專利名稱：擴展分辨率寬屏幕電視視頻信號同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使擴大的電視信號的各信號分量同步，以便可以在接收機中將它們適當(dāng)?shù)刂匦陆M合，以再現(xiàn)高質(zhì)量圖象的裝置和方法。
普通電視接收機(例如，遵循在美國和其它地方采用的NTSC廣播標(biāo)準(zhǔn)的接收機)具有4∶3的幀寬高比(顯示圖象的寬高比)。近來，人們已經(jīng)對在電視接收系統(tǒng)中采用較大的寬高比(例如，2∶1，16∶9或5∶3)感興趣，因為，和普通電視接收機的4∶3的寬高比相比，這種較大的寬高比更接近或等于人眼的寬高比。具有5∶3寬高比的電視圖象已經(jīng)受到特別的注意，因為，該比值接近電影膠片的寬高比。但是，簡單地發(fā)射具有比普通系統(tǒng)大的寬高比的寬屏幕電視系統(tǒng)是與普通寬高比接收機不兼容的。這使得難于廣泛采用寬屏幕系統(tǒng)。
因此，最好有一種與普通電視接收機兼容的寬屏幕系統(tǒng)。在申請?zhí)枮?78，150的與本申請共同未決的美國專利申請(1987年7月27日由C.H.Strolle等人提交，題目是“兼容的寬屏幕電視系統(tǒng)”)中，公開了一種這樣的系統(tǒng)。
更需要有這樣一種兼容的寬屏幕系統(tǒng)，即，該系統(tǒng)考慮到提高或擴展顯示圖象的分辨率，以便提供極優(yōu)的圖象細(xì)節(jié)。例如，這種寬屏幕EDTV(擴展分辨率電視)系統(tǒng)可以包含用于提供逐行掃描圖象的裝置。
已經(jīng)提出包含如下措施的EDTV系統(tǒng)，即，把代表更詳細(xì)的圖象區(qū)的信號插入視頻頻譜中目前尚未利用或在目前電視標(biāo)準(zhǔn)下未有效利用的部分。在1987年4月21日授予T.Fukinuki等人的美國專利4，660，072中提供了這些建議之一(特此引入作為對比文獻)。在Y.Yasumoto等人的文章“利用視頻載波的正交調(diào)制、帶有導(dǎo)向乃奎斯特(Nyquist)濾波器的EDTV系統(tǒng)”(IEEETrans.onConsumerElectronics，1987年8月，pp173-180)中描述了第二種建議(特此引入作為對比文獻)，在M.A.Isnardi等人的文章“ACTV系統(tǒng)中的譯碼問題”(IEEETransonConsumerEletronics，1988年2月，pp111-120)中描述了第三種建議(特此引入作為對比文獻)。
在Fukinuki的建議中，從原始的高分辨率視頻信號中分離出較高頻率信息，對該信息進行頻率變換使其處于較低頻帶，然后，將該信息調(diào)制在處于傳統(tǒng)視頻信號頻譜中的交變副載波上。該交變副載波信號象傳統(tǒng)的復(fù)合視頻信號的色度副載波信號那樣，其頻率是水平行頻的一半的奇數(shù)倍，但是，又和色度副載波信號不一樣，從一場到下一場，其相位轉(zhuǎn)變180度。在接收機中，可以將該已調(diào)的交變副載波基本上復(fù)原。
在接收機中，從已調(diào)制的交變副載波中恢復(fù)高分辨率信號，將該信號恢復(fù)到其原始頻帶，并加到以傳統(tǒng)方式解碼的亮度信號上，以產(chǎn)生高分辨率亮度信號。
Yasumoto等人建立使用一種增強信號，后者可以或者代表高頻亮度信息，或者代表把所傳送圖象的寬高比從4∶3擴展到例如5∶3所需要的邊側(cè)畫面信息。將該增強信號的頻率變換到較低頻帶上，然后，將其調(diào)制到相對于所傳送的視頻信號的圖象載波具有正交相位的載波上。
在接收機中，通過對視頻信號的同步解調(diào)來恢復(fù)該增強信號。然后，將恢復(fù)的信號的頻率變換到其原始頻帶，并且，將它與用普通方式處理的視頻信號組合，以產(chǎn)生增強的(高分辨率或?qū)捚聊?電視圖象。
Isnardi等人建議把寬屏幕圖象的邊側(cè)畫面低頻信息壓縮到兼容的NTSC電視信號的水平過掃描區(qū)。把邊側(cè)畫面的高頻信息和整個寬屏幕圖象的高頻信息正交調(diào)制到隔行載波上，該載波逐場改變180相位。把第四信號分量(該分量用于從隔行掃描信號重構(gòu)逐行掃描信號)以同先前組合的三個分量正交的方式調(diào)制到視頻載波信號上。
在接收機中，將同步解調(diào)和幀內(nèi)處理相結(jié)合，用這種技術(shù)來恢復(fù)四個信號分量。組合這些分量，用以產(chǎn)生擴展分辨率的電視信號。
在上述任一種系統(tǒng)中，在發(fā)射機和接收機中用于對所述增強信號進行變換的信號中可能出現(xiàn)輕微的定時誤差，或者，在用于確定擴展分辨率和/或放大寬高比的圖象的邊側(cè)畫面和中央畫面信息的相對象素位置的信號中，可能出現(xiàn)輕微的定時誤差。這些定時誤差可能使重構(gòu)的增強型圖象失真，例如，使細(xì)節(jié)信息的暗區(qū)錯誤地發(fā)亮，或者，在大寬高比圖象的邊側(cè)畫面和中央畫面接合處出現(xiàn)可見的接縫。
本發(fā)明的目的是提供一種在擴大的視頻信號被接收之后使其各分量同步的裝置。該裝置包括在視頻信號產(chǎn)生系統(tǒng)中的，用于產(chǎn)生表征合拍時刻的對準(zhǔn)信號的電路系統(tǒng)，以及用于把該對準(zhǔn)信號加到擴大的視頻信號的電路系統(tǒng)。在接收機中，該裝置包括用于處理擴大的視頻信號的對準(zhǔn)信號分量、以產(chǎn)生基準(zhǔn)時間信號的電路系統(tǒng)，以及用于把所述擴大的視頻信號的各分量與基準(zhǔn)時間信號對準(zhǔn)的電路系統(tǒng)。


圖1說明本發(fā)明的兼容寬屏幕EDTV編碼系統(tǒng)的概況;
圖1a示出所公開的系統(tǒng)的編碼器的詳細(xì)方塊圖;
圖1b-1e包括邦助理解所公開的系統(tǒng)的運行的圖;
圖2-5繪出信號波形以及有助于理解所公開的系統(tǒng)的運行的圖;
圖13示出包括本發(fā)明的解碼裝置的寬屏幕EDTV接收機的部分方塊圖;
圖6-12以及14-27更詳細(xì)地說明所公開的系統(tǒng)的各個方面。
各附圖中，單線箭頭可以代表傳輸多比特并行數(shù)字信號的總線，或者傳輸模擬信號或單比特數(shù)字信號的信號通路。根據(jù)所述上下文關(guān)系來理解總線或信號通路所傳輸?shù)男盘栴愋汀１绢I(lǐng)域的技術(shù)人員明白在某些信號通路中可能需要用于提供補償延遲的裝置。為了簡化本說明書，圖中未示出這些延遲裝置。
圖1中所示的系統(tǒng)基本上和上述Isnardi等人的文章中提出的編碼器相同。
在該系統(tǒng)中，與圖1a的更詳細(xì)說明的系統(tǒng)共用的單元用相同的標(biāo)號標(biāo)明。如圖1所示，對帶有左、右和中央畫面信息的初始寬屏幕逐行掃描信號進行處理，以產(chǎn)生四個分離的編碼分量。圖1中，從圖象顯示的角度概括地說明這四個分量。第一分量(它包含時間擴展的中央畫面象素數(shù)據(jù)和時間壓縮的邊側(cè)畫面象素數(shù)據(jù))是這樣處理的，以致導(dǎo)出的亮度帶寬不超過4.2MHz的NTSC亮度帶寬。按標(biāo)準(zhǔn)NTSC格式對該信號進行色編碼，并且，對該信號的亮度和色度分量作適當(dāng)?shù)念A(yù)濾波處理(例如，使用場梳狀濾波器)，以便在標(biāo)準(zhǔn)NTSC和寬屏幕接收機上提供改進的亮度-色度分離。在處理代表第一分量的信號時，代表邊側(cè)畫面和中央畫面各信號部分的相對定時是重要的。在這些分量的相對定時方面的甚至輕微的誤差都在重現(xiàn)的圖象中產(chǎn)生看得見的接縫。
對第二分量(它包含邊側(cè)畫面的高頻信號信息)進行時間擴展，以便將其水平帶寬減小到大約1.1MHz。該分量與主信號(第一分量)空間不相關(guān)，因而，要采取專門的預(yù)防措施以遮蔽其在標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機中的可見性。下面說明這些預(yù)防措施。對于第二分量來說，邊側(cè)畫面和中央畫面各信號分量的相對定時也是重要的。此外，由于下述原因，分量2和分量3正交調(diào)制在交變副載波上。設(shè)副載波合乎要求地在發(fā)射機和接收機之間保持精確的相位對準(zhǔn)。
第三分量中包含中央畫面區(qū)的5.0至6.2MHz的擴展的高頻亮度信息。首先，對該分量進行外差處理，使其占用0至1.2MHz的頻率范圍，然后，將其變換成標(biāo)準(zhǔn)4∶3格式。所述變換操作使第三分量與主信號(第一分量)空間相關(guān)，以遮蔽其在標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機上的可見性。第三分量的壓縮的邊側(cè)畫面信息的帶寬是所述中央信息(0至1.2MHz)帶寬的1/6。對于第三分量來說，邊側(cè)畫面和中央畫面信號的相對定時、交變副載波信號的相位以及用于使第三信號的頻譜在5-6.2MHz和0-1.2MHz之間變換的5MHz信號的頻率和相位，都是非常重要的。
已經(jīng)考慮到可以簡化對第三分量信號的處理過程，其方法是把第三分量信號的整場壓縮到中央畫面區(qū)，而不是如圖中所示的那樣擴展中央畫面部分并壓縮邊側(cè)畫面部分。這種可供選擇的技術(shù)可能微降低中央畫面的分辨率，提高邊側(cè)畫面的分辨率，并且，可能簡化接收機中用于對第三分量信號解碼的電路。這種改變還可能減小用于處理第三分量信號的電路對于代表圖象的邊側(cè)和中央畫面部分的各信號的相對定時的敏感性。
第四分量是用于把接收到的隔行掃描信號變換成逐行掃描格式的垂直-時間輔助信號。將該信號變換成標(biāo)準(zhǔn)的4∶3格式，使其與主信號分量相關(guān)，從而，遮蔽其在標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機上的可見性。該垂直-時間輔助信號的水平帶寬被限制在750KHz。
圖1中，用相應(yīng)的幀內(nèi)平均器38、64和76[垂直-時間(V-T)型濾波器]處理第一、第二和第三分量，以消除寬屏幕接收機中主信號和輔助信號之間的V-T串?dāng)_。僅在1.5MHz以上對第一分量進行幀內(nèi)平均。對標(biāo)為X和Z的幀內(nèi)平均的第二和第三分量進行非線性幅度壓縮，然后，用于在方框80中正交調(diào)制3.108MHz的交變副載波信號ASC，該ASC信號的相位逐行和逐場地交變180度。在加法器40中，將來自框80的已調(diào)制的信號(M)與幀內(nèi)平均的第一分量(N)相加。加法器40產(chǎn)生的輸出信號是4.2MHz帶寬的基帶信號(NTSCF)。為了邦助接收機與由發(fā)射機提供的信號同步，把一種復(fù)合同步信號和規(guī)定場的每條水平行的第一象素的工作時間的對準(zhǔn)信號插入信號NTSCF中，如以下將說明的那樣。在方框57中，信號NTSCF和來自濾波器79的750KHz低通濾波后的第四分量(YTN)用于正交調(diào)制射頻圖象載波，以產(chǎn)生NTSC兼容的射頻信號。該信號能夠經(jīng)由單一的、標(biāo)準(zhǔn)帶寬的廣播頻道發(fā)送給標(biāo)準(zhǔn)的NTSC接收機或?qū)捚聊恢鹦袙呙杞邮諜C。
當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收機接手時，只看到主信號(第一分量)的中央畫面部分。第二和第三分量可能產(chǎn)生一種在正常的觀看距離和正常的圖象控制旋鈕調(diào)整位置下看不見的低幅度干擾圖案。在具有同步視頻檢波器的接收機中，第四分量被完全消除。在具有包絡(luò)檢測器的接收機中，對第四分量進行處理，除非該分量由于與主信號相關(guān)而看不見。
圖1b說明所公開的EDTV寬屏幕系統(tǒng)的射頻頻譜(包含輔助信息)，并把它與標(biāo)準(zhǔn)NTSC系統(tǒng)的射頻頻譜相比較。在所公開的系統(tǒng)的頻譜中，邊側(cè)畫面高頻分量和附加的高頻水平亮度細(xì)節(jié)信息在3.108MHz交變副載波(ASC)頻率的兩側(cè)延伸大約1.1MHz。V-T輔助信號信息(分量4)在主信號圖象載波頻率的兩側(cè)延伸750KHz。
寬屏幕逐行掃描接收機包括用于重構(gòu)原始寬屏幕逐行掃描信號的裝置。和標(biāo)準(zhǔn)的NTSC信號相比，重構(gòu)的寬屏幕信號包括具有標(biāo)準(zhǔn)NTSC分辨率的左、右邊側(cè)畫面和具有優(yōu)異的水平及垂直亮度細(xì)節(jié)(尤其在圖象的靜止部分)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)。這兩個基本考慮就是與現(xiàn)有接收機的兼容性和在接收機中的可恢復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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誤差容許范圍內(nèi)。兼容性還意味著附加的非標(biāo)準(zhǔn)分量在標(biāo)準(zhǔn)接收機上顯示時必須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。
在寬屏幕逐行掃描接收機中分量1，2和3的恢復(fù)是借助于在發(fā)射機和接收機中使用幀內(nèi)平均技術(shù)。幀內(nèi)平均是一種信號處理技術(shù)，它這樣配制兩種待組合的信號，以致以后能夠把它們有效和精確地復(fù)原。用于該目的的信號處理方式本質(zhì)上涉及使兩個信號對一個場來說是一樣的。幀內(nèi)平均是實現(xiàn)該目的的一種方便的技術(shù)。幀內(nèi)平均基本上是一種線性的、時變的數(shù)字式前置濾波和后置濾波過程。
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)的平均處理而使成對場是相同的。每一對中的兩個原始都被平均值取代了。圖1d就圖1的系統(tǒng)說明幀內(nèi)平均過程。從分量2和3開始，對隔開262H的象素(圖象元素)對取平均值，用平均值(例如，X1，X3和Z1，Z3)取代原始象素值。這種V-T平均僅僅發(fā)生在一幀內(nèi)，它不會越過幀邊界。就分量1而言，只對大約1.5MHz以上的中央畫面信息執(zhí)行幀內(nèi)平均，使之對低頻的垂直細(xì)節(jié)信息無影響。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)分量的復(fù)合信號進行幀內(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，該復(fù)合信號的色度分量經(jīng)得住幀內(nèi)平均處理。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，當(dāng)在部件40中把分量2和3(正交調(diào)制后)加到分量1時，隔開262H的象素便有(M+A)和(M-A)的形式，其中，M是主復(fù)合信號在1.5MHz以上的樣值，而A是輔助的已調(diào)制信號的樣值。
利用幀內(nèi)平均法，本質(zhì)上消除了V-T串?dāng)_，甚至在存在運動的情況下也是這樣。如下文所述，在接收機中，通過對一幀中的隔開262H的象素樣值取平均和區(qū)別，精確地(即，無交擾地)恢復(fù)主信號和輔助信號是容易的。在接收機中，還通過正交解調(diào)來分離分量2和3，并且，通過利用同步射頻檢波器的正交解調(diào)來恢復(fù)分量4。
