專利名稱：采用多個傳輸通道的電視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用一個以上傳輸通道傳送圖像信息之電視信號處理系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及對用以增強主信道信息之輔助信道信息進(jìn)行編碼與解碼處理之裝置。
傳統(tǒng)式的電視接收機(例如，依美國及其他各地采用之NTSC廣播標(biāo)準(zhǔn)所制造之電視接收機)所顯示之圖像，其寬高比為4∶3(系所顯示圖像之寬度與高度比率)。最近，對于寬屏幕電視接收系統(tǒng)使用較高的寬高比(例如2∶1或16∶9或5∶3)發(fā)生興趣者日益增多，因為，利用較高的寬高比與傳統(tǒng)式電視接收機所顯示之4∶3寬高比相較，前者更接近或等于人眼視界之寬高比。不過，如果寬屏幕電視系統(tǒng)僅能發(fā)射比傳統(tǒng)式系統(tǒng)更高之寬高比信號，則此種信號并不能與采用傳統(tǒng)寬高比的接收機兼容。
所以，必須要有一種能與傳統(tǒng)式電視接收機兼容之寬屏幕電視系統(tǒng)。更重要的是，必須使該等寬屏幕系統(tǒng)具備加強或擴充所顯示圖像之清晰度的功能，從而可提供更多的圖像細(xì)節(jié)信息。這種寬屏幕EDTV(擴充清晰度電視)系統(tǒng)，已由M.A.Isnardi等人于一九八七年十二月出版之第BC-33卷“電子電機工程師協(xié)會廣播事業(yè)報導(dǎo)”“IEEETransactionsonBroadcasting”)中發(fā)表之“促進(jìn)ACTV系統(tǒng)中兼容性與圖像重現(xiàn)性之編碼方法”“EncodingforCompatibilityandrecoverabilityintheACTVSystem”)一文中，以及在一九八八年二月份出版之第34卷“IEEE消費性電子工業(yè)報導(dǎo)”(“IEEETransactiononconsumerelectronics”)中發(fā)表之“ACTV系統(tǒng)之解碼處理問題”(“DecodingissuesintheACTVSystem”)一文中詳加說明。
高清晰度電視(HDTV)寬屏幕系統(tǒng)，通常均使用兩個通道。利用兩個通道傳送寬屏幕HDTV信息，其優(yōu)點之一已由M.A.Iisnardi等人于第252，340號美國專利申請(申請專利名稱為“使用整個信號傳輸通道之?dāng)U充清晰度寬屏幕電視系統(tǒng)”)中述及。該專利申請說明書中說明一種兩個通道之高清晰度寬屏幕系統(tǒng)，其中之NTSC兼容主通道系以寬屏幕信息和上述Isnardi等人論文中所述及之額外圖像細(xì)節(jié)信息來進(jìn)行編碼;而其中之輔助通道則含有可用以擴充主通道所含信息之信息。有關(guān)主通道信號編碼技術(shù)，在J.S.Fuhrer所提出的題為“具有輔助信號編碼信息壓縮擴張功能之兼容性電視系統(tǒng)”之第139，339號美國專利申請中，以及M.A.Isnardi所提出的題為“擴充清晰度寬屏幕電視信號處理系統(tǒng)”之第139，340號美國專利申請中，均有詳細(xì)的說明。
本說明書認(rèn)為，應(yīng)該提供一種兩個通道寬屏幕HDTV系統(tǒng)，使其具備一數(shù)字輔助信道，且該通道所含信號信息系經(jīng)過這樣地數(shù)字壓縮處理之信息，使得可減少可能因數(shù)據(jù)壓縮處理所發(fā)生之觀賞者可目視之外來噪音信號。因此，依本發(fā)明原理，在進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮處理前，先將輔助數(shù)字信號編碼，使其分離為多個以含有圖像邊緣信息為主之副頻帶信號成份。
