述系統(tǒng)中的裝置的特征在于用于對所述電視類型信號進行內(nèi)插處理的裝置(1343;2510-2530)，以產(chǎn)生一種內(nèi)插后的信號，以及將所述內(nèi)插后的信號送至圖象信號處理信道的裝置(1344)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于每個所述象素組包含和相關(guān)圖象信息關(guān)聯(lián)的垂直隔開的象素對，以及所述內(nèi)插裝置(1343;2510-1530)對所述電視信號進行垂直內(nèi)插處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于所述垂直隔開的象素是隔開262H的，其中，H為水平圖象行掃描間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于已經(jīng)對每個所述組內(nèi)的象素進行了幀內(nèi)平均處理(38，1128-1152)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于所述電視信號包含亮度和色度分量，以及所述內(nèi)插裝置(1343，2510-2530)對所述亮度分量進行內(nèi)插處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于所述電視信號是代表寬屏幕圖象的，該圖象含有邊側(cè)畫面信息和主畫面信息，并具有比標準電視圖象要高的寬高比，和所述象素組和所述主畫面信息相關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其特征在于所述電視信號為隔行掃描信號，它在第一場有奇數(shù)編號的圖象行象素，在第二場有偶數(shù)編號的行象素，所述第二場與所述第一場構(gòu)成圖象幀，每個所述組中的象素隔開262H，其中H為圖象掃描行，以及所述內(nèi)插裝置(1343，2510－2530)根據(jù)如下表達式對所處理的信號進行內(nèi)插X = 3/4A+1/4BY = 1/4A+3/4B其中，A是第一組隔開262H的相同取值的象素的值，B是第二組隔開262H的、相同取值的象素的值，X是所述第一場的象素，以及Y是所述第二場的、與象素X隔開263H的象素。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于A是所述第一組象素的平均值，而B是所述第二組象素的平均值。
全文摘要
NTSC兼容的寬屏幕擴展分辨率電視系統(tǒng)通過一種過程對電視信號編碼，所述過程包括對給定頻率以上的互不相同的、連續(xù)的成對圖象象素組進行幀內(nèi)平均處理。在解碼器中，逐行地對幀內(nèi)平均的亮度圖象信息進行內(nèi)插處理，以利于消除不需要的鋸齒狀對角的人為現(xiàn)象。在編碼器中，垂直脈沖峰化和幀內(nèi)平均結(jié)合起來。
文檔編號H04N7/015GK1041076SQ89107228
公開日1990年4月4日 申請日期1989年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月7日
發(fā)明者查爾斯·本杰明·迪特里希 申請人:通用電氣公司