在寬屏幕EDTV接收機中，在恢復(fù)對準(zhǔn)信號和4個視頻信號分量之后，對復(fù)合信號進行NTSC解碼，并且，把它分離成亮度和色度分量。利用從對準(zhǔn)信號得到的定時數(shù)據(jù)，對所有分量進行反向變換，以恢復(fù)寬屏幕寬高比，并且，把邊側(cè)畫面的高頻分量與低頻分量組合，以完全恢復(fù)邊側(cè)畫面分辨率。將擴展的高頻亮度細(xì)節(jié)信息移到其原始的頻率范圍，并且，與亮度信號相加，利用借助于輔助信號的時間內(nèi)插把該亮度信號變換到逐行掃描格式。利用獨立的時間內(nèi)插把色度信號變換到逐行掃描格式。最后，把逐行掃描的亮度和色度信號變換成模擬形式，并且，使之矩陣化，以產(chǎn)生紅、綠和蘭色圖象信號，以便通過寬屏幕逐行掃描顯示裝置以予顯示。
在討論圖1a的蒹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是5∶3寬高比的寬屏幕信號，該信號將被變換成如信號B所描繪的具有4∶3寬高比的標(biāo)準(zhǔn)NTSC蒹容信號。寬屏幕信號A包括與第一圖象信號相聯(lián)系并占據(jù)間隔TC的中央畫面部分，以及與第二圖象信息相聯(lián)系并占據(jù)間隔TS的左、右邊側(cè)畫面部分。在本實施例中，左、右邊側(cè)畫面呈現(xiàn)基本上相等的寬高比，該寬高比小于處在它們中間的中央畫面的寬高比。
圖1a更詳細(xì)地示出寬屏幕EDTV編碼系統(tǒng)。參考圖1a，作為例子的寬屏幕逐行掃描攝象機10(該攝象機由演播室定時信號發(fā)生器2提供的復(fù)合同步信號CCPS同步化)產(chǎn)生具有紅、綠、蘭分量和5∶3寬高比的、每場525行、每秒60場的寬屏幕彩色信號。與標(biāo)準(zhǔn)的NTSC攝象機相比，寬屏幕攝象機10具有較大的寬高比和較寬的視頻帶寬。
由圖1的編碼系統(tǒng)處理的彩色視頻信號包括亮度和色度信號分量。亮度和色度信號分量包含低頻和高頻信息，在以下討論中分別把這些信息稱為“低頻分量”和“高頻分量”。
在部件12中，把來自攝象機10的寬帶寬屏幕逐行掃描彩色視頻信號矩陣化，以便從紅、綠、蘭彩色信號中導(dǎo)出亮度分量Y和色差信號分量I、Q。在ADC部件14中，以8fsc頻率(8倍的色度副載波頻率fsc)對寬帶信號Y、I、Q取樣，用分開的模-數(shù)變換器(ADCS)分別把它們從模擬形式變成數(shù)字(二進制)形式。然后，在濾波部件16中用分開的垂直-時間(V-T)低通濾波器對數(shù)字式Y(jié)、I和Q信號進行濾波，以產(chǎn)生濾波后信號YF、IF和QF。這些信號各自具有圖2中波形A所表示的形式。所述分開的V-T濾波器是將要討論的圖10d中所示類型的線性時間不變?yōu)V波器。這些濾波器略微降低了垂直-時間分辨率，尤其是對角線V-T分辨率，以避免在逐行到隔行掃描變換之后在主信號中出現(xiàn)不需要的隔行人為現(xiàn)象(例如，閃爍，鋦齒邊緣和其它與折疊有關(guān)的現(xiàn)象)。所述濾波器在圖象靜止部分中幾乎完全保持其垂直分辨率。
在圖10d所示的濾波器中，把逐行掃描信號T的一個樣值與表示圖象的在先和后繼行(分別是T4和T2)的信號的相應(yīng)樣值取平均值，并且，與在先和后繼圖象幀(分別是T5和T1)的信號的相應(yīng)樣值取平均值，以產(chǎn)生逐行掃描輸出信號的樣值。信號T1、T2、T3T4和T5的樣值的加權(quán)因子分別是1/8、1/8、1/2、1/8和1/8。
來自濾波網(wǎng)絡(luò)16的逐行掃描信號呈現(xiàn)0-14.32MHZ的帶寬，并且，借助于逐行(P)到隔行(I)掃描變換器17a、17b和17c分別變換成2∶1隔行信號。圖22和23中分別示出作為例子的亮度信號YF的逐行到隔行掃描變換器(17c)和色差信號IF和QF的逐行到隔行掃描變換器(17a、17b)。圖22還示出一部分逐行掃描輸入信號YF的圖形，這部分信號具有在所示的垂直(V)和時間(T)平面中的樣值A(chǔ)、B、C和X。在圖22所示的變換器中，信號YF借助單元2210和2212經(jīng)歷525H的連續(xù)時間延遲，以便產(chǎn)生相對于樣值B的延遲的樣值X和A。用加法器2214把相隔2個場間隔的樣值B和A相加，然后把得到的和加到1比2分頻網(wǎng)絡(luò)2216。在網(wǎng)絡(luò)2218中，從樣值X中減去網(wǎng)絡(luò)2216的輸出信號，以產(chǎn)生信號YT。將該信號加到開關(guān)2220的一個輸出端。開關(guān)2220的另一個輸出端接收來自延遲單元2210的輸出端的延遲信號YF。開關(guān)2220以兩倍于隔行水平掃描頻率的速率工作，并且，把輸出信號加到雙口存儲器2222。存儲器2222受讀和寫控制信號(READ和WRITE)的支配而以8xfsc的速率存儲由開關(guān)2220提供的樣值，并且，以4xfsc的速率并行產(chǎn)生樣值YF′和YT。例如，信號READ和WRITE可以是由演播室定時信號發(fā)生器2提供的4xfsc和8xfsc信號。
圖22中的變換器包括誤差預(yù)測網(wǎng)絡(luò)。存儲器2222的一種輸出信號YF′是預(yù)濾波的逐行掃描亮度信號分量的隔行二次取樣形式。示于圖22中的該網(wǎng)絡(luò)的另一種輸出信號YT包括來源于圖象幀差值信息的垂直-時間信息，并且，該輸出信號表示在逐行到隔行變換過程中刪去的亮度樣值的實際值和預(yù)測值之間的時間預(yù)測誤差。信號YT是協(xié)助在接收機中重構(gòu)逐行掃描信號的亮度“輔助”信號。信號YT從本質(zhì)上補償了在非靜態(tài)圖象信號情況下預(yù)期接收機產(chǎn)生的誤差。在圖象的靜止部分，因為，圖象區(qū)的象素值從幀到幀不變化，所以，所述誤差是零。圖2a說明用于產(chǎn)生輔助信號YT的算法。實驗證明，實際上，由于人眼對缺少色度垂直和時間細(xì)節(jié)是不敏感的，所以，色度輔助信號不是必要的。
圖23中，逐行掃描色差信號IF(或QF)在加到雙口存儲器2312之前加到525H延遲單元2310。把交替的各行樣值以8xfsc速率寫入存儲器2312，并且以4xfsc速率從該存儲器讀出，以產(chǎn)生隔行輸出信號IF′(或QF′)。
圖23中還示出說明具有與樣值C和X相聯(lián)系的第一和第二行的前掃描輸入信號的波形，以及隔行輸出信號(以H/2速率擴大的、具有樣值C的第一行)。雙口存儲器2312僅僅輸出輸入信號的具有擴展的格式的第一行樣值(C)。
因為用于隔行掃描信號的水平掃描頻率是逐行掃描信號的一半，所以，變換器17a-17c的輸出信號IF′，QF′和YF′呈現(xiàn)0-7.16MHz的帶寬。在變換過程中，對逐行掃描信號二次取樣，取現(xiàn)有象素樣值的半數(shù)以產(chǎn)生2∶1隔行主信號。準(zhǔn)確地說，通過保留每場中的或者奇數(shù)或者偶數(shù)行，并以4xfsc速率(14.32MHz)讀出所保留的象素，從而把每個前掃描信號變換到2∶1隔行格式。隨后的對該隔行信號的數(shù)字處理過程都是以4xfsc速率進行的。
參考圖1a，把網(wǎng)絡(luò)17c提供的輔助信號YT加到格式編碼器78，后者壓縮相應(yīng)于圖象邊側(cè)畫面區(qū)的象素值，并且，擴展相應(yīng)于圖象中央畫面區(qū)的象素值，從而，使分量4輔助信號與分量1主信號相關(guān)。用750KHz低通濾波器79在水平方向上對格式編碼器78提供的信號進行低通濾波，并且，把它作為輔助信號YTN傳送。最好把該輔助信號的頻帶限制在750KHz以下，以避免該信號在調(diào)制到射頻圖象載波上時干擾廣播頻譜中下一個較低射頻頻道。
參考圖1a，用水平低通濾波器19a、19b和19c分別對來自變換器17a-17c的隔行寬屏幕信號IF′、QF′和YF′進行濾波，以產(chǎn)生各自具有0-600KHZ帶寬的信號IF″和QF″，以及具有0-5MHZ帶寬的信號YF″。接著，用與邊側(cè)-中央信號分離器及處理器部件18相聯(lián)系的格式編碼裝置對這些信號進行格式編碼處理，把其中每一種信號編碼成4∶3格式。圖6中示出用作處理器部件18的典型電路系統(tǒng)。
圖6中，信號YF″加到具有0-700KHZ通帶的水平低通濾波器610，以產(chǎn)生低頻亮度信號YL。信號YL加到減法組合器612的減數(shù)輸入端。還把信號YF″加到延遲元件614，后者補償經(jīng)由濾波器610時的處理延遲。由延遲單元614提供的延遲信號加到減法組合器612的被減數(shù)輸入端口。組合器612的輸出信號是占據(jù)700KHZ-5MHZ頻帶的亮度信號YHO。
把延遲信號YF″及信號YHO、YL加到多路分離裝置616的各分開的輸入端，裝置616包括用于分別處理信號YF″、YHO和YL的多路分離(DEMUX)部件618、620和621。以后將參考圖8說明多路分離裝置616的細(xì)節(jié)。如圖3和4中所說明的，多路分離部件618、620和621分別導(dǎo)出全帶寬中央畫面信號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把信號YC時間擴展，以產(chǎn)生信號YE。以對左、右水平掃描區(qū)留有余地的中央擴展因子對信號YC進行時間擴展。中央擴展因子(1.19)是信號YE的擴展后的寬度(象素15-740)與信號YC的寬度(象素75-680)的比值，如圖3中所示。
用時間壓縮器628、以邊側(cè)壓縮因子壓縮信號YL′，以產(chǎn)生信號YO。邊側(cè)壓縮因子(6.0)是信號YL′的相應(yīng)部分的寬度(例如，左邊象素1-84)與信號YO的擴展后的寬度(例如，左邊象素1-14)的比值，如圖3中所示。時間擴展器622和時間壓縮器628可以是下面將說明的圖12中所示的類型。
用圖6的裝置，以產(chǎn)生信號YE、YH和YO的類似方法，從信號IF″和QF″分別產(chǎn)生信號IE、IH、IO和QE、QH、QO。關(guān)于這一點，可參考圖7，該圖說明用于從信號IF″產(chǎn)生信號IE、IH和IO的裝置。以同樣的方示從信號QF″產(chǎn)生信號QE、QH和QO。除了低通率波器710具有0-83KHZ通帶而不是圖6中相應(yīng)濾波器610的0-700KHZ之外，圖7中所示電路系統(tǒng)與圖6中所示的一樣。
圖8說明多路分離裝置816，例如，該裝置可用作圖6的裝置616和圖7的裝置716。從圖6的DEMUX616的角度來說明圖8的裝置。輸入信號YF″包含限定圖象信息的754個象素。象素1-84限定左邊側(cè)畫面，象素671-754限定右邊側(cè)畫面，而象素75-680限定與左右邊側(cè)畫面略微重疊的中央畫面。信號IF″和QF″呈現(xiàn)類似的重疊。正如將要討論的那樣，實驗證明，這種畫面重疊便于在接收機中組合(接合)中央和邊側(cè)畫面，使得基本上消除邊界人為現(xiàn)象。
DEMUX裝置816包括分別與左邊側(cè)、中央和右邊側(cè)畫面信息相聯(lián)系的第一、第二和第三多路分離器部件810、812和814。每個DEMUX部件具有輸入端“A”和輸入端“B”，信號YH、YF″和YL分別加到輸入端“A”，而消隱信號(BLK)加到輸入端“B”。例如，該消隱信號可以具有重現(xiàn)黑色圖象(即，OIRE)的電平。部件810從輸入信號YH分離出包含左邊側(cè)和右邊側(cè)畫面信息的高頻分量的輸出信號YH，并且，部件810的信號選擇輸入(SEL)端接收來自計數(shù)比較器817的第一控制電平。該電平表示存在左邊側(cè)畫面象素1-84和右邊側(cè)畫面象素671-754。通常，來自計數(shù)比較器817的第二控制電平使輸入端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以類似的方式工作，以便從信號YL導(dǎo)出邊側(cè)畫面信息的低頻分量信號YL′。部件812僅僅當(dāng)來自計數(shù)比較器818的控制信號表示存在中央畫面象素75-680時，才把來自其輸入端A的信號YF″耦合到其輸入端，以產(chǎn)生中央畫面信號YC。
計數(shù)比較器817、818和820借助來自計數(shù)器822的計數(shù)值輸出信號而與視頻信號YF″同步，計數(shù)器822響應(yīng)于其頻率四倍于色度副載波頻率(4xfsc)的時鐘信號，并且響應(yīng)于由演播室定時信號發(fā)生器2提供的同步脈沖信號H。來自計數(shù)器822的每一個輸出計數(shù)值對應(yīng)于沿水平行的象素位置。信號H是時間基準(zhǔn)信號它在象素1出現(xiàn)之前1個象素間隔處使計數(shù)器822復(fù)位。為了避免在重構(gòu)的圖象的邊側(cè)和中央畫面連接處的可見的接縫，需要使信號H與所處理的射頻信號同步。以后將參考圖25說明用于產(chǎn)生信號H的裝置。
圖12說明可以用作圖6和7的時間擴展器和壓縮器的光柵變換裝置。關(guān)于這一類，可參考說明該變換過程的圖12a的波形。圖12示出具有在象素75和680之間的中央部分的輸入信號波形S，該波形是用來通過時間擴展過程而映射到輸出波形W的象素位置15-740的。波形S的端點象素75和680直接映射到波形W的端點象素15和740。由于時間擴展的結(jié)果，中間各象素不是1對1地直接映射的，并且，在許多情況下不是以整數(shù)為度來映射的。例如，輸入波形S的象素位置76.67對應(yīng)于輸出波形W的整數(shù)象素位置17，這說明了后一種情況。
圖12中，以4xfsc速率運行的象素計數(shù)器提供代表輸出光柵上象素位置(1…754)的輸出的WRITE ADDRESS信號M。信號M加到PROM(可編程只讀存儲器)1212，后者包括含有依賴于待執(zhí)行的光柵變換的性質(zhì)(例如，壓縮或擴展)的程序值的檢查表。PROM1212響應(yīng)信號M而提供代表整數(shù)的輸出的REDD ADDRESS信號N，以及代表等于或大于零但小于1的小數(shù)的輸出信號DX。在6比特信號DX＝26＝64，信號DX呈現(xiàn)各種分?jǐn)?shù)部分0，1/64，2/64，3/64，…63/64。
為了實現(xiàn)信號擴展，舉例來說，PROM1212預(yù)定產(chǎn)生其值以低于信號M的速率增加的信號N。相反為了實現(xiàn)信號壓縮，PROM1212提供其值以高于信號M的速率增加的信號。
視頻輸入信號S可以是YC、IC、QC，YL′、IL′或QL′之一，用級聯(lián)的象素延遲單元1214a、1214b和1214c，以產(chǎn)生視頻信號S(N+2)，S(N+1)和S(N)，這些信號是視頻輸入信號的相互延遲形式。把這些信號加到相應(yīng)的雙口存儲器1216a-1216d的視頻信號輸入端，如公知的那樣。信號M加到存儲器1216a-1216d中每一個的寫地址輸入端，而信號N加到存儲器1216a-1216d中每一個的讀地址輸入端。信號M確定輸入的視頻信號信息將被寫進存儲器中什么位置，而信號N確定讀出該存儲器中的哪些值。所述各存儲器可以在寫入一個地址的同時讀出另一些地址。
用包含脈沖峰化濾波器1220和1222的4點線性內(nèi)插器、PROM1225和兩點線性內(nèi)插器1230(其細(xì)節(jié)在圖12b和12c中示出)來處理來自存儲器1216a-1216b的信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)。脈沖峰化濾波器1220和1222接收包括所示的信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)的信號組中的三個信號以及脈沖峰化信號PX。如圖12d中所示，脈沖峰化信號PX的值隨信號DX值的變化而從0變化到1，并且，該值是由PROM1225響應(yīng)信號DX而提供的。PROM1225包含檢查表，并且，按照程序工作，以便響應(yīng)DX的給定值從而產(chǎn)生PX的給定值。