本發(fā)明系實現(xiàn)于一寬屏幕高清晰度系統(tǒng)中，該系統(tǒng)經(jīng)由一NTSC兼容性主通道和一輔助擴充通道發(fā)射信號。主通道系依上述Isnardi等人公開之方法，利用寬屏幕及額外細(xì)節(jié)加強信息編碼。而輔助通道則傳送一種代表原來高清晰度視頻信號源信息和主通道所傳送信息間差異之差異信號。


圖1系一兩個通道電視信號傳輸系統(tǒng)之方框圖，包括依本發(fā)明設(shè)計之編碼器裝置。
圖2系一與圖1系統(tǒng)有關(guān)之兩個通道接收機解碼器配置方框圖。
圖3和圖4所示為輔助通道內(nèi)所使用之編碼器裝置方框圖。
圖5和圖6所示為接收機中與輔助通道有關(guān)之解碼器裝置方框圖。
圖7和圖8所示為與圖4和圖6裝置有關(guān)之各濾波器頻率響應(yīng)曲線圖。
圖1中，來自一信號源110(例如一視頻攝影機)之寬屏幕(例如16∶9寬度比)高清晰度電視(HDTV)信號Y、I和Q，施加至一發(fā)射機112。信號Y含有亮度圖像信息，其水平頻帶范圍為0赫茲至20兆赫，而信號I和Q系含有色度圖像信息，其水平頻帶范圍為0赫茲至10兆赫。
信號Y、I和Q由一單通道編碼器114予以編碼處理，該編碼器與上述各專利申請以及Isnardi等人論文中所說明之編碼器類型相同。信號編碼后，由一天線115發(fā)射。所發(fā)射之信號由一傳統(tǒng)式NTSC接收機122之天線120接收，同時，由一寬屏幕擴充清晰度電視(EDTV)接收機(包括一寬屏幕顯示器128)之天線124所接收。寬屏幕EDTV接收機包括一單通道解碼器125(與上述各專利申請書及說明Isnardi等人論文中所說之解碼器類型相同)，用以將所接收之信號解碼為構(gòu)成擴充清晰度亮度及色度圖像成份之信號Y、I和Q，并在寬屏幕EDTV顯示器128上顯示該等信號。
圖1之系統(tǒng)另亦包括一輔助通道編碼器142，其中包括本發(fā)明所揭示之副頻帶編碼器和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮器。代表寬屏幕接收機128所顯示之寬屏幕EDTA信號信息和來自信號源110之原始寬屏幕HDTV信號信息二者間差異之信號，由編碼器142予以編碼處理。該差異信號系從信號源110所提供之信號Y、I和Q中減除單通道解碼器140輸出之信號Y′、I′和Q′之方法得來。單波道解碼器140可與解碼器125類型相同。編碼器142輸出之輔助電視信號△S，系由天線130發(fā)射。
由天線130發(fā)射之輔助差異信號，和由天線115發(fā)射之主信號，被寬屏幕HDTV電視接收系統(tǒng)之天線132所接收。該電視系統(tǒng)包括一雙通道解碼器134，用以將主信號和輔助信號解碼，并將解碼后之亮度及色度構(gòu)成信號相加，以產(chǎn)生適合寬屏幕HDTV顯示器134顯示之寬屏幕HDTV成份信號Y′、I′和Q′。依本發(fā)明設(shè)計之編碼器142和解碼器134之對應(yīng)元件，將于下文中討論之。
圖2系圖1所示雙通道解碼器134之一種范例配置方框圖。天線220耦合至調(diào)諧器202和222，此二個調(diào)諧器分別調(diào)諧傳送主信號之射頻通道和傳送輔助信號△S之射頻通道。單通道解碼器204將調(diào)諧器202產(chǎn)生之主信號解碼后產(chǎn)生Y′、I′和Q′信號成份。解碼器204可采用前述各專利申請和Isnardi等人論文中所說明之相同單通道解碼器。輔助信號解碼器206包括量化網(wǎng)絡(luò)，將來自調(diào)諧器222之輔助信號△S解碼后產(chǎn)生量化后之增強亮度差異信號△Y′和量化后之增強色度差異信號△I′和△Q′。稍后，于下文中將詳細(xì)討論輔助信號解碼器。信號△Y′、△I′和△Q′分別經(jīng)由加法器208、210和212與每幀525行之連續(xù)掃瞄信號Y′、I′和Q′(由單波道解碼器204輸出)混合后，產(chǎn)生每幀1050行之隔行掃瞄信號Y″、I″和Q″，然后送至圖1之寬屏幕HDTV顯示器136。顯示器136可采用傳統(tǒng)式525行連續(xù)掃瞄顯示器，受一場頻信號控制，將525條顯示行每場移位隔行掃描空間之二分之一，以達(dá)到1050行隔行掃瞄之效果。
如前述各專利申請及Isnardi等人文章中之詳細(xì)說明，主通道傳送之編碼后NTSC兼容性信號，包括三種信號成份。簡言之，三個信號成份中之第一個成份信號乃系一每幀525行之2∶1隔行基頻帶信號，并具有標(biāo)準(zhǔn)之4∶3寬高比。此一信號成份包括來自原始寬屏幕信號源之中心屏面信息，經(jīng)時間擴展處理后，幾乎占據(jù)起作用的掃描行整個時段。該第一信號成份另亦包括側(cè)屏水平低頻信息，該信息已經(jīng)過時間壓縮入標(biāo)準(zhǔn)NTSC接收器顯示器122左右兩側(cè)之水平圖像過掃瞄區(qū)內(nèi)。低頻側(cè)屏信息因標(biāo)準(zhǔn)NTSC制接收機并不顯示該信號，故觀賞者亦無法看到。該第一信號成份與第二和第三信號成份混合前，先受幀內(nèi)平均處理，使其頻率大約在1.5兆赫以上。
第二信號成份是一種由原始源信號中導(dǎo)出之2∶1隔行基頻帶輔助信號，其中除低頻信息外之屏面左右兩側(cè)高頻信息，系經(jīng)過時間擴展處理后，占據(jù)起作用的掃瞄行時段之一半。因此，經(jīng)時間擴展后之側(cè)屏高頻信息，實際上占據(jù)第二信號成份起作用的掃描行之全部時段。
第三信號成份是由原始源信號中導(dǎo)出之輔助用2∶1隔行基頻帶信號，并包含在大約5.0兆赫與6.0兆赫范圍內(nèi)之額外高頻水平亮度細(xì)節(jié)信息。此信息之頻率被降低至0至1兆赫頻帶以內(nèi)。
第二和第三信號成份各經(jīng)幀內(nèi)平均處理及幅度壓縮后，再分別調(diào)制正交相位相關(guān)的各抑制后輔助副載波信號。各輔助副載波信號之頻率(例如為3.108兆赫)，為水平行掃瞄頻率二分之一之奇數(shù)倍，并在NTSC基帶信號頻譜之色度頻帶范圍以內(nèi)。此外，各輔助副載波信號相鄰兩場之相位差為180°，而每一場系由262條水平掃瞄行之周期限定之。因此，輔助副載波信號之相位交變方式與NTSC色度副載波信號之相位交變不同。正交調(diào)制后之輔助副載波信號與經(jīng)過幀內(nèi)平均處理之第一信號成份混合，其混合后之合成信號，用以調(diào)制由圖1中主波道天線115播送之射頻圖像載波。
輔助差異信號△Y、△I和△Q，由單元142用一種數(shù)字副頻帶編碼和數(shù)據(jù)壓縮處理(下文將討論之)予以編碼和壓縮。差異信號△Y、△I和△Q于經(jīng)過事先之模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換處理后，應(yīng)為數(shù)字(二進(jìn)制)形式，并包含相當(dāng)?shù)湍芰恐哳l信息。在本例中，主通道信號系由天線115以模擬形式播送。
圖3所示之裝置適合于圖1中之輔助通道編碼器142。亮度差異信號△Y施加至一正交鏡象濾波器(QMF)312，將信號△Y分離為四個隔開之空間頻率副頻帶。此四個頻帶區(qū)別為LL頻帶(低水平與低垂直頻帶)，LH頻帶(低水平及高垂直頻帶)，HL頻帶(高水平及低垂直頻帶)，與HH頻帶(高水平及高垂直頻帶)。每一頻帶分別代表該特定空間頻率帶差異信號△Y中出現(xiàn)之能量。
以一包含水平，垂直和斜線邊緣信息之圖像物體而言，與LL副頻帶有關(guān)之信息代表該物體之模糊影像，而與LH、HL和HH副頻帶有關(guān)之信息，則分別代表水平、垂直和斜線邊緣信息。LH、HL和HH頻帶，各包括平場信息以外之圖像邊緣信息。每一頻帶于被施加至一時間多路復(fù)用器313之前先依預(yù)定算法之?dāng)?shù)據(jù)，分別由量化器314a至314b予以量化。