脈沖峰化濾波器1220和1222分別把脈沖峰化后的互延遲視頻信號S′(N)和S′(N+1)提供給兩點線性內(nèi)插器1230，后者還接收信號DX。內(nèi)插器1230提供(壓縮的或擴展的)視頻輸出信號，其中，輸出信號W由以下表達(dá)式定義W＝S′(N)+DX[S′(N+1)-S′(N)]所述兩點內(nèi)插器和脈沖峰化函數(shù)方便地以良好的高頻細(xì)節(jié)分辨率逼進內(nèi)插函數(shù)(SinX)/X。
圖12b示出脈沖峰化濾波器1220和1222以及內(nèi)插器1230的細(xì)節(jié)。圖12b中，把信號S(N-1)，S(N)，S(N+1)和S(N+2)加到脈沖峰化濾波器1220中的帶通濾波器1240，在此處這些信號被分別以系數(shù)-1/4，1/2和-1/4加權(quán)，然后，如圖12c中所示被相加。在乘法器1243中，把濾波器1240的輸出信號乘以信號PX。在加法器1244中把乘法器1244提供的信號與信號S(N)相加，以產(chǎn)生脈沖峰化信號S′(N)。脈沖峰化濾波器1222具有相同的結(jié)構(gòu)和操作過程。
在兩點內(nèi)插器1230中，在減法器1232中從信號S′(N+1)減去信號S(N)，以產(chǎn)生差值信號，在乘法器1234中，該差值信號乘以信號DX。在加法器1236中把乘法器1234的輸出信號與信號S′(N)(該信號已被延遲單元1235延遲，以補嘗經(jīng)由乘法器1234時的處理時間)相加，以產(chǎn)生輸出信號W。
參考圖1a，借助邊側(cè)-中央信號組合器28(例如，時間乘法)，把由編碼器18產(chǎn)生的信號YE、IE、QE和YO、IO、QO進行組合，以產(chǎn)生具有NTSC兼容帶寬和4∶3寬高比的信號YN、IN、QN。這些信號具有圖3中所示信號YN的形式。組合器18響應(yīng)于象素計數(shù)器(未示出)而產(chǎn)生這些信號，所述象素計數(shù)器可以和圖8中示出的計數(shù)器822一樣。組合器28響應(yīng)計數(shù)器的1和14之間以及741和754之間的輸出值而把壓縮的亮度信號YO當(dāng)作信號YN傳遞。該組合器響應(yīng)計數(shù)器的15和740之間的輸出值而把信號YE當(dāng)作信號YN傳遞。組合器28利用與上述的相同的方式分別對信號IO和IE以及信號QO和QE起作用而產(chǎn)生信號IN和QN。為了補償所組合的信號的傳輸時間，組合器28還包括適當(dāng)?shù)男盘栄舆t單元(未示出)。
調(diào)制器30，帶通濾波器32、H-V-T帶阻濾波器34和組合器36構(gòu)成改進的NTSC信號編碼器31。通過調(diào)制器30把色度信號IN和QN正交調(diào)制在副載波SC上(后者具有NTSC色度副載波頻率，其標(biāo)稱值是3.58MHZ)，以產(chǎn)生已調(diào)信號CN。
圖9示出調(diào)制器30的細(xì)節(jié)。圖9中，信號IN和QN以4倍于色度副載波頻率(4xfsc)的速率出現(xiàn)，并且，被分別加到鎖存器910和912的信號輸入端。鎖存器910和912還接收頻率為4xfsc的時鐘信號，并且，為了在信號IN和QN中轉(zhuǎn)移，鎖存器910和912接收頻率為2xfsc的開關(guān)信號，后者加到鎖存器910的反相開關(guān)信號輸入端和鎖存器912的非反向開關(guān)信號輸入端。由演播室定時信號發(fā)生器2提供所述4xfsc和2xfsc信號。加到鎖存器910和912的開關(guān)輸入端的信號支配這些鎖存器的輸出端，使之交替地呈現(xiàn)高阻抗。鎖存器910和912的信號輸出端組合成單根輸出線;信號I和Q在該單根輸出線上交替地出現(xiàn)，并且，被加到非倒相鎖存器914和倒相鎖存器916的信號輸入端。鎖存器914和916以4xfsc的頻率定時，并且，分別在反相和非反相輸入端接收具有色度副載波頻率fsc的開關(guān)信號。非倒向鎖存器914產(chǎn)生正極性樣值I和Q的交替序列，而倒相鎖存器916產(chǎn)生反極性的I和Q信號，即，-I，-Q的交替序列。鎖存器的914和916的輸出端組合成單根輸出線;在該單根輸出線上出現(xiàn)極性相反的I和Q信號對的交替序列，即，I，Q，-I，-Q…等等，它們構(gòu)成信號CN。該信號由二維V-T濾波器32濾波，然后，在部件36中與水平-垂直-時間(H-V-T)濾波器34提供的信號YP組合。部件36提供的輸出信號是具有格式Y(jié)+I，Y+Q，Y-I，Y-Q，Y+I，Y+Q，…等等的NTSC編碼信號C/SL(分量1)。
圖10說明垂直-時間(V-T)濾波器;通過調(diào)節(jié)加權(quán)系數(shù)a1-a9，該濾波器能夠呈現(xiàn)第一和第二V-T帶通(A或B)形式，或者V-T低通形式。圖10a的表格說明與用于本發(fā)明系統(tǒng)中的V-T帶通B濾波器形式相聯(lián)系的加權(quán)系數(shù)。H-V-T帶阻濾波器(例如，圖1a的濾波器34)包括水平低通濾波器1020和圖10b中所示的V-T帶通B濾波器1021的組合。V-T帶通A濾波器是幀梳狀濾波器，其頻響特性曲線的峰值對應(yīng)于已調(diào)色度信號頻譜的峰值。在圖10b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，因而，提供濾波后的低頻信號分量。在組合器1023中，該信號與來自補償延遲部件1022的延遲的輸入信號以相減的方式組合，以產(chǎn)生高頻信號分量。該高頻信號分量加到V-T帶通B濾波器1021，后者的輸出端口耦合到V-T加法組合器1025。在加到加法組合器1025之前，借助網(wǎng)絡(luò)1024使來自濾波器1020的低頻信號分量延遲一個幀。組合器1025的輸出信號是H-V-T帶阻濾波信號，例如，YP。V-T濾波器1021是有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，例如，圖10中所示的濾波器，該濾波器利用圖10a中所示的V-T帶通B濾波器系數(shù)。
圖1a和9中的H-V-T帶阻濾波器34是1.5MHz以上的幀梳狀濾波器，該濾波器除掉亮度信號YN的對應(yīng)于上移對角線的一部分頻率分量。這些頻率分量外表上與色度副載波分量相似，因而，將這些頻率分量從亮度信號中除去，就在將插入已調(diào)色度信號的頻譜中構(gòu)成頻段死點。從亮度信號YN中除去代表向上對角運動的頻率分量不會明顯地降低所顯示圖象的質(zhì)量，這是因為已經(jīng)測定，人眼對這些頻率分量基本上是不敏感的。濾波器34使高達(dá)約1.5MHz的所有頻率通過，因此，它不會消弱亮度垂直細(xì)節(jié)信息。
從組合器36輸出的中央/邊側(cè)低頻分量信號C/SL(分量1)包含(1)待顯示的NTSC兼容信息，例如，從寬屏幕信號的中央畫面導(dǎo)出的信息，(2)從寬屏幕信號的邊側(cè)畫面導(dǎo)出的壓縮的邊側(cè)畫面低頻分量(包括亮度和色度兩者)，這些分量構(gòu)成NTSC接收機顯示裝置的左和右水平過掃描區(qū)(該區(qū)是觀看者看不見的)。過掃描區(qū)中的壓縮的邊側(cè)畫面低頻分量代表寬屏幕顯示的邊側(cè)畫面信息的一個組成部分。另一個組成部分，即，邊側(cè)畫面高頻分量，是由上述處理器18產(chǎn)生的。
參考圖1a，用幀內(nèi)處理器38處理由編碼器31產(chǎn)生的信號C/SL，以產(chǎn)生信號N，后者加到加法器40的輸入端。由于信號C/SL的幀內(nèi)圖象信息的高度相關(guān)性，幀內(nèi)平鈞信號N基本上與信號C/SL相同。平均器38僅僅對大約1.5MHz以上的信號C/SL求平均值，以減小或消除主信號和輔助信號之間的垂直-時間串?dāng)_。圖11a和11b示出高頻分量幀內(nèi)平均器38的細(xì)節(jié)。
如圖11a中所示，幀內(nèi)平均器38包括具有大約1.5MHz的截止頻率的輸入水平低通濾波器1110，后者接收信號C/SL。在濾波器1110的輸出端產(chǎn)生輸入信號C/SL的低頻分量，而在如圖中所示的那樣連續(xù)的減法組合器1112的輸出端上產(chǎn)生輸入信號C/SL的高頻分量。在把所述低頻分量加到加法器1120之前，部件1114使該分量補償延遲262H(1場)。在把所述信號C/SL高頻分量加到加法器1120之前，用V-T濾波器1116處理該分量。加法器1120的輸出信號是信號N。
圖11b中詳細(xì)示出濾波器1116。濾波器1116包括一對262H延遲單元1122和1124。把輸入到該濾波器的信號加到延遲單元1122和乘法器1125。延遲單元1122提供的信號加到延遲單元1124和乘法器1126。延遲單元1124的輸出信號加到乘法器1127。乘法器1125、1126和1127分別用加權(quán)系數(shù)a1、a2和a3乘它們各自的輸入信號。各乘法器的輸出信號加到加法器1130，后者產(chǎn)生C/SL高頻分量時間平均信號。加權(quán)系數(shù)a2保持不變，而加權(quán)系數(shù)a1和a3從一場到下一場在1/2和0之間交替變換。當(dāng)系數(shù)a3呈現(xiàn)相應(yīng)的0和1/2值時，系數(shù)a1呈現(xiàn)1/2和0值。系數(shù)a1和a3的值的轉(zhuǎn)換是與輸入信號同步的，因此，僅僅對同一幀中兩場的相應(yīng)的象數(shù)值求平均。
參考圖1a，借助于與上述編碼器31相同的NTSC編碼器60，以NTSC格式安排由格式編碼器18提供的信號IH，QH和YH。NTSC編碼器60的輸出信號NTSCH是具有NTSC格式的邊側(cè)畫面高頻分量。圖5說明該信號。
用部件62對編碼器60所產(chǎn)生的信號NTSCH進行時間擴展，以產(chǎn)生擴展的邊側(cè)高頻分量信號ESH。準(zhǔn)確地說，如圖5中所示，所述擴展是通過“映射”過程來完成的，該過程把信號NTSCH的左邊側(cè)畫面象素1-84映射到信號ESH的象素位置1-377中，即，擴展信號NTSCH的左邊側(cè)高頻分量，使之占據(jù)信號ESH的1/2行正程時間。用相似的方法處理信號NTSCH的右邊側(cè)畫面部分(象素671-754)，使之占據(jù)行正程時間的另一半。該時間擴展過程以377/84的倍率壓縮了包括信號ESH的信息的水平帶寬(該帶寬相似于信號NTSCH的帶寬)。可以用上述示于圖12-12d中類型的裝置來實現(xiàn)用于完成時間擴展的所述映射過程。
用圖11b中所示類型的網(wǎng)絡(luò)64對由時間擴展器62產(chǎn)生的信號ESH進行幀內(nèi)平均，以產(chǎn)生信號X，如圖5中所說明的那樣。由于信號ESH的幀內(nèi)圖象信息的高度相關(guān)性，幀內(nèi)平均信號X基本上與信號ESH相同。信號X加到正交調(diào)制器80的信號輸入端。
用具有5MHz-6.2MHz通帶的水平帶通濾波器70對由逐行至隔行掃描變換器17c提供的信號YF′進行濾波。把濾波器70的代表水平亮度高頻分量的輸出信號加到幅度調(diào)制器72，在該處，該輸出信號與5MHz載波信號fc差拍。信號fc是由下面將參考圖25加以說明的演播室定時信號發(fā)生器2產(chǎn)生的。調(diào)制器72包括具有大約1.2MHz截止頻率的輸出低通濾波器(未示出)，以便在調(diào)制器72的輸出端產(chǎn)生具有0-1.2MHz通帶的信號。實際上，由于外差處理和接著的低通濾波的結(jié)果，在頻率范圍5.0MHz-6.2MHz頻率范圍中的水平亮度高頻分量已經(jīng)移到0-1.2MHz頻率范圍內(nèi)。用于外差處理的信號fc的幅度應(yīng)當(dāng)大到在用1.2MHz低通濾波器之后，足以保持原始信號的幅度。
用格式編碼器74對來自部件72的頻移后的水平亮度高頻分量進行編碼，以便使該信號與主信號C/SL空間相關(guān)。編碼器74利用上面參考圖6-8所述的技術(shù)，把頻移后的水平亮度高頻分量編碼成標(biāo)準(zhǔn)的4∶3格式。在對輸入到編碼器74的信號的中央部分進行時間擴展后，該信號的帶寬從1.2MHz大約下降到1MHz，同時，編碼器74的輸出信號變成與主信號空間相關(guān)。邊側(cè)畫面信息在由編碼器74進行時間壓縮之前，在部件72中進行截止頻率為170KHz的低通濾波處理。另一方面，有這樣的設(shè)想可以用格式編碼器74把由調(diào)制器72提供的信號均勻地壓縮，以致對具有樣值1-754的整行進行編碼使之占據(jù)象素位置15-740，同時，使邊側(cè)畫面象素位置處在消隱電平。如果采用這種格式編碼方法，那么，幅度調(diào)制器72中的低通濾波器的帶寬從1.2MHz減小到950KHz，這正是所希望的。
用與圖11b中說明的相同的裝置76對來自編碼器74的信號進行幀內(nèi)平均。平均器76所產(chǎn)生的信號以信號Z的形式加到部件80。由于來自編碼器74的信號的幀內(nèi)圖象信息的高度相關(guān)性，幀內(nèi)平均信號Z基本上與來自編碼器74的信號相同。調(diào)制信號X與Z大體上占據(jù)相同的頻帶(大約0-1.1MHz)。
部件80對兩個輔助信號X和Z的大幅度偏移進行非線性伽瑪函數(shù)幅度壓縮，然后，把壓縮的這兩個信號正交調(diào)制到正交相位的交變副載波信號ASC和ASC′上。在所述幅度壓縮中使用0.7的伽瑪值，因此，每個樣值的絕對值自乘到0.7次冪，然后，乘以原始樣值符號。伽瑪壓縮減小了現(xiàn)有接收機上已調(diào)信號的可能的干擾性的大幅度偏移的可見性，并且，由于在接收機解碼器易于實現(xiàn)編碼器中所用的伽瑪函數(shù)的逆函數(shù)，所以，在寬屏幕接收機中能實現(xiàn)預(yù)期的復(fù)原。
然后，把該幅度壓縮信號調(diào)制到3.1075MHz的相控交變副載波ASC和正交相關(guān)信號ASC′上。信號ASC和ASC′的頻率是1/2水平行頻的奇數(shù)倍(395xH/2)。由下文將參考圖25給予說明的演播室定時信號發(fā)生器2來產(chǎn)生信號ASC和ASC′。使該交變副載波的相位逐場交替變化180度。該交變副載波的場交替變化相位使信號X和Z的輔助調(diào)制信息能夠與色度信息重疊，并且，有助于在接收機中使用較簡單的場存儲器進行輔助信息的分離。在加法器40中將已正交調(diào)制的信號M與信號N相加。所得到的信號NTSCF是4.2MHz的NTSC兼容信號。
圖24示出部件80的細(xì)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是可編程只讀存儲器(PROM)，它們各自包括含有對應(yīng)于所需要的非線性伽瑪壓縮函數(shù)的程序值的查找表。在部件2412旁邊，用瞬時的輸入-輸出響應(yīng)曲線表示該函數(shù)。來自部件2410和2412的數(shù)據(jù)輸出端的壓縮的信號X和Z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(zhǔn)輸入端接收來自發(fā)生器2的具有相互正交的相位關(guān)系的相應(yīng)的交變副載波信號ASC和ASC′。在組合器2420中，將乘法器2414和2416的輸出信號相加，以產(chǎn)生已正交調(diào)制的信號M。參考圖1a，加法器40將信號M和N相加，以產(chǎn)生信號NTSCF。
從由逐行到隔行掃描變換器17c提供的信號YT中導(dǎo)出第四分量或輔助信號。由逐行到隔行掃描變換器17c所產(chǎn)生的亮度細(xì)節(jié)信號YT呈現(xiàn)7.16MHz的帶寬;用與參考圖6和8所說明的相同的格式編碼器將信號YT按4∶3格式編碼。用濾波器79對由格式編碼器78提供的信號進行截止頻率為750KHz的低通濾波，以產(chǎn)生信號YTN。在時間壓縮之前，用格式編碼器78的輸入低通濾波器對邊側(cè)部分進行截止頻率為125KHz的低通濾波。該濾波器與圖6中所示裝置的輸入濾波器相當(dāng)，但其截止頻率為125KHz。除去所述邊側(cè)部分的高頻分量。于是，信號YTN與主信號C/SL空間相關(guān)。
分別用數(shù)一模變換(DAC)部件53和54把信號YTN和NTSCF從數(shù)字形式(二進制)變成模擬形式。把由DAC54提供的信號加到模擬開關(guān)8的一個輸入端，模擬開關(guān)8的另一個輸入端耦合接收由模擬開關(guān)6提供的信號。由演播室定時信號發(fā)生器2提供的信號SC2支配模擬開關(guān)8，以便把或者來自DAC54的有效視頻信號和來自定時信號發(fā)生器2的復(fù)合同步信號，或者來自信號源4的外部視頻信號EV和信號OCPS，加到射頻正交調(diào)制器57的一個輸入端。開關(guān)9受控于信號SC2，以便把或者來源于DAC53的輔助信號，或者來自外部視頻信號源4的輔助信號，加加調(diào)制器57的另一個輸入端。正交調(diào)制器57以正交方式把加到其輸入端的兩個信號調(diào)制到射頻載波上。隨后，把射頻已調(diào)信號加到發(fā)射機55，以便經(jīng)由天線56播放出去。
如上所述，演播室定時信號發(fā)生器2產(chǎn)生用于寬屏幕逐行掃描攝象機10的復(fù)合同步信號，用于寬屏幕EDTV編碼器的各種時鐘信號、載波和定時信號，以及加到待發(fā)射的EDTV信號上的復(fù)合同步和對準(zhǔn)信號。發(fā)生器2可以用內(nèi)部自激振蕩器來產(chǎn)生這些信號，或者，可以與由信號源4提供的外部視頻信號EV強制同步。因此，外部視頻信號源4是任選的。如果沒有信號源4，那么，該系統(tǒng)將自身同步。如果有信號源4，那么，該信號源可以僅僅用于同步目的，或者，該信號源可以為開關(guān)8和9提供編碼的視頻信號，這時，這些開關(guān)就不必從DACs53和54的輸出端得到編碼的視頻信號。把由演播室定時信號發(fā)生器2提供的復(fù)合同步信號OCPS插入待發(fā)射的信號中(無論這些信號是由DACs53和54提供的，或者由外部視頻信號源4提供的)。這種線路接法使本地電視演播室中的設(shè)備能夠與例如由網(wǎng)絡(luò)提供的節(jié)目同步。如果要在沒有令人煩腦的開關(guān)人為現(xiàn)象的情況下，使本地節(jié)目與來自其他信號源的節(jié)目混合的話，那么，這種類型的同步是重要的。
以下是圖25中所示典型的電路系統(tǒng)的概述，該電路系統(tǒng)可用作演播室定時信號發(fā)生器2。把由壓控振蕩器(VCO)2520產(chǎn)生的第W個信號8xfsc加到計數(shù)器2524。由計數(shù)器2524提供的計數(shù)值(信號PC)表示被ADCs14數(shù)字化的象素在水平行上的位置。把信號PC加到ROM2526上，后者產(chǎn)生表示在每一信號行上發(fā)生的各種過程(例如，水平消隱和同步)的定時信號。ROM2526為計數(shù)器2534提供信號C910，后者在由攝象機10提供的每條信號水平行上有1個脈沖。計數(shù)器2534產(chǎn)生表示由被ADC14數(shù)字化的樣值構(gòu)成的行的垂直位置的信號LC。把信號LC加到ROM2536上，后者產(chǎn)生一種限定每場或每幀發(fā)生一次的過程(例如垂直消隱)的信號。把信號PC和LC加到各個ROM2530、2532、2540、2542、2544和2546上，這些ROM產(chǎn)生限定由發(fā)生器2提供的其它定時和振蕩信號的信號。演播室定時信號發(fā)生器2還提供開關(guān)信號SW1和SW2以及模擬復(fù)合同步信號CCPS和OCPS。
為了簡化對于定時電路系統(tǒng)的說明，省去一些補償延遲單元，為了把定時發(fā)生器2所產(chǎn)生的信號輸送到圖1a中所示電路系統(tǒng)的其余部分，這些補償延遲單元可能是必要的。數(shù)字信號電路設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道，在具體的系統(tǒng)中，何處需要這種延遲單元。
圖25是適用于演播室定時信號發(fā)生器2的電路系統(tǒng)的方塊圖。圖25中，把信號EV加到傳統(tǒng)的同步信號分離電路2510中，信號EV包括編碼的寬屏幕EDTV信號的同相分量以及來自外部視頻信號源4的相關(guān)的水平、垂直和色同步信號分量。電路2510分別產(chǎn)生同步門信號BG和外部水平及垂直同步信號EHS、EVS。
信號EV還加到色度帶通濾波器2512上，該濾波器使信號EV的色度頻帶分量通過，而相對地排斥任何其它分量。濾波器2516的輸出端耦合到模擬門電路2514，后者受控于同步門信號BG，以便把信號EV的色同步信號分量BURST加到鑒相器2516的一個輸入端。鑒相器2516的另一個輸入端耦合接收由ROM2526提供的信號C8。如下所述，信號C8具有基本上與信號BURST相同的頻率fsc。
鑒相器2516產(chǎn)生正比于信號BURST和信號C8之間的瞬時相差的輸出信號。該相差信號加到環(huán)路濾波器2518上。環(huán)路濾波器2518對該相差信號進行積分，以產(chǎn)生正比于信號BURST和信號C8的初始頻率之間的頻差的輸出信號，所述初始頻率與VCO2520的自激頻率相關(guān)。該頻差信號加到VCO2520的控制輸入端。VCO2520包含諧振晶體2522，后者控制該VCO，使之具有大約8倍于fsc的自激頻率。VCO2520的頻率為8xfsc的輸出信號加到11比特計數(shù)器2524的時鐘輸入端CLK。計數(shù)器2524提供的11比特輸出信號PC(象素計數(shù))加到ROM2526的地址輸入端。ROM2526是2048x9比特器件，它按程序工作，以響應(yīng)加到其地址輸入端的計數(shù)值而產(chǎn)生各種輸出信號。這些信號之一C8在4個連續(xù)的計數(shù)值的情況下處于邏輯零狀態(tài)，然后，在其后的4個連續(xù)的計數(shù)值的情況下處于邏輯1狀態(tài)。因為計數(shù)值以8xfsc的速率遞增，所以，信號C8的頻率基本上等于fsc。如上所述，該信號加到鑒相器2516。
鑒相器2516、環(huán)路濾波器2518、VCO2520、計數(shù)器2524以及ROM2526的組合構(gòu)成鎖相環(huán)路，該環(huán)路產(chǎn)生頻率為8xfsc的信號，該信號鎖相于外部視頻信號EV的色同步信號分量。如上所述，信號EV是任選的信號。如果不存在信號EV，該環(huán)路就以VCO2520的自激頻率工作。
該鎖相環(huán)路還同步于外部水平信號EHS。該信號加到或門2528的一個輸入端?；蜷T2528的另一個輸入端耦合接收ROM2526提供的信號C1820。信號C1820包含每經(jīng)過信號8xfsc的1820個連續(xù)脈沖就出現(xiàn)一次的脈沖。或門2528的輸出端耦合到計數(shù)器2524的復(fù)位輸入端R。對于標(biāo)準(zhǔn)NTSC信號和寬帶EDTV信號，信號C1820具有基本上與水平行同步信號相同的頻率。當(dāng)存在信號EHS時，由計數(shù)器2524產(chǎn)生的象素計數(shù)信號PC同步于外信號源。當(dāng)不存在EHS時，該鎖相環(huán)路自身同步。
ROM2526還產(chǎn)生這樣一些信號，這些信號限定4xfsc時鐘信號(4xfsc)，2xfsc時鐘信號(2xfsc)，輸出視頻信號(H)的水平行上第一有效象素部分的定時，輸出視頻信號的水平同步信號(OHS)的水評消隱信號的定時，定時窗口(輸出信號的色同步分量插入其中)以及信號C910，后者包含每經(jīng)過信號CK8的910個連續(xù)脈沖就出現(xiàn)一次的脈沖。信號C910限定由逐行掃描攝象機10提供的視頻信號的每條水平行的起點。該信號加到計數(shù)器2534的時鐘信號輸出端，計數(shù)器2534和ROM2536一起產(chǎn)生攝象機10Y的幀頻定時信號過計數(shù)器2534是產(chǎn)生輸出信號LC(行計數(shù))的11比特計數(shù)器，該輸出信號加到ROM2536的地址輸入端。由ROM2536提供的信號C1050加到或門2538的一個輸入端，該或門2538的另一個輸入端耦合接收由同步信號分離電路2510提供的外部垂直同步信號EVS。信號C1050包含每經(jīng)過1050個信號LC的連續(xù)值就出現(xiàn)一次的脈沖，并且，具有基本上和信號EVS相同的頻率?；蜷T2538的輸出端耦合到計數(shù)器2534的復(fù)位輸入端R?；蜷T2538產(chǎn)生的信號支配所述計數(shù)器，使之相對于由逐行掃描攝象機10產(chǎn)生的視頻信號的每場而使自己的計數(shù)值復(fù)位一次。攝象機10，外部視頻信號EV由寬屏幕EDTV編碼器產(chǎn)生的輸出信號的場頻是相同的。
ROM2536響應(yīng)行計數(shù)信號LC而產(chǎn)生信號FID，后者包括關(guān)于當(dāng)前場的場識別符(即0，1，2)。如下所述，該信號用于產(chǎn)生復(fù)變副載波信號ASC和ASC′，色同步信號，5MHz外差載波fc，并且，用于分別限定攝象機10的幀同步信號CVS和視頻輸出信號的幀同步信號OVS。此外，ROM2536還產(chǎn)生信號OVB(該信號限定輸出視頻信號的垂直消隱間隔)，信號01E(它指明信號LC代表的行是該場中的奇數(shù)行或偶數(shù)行)，以及信號L22(它表示LC的值什么時候?qū)?yīng)于輸出視頻信號的每場的行22)。
為ROM2530編程，使之響應(yīng)地址輸入信號而產(chǎn)生交變副載波信號ASC和ASC′，所述地址輸入信號包含由計數(shù)器2524提供的象素計數(shù)信號PC，以及由ROM2536提供的信號FID和O/E。信號ASC和ASC′是正交相位相關(guān)信號，具有395xfh/2(1/2水平行掃描頻率的395倍)的標(biāo)稱頻率。ROM2536的地址信號中包含信號FID和O/E，因此，如上所述，信號ASC和ASC′的相位可以逐行或逐場改變180°。信號ASC和ASC′是8比特取樣數(shù)據(jù)信號，具有4xfsc的取樣速率。由于信號ASC和ASC′具有逐行逐場的已知的相位變化(即，180°)，所以，ROM2530可以包含代表交變副載波信號的兩個水平行周期的樣值。
在本發(fā)明的本實施例中，ROM2532以同樣方式產(chǎn)生5MHz信號fc。該信號的頻率和相位不依賴水平行掃描信號?；蛘咻敵鲆曨l信號的彩色副載波信號。但是，可能需要逐行或逐場改變該信號的相位，以免它使重構(gòu)的圖象失真。因此，在產(chǎn)生的ROM2532的地址信號中包含了信號FID和O/E以及信號PC。信號fc也是8比特取樣數(shù)據(jù)信號，具有4xfsc的取樣速率。ROM2532可以存儲在信號fc的一個至4個水平行間隔中表示的樣值。
ROM2540響應(yīng)包含信號PC、FID和LC的地址信號而產(chǎn)生信號OVS，后者表示輸出視頻信號的垂直同步信號的各種分量的同步。ROM2540的輸出信號OVS是1比特二進制信號，當(dāng)垂直同步信號在分別相應(yīng)于黑色電平(即，OIRE)和同步脈沖頂部(即，-40IRE)的值之間變化時，該1比特信號時常在邏輯1和邏輯零狀態(tài)間變換。
另一個ROM2560響應(yīng)包含信號分量PC、LC和FID的地址信號而產(chǎn)生信號CVS，后者表示逐行掃描攝象機10的垂直同步信號的各種分量的同步。
ROM2560響應(yīng)包含信號PC、O/E和FID的地址輸入信號而產(chǎn)生取樣數(shù)據(jù)色同步信號，后者插入輸出視頻信號的每條水平行的色同步間隔中。ROM2542包含三態(tài)輸出級，后者響應(yīng)色同步選通脈沖信號BF，僅僅在色同步脈沖間隔期間提供8比特取樣數(shù)據(jù)色同步信號，而在其他所有時間，在ROM2542的輸出端形成高阻抗。
ROM2544產(chǎn)生對準(zhǔn)信號，后者在由每場的第22個水平行間隔限定的時間內(nèi)插入輸出視頻信號中。把信號PC和FID相組合，以產(chǎn)生ROM2544的地址輸入信號。ROM2544包含三態(tài)輸出級，后者響應(yīng)信號L22而使對準(zhǔn)信號僅僅在每個輸出視頻的第22個水平行間隔期間出現(xiàn)在其輸出端。在所有其他時間，在ROM2544的輸出端呈現(xiàn)高阻抗。因為，由ROM2544提供的對準(zhǔn)信號每經(jīng)過視頻信號的四個場就倒相一次，所以，信號FID被加到該ROM上。如下所述，在接收機中檢測這種倒相，以便把接收機的4個場的順序與發(fā)射機的4個場的順序?qū)R。ROM2542和2544的輸出端耦合在一起，并且，耦合到數(shù)-模變換器(DAC)2554的輸入端。
DAC2554是用于演播室定時信號發(fā)生器上的電路系統(tǒng)的一部分，用于產(chǎn)生模擬復(fù)合同步信號OCPS，用于上文參考圖1a所述的模擬開關(guān)6和把信號OCPS插入輸出視頻信號中。為了產(chǎn)生信號OCPS，在或門2546中把信號OHS和OVS相組合，以產(chǎn)生模擬開關(guān)2552的控制信號。開關(guān)2552受該控制信號的支配，使得在門電路2546的輸出信號表明存在同步信號時，讓由同步脈沖頂部信號源2550提供的模擬值(例如，-40IRE)通過。而在其他情況下，讓消隱信號(例如，0IRE)通過。模擬開關(guān)2552的輸出信號加到另一個模擬開關(guān)2556的一個輸入端。開關(guān)2556的第二輸入端耦合接收由DAC2554提供的組合的色同步和對準(zhǔn)信號。模擬開關(guān)2556受控于由或門2558提供的信號，以便在每行的色同步脈沖時間內(nèi)讓色同步信號通過，而在每場的第22行讓對準(zhǔn)信號通過。在其他所有時間，開關(guān)2556讓由模擬開關(guān)2552提供的信號通過。輸入到或門2558的信號是來自ROM2526的色同步選通信號，以及第22行信號L22。
用類似于用來產(chǎn)生信號OCPS的裝置來產(chǎn)生逐行掃描攝象機10的復(fù)合同步信號CCPS。攝象機垂直同步信號CVS加到或門2570的一個輸入端，該或門的另一個輸入端耦合接收ROM2526提供的攝象機水平同步信號CHS。或門2570的輸出信號耦合到模擬開關(guān)2568的控制輸入端。開關(guān)2568受控于該信息，以便在或門2579提供的信號所表示的同步信號期間讓來自同步脈沖頂部信號源2564的模擬值(-40IRE)通過;而在其他情況下，讓來自信號源2562的消隱電平(0IRE)通過。模擬開關(guān)2568的輸出信號是攝象機復(fù)合同步信號CCPS。
如上關(guān)于圖1a所述，模擬開關(guān)6和8響應(yīng)各自的控制信號SC1和SC2，以便有條件地把外部視頻信號EV插入上述寬屏幕EDTV編碼系統(tǒng)的輸出信號中，并且，無條件地把復(fù)合同步信號CCPS插入所述輸出信號中，與視頻信號源無關(guān)地插入信號OCPS，這確保本地產(chǎn)生的EDTV信號與外部(例如，網(wǎng)絡(luò))信號同步。
產(chǎn)生控制信號SC1和SC2的過程如下。參考圖25，同步信號分離電路2510產(chǎn)生信號ESP，后者指明什么時候存在外部視頻信號EV。信號ESP加到開關(guān)2573的一個電極，該開關(guān)的另一個電極耦合到邏輯零信號源2572。開關(guān)2573的滑動片是手控的當(dāng)它耦合到信號ESP，并且，存在外視頻信號EV時，編碼系統(tǒng)被旁路，信號EV既用于產(chǎn)生同步信號OCPS和CCPS，又用于提供編碼器的視頻輸出信號;當(dāng)該滑動片耦合到信號源2572時，信號EV僅用于產(chǎn)生同步信號，實際的視頻信號由寬屏幕EDTV編碼器從攝象機10提供的信號中產(chǎn)生。當(dāng)不存在信號EV時，同步信號在沒有基準(zhǔn)信號的情況下由信號發(fā)生器2產(chǎn)生。