△I和△Q差異信號于被施加至多路復(fù)用器313之前，以上述處理信號△Y之相同方式，由一QMF編碼器322(與QMF編碼器312相同)與各量化器324a至324d(與量化器312a至314d相同)予以處理。如以前所述，信號I和Q之頻帶寬度為10兆赫，或為亮度信號Y20兆赫頻帶寬度之一半。因此，差異信號△I和△Q是信號△Y水平頻帶寬度之一半。為使水平、垂直和時間空間內(nèi)保持相同之亮度對色度頻帶寬比率2∶1，并獲得較大之色度壓縮，于副頻帶編碼處理前，先將信號△I和△Q按垂直與時間2∶1之比例關(guān)系而降至十分之一。此系利用一輸入電路完成之，該電路包括一場開關(guān)325和一2∶1垂直減至十分之一(下降采樣)電路327。當(dāng)開關(guān)325在圖中所示位置時，于偶數(shù)圖像場期間，該開關(guān)即將差異信號△I傳送至垂直下降采樣器327，而當(dāng)開關(guān)325于在另一位置時，該開關(guān)即將差異信號△Q傳送至垂直下降采樣器327。
由各量化器314a至314d于亮度信號路徑中所產(chǎn)生之?dāng)?shù)據(jù)量化作用，系包括編碼器315在內(nèi)之?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮處理程序構(gòu)成部份之一。數(shù)據(jù)壓縮處理除去冗余數(shù)據(jù)，因此，較少的資料位可以較低的速度傳送，而不致對信息之分辨率造成顯著影響。在本具體實例中，數(shù)據(jù)速度約為500兆位/秒之輸入數(shù)據(jù)被壓縮為20兆位/秒之?dāng)?shù)據(jù)速率，此與傳統(tǒng)式NTSC電視系統(tǒng)之6兆赫頻帶寬度可以兼容。
與模擬式數(shù)據(jù)壓縮處理相較，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮之優(yōu)點為可在解碼器處提供更佳之無噪音信息恢復(fù)功效，并可為低噪音信號獲得一顯著改善之信噪比。就此點而言，也發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)壓縮處理前，先將輸入信號分段為四個副頻帶LL、LH、HL和HH，可使數(shù)據(jù)壓縮處理所產(chǎn)生之噪音于再生后所顯示之圖像中顯著減少。以數(shù)據(jù)壓縮方式處理未分段原始信號之系統(tǒng)，不能區(qū)分“平整”圖像區(qū)與邊緣區(qū)。因而，接收機將數(shù)據(jù)擴展后，壓縮處理時所產(chǎn)生之噪音就會出現(xiàn)在整個圖像區(qū)之內(nèi)。作為相比，本發(fā)明公開之?dāng)?shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)之優(yōu)點乃系由于如上所述將輸入信號分離為數(shù)個副頻帶，而可區(qū)分平整圖像區(qū)和邊緣圖像區(qū)。本發(fā)明公開之?dāng)?shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其設(shè)計主要系對于與LH、HL和HH各頻帶有關(guān)之邊緣信息進(jìn)行操作，因此，由壓縮處理產(chǎn)生之噪音系與圖像邊緣有關(guān)，且當(dāng)圖像信息于解碼器處再生時，其影響較低。與水平邊緣信息(頻帶LH)和垂直邊緣信息(HL)有關(guān)之副頻帶信號，被視為比其他信號更重要。與LL頻帶有關(guān)之信號，為可選用信號。例如，可用以載運信息以減少與主通道信號相關(guān)之外來信號，或用以協(xié)助由隔行掃瞄轉(zhuǎn)換為連續(xù)掃瞄。
量化處理減少輸入信號數(shù)據(jù)位中之變異內(nèi)容，以使隨后之哈夫曼(Huffman)編碼器可利用較少數(shù)據(jù)位以更有效的方式將數(shù)據(jù)編碼。所采用之量化處理方式將根據(jù)某一系統(tǒng)之信號特性而選定之。在本具體實例中，四個副頻帶信號，均系接受相同方式之量化處理，因為各該頻帶信號之特性和能量分布狀況大致相同。但是，如采用分離之副頻帶信號成份，就需要依照該特定系統(tǒng)之需要，以不同的方式分別處理每一副頻帶信號成份。由于量化處理主要與邊緣信息有關(guān)，因此，量化處理期間可能喪失之信息，并不會顯著損害觀賞者所看到的再生圖像。