為了產(chǎn)生信號SC1，通過倒相器2574，把開關(guān)2573提供的信號倒相，然后，在與門2576中與信號L22邏輯與。與門2576的輸出信號加到或門2578的一個輸入端。或門2578的其它兩個輸入端偶合接收輸出的水平和垂直消隱信號OHB和OVB。或門2578的輸出信號是控制信號SC1?？刂菩盘朣C2是由開關(guān)2573提供的信號和信號SC1的邏輯或。
工作時，當(dāng)由開關(guān)2573提供的信號具有邏輯1值時，編碼器的輸出信號是外部視頻信號EV，后者包含水平和垂直同步信號分量以及插入由信號SC1限定的消隱區(qū)中的信號OCPS的色同步信號分量。信號OCPS的對準(zhǔn)信號分量被除去;包含在信號EV中的對準(zhǔn)信號分量與該信號一起通過開關(guān)6和8。外部視頻信號EV的對準(zhǔn)信號分量不重寫，以保持在產(chǎn)生該信號時建立的定時關(guān)系。因為，對準(zhǔn)信號是在對視頻信號編碼時產(chǎn)生的，所以，在該視頻信號被解碼之前最好不改變該信號。
當(dāng)控制信號SC2具有邏輯零值時，將水平和垂直同步信號以及包含在OCPS信號中的色同步信號插入視頻信號中，后者是在由信號OHB和OVB限定的消隱間隔中由編碼器產(chǎn)生的;把信號OCPS的對準(zhǔn)信號分量插入所產(chǎn)生的視頻信號的第22行。
如上所述，對準(zhǔn)信號用于使編碼系統(tǒng)與解碼系統(tǒng)同步。對準(zhǔn)信號的格式不是固定不變的。該信號可以是若干種不同信號中的任何一種，下文將介紹其中的二種。在本實施例中，對準(zhǔn)信號用于把在視頻信號每個水平行上的第一個有效的視頻樣值的同步限定在5毫微秒(ns)之內(nèi)，從而，確保信號ASC，ASC′和Fc在映播室和接收機之間有適當(dāng)?shù)南辔粚?zhǔn)。
圖25a說明由定時電路系統(tǒng)2產(chǎn)生的色同步選通脈沖信號BF，輸出水平消隱信號OHB和定時基準(zhǔn)信號H。為了對比，圖25a中包含了信號EV。正如圖25a中所示波形所表明的，由計數(shù)器2524提供的信號PC的值與信號OHB的正躍遷一致地復(fù)位到零。由信號H表示的第一有效取樣時間發(fā)生在PC等于308時。在水平消隱間隔開始之前的取樣時間是PC等于1819時。
在NTSC標(biāo)準(zhǔn)下，對于視頻信號的每一行來說，色度副載波信號的相位是預(yù)定的。這樣，對于特定的行來說，第一次取樣時間的相位值決定于色同步信號的相位，所述行是奇數(shù)行或偶數(shù)行以及所述行出現(xiàn)在4個場的序列中的那個場。水平行上第一個象素的采樣時間還對應(yīng)于交變副載波信號ASC、ASC′的預(yù)定相位，并且，對應(yīng)于外差載波信號fc，因為，在對準(zhǔn)信號發(fā)生器中，這些信號是從象素計數(shù)信號PC導(dǎo)出的。
在接收機中，將對準(zhǔn)信號復(fù)原，該信號用于調(diào)整4xfsc取樣時鐘信號的相位，并且，用于調(diào)整脈沖分頻電路，后者從取樣時鐘信號產(chǎn)生水平行同步信號。該脈沖分頻電路還用于再生交變副載波信號ASC、ASC′以及外差載波信號fc。下面參考圖26來說明該同步電路系統(tǒng)。
在本實施例中，把對準(zhǔn)信號插入編碼器所產(chǎn)生的視頻信號的第22行。該行是在信號的有效視頻部分，而不是在垂直消隱間隔。該對準(zhǔn)信號被插入與垂直消隱間隔相對立的有效視頻區(qū)，這是因為，在許多電視廣播和電榔廣播設(shè)備中，在信號處理過程中先把同步信號從視頻信號中除去，然后，在發(fā)射之前重新插入。本發(fā)明人注意到除去和重新插入同步信號的操作可能在由廣播和電榔廣播設(shè)備提供的信號中產(chǎn)生輕微的定時誤差。這些定時誤差以所顯示的圖象相對于原始圖象的水平或垂直位移的形式出現(xiàn)，或者，以在顯示的圖象中產(chǎn)生的色差的形式出現(xiàn)。如上面在發(fā)明背景中所述的，在本文所述系統(tǒng)中，這類定時誤差可能在所產(chǎn)生的圖象中引起另外的失真。在本實施中避免了這些誤差，這是因為在所述設(shè)備中，把限定接收機中各種信號分量的同步的對準(zhǔn)信號插入待處理的信號的有效視頻區(qū)的垂直過掃描區(qū)中，因此，該對準(zhǔn)信號在信號處理過程中不會被除去。但是，也可以設(shè)想把該對準(zhǔn)信號插入垂直消隱間隔中。
用于本實施例中的對準(zhǔn)信號是重復(fù)的偽隨機噪聲(PN)序列，已經(jīng)對它進行限帶處理，使之與NTSC視頻信號的頻譜一致。利用PN序列作為時間基準(zhǔn)的技術(shù)是眾所周知的。例如，參見W.Peterson的“糾錯碼”一書，MIT出版社，1961年，PP147-148。還有另一種對準(zhǔn)信號，該序列是2T平方余弦脈沖，在存入ROM2544之前，已對該脈沖進行非表因濾波(non-causallyfilterd)。
用于本實施例的特殊的PN序列包含31比特信息，并且，在每場的第22個水平行間隔中重復(fù)6次。因為，所發(fā)送的信號被限帶在4.2MHZ，所以，用于對準(zhǔn)信號的PN序列的每一比特用4個4xfsc樣值表示。當(dāng)經(jīng)由高噪聲傳輸頻道接收視頻信號時，在接收機中可以對該序列的6個重復(fù)值取平均，以提高第一取樣時間測定的精度。圖25a說明該對準(zhǔn)信號的同步。
在圖25b的頂部一行上示出PN序列的開始的12比特。完整的PN序列包含31比特0，0，0，0，1，0，0，1，0，1，1，0，0，1，1，1，1，0，0，0，1，1，0，1，1，1，0，1，0，1。正如該對準(zhǔn)信號的波形(圖25b中示出的第二波形)所說明的，PN序列的零和1電平分別對應(yīng)于代表0IRE和100IRE的數(shù)字式樣值。對PN序列的限帶處理把該對準(zhǔn)信號的上升和下降時間限制在信號4xfsc的兩個取樣周期，即，140毫微秒。圖25b中說明的對準(zhǔn)信號是由ROM2544響應(yīng)信號PC的逐個值而提供的，信號PC以8xfsc的速率增值。當(dāng)PC等于312時，提供對準(zhǔn)信號的第一重復(fù)段的第一樣值，而當(dāng)PC＝1816時，提供該對準(zhǔn)信號的第六重段的最后一個樣值。
另一種對準(zhǔn)信號是圖25c所說明的非表因濾波的2T余弦平方脈沖。產(chǎn)生該對準(zhǔn)信號的過程如下所述。利用方程(1)產(chǎn)生余弦平方2T脈沖的樣值SCSC＝0當(dāng)N＝0至3時SC＝｛1-COS[2PI(N-3)/7]｝/2當(dāng)N＝4至9時SC＝0當(dāng)N＝10至40時其中.N是具有4xfsc的取樣頻率的取樣次數(shù)的計數(shù)。
然后，把樣值SC加到全通濾波器。典型的全通濾波器的傳遞函數(shù)AF(z)表示于方程(2)中，其中，Z是Z變換變量。
AF(z)＝1.291(0.774z-1.2z+1)/(z-1.2z+0.774)圖25d中示出實現(xiàn)該濾波器的電路系統(tǒng)。因為，該濾波器以相同的增益但以不同的相位響應(yīng)讓所有頻率通過，所以，稱它為全通濾波器。該濾波器具有Z平面的一對復(fù)極(complexpole)和一對復(fù)零(complexzero)，它們處在相同的對應(yīng)的角度上，但具有反向的半徑。
圖25c示出的信號F是該全通濾波器響應(yīng)2T脈沖而產(chǎn)生的輸出信號。該信號具有基本上與2T脈沖相同的頻譜(因為，產(chǎn)生該信號的濾波器是全通濾波器)，但是，該信號在時間上展開，因此，與未濾波的2T脈沖相比，對脈沖噪聲失真較不敏感。在用作對準(zhǔn)信號之前，對限定信號F的40個樣值的序列進行時間反轉(zhuǎn)處理，使得樣值零濾波后變成樣值40，而濾波后的樣值40變成樣值零。在每一場的第22個水平行間隔中，將該時間反轉(zhuǎn)后的序列重復(fù)6次，以產(chǎn)生對準(zhǔn)信號。
在接收機中，對該對準(zhǔn)信號的各次重復(fù)部分進行累加處理，把得到的信號加到具有方程(2)所示的傳遞函數(shù)的濾波器上，這樣，就基本上恢復(fù)了時間反轉(zhuǎn)的2T脈沖。復(fù)原的2T脈沖的任何脈沖躁聲失真都將在時間上被展開。
圖13中，天線1310接收廣播的兼容寬屏幕EDTV隔行電視信號，該信號被加到NTSC接收機1312的天線輸入端。接收機以通常方式處理兼容的寬屏幕信號，以產(chǎn)生具有4∶3寬高比的圖象顯示，同時，寬屏幕邊側(cè)畫面信息一部分(即，低頻分量)被壓縮在觀看者看不到的水平過掃描區(qū)中，而另一部分(即，高頻分量)被包含在已調(diào)交變副載信號中，后者在標(biāo)準(zhǔn)接收機工作時產(chǎn)生的顯示中，從視覺上看是隱藏起來的。
圖13中，天線1310接收到的兼容寬屏幕EDTV信號也加到寬屏幕逐行掃描接收機1320，后者能夠顯示具有例如5∶3大寬高比的電視圖象。輸入部件1322處理接收到的寬屏幕信號，部件1322包括射頻調(diào)諧器和放大電路以及同步視頻解調(diào)器(正交解調(diào)器)，后者產(chǎn)生代表射頻電視信號的同相分量的基帶視頻信號(NTSCFA)和代表射頻電視信號的正交相位分量的信號(YTNA)。模擬-數(shù)字(ADC)變換電路1323將信號NTSCFA和YTNA數(shù)字化，以產(chǎn)生數(shù)字信號NTSCF和YTN。該ADC電路以4倍于色度副載波頻率的取樣速率(4xfsc)工作。
模擬和數(shù)字形式的信號NTSCF兩者加到接收機定時信號發(fā)生器1325。模擬信號用于產(chǎn)生粗同步分量，而數(shù)字信號的對準(zhǔn)信號分量用于產(chǎn)生細(xì)調(diào)各同步分量?？蛇x擇的方法是，可以把代表對準(zhǔn)信號的正交分量的數(shù)字形式的信號YTN加到發(fā)生器1325，以改善同步信號的細(xì)調(diào)。接收機定時信號發(fā)生器1325響應(yīng)水平和垂直同步信號分量、色同步信號分量和信號NTSCFA的對準(zhǔn)信號分量，而產(chǎn)生用于接收機的各種定時信號。這些定時信號包括4xfsc時鐘信號CLK4;時鐘信號ICK(其負(fù)躍遷的發(fā)生與接收到的彩色副載波信號的I差色信號相位一致);兩個信號ASC和ASC′(它們代表正交交變副載波信號，并且，基本上與編碼器產(chǎn)生的同名的信號相同);信號fc(它代表在處理EDTV信號的分量3時用于編碼器的5MHZ外差載波信號;以及信號H(它指明信號NTSCF的水平行間隔中哪一個樣值是第一有效視頻樣值。如下所述，這些信號用于寬屏幕逐行掃描接收機1320。
下文是圖26中所示的典型的接收機定時信號發(fā)生器1325的工作概況。該發(fā)生器包括鎖相環(huán)路系統(tǒng)，后者產(chǎn)生時鐘信號CLK4，該信號的頻率基本上等于4xfsc，并且，與信號NTSCFA的色同步信號分量同步。對該信號的脈沖計數(shù)，以產(chǎn)生象素識別信號PID和內(nèi)部水平同步脈沖IHS。微處理器2640響應(yīng)信號IHS和信號L22(該信號表示每場的第22水平行的有效象素間隔)，以收集對準(zhǔn)信號的樣值，并使這些樣值與存儲在ROM2650中的對準(zhǔn)信號的存儲形式相關(guān)。微處理器2640根據(jù)這種相關(guān)性調(diào)整信號CLK4和IHS的相位，使得它們與對準(zhǔn)信號對齊到5毫微秒之內(nèi)。微處理器2640還產(chǎn)生信號FID，后者指明NTSC4場的序列中哪一場是當(dāng)前要處理的場。信號PID和FID作為地址信號加到定時信號發(fā)生器內(nèi)部的各ROM，以產(chǎn)生信號ASC，ASC′和fc。
準(zhǔn)確地說，在圖26所示裝置中，模擬同相信號NTSCFA加到傳統(tǒng)的同步信號分離電路2610，后者從信號NTSCFA中分離出水平行同步信號Hs和垂直場同步信號Vs。信號Hs加到10比特計數(shù)器2612的相應(yīng)的復(fù)位和時鐘輸入端。該計數(shù)器的輸出信號是當(dāng)前場中的ADC1323正在提供的信號NTSCF和YTN的樣值的行數(shù)。該信號加到產(chǎn)生信號L22的第22行檢測器2614。信號L22是每場出現(xiàn)一次的脈沖，該脈沖復(fù)蓋該場的第22個水平間隔。
電路2610還產(chǎn)生色同步選通脈沖BG。該信號加到傳統(tǒng)的鎖相環(huán)(PLL)2616，后者利用該色同步選通脈沖，從信號NTSCFA分離出色同步信號分量。包括諧振晶體2617的PLL2616再生色度副載波信號Fsc，后者鎖相于信號NTSCFA的色同步信號分量。信號Fsc加到傳統(tǒng)的可控相移電路2618的一個輸入端。電路2618響應(yīng)加到其控制信號輸入端的模擬相移控制信號PH，而使信號Fsc的相位偏移介于-45度和+45度之間的一個角度。相移控制信號PH是由微處理器2640經(jīng)由DAC2654提供的。下文將參考圖26a直至26f說明信號PH的產(chǎn)生過程。
電路2618提供的相移信號Fsc加到另一個PLL2620。PLL2620可以具有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它提供頻率基本上等于8xfsc、并鎖相于信號Fsc的輸出振蕩信號CLK8。信號CLK8加到分頻器2622，后者將信號CLK8的頻率二等分，以產(chǎn)生信號CLK4。
信號CLK4加到10比特計數(shù)器2624的時鐘輸入端。計數(shù)器2624的輸出信號是信號PID，當(dāng)系統(tǒng)被同步化時，信號PID包含ADC′s1323提供的信號NTSCF和YTN的每一個樣值的樣值標(biāo)號，該標(biāo)號以水平消隱間隔的起點為基準(zhǔn)。如下所述，該樣值標(biāo)號用于產(chǎn)生各種定時和同步信號。信號PID加到解碼電器2638的輸入端。電路2638產(chǎn)生脈沖信號IHS，在信號CLK4的與信號PID的值等于909一致的一個周期內(nèi)，信號IHS處于邏輯1狀態(tài)。
信號IHS加到數(shù)據(jù)寫控制電路2642的輸入端。電路2642響應(yīng)信號IHS、CLK4、L22以及準(zhǔn)備寫信號WRDY而為先入先出(FIFO)存儲器2644產(chǎn)生寫請求信號WREQ。FIFO2644響應(yīng)信號WREQ而存儲加在其輸入端的信號NTSCF的樣值。當(dāng)FIFO準(zhǔn)備接收新的樣值時，它把作為信號WRDY的邏輯1值加到數(shù)據(jù)寫控制電路系統(tǒng)2642。FIFO2644受控于信號WREQ而存儲下述時間內(nèi)出現(xiàn)的信號NTSCF的所有值，即，在此時間內(nèi)，信號L22表明正在提供來自場的第22個水平行間隔的樣值，并且，出現(xiàn)信號IHS的脈沖。當(dāng)使信號IHS與對準(zhǔn)信號適當(dāng)?shù)貙R時，該操作把信號NTSCF的完整的對準(zhǔn)信號分量存入FIFO2644中。
在本發(fā)明的另一個實施例中，信號WREQ還加到FIFO2646(用虛線表示)，以支配FIFO2646去存儲代表信號YTN的第22個行間隔的樣值。微處理器2640利用這些樣值，使接收到的對準(zhǔn)信號與存儲的對準(zhǔn)信號相關(guān)，從而，使接收機中所用的定時信號與演播室中所用的定時信號同步。在該可供選擇的電路中，來自FIFO2646的信號WRDY與由FIFO2644提供的信號WRDY邏輯與以便用于數(shù)據(jù)寫控制電路2642。
在下一個場間隔期間，從FIFO2644讀出在場的第22個水平行間隔中存儲的樣值。微處理器2640通過重復(fù)引發(fā)脈沖信號WREQ而經(jīng)由總線RDATA從FIFO2644讀出數(shù)據(jù)。該FIFO通過把作為信號RRDY的邏輯1值加到微處理器2640上而表示已準(zhǔn)備好提供下一個樣值。當(dāng)讀出FIFO2644所存儲的最后一個數(shù)據(jù)值時，該FIFO把作為信號END的邏輯1值加到微處理器2640上。當(dāng)微處理器2640接到1取值的END信號時，它引發(fā)脈沖信號RST，后者反過來使FIFO2644復(fù)位，允許它接收下一場的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一個的實施例中，F(xiàn)IFO2646提供信號PRDYJ、ENDJ和JDATA，它們對應(yīng)于FIFO2644所提供的信號RRDY、END和RDATA。將信號END和ENDJ邏輯或(未示出)，使得它們中的任一個都可以向微處理機2640表示有用數(shù)據(jù)的結(jié)束。
使從FIFO2644(作為選擇方案，也可以從FIFO2646)讀出的數(shù)據(jù)與存儲在ROM2650中的樣值相關(guān)，PN序列的這些樣值基本上與存儲在演播室定時信號發(fā)生器2的ROM2544中的對準(zhǔn)信號值的一個重復(fù)段相同。當(dāng)所述濾波的和時間反轉(zhuǎn)的2T脈沖用作對準(zhǔn)信號時，存儲的對準(zhǔn)信號大體上是用于產(chǎn)生該對準(zhǔn)信號的2T脈沖的時間反轉(zhuǎn)形式。
為了獲得接收到的對準(zhǔn)信號和所存儲的對準(zhǔn)信號之間的盡可能緊密的相關(guān)性，微處理器2640借助加到計數(shù)器2624的預(yù)置值(PV)輸入端的信號調(diào)節(jié)信號IHS的相位。當(dāng)出現(xiàn)信號IHS的脈沖時，加到所述計數(shù)器的PV輸入端的信號IHS的瞬時值被作為起始計數(shù)值而裝入。微處理器2640通過改變加到相移電路系統(tǒng)2618的相移信號PH的值來調(diào)節(jié)信號CLK4的相位。對接收到的每場信號重復(fù)所述相關(guān)處理步驟，以便將接收機的同步性保持在限定的公差(即，5毫微秒)范圍內(nèi)。實際上，信號PV和PH是時間基準(zhǔn)信號，它們把從信號PSC和計數(shù)器2624導(dǎo)出的信號與上面參考圖1a所述的寬屏幕EDTV編碼器所產(chǎn)生的相應(yīng)信號對準(zhǔn)。
在本實施例中，ROM2650含有所存儲的控制微處理機2640的功能的程序。除了ROM2650之外，微處理機2640在所述相關(guān)處理過程中還使用RAM2648作為中間結(jié)果存儲器。
用圖26a至26f中所示的程序框圖來說明微處理器2640所進行的上述相關(guān)處理。為了簡化對該相關(guān)處理的說明，該說明在下面一開始就假定PV序列對準(zhǔn)信號的樣值存儲在FIFO2644中。將對使用FIFO2646以及使用時間反轉(zhuǎn)的2T脈沖作為對準(zhǔn)信號這些對所述處理過程的變更進行單獨的說明。
以下是圖26a至26b中的流程圖所表示的所述處理過程的概況。在對微處理器所用的存儲單元進行初始化處理(步驟2662至2664)之后，圖26a中的程序從FIFO2644中取出樣值，并把它們存儲到數(shù)據(jù)陣列ACC的124個存儲單元中(步驟2666，2668和2680)。如果程序斷定(步驟2674)在行22期間的適當(dāng)時刻未取到樣值，那么，程序就支配該微處理器改變加到計數(shù)器2624(步驟2676)的預(yù)置值PV，以修正定時誤差，然后，重復(fù)各取樣存儲步驟。
在圖26b中，程序支配微處理器2640，使之計算一序列和一積值。每個和一積值代表存儲在陣列ACC中的每個樣值與來自基準(zhǔn)陣列REF的相應(yīng)值的乘積之和，所述REF存儲對準(zhǔn)信號的一個重復(fù)段。不同的和一積值表示來自陣列ACC和REF的各樣值的不同對準(zhǔn)度。在計算不同的和一積值過程中，該微處理器(在步驟2698)確定最大和一積值和產(chǎn)生該最大和一積值的陣列ACC和REF的對準(zhǔn)度。
圖26c所示的各程序步驟利用圖26b所示的相關(guān)操作的結(jié)果來計算相位調(diào)整信號PH和信號PV的新的值。這種調(diào)整使圖26中所示電路產(chǎn)生的定時和時鐘信號與用于寬屏幕EDTV編碼器的相應(yīng)信號適當(dāng)對準(zhǔn)。
圖26a中，所述相關(guān)處理以方框2660標(biāo)記的START開始。例如，該方框代表微處理器在開始所述相關(guān)處理之前所執(zhí)行的任何初始化步驟。在系統(tǒng)初始化之后，微處理器在步驟2662中等待信號L22的負(fù)躍遷。這種躍遷標(biāo)記著場的第22個水平行間隔的結(jié)束。當(dāng)檢測到該躍遷時，應(yīng)當(dāng)把對準(zhǔn)信號存入FIFO2644中。在步驟2664中，微處理器2640將存儲單元陣列ACC中的每一個項目置O，并且，將變量SCCOUNT置零、將輸出信號PV和DPH置O。陣列ACC用于累加對準(zhǔn)信號的各個重復(fù)段;變量SCCOUNT保存以FIFO2644讀出的樣值的計數(shù)。在步驟2666中，微處理器2640從FIFO2644讀出樣值，把該樣值賦予變量RDATA。在步驟2668，微處理器使樣值計數(shù)變量SCCOUNT增值。
在從FIFO2644讀出每個樣值的同時，微處理器在步驟2670中檢查由FIFO2644提供的END信號的狀態(tài)。如果信號END處在邏輯1狀態(tài)，那么，不再從FIFO2644讀出樣值。在這種情況下，微處理機在步驟2672中使FIFO2644復(fù)位。在步驟2674中，如果樣值計數(shù)(SCCOUNT)大于898(該值表示在FIFO2644中存有完整的對準(zhǔn)信號)，那么，微處理器2640轉(zhuǎn)移到圖26b的方框2682。否則，在步驟2676中，把899減去樣值計數(shù)(SCCOUNT)得到的值賦予信號PV，然后，重復(fù)所述相關(guān)處理。步驟2672至2676確保在著手所述相關(guān)處理之前，信號IHS與信號L22粗略對準(zhǔn)。
如果在步驟2670中信號END處于邏輯零狀態(tài)，那么，在步驟2678中，微處理器檢查樣值計數(shù)是否小于54。倘若如此，那么，這些樣值代表第22水平行間隔中包含水平消隱間隔的那一部分。因此，從判斷方框2678分出的Y(是)分支控制微處理器，使之在步驟2666中從FIFO2644讀出下一個樣值。
如果在步驟2678中樣值計數(shù)SCCOUNT大于或等于154，那么，微處理器把該樣值RDATA累加到陣列ACC中。因為對準(zhǔn)信號的每種重復(fù)的系列包括124個樣值，所以，被123個中間樣值隔開的樣值是來自逐個序列的同位樣值。步驟2680利用模(MOD)124的加法確定當(dāng)前樣值在陣列ACC的標(biāo)號(IXP)，然后，把該樣值加到該標(biāo)號下的累加和上。一旦執(zhí)行完步驟2680，微處理器2640立即轉(zhuǎn)移到步驟2666。
圖26b的步驟2682(響應(yīng)來自判定框2674的Y分支而執(zhí)行該步驟)開始了所述相關(guān)處理。在該處理過程中，使陣列ACC中的累加的數(shù)據(jù)與存儲在ROM2650中的陳列REF的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相關(guān)。該相關(guān)處理過程把陣列ACC和REF都當(dāng)作循環(huán)結(jié)構(gòu)來處理，即，它假定在標(biāo)號為123的入口的后面是標(biāo)號為O的入口。從概念上說，相關(guān)處理將按下述方式進行。將陣列ACC中的是每個值乘以陳陣REF中的相應(yīng)值，然后，把得到的積相加，以產(chǎn)生一個值。接著，把陣列ACC和REF的標(biāo)號偏移，以改變它們的對應(yīng)性，然后，產(chǎn)生另一個值。重復(fù)該過程，直至所有可能的對應(yīng)性都已試過為止。PN序列的特點是在陣列ACC和REF之間有最緊密的相關(guān)性時，所述產(chǎn)生的值取最大值。
參考圖26b，步驟2682把零值賦予變量INIX，該變量保存陣列ACC和REF的標(biāo)號偏移值。在步驟2683中，將變量MSUM(它保存最大和一積值)置0，并且，把陣列SUM的每個入口置零。陣列SUM存放計算出來的、對應(yīng)于ACC和REF之間每一種對應(yīng)性的那些和一一積值。接著的步驟2684把變量INIX中的值賦予陳列ACC的標(biāo)號IXP，并且，把零值賦予陣列REF的標(biāo)號IXR。
步驟2686、2688和2690執(zhí)行用于形成和一積值的每個積的乘法操作的近似法。判定框1686檢查具有當(dāng)前標(biāo)號的基準(zhǔn)值是否是負(fù)值。如果是這樣的話，那么，該判定框的Y分支導(dǎo)致接著執(zhí)行步驟2688。否則，執(zhí)行步驟2690。步驟2688從陣列SUM的值中減去具有當(dāng)前標(biāo)號的ACC值;而步驟2690把具有當(dāng)前標(biāo)號的ACC值加到陣列SUM的值上。該過程實際上把陣列REF簡化成僅僅含有+1或-1的值的陣列，以致陣列REF的項目把陳列ACC的項目按比例放大。在本實施例中，由于把電視信號量化成8比特二進制的補碼值(其中，-40IRE和100IRE對應(yīng)于相應(yīng)的量化值-128和+127)，所以，對準(zhǔn)信號的表示小于30IRE的值的樣值是負(fù)值，而表示大于30IRE的值是正值。雖然，這種近似和真正的乘法相比是不夠精確的，但是，本發(fā)明人斷定它產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果，并且，顯著地減少了用于相關(guān)操作的計算時間。
步驟2692使標(biāo)號變量IXR和IXP增值。變量IXP是進行模數(shù)為124的增值的，以便執(zhí)行上述循環(huán)相關(guān)處理。判定框2694在IXR小于124時使所述和與積操作重復(fù)進行。當(dāng)IXR等于124時，對于存放在變量INIX中的偏移值說來，基準(zhǔn)陣列的所有項目已被利用，并且，和與積操作已完成。
判定框2696把新計算的和和絕對值與迄今計算的最大的和MSUM的絕對值作比較。如果新的和大于MSUM，那么，在步驟2698中把它賦予MSUM，并且把陣列ACC和REF之間的、用于產(chǎn)生新的和的偏移INIX賦予變量MIX。在執(zhí)行步驟2698之后[或者，經(jīng)由判定框2696的N(否)分支]，使變量INIX的值增加1。如果在步驟2702中判斷INIX的值小于123，那么，在步驟2684中用陣列ACC和REF之間的更大的偏移繼續(xù)進行和一積項的計算。
當(dāng)INIX的值等于或超過122時，就完成了陣列ACC和REF的循環(huán)相關(guān)處理。微處理器2640接著執(zhí)行圖26C中所示的判定框2704。方框2704把對應(yīng)于最接近MIX的標(biāo)號偏移值的那些和一積值作比較。如果對應(yīng)于標(biāo)號小于MIX的和一積值的幅度大于對應(yīng)于標(biāo)號大于MIX的和一積值的幅度，那末，步驟2708把值SUM[MIX-2]賦予變量PSUM，并且，把值MIX-1賦予變量PIX。在相反的情況下，在步驟2714中，把值SUM[MIX+2]和MIX+1賦予變量PSUM和PIX。這些步驟使陣列ACC和REF之間的隨意的偏移值處于存放在MIX和PIX中的值之間。在相應(yīng)步驟2708和2714之后的判定框2710和2716檢查｜SUM[MIX-1]｜和PSUM之間或者｜SUM[MIX-1]｜和PSUM之間的各差值的幅度與最小值DELTA之間的關(guān)系。差值小于該值就表示接收機和所發(fā)射的信號對準(zhǔn)到5毫微秒之內(nèi)。如果差值超過該者，那么，信號LK4和IHS的相位需要進一步對準(zhǔn)。于是，在相應(yīng)的步驟2712和2718，微處理器2640把新的值賦予變量PV和DPH。判定是否需要調(diào)整相位以及計算賦予變量DPH的相位調(diào)整值，都使用了從MIX到PIX的各個方向上移動1個標(biāo)號的和一積值。這些和一積值位于鐘形曲線的具有最大斜率的部分上。因此，這些和一積值對于由信號PH的調(diào)節(jié)值引起的輕微相位變化是最敏感的。
在執(zhí)行了步驟2712或2718兩者中的任何一個，或者，經(jīng)判定方框2710或2716兩者中的任何一個的Y分支，微處理器2640執(zhí)行判定方框2720。方框2720檢查最大的和一積值是否是負(fù)的。如果是這樣的話，那么，在方框2724中，把由微處理器2640向鎖存器2652提供的信號FID的值置零。在另一種情況下，在步驟2722中使FID的值遞增。如上所述，每4場使由編碼器提供的對準(zhǔn)信號倒相一次(即，100IRE對應(yīng)于-128，而-40IRE對應(yīng)于+127)，以便把場標(biāo)識符(0，1，2，或3)傳送給接收機。在執(zhí)行了步驟2722或2724兩者中的任何一個之后，微處理器2640轉(zhuǎn)移到步驟2662，以開始下一個視頻場的相關(guān)操作。這樣，只要接收到寬屏幕EDTV信號，相關(guān)操作就繼續(xù)進行。
因為NTSC視頻信號是以殘留邊帶信號的形式發(fā)送的，并且，由于對準(zhǔn)信號(不管它是PN序列或濾波的和時間反轉(zhuǎn)的2T脈沖)占據(jù)視頻信號的全頻帶，所以，上述相關(guān)操作可能受多通路失真的影響。強的二次信號(重象信號)可能由于改變視頻載波信號的視在相位而引起主視頻信號的同相和正交相位分量之間的串憂這種視在相位誤差的出現(xiàn)是因為由圖13的同步解調(diào)器1322檢測到的載波是主信號和重象信號的載波的矢量和。當(dāng)該檢測到的載波用于解調(diào)視頻信號時，主信號的一部分同相分量出現(xiàn)在解調(diào)的正交分量中，反之亦然。這減小了對準(zhǔn)信號的幅度，并且，把正交失真加到該信號上。
補償可能的多通路失真的一種方法是在相關(guān)操作中既利用對準(zhǔn)信號的同相分量，又利用其正交分量。這是通過以單一復(fù)信號的實部和虛部的形式分別處理視頻信號NTSCF和YIN的同相和正交分量的方法來完成的。對圖26a、26b和26c做了除信號NTSCF之外還適應(yīng)信號YIN的變更，這分別示于圖26d，26e和26f中。這些圖所述的算法本質(zhì)上與上述的算法相同。因此，下面只說明圖26a，26b，26c和相應(yīng)的圖26d，26e，26f之間的差別。在圖26d中，增加了變量JDATA和陣列ACCJ，以存放由FIFO2646提供的正交相位樣值。在步驟2766中，把來自FIFO2646的樣值提供給變量JDATA。在步驟2780中，在把來自FIFO2644的樣值累加到陣列ACCK的同時，把來自FIFO2646的樣值累加到陣列ACCJ中。陣列ACCR是與圖26a的陣列ACC相同的。
在執(zhí)行圖26e的步驟2782時，陣列ACCR和ACCJ的值代表對準(zhǔn)信號的同相分量的6個重復(fù)段和正交相位分量的6個重復(fù)段的各自的累加值。在步驟2783中，除了陣列SUM之外，還將陣列SUMR和SUMJ初始化。在步驟2786中，把代表存儲在陣列ACCR中的對準(zhǔn)信號的同相分量的樣值與存儲在陣列REFR中的、已存的同相對準(zhǔn)信號的樣值相乘，并且，把代表存儲在陣列ACCJ中的對準(zhǔn)信號的正交相位分量的樣值與存放在陣列REFJ中的已存正交相位對準(zhǔn)信號的樣值相乘，然后，把兩個乘積相加并存入陣列SUMR。得到的差值累加到陣列SUMJ的項目中。在步驟2795中，把陣列SUMR和SUMJ中各相應(yīng)值平方、然后相加，以計算陣列SUM的值。步驟2786中所示的計算是代表接收到的對準(zhǔn)信號的同相和正交相位分量的復(fù)矢量(ACCR，ACCJ)乘以復(fù)共扼，即，代表存儲的基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號的同相和正交相位分量的復(fù)矢量(REFR，REFJ)。