量化處理為眾所周知，且涉及輸入的數(shù)據(jù)的閾值比較。簡言之，由QMF編碼器輸出之每一副頻帶信號中之象素元素數(shù)量為原始輸入信號中象素元素數(shù)量之四分之一。每一元素為一八位字，其中有一符號位和確定該元素大小之多個位。每一八位字相當(dāng)于經(jīng)QMF處理，縮減為十分之一后之一個圖像元素。亦即，在此點上，原始信號象素元素數(shù)量和各八位字象素元素之間并無直接1∶1之相對應(yīng)關(guān)系。每一元素之大小，須和一閾值相互比較。如其大小超過該閥值，則代表該元素大小之?dāng)?shù)值即由一代表該元素大小值超過該閥值之差值所取代。符號位則保持不變。通過將該替代值除以一個定值并將其商數(shù)取整的方式，使該替代值接受均勻量化處理。此一程序可利用一檢查表完成之。
多路復(fù)用器313提供一八位數(shù)據(jù)流至編碼器段315。由314a至314d各單元送來之量化后亮度副頻帶差異信號，和來自324a至324d各單元之量化后之場序副頻帶色差異信號△I、△Q，由一前置網(wǎng)絡(luò)(圖中未顯示)將各該信號互相延遲一預(yù)定量，如此，以其他方式同時發(fā)展出來之亮度和色度信號，于多路復(fù)用處理期間不致重疊。自314a至314b各單元輸出之量化后信號，經(jīng)過時間多路復(fù)用處理為一系列八位字，其后隨以經(jīng)過時間多路復(fù)用處理后之場序量化后信息△I和△Q。
編碼器方框315包括-哈夫曼編碼器，此系一可變長度熵編碼器，具有熟知之結(jié)構(gòu)與特性，其前有一普通之零運轉(zhuǎn)長度(zero-runlength)編碼器。預(yù)期經(jīng)常發(fā)生之?dāng)?shù)據(jù)數(shù)值，系利用短碼字予以編碼;而預(yù)期發(fā)生次數(shù)較少之?dāng)?shù)據(jù)數(shù)值，則系利用較長碼字予以編碼。編碼處理程序包括利用一預(yù)先產(chǎn)生的編程的檢查表，隨輸入數(shù)據(jù)字之變化而產(chǎn)生編碼后之輸出數(shù)據(jù)，包括量化后之非零值和連續(xù)之零值。量化后數(shù)據(jù)輸入至哈夫曼編碼后，經(jīng)過掃瞄，以檢查其中之量化后非零值和零值。由于量化量314中之閾值處理和量化處理操作，上述各數(shù)值中通常大部份為零值。凡出現(xiàn)一非零值量化數(shù)據(jù)，隨即產(chǎn)生一相應(yīng)的編程的輸出代碼字。第一次檢測到一零量化值時，不論系在一圖像行開始時或緊隨一非零值之后，即使計數(shù)器復(fù)位。其后，每有一零值，該計數(shù)器即增加一個1。此乃各零值之“運轉(zhuǎn)”(run)，而此一運轉(zhuǎn)于發(fā)生一非零值或一已知行終了時就終止。當(dāng)一次運轉(zhuǎn)終止時，即產(chǎn)生一相當(dāng)于運轉(zhuǎn)值(長度)之一個輸出代碼字。
緩沖器316之用途為一接口，使該哈夫曼編碼器315之可變輸出數(shù)據(jù)速率能與傳送多路復(fù)用壓縮后差異信號△S之輸出通道之固定數(shù)據(jù)速率(例如，20兆位/秒)相容。緩沖器316之輸出信號經(jīng)由一內(nèi)含一數(shù)/模轉(zhuǎn)換器之調(diào)制解調(diào)器318而傳送至該輸出通道。輸出信號△S調(diào)制在一適當(dāng)之射頻載波上，經(jīng)由輔助通道廣播播送。亦可利用其他傳輸工具播送，例如微波或光纖鏈路。