在執(zhí)行圖26f的步驟2804時，陣列SUM存儲代表陣列ACCR、ACCJ和REFR、REFJ的和一積的值(對于兩組陣列之間標(biāo)號的每種對應(yīng)方式而言)。圖26f的算法與圖26c的算法的不同在于在步驟2704、2710和2716中未使用絕對值操作，以及，在步驟2720中用值SUMR(MIX)代替MSUM。因為，值SUMR[MIX]是在對應(yīng)于最大和一積值的標(biāo)號下，接收到的和基準(zhǔn)的對準(zhǔn)信號的各同相分量的乘積，所以，它與圖26c中使用的值MSUM本質(zhì)上是相同的。在該可供選擇的算法中，值MSUM不用于使電視接收機的場序列與寬屏幕EDTV編碼器的場序列同步，這是因為由于步驟2786中平方操作的結(jié)果，MSUM的值已經(jīng)是正的。
除了補償多通路失真之外，圖26d至26f所示的算法還可以改善EDTV接收機從弱信號或多噪聲信號中產(chǎn)生的圖象。出現(xiàn)這種性能上的改善是因為所述相關(guān)操作除了利用接收到的信號的同相分量的能量外，還利用其正交分量的信號能量。上面參考圖26a至26c所述的算法僅僅利用了所接收到的信號的同相分量的能量。
如果用時間反轉(zhuǎn)的濾波的2T脈沖作為對準(zhǔn)信號，那么，就把相關(guān)操作改為在圖26a的步驟2674和圖26b的步驟2682之間包含附加的計算(未示出)(該計算模擬圖25c中所示的濾波器)，并且，用實際上把陣列ACC中的項目與陣列REF中的項目相乘的步驟(未示出)代替步驟2686，2688和2690。最好還能夠把重復(fù)段中的樣值數(shù)目減少到例如40個，因為，在40個樣值之外，濾波的2T脈沖中只存在很小的可忽略的能量。在其他情況下，用于使對準(zhǔn)信號與基準(zhǔn)信號相關(guān)的過程是與上述過程相同的。作為利用微處理器2640來模擬圖25d中所示的全通濾波器的可供選擇的方法，圖26中所示的接收機對準(zhǔn)信號發(fā)生器可以在FIFO2644的輸入端包括諸如圖26d中所示的那樣的電路系統(tǒng)(未示出)。該電路系統(tǒng)通常使由時間反轉(zhuǎn)的2T脈沖的6個重復(fù)部分組成的序列被存入FIFO2644中。在該實施例中，所存儲的對準(zhǔn)信號通常也是時間倒轉(zhuǎn)的2T脈沖。
再次參
圖26，由計數(shù)器2624產(chǎn)生的象素識別信號PID加到解碼器2626，當(dāng)信號PID的值是156時，解碼器2626發(fā)射具有大約70毫微秒脈寬的時間基準(zhǔn)脈沖信號H。每經(jīng)過視頻信號的一個水平行，該時間基準(zhǔn)脈沖發(fā)射一次，并且，該脈沖對應(yīng)于該行上有效視頻信號的第一個樣值。信號PID，場識別信號FID(它由微處理器2640產(chǎn)生，并存入鎖存器2652中)以及信號O/E(它由計數(shù)器2612提供，并且，表示樣值的當(dāng)前行是該場中的奇數(shù)行或偶數(shù)行)都加到ROMS2628和2630。可以用與上面參考圖25所述的相應(yīng)ROMS2530和2532相似的方式為這些ROMS編程。ROMS2628，2630和ROMS2530、2532之間唯一的差別在于地址信號PID的比特數(shù)。圖26中的信號PID是以4xfsc的速率變化的10比特信號，而用于圖25的信號PC是以8xfsc的速率變化的11比特信號。ROM2628產(chǎn)生交變副載波信號ASC和ASC′。ROM2630產(chǎn)生5MHZ的外差信號fc。這些信號用于下述解碼電路系統(tǒng)。
信號O/E和信號FID還加到ROM2634。對ROM2634編程，以便在每個這樣的水平行間隔期間產(chǎn)生邏輯1輸出信號，即，在該行間隔中，第一個有效視頻樣值具有帶再生的彩色副載波信號Fsc的Q相位的色度信號分量。通過與門2636，使ROM2634提供的信號與信號H邏輯與。與門2636提供的脈沖信號加到分頻器2632的復(fù)位輸入端R。分頻器2632的信號輸入端藕合接收4xfsc時鐘信號CLK4頻分器2632的輸出信號是信號ICK，其頻率基本上等于2xfsc，并且，其負(fù)躍遷基本上與彩色副載波信號fsc的工相位重合。
參考圖13，信號NTSCF加到幀內(nèi)平均一差值部件1324，該部件以大于1.7MHZ的頻率，求幀內(nèi)隔開262H的圖象行的平均值(加法組合)和差值(減法組合)，以復(fù)原基本上無V-T串?dāng)_的主信號N和正交調(diào)制信號M。在幀內(nèi)平均一差值部件1324的1.7MHZ的低限工作頻率和用于圖1a的編碼器的幀內(nèi)平均器38的1.5MHZ低限工作頻率之間，提供了200KHZ的保護頻帶。該保護頻帶基本上消除了信號M與信號N的亮度信號分量之間的串?dāng)_。復(fù)原的信號N包含在視覺上大體與主信號C/SL的圖象信息相同的信息，這是由于在圖1a的編碼器中進行了幀內(nèi)平均的原始主信號C/SL具有高度的視覺幀內(nèi)圖象相關(guān)性的結(jié)果。
圖15中示出平均一差值部件1324的細(xì)節(jié)。由部件1510對信號NTSCF進行低通濾波，以產(chǎn)生“低頻”分量，該“低頻”分量，在部件1512中與信號NTSCF減法組合，以產(chǎn)生信號NTSCF的“高頻”分量。該分量被延遲1個場周期，用部件1513對其求平均(加法組合)和求差值(減法組合)，以在平均輸出端(+)產(chǎn)生平均的高頻分量NH，并且，在差值輸出端(-)產(chǎn)生信號M。用作平均一差值部件1513的典型電路系統(tǒng)示于圖16中。在加法器1514中，分量NH與濾波器1510的、延遲了262H的輸出信號相加，以產(chǎn)生信號N。
參考圖13，信號M耦合到正交解調(diào)和幅度擴展部件1326，用于響應(yīng)交變副載波信號ASC和ASC′而將輔助信號X和Z解調(diào)，此處的信號ASC和ASC′具有與上面參考寬屏幕EDTV編碼器電路系統(tǒng)所述的信號ASC和ASC′相同的特性。解調(diào)后的信號X和Z所包含的信息在視覺上基本上與信號ESH的圖象信號以及圖1a中部件74的輸出信號的圖象信息相同，這是由于這些信號在圖1a的編碼器中進行了幀內(nèi)平均而具有高度的幀內(nèi)圖象相關(guān)性的結(jié)果?？捎米髡唤庹{(diào)和幅度擴展部件1326的典型電路系統(tǒng)示于圖27中。該電路系統(tǒng)包括分別把信號M乘以ASC和ASC′的兩個乘法器2750和2752。用具有例如從0至1.5MHZ的通帶的相應(yīng)的低通濾波器2753和2757對乘法器2750和2752提供的信號進行低通濾波。濾波器2753和2757濾除不需要的高頻調(diào)制分量。由濾波器2753和2757提供的信號分別借助PROM′s2754和2756進行反伽瑪函數(shù)處理，以產(chǎn)生信號X和Z。
參考圖13，部件1328對彩色編碼邊側(cè)畫面高頻信號分量(信號X)進行時間壓縮，使得它們占用其原始時隙，從而恢復(fù)信號NTSCH。該信號NTSCH基本上與上面參考圖1a所述的信號NTSCH相同。
亮度(Y)高頻分量解碼器1330把亮度水平高頻分量(信號Z)解碼成寬屏幕格式。對邊側(cè)畫面信息進行時間擴展，以反演由圖1a的編碼器所進行的時間壓縮，并且，對中心畫面信息進行時間壓縮，以反演由圖1a的編碼器所進行的時間擴展。
在示出圖13的部件1330的細(xì)節(jié)的圖17中，信號Z加到邊側(cè)一中央分離器(多路分離器)1710，后者分別提供分離后的亮度高頻邊側(cè)和中央信號YHO和YHE。多路分離器1710受控于計數(shù)器1706和解碼器1708。計數(shù)器1706在對應(yīng)于信號Z的第一個有效象素的時刻由信號H復(fù)位，并且，用4xfsc信號CLK4計時，以對信號Z的象素計數(shù)。解碼器1708響應(yīng)由計數(shù)器1706提供的計數(shù)值信號而產(chǎn)生一種控制信號，該信號支配多路分離器1710，以便使邊側(cè)畫面象素(計數(shù)值0-13和740-753)對準(zhǔn)信號YHO，并且，使中間畫面象素(計數(shù)值14-739)對準(zhǔn)信號YHE。用部件1712和1714，采用上面參考圖12的圖12a至12d所述的映射技術(shù)，分別對信號YHO和YHE進行時間擴展和壓縮，以分別產(chǎn)生代表圖象的邊側(cè)和中央畫面的亮度高頻分量的信號YHS和YHC供助部件1716使這些信號相接合。
圖14描繪適用于接合器1716的邊側(cè)畫面一中央畫面接合裝置。圖14中，所示的接合器包括網(wǎng)絡(luò)1410以及結(jié)構(gòu)上和工作上與網(wǎng)絡(luò)1410相同的工信號接合器1420、Q信號接合器1430;網(wǎng)絡(luò)1410用于從邊側(cè)畫面亮度信號分量YS和中央畫面亮度信號YC產(chǎn)生全通帶亮度信號YF′。中央畫面和邊側(cè)畫面適當(dāng)?shù)刂丿B例如10個象素;如圖3中所示，在整個信號編碼和傳輸過程中，中央畫面和邊側(cè)圖面信號一直共用若干重復(fù)的象素。
在寬屏幕接收機中，從各自的信號重構(gòu)中央和邊側(cè)畫面，但是，由于對邊側(cè)和中央畫面信號所進行的時間壓縮，時間擴展和濾波處理，在邊側(cè)和中央交界處，許多象素變成不純或失真。圖14中，用與信號YS和YC相聯(lián)系的波形表示重疊區(qū)(OL)和不純象素(CP，為了清晰而略有夸張)。如果各畫面無重疊區(qū)，那么，不純的象素會彼此靠著，接縫就可能看得見。實驗證明，10個象素寬度的重疊區(qū)對于補償3至5個不純邊界象素的影響是足夠?qū)捔恕?br> 在接合器1410中，乘法器1411在重疊區(qū)中把邊側(cè)畫面信號YS乘以加權(quán)函數(shù)W，如相關(guān)的波形所示。乘法器1411產(chǎn)生的信號加到信號組合器1415。類似地，乘法器1412在重疊區(qū)把中心畫面信號YC乘以互補的加權(quán)函數(shù)(1-W)(如相關(guān)的波形所示)，并且，把得到的信號加到組合器1415。加權(quán)函數(shù)W和1-W在重疊區(qū)上呈現(xiàn)線性斜坡特性并在0和1之間取值。在加權(quán)之后，組合器1415把邊側(cè)和中央畫面象素相加，因此，每個重構(gòu)的象素都是邊側(cè)和中央畫面象素的線性組合。
在重疊區(qū)的最里邊的邊界附近，加權(quán)函數(shù)最好應(yīng)當(dāng)接近1，而在最外邊邊界，應(yīng)當(dāng)接近零。這將保證不純象素對重構(gòu)的畫面邊界有比較少的影響。
可以用網(wǎng)絡(luò)容易地產(chǎn)生加權(quán)函數(shù)W和1-W，該網(wǎng)絡(luò)包括響應(yīng)于表征象素位置的輸入信號的檢查表(未示出)。對該檢查表編程，以便響應(yīng)輸入信號而在重疊區(qū)中提供從0到1的斜坡函數(shù)輸出值?？梢杂酶鞣N方法產(chǎn)生該輸入信號，例如，用由信號H復(fù)位的象素計數(shù)器。
參考圖13，幅度調(diào)制器1332把來自解碼器1330的信號幅度調(diào)制到5.0MHZ載波fc上。接著，用具有5.0MHZ截止頻率的濾波器1334對該幅度調(diào)制的信號進行高通濾波，以去除下邊帶。在濾波器1334的輸出信號中，恢復(fù)了5.0MHZ至6.2MHZ的中央畫面頻率，并且，恢復(fù)了5.0MHZ至5.2MHz的邊側(cè)畫面頻率。來自濾波器1334的信號加到加法器1336。
來自壓縮器1328的信號NTSCH加到部件1340，后者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。這可通過圖18的電路來完成。
圖18中，具有圖10C構(gòu)形和(3.58±0.5)MHz通帶的H-V-T帶通濾波器1810把信號NTSCH的色度頻帶分量傳到減法組合器1814，后者接收已經(jīng)過渡越時間補償延遲單元1812延遲的信號NTSCH。在組合器1814的輸出端出現(xiàn)分離的亮度高頻信號分量YH。利用包括鎖存器1815和1816，選擇性二進制補碼電路1818和1820，倒相器1822及分頻器1824的電路對來自濾波器1810的濾披后信號NTSCH進行正交解調(diào)。鎖存器1815和1816響應(yīng)信號ICK及其邏輯倒置而分別存儲代表相應(yīng)的I和Q色差信號的樣值。如上關(guān)于圖9所作的說明，這些樣值交替地變換極性。為了把每個I和Q色差信號的交錯的一個個樣值的極性倒轉(zhuǎn)，該解調(diào)器包括選擇性二進制補碼電路1818和1820。這些電路響應(yīng)由分頻器1824提供的、其頻率等于信號ICK的頻率的一半的信號而把鎖存器1815和1816提供的樣值中交錯的一個個樣值倒相。二進制補碼電路1818和1820的輸出信號是相應(yīng)的色差信號IH和QH。
借助亮度一色度分離器1342(它可以和上述分離器1340相同)把來自部件1324的信號N分成其成分亮度的色度分量YN、IN和QN。
把信號YH、IH、QH和YN、IN、QN作為Y-I-Q格式解碼器1344的輸入信號，該解碼器把各亮度和色度信號解碼成寬屏幕格式。解碼器1344的細(xì)節(jié)示于圖19中。
圖19中，供助于邊側(cè)一中央畫面信號分離器(時分多路分離器)1940把信號YN、IN和QN分成壓縮的邊側(cè)畫面低頻分量YO、IO、QO。并且，分成擴展的中央畫面信號YE、IE、QE。多路分離器1940可利用先前關(guān)于圖17所討論的多路分離器1710及外圍電路1706和1708的原理。
借助時間擴展器1942，以邊側(cè)擴展因子(圖1A的編碼器中邊側(cè)壓縮因子的倒數(shù))釗信號YO、IO和QO進行時間擴展，以恢復(fù)邊側(cè)畫面低頻分量在寬屏幕信號中的原始空間關(guān)系(如復(fù)的邊側(cè)畫面低頻信號YL、IL和QL所呈現(xiàn)的那樣)。類似地，為了給邊側(cè)畫面留有余地，供助時間壓縮器1944、以中央壓縮因子(圖1A的編碼器中中央擴展因子的倒數(shù))對中央畫面信號YE、IE和QE進行時間壓縮，以恢復(fù)中央畫面信號在寬屏幕信號中的原始空間關(guān)系。壓縮器1944產(chǎn)生的輸出信號是復(fù)原的中央畫面信號YC、IC和QC。壓縮器1944和擴展器1942可以是上面關(guān)于圖12所說明的類型。
組合器1946把空間上復(fù)原的邊側(cè)畫面高頻分量YH、IH和QH與空間上復(fù)原的邊側(cè)畫面低頻分量YL、IL和QL相組合，以產(chǎn)生重構(gòu)的邊側(cè)畫面信號YS、IS和QS。借助于接合器1960把這些信號與重構(gòu)的中央畫面信號YC、IC和QC接合起來，以構(gòu)成局部重構(gòu)的寬屏幕亮度信號YFo′和重構(gòu)的色差信號IF′和QF′。邊側(cè)和中央畫面信號分量的接合是以這樣的方式完成的，即，該方式在視覺上消除了中央和邊側(cè)畫面之間邊界上可見的接縫，以上根據(jù)圖14描述了適合作為接合器1940的裝置。
參考圖13，由解碼器1344提供的信號YFo′耦合到加法器1336，在此處，信號YFo′與來自濾波器1344的高頻亮度信號相加，以產(chǎn)生重構(gòu)的寬帶亮度信號YF′。
用變換器1350、1352和1354分別把信號YF′，IF′和QF′從隔行掃描格式變換到逐行掃描格式。亮度逐行掃描變換器1350還響應(yīng)于來自格式解碼器1360的“輔助”亮度信號YT，該解碼器把編碼的“輔助”信號YIN解碼。解碼器1360把信號YIN解碼成寬屏幕格式，并且，具有圖17中所示構(gòu)形。
I和Q變換器1352和1354把隔行掃描信號變換成逐行掃描信號，其方法是對隔開1幀的各行在時間上求平均，以產(chǎn)生遺漏的逐行掃描的行信息。
圖20中，隔行信號IF′(或QF′)被延遲單元2010延遲263H，然后，加到雙端口存儲器2020的輸入端。該延遲的信號被延遲元件2012再延遲262H，然后，在加法器2014中與未延遲的信號相加。加法器2014的輸出信號耦合到1比2分頻網(wǎng)絡(luò)2016。網(wǎng)絡(luò)2016產(chǎn)生的信號加到雙端口存儲器2018的輸入端。存儲器2018和2020以4xfsc的速率接收數(shù)據(jù)，而以8xfsc的速率提供數(shù)據(jù)。存儲器2018和2020的輸出端耦合到多路轉(zhuǎn)換器(MUX)2022，該轉(zhuǎn)換器在存儲器2018和2020所提供的信號之間轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生逐行掃描輸出信號IF(QF)。圖20中還示出作為隔行輸入信號(兩行，具有用C和X標(biāo)記的象素樣值)和包括象素C、X的逐行掃描輸出信號。
除了如圖21的電路所示那樣增加信號YT之外，亮度逐行掃描變換部件1350與圖20中所示的相同。
參考圖13，借助數(shù)-模變換器1362把由變換器1350、1352和1354提供的寬屏幕逐行掃描信號YF、IF和QF變成模擬形式，數(shù)-模變換器1362產(chǎn)生加到視頻信號處理器和矩陣放大器部件1364上的信號Y、I和Q。部件1364的視頻信號處理器部分包括信號放大，直流電平偏移、脈沖峰化、亮度控制、對比度控制和其他傳統(tǒng)的視頻信號處理電路。矩陣放大器1364把亮度信號Y與色差信號I和Q組合在一起，以產(chǎn)生顯示視頻信號R、G和B的彩色圖象。部件364中的顯示驅(qū)動放大器把這些彩色信號放大到適合直接驅(qū)動寬屏幕彩色圖象顯示裝置(例如，寬屏幕顯象管)的電平。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包含有帶有主信號分量和編碼的擴大的信號分量的電視信號源，所述主信號分量包括亮度信號子分量和彩色信息信號子分量，信號分離裝置，它與所述信號源相耦合，用于從所述視頻信號中分離出所述主信號分量以及所述編碼的輔助信號分量，主信號處理裝置，它與所述信號分離裝置相耦合，用于從所述主信號分量中分離出亮度信號子分量和彩色信息子分量，其特征在于由所述信號源(1310)提供的所述電視信號包括對準(zhǔn)信號分量，所述信號分離裝置(1322-1323)另外還要從由所述信號源提供的所述電視信號中分離出所描述對準(zhǔn)信號分量，所述裝置還包括裝置(1325)，它與所述信號分離裝置相耦合，用于處理所述對準(zhǔn)信號分量，以產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號。解碼裝置(1326)，它與所述信號分離裝置相耦合并響應(yīng)所述時間基準(zhǔn)信號而對所述編碼的擴大的信號分量進行解碼，以產(chǎn)生解碼的輔助信號(YH)，用于將所述解碼的輔助信號與所述亮度信號子分量及所述彩色信息信號子分量中的一個相組合的裝置，以產(chǎn)生表示增強的電視圖象的視頻信號。
2.權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述電視信號包括第一和第二同步信號分量，所述第一和第二同步信號分量具有以N個場為周期而重復(fù)的相互相位關(guān)系，以及用于處理所述對準(zhǔn)信號的所述裝置(1325)包括響應(yīng)于所述對準(zhǔn)信號的極性而產(chǎn)生所述第一(CLK4)和第二(IHS)同步信號分量的裝置，所述第一和第二同步信號分量基本上具有所述相互相位關(guān)系。
3.權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述對準(zhǔn)信號包括基本對準(zhǔn)信號的多次重復(fù)，并在所述電視信號的每個場周期的一個水平行周期的一部分中出現(xiàn)，用于處理所述對準(zhǔn)信號的所述裝置(1325)包括樣值累加裝置(2644或2646)，用以組合所述電視信號的一個場周期中出現(xiàn)的基本對準(zhǔn)信號的多次重復(fù)，以產(chǎn)生累加的基本對準(zhǔn)信號，以及裝置(2640，2650)，用于使所述的累加的基本對準(zhǔn)信號和基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生所述的時間基準(zhǔn)信號。
4.權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述對準(zhǔn)信號包括同相分量和正交相位分量，所述樣值累加裝置包括用于分別對所述基本對準(zhǔn)信號的同相和正交相位分量的多次重復(fù)進行組合的裝置(2644，2646)，以產(chǎn)生各自同相和正交相位的累加的基本對準(zhǔn)信號，以及所述的關(guān)聯(lián)裝置包括使所述同相和正交相位累加的對準(zhǔn)信號與同相和正交相位基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號相關(guān)聯(lián)的裝置，用以產(chǎn)生所述時間基準(zhǔn)信號。
5.權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述基本對準(zhǔn)信號和所述基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號是偽隨機噪聲序列。
6.權(quán)利要求3所述裝置，其特征在于所述基本對準(zhǔn)信號是時間反轉(zhuǎn)的全通濾波余弦平方脈沖，所述基本對準(zhǔn)信號是時間反轉(zhuǎn)的升余弦平方2T脈沖，以及所述相關(guān)裝置包括對所述基本對準(zhǔn)信號濾波以及產(chǎn)生表示時間反轉(zhuǎn)的余弦平方2T脈沖的變更的對準(zhǔn)信號，以及用于使所述變更的對準(zhǔn)信號與所述基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號相關(guān)的裝置。
7.權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于所述主信號分量的彩色信息信號子分量包含第一和第二色差信號以及色基準(zhǔn)同步信號，其中所述第一和第二色差信號以正交方式調(diào)制壓縮的副載波信號，所述的色基準(zhǔn)同步信號具有與所述壓縮副載波信號基本相同的頻率，所述用于處理所述對準(zhǔn)信號的裝置包括響應(yīng)所述色基準(zhǔn)同步信號和所述對準(zhǔn)信號而產(chǎn)生基準(zhǔn)振蕩信號的裝置(2616，2618)，以及所述主信號處理裝置包括裝置(1342)，該裝置(1342)響應(yīng)所述基準(zhǔn)振蕩信號，對所述主信號分量的彩色信息信號子分量進行解調(diào)，以得到所述第一和第二色差信號。
8.權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于由所述信號源提供的電視信號表示的圖象具有比常規(guī)電視圖象更多的水平細(xì)節(jié)，所述主信號分量包括所述亮度信號子分量和所述彩色信息信號子分量，這兩種子分量代表一種具有和所述傳統(tǒng)電視圖象基本上相同的水平細(xì)等級的圖象，所述輔助信號(YT)包括頻移的，高通濾波的亮度信號，該信號表示所述信號源提供信號所表示的圖象與所述主信號分量表示的圖象之間水平細(xì)節(jié)的差別，該信號占據(jù)于所述主信號分量占據(jù)頻段內(nèi)的一個頻段。所述用于處理所述對準(zhǔn)信號的裝置(1325)包括響應(yīng)所述時間基準(zhǔn)信號和所述基準(zhǔn)振蕩信號以產(chǎn)生振蕩的載波信號的裝置，所述解碼裝置包括裝置(1326)，該裝置用所述頻移，高通濾波的亮度信號對所述振蕩載波信號進行外差處理，以產(chǎn)生高通濾波的亮度信號，以及所述組合裝置包括裝置(1336)，該裝置(1336)用于對所述高通濾波的亮度信號與所述主信號分量作相加組合，產(chǎn)生表示所述增強的電視圖象的所述視頻信號，該電視圖象比所述傳統(tǒng)的電視圖象有更多的水平細(xì)節(jié)。
9.權(quán)利要求8所述裝置，其特征在于所述輔助信號分量的頻移的高通濾波的亮度信號調(diào)制壓縮的變副載波信號，該交變副載波具有所述主信號分量占據(jù)頻段內(nèi)的一個頻率，用于處理所述定時信號的所述裝置(1325)包括響應(yīng)所述時間基準(zhǔn)信號和所述基準(zhǔn)振蕩信號的裝置，以再生所述交變副載波信號(ASC，ASC)，以及所述解碼裝置(1326)包括響應(yīng)所述輔助信號分量和所述再生交變副載波信號的裝置，以解調(diào)所述頻移的高通濾波的亮度信號。
10.權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于由所述信號源提供的電視信號表示帶有比常規(guī)寬高比要大的寬高比的寬屏幕圖象，所述主信號分量包括第一、第二和第三部分，分別表示所述寬屏幕圖象的中央畫面，左、右邊側(cè)畫面部分，其中所述中央畫面部分具有和常規(guī)寬高比基本相等的寬高比，而所述第二和第三部分代表所述寬屏幕圖象邊側(cè)畫面部分的較低等級的細(xì)節(jié)信息，所述輔助信號分量(X)包括分別表示所述寬屏幕左、右邊側(cè)畫面部分的較高等級的細(xì)節(jié)信息的第一和第二部分，以及所述解碼裝置包括響應(yīng)所述時間基準(zhǔn)信號的裝置(1326，1328，1340)，用于將所述編碼的輔助信號分量的第一和第二部分分別與所述主信號分量的第二和第三部分對齊，以產(chǎn)生所述的解碼的輔助信號分量。
11.擴大的視頻信號的多個信號分量的相對定時的控制系統(tǒng)，包含有包括主分量信號和輔助分量信號的擴大的視頻信號的信號源(54)對準(zhǔn)信號(2)的信號源，該信號表示所述視頻信號的水平行周期中的預(yù)定時刻，裝置(6.8)，用于組合所述擴大的視頻信號和所述對準(zhǔn)信號，以產(chǎn)生發(fā)射信號，裝置(1322)，耦合接收所述發(fā)射信號，并從所述發(fā)射信號中分離出對準(zhǔn)信號，裝置(1325)，用于處理所述對準(zhǔn)信號，以產(chǎn)生表示所述預(yù)定時刻的時間基準(zhǔn)信號，裝置(1324)，耦合接收所述發(fā)射信號，用于從其中分離出主信號和輔助信號分量，裝置(1326，1342)，響應(yīng)所述時間基準(zhǔn)信號而將所述主信號和輔助信號對齊，以產(chǎn)生時間對齊的主信號和輔助信號，裝置(1344)，用于組合所述時間對齊的主信號和輔助信號，以產(chǎn)生表示增強的圖象的視頻信號。
12.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其特征在于所述擴大的視頻信號的信號源包括增強的視頻信號的信號源(10)，所述增強的視頻信號表示具有比常規(guī)寬高比要大的寬高比的寬屏幕圖象，裝置(18)，用于將所述增強的視頻信號分離為所述主信號和輔助信號分量，所述主信號分量代表有常規(guī)寬高比的圖象，而所述輔助信號分量代表用于與所述主信號分量重構(gòu)所述寬屏幕圖象的增強信號，所述對準(zhǔn)信號(2)的所述信號源包括用于產(chǎn)生復(fù)合同步信號的定時裝置，所述復(fù)合同步信號包括水平和垂直同步信號分量和彩色基準(zhǔn)同步信號分量，以及所述對準(zhǔn)信號，其中，所述預(yù)定時刻是相對于所述水平同步信號脈沖定義的，以及用于組合的所述裝置包括將所述主信號分量和輔助信號分量與所述復(fù)合同步信號組合以產(chǎn)生組合信號的裝置，以及裝置(8)，用于將所述對準(zhǔn)信號插入在所述組合信號的所述水平同步信號分量的兩個連續(xù)脈沖之間，以產(chǎn)生所述發(fā)射的視頻信號。
13.權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其特征在于所述定時裝置包括裝置(2544)，用于產(chǎn)生基本對準(zhǔn)信號，該對準(zhǔn)信號時間上距離所述水平同步信號的所述脈沖具有預(yù)定位移，以及用于將所述基本對準(zhǔn)信號重復(fù)整數(shù)次以產(chǎn)生所述對準(zhǔn)信號的裝置。
14.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其特征在于所述基本對準(zhǔn)信號是偽隨機噪聲序列。
15.權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其特征在于所述基本對準(zhǔn)信號是時間反轉(zhuǎn)的、全通濾波的余弦2T平方脈沖。
16.權(quán)利要求12所述系統(tǒng)，其特征在于所述組合信號包括包含圖象信號的有效視頻間隔和不包含圖象信息的垂直消隱間隔，以及所述對準(zhǔn)信號在所述有效視頻間隔內(nèi)出現(xiàn)。
17.權(quán)利要求13所述系統(tǒng)，其特征在于用于處理所述對準(zhǔn)信號的所述裝置包括樣值累加裝置(2644，2646)，它耦合到用于從所述發(fā)射信號中分離出所述對準(zhǔn)信號的裝置，用于將來自對準(zhǔn)信號的重復(fù)的基本對準(zhǔn)信號的若干重復(fù)段組合起來，以產(chǎn)生累加的基本對準(zhǔn)信號，以及裝置(2640，2650)，用于使所述累加的基本對準(zhǔn)信號與基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生所述的時間基準(zhǔn)信號。
18.權(quán)利要求16所述系統(tǒng)，其特征在于所述對準(zhǔn)信號包括同相和正交相位的分量，所述樣值累加裝置包括用于將所述對準(zhǔn)信號的各同相和正交相位分量的重復(fù)段分別進行組合的裝置，以產(chǎn)生同相和正交相位的各自的累加的基本對準(zhǔn)信號，以及用于關(guān)聯(lián)的所述裝置包括復(fù)數(shù)值關(guān)聯(lián)裝置，用于使包括所述同相和正交相位的累加的基本對準(zhǔn)信號的第一復(fù)數(shù)信號與包括同相和正交相位的基準(zhǔn)對準(zhǔn)信號相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生所述時間基準(zhǔn)信號。
全文摘要
公開了在發(fā)射和接收之間對多分量擴大的電視信號中的信號分量進行同步的裝置和方法。所公開的裝置包括產(chǎn)生表示視頻信號每一水平行間隔中第一象素位置的對準(zhǔn)信號的電路。接收機包括分離出對準(zhǔn)信號并從其中導(dǎo)出定時信號的電路。該定時信號用于確定接收到的視頻信號的各解碼分量的象素位置，以利于這些分量的組合。該定時信號還用于對準(zhǔn)彩色副載波信號。
文檔編號H04N7/015GK1042285SQ8910738
公開日1990年5月16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)明者特德·諾曼·奧爾特曼, 查爾斯·本杰文·迪特里希, 周志康 申請人:Rca許可公司