圖4為圖3中正交鏡象濾波器式編碼器312之詳圖。QMF編碼器包括兩個數(shù)字FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器。其中之一包括一水平低通濾波器410，另一則包括一水平高通濾波器420。此兩個濾波器彼此互補，亦即二者之頻率響應(yīng)系以一半奈奎斯特(Nyquist)頻率為中心，形成彼此之鏡象圖像。該兩個濾波器之歸一化頻率響應(yīng)曲線分別如圖7和8所示。在圖7和8中，0.5f點相當(dāng)于模擬圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息時之奈奎斯特采樣頻率。濾波器410和420在一半奈奎斯特頻率(0.25f)左右形成鏡象圖像響應(yīng)。低通濾波器410在一半奈奎斯特頻率處顯示一截止頻率，而高通濾波器420則以一半奈奎斯特頻率處為其通帶頻率之開始點。
輸入差異信號△Y為二度空間象素元素陣列，內(nèi)含垂直場掃瞄之水平象素元素，在第一和第二信號路徑(包括濾波器410和420)中先被水平濾波。圖中上半部通道中，來自濾波器410之低通濾波之信號，在單元412中按因數(shù)2受到水平10∶1的減縮處理(亦即循水平方向下降采樣)。在圖中下半部之濾波器420輸出信號于單元422中也受到相同處理。單元412的10∶1減縮處理后之信號，分別經(jīng)由濾波器413和414之垂直低通與高通濾波處理;而單元422輸出的10∶1減縮處理后之信號，則分別經(jīng)由濾波器423和424之垂直低通與高通濾波處理。垂直低通濾波器413和423功能相同，并顯示如圖7所示之特性，而垂直高通濾波器414和424也相同，并顯示如圖8所示之特性。濾波器413、414、423和424之各輸出信號分別由單元415、418、425和428按因數(shù)2予以垂直10∶1的縮減處理，以產(chǎn)生LL副頻帶亮度差異信號YLL′、LH副頻帶亮度差異信號YLH′，HL副頻帶亮度差異信號YHL、HH副頻帶亮度差異信號YHH。各副頻帶LL、LH、HL和HH之性質(zhì)均已于前文中敘明。各正交鏡象濾波器之詳細(xì)說明，可參閱1983年P(guān)rentice-Hall出版，R.E.Crochiere和L.R.Rabiuer合編之“多重速率數(shù)字信號處理”(“Multiratedigitalsignalprocessing”)一書。
接收機內(nèi)之輔助通道解碼器操作與發(fā)射機之編碼器操作方法相同，但操作次序則相反。圖5為圖2之輔助通道解碼器方框圖。
在圖5中，輸入信號△S系圖2中輔助通道調(diào)諧器222輸出之模擬信號。信號△S由輸入調(diào)制解調(diào)器512(內(nèi)含一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)傳送至一哈夫曼解碼器513。當(dāng)哈夫曼解碼器513識別每一序列代碼字時，即由一相關(guān)之編程的存儲單元(例如一檢查表)產(chǎn)生一相對應(yīng)之解碼后輸出字，該存儲單元與發(fā)射機中哈夫曼編碼網(wǎng)絡(luò)中相對應(yīng)單元相同。解碼后之諸字，或為非零數(shù)值，或為一零值運轉(zhuǎn)。
由哈夫曼解碼器解碼后之輸出信號，由單元515予以多路分解處理，產(chǎn)生分離之量化后各副頻帶亮度信號，并送往各相關(guān)之逆向量化單元516，諸信號單獨接受逆向量化處理，亦即與編碼器量化處理程序相反程序之量化處理。與四個副頻帶中每一副頻帶信號有關(guān)之各非零數(shù)值，首先乘以和發(fā)射機中量化級所用常數(shù)相同之常數(shù)。然后，各非零值之?dāng)?shù)值，按發(fā)射機編碼器內(nèi)所用之量化閾值予以增加。而對各零值不作任何處理。
逆向量化網(wǎng)絡(luò)516輸出之四個分離之副頻帶信號，被各別寫入一場存儲單元518之各分離的分段中。每一分段之大小為全場存儲器大小之四分之一，因為，在編碼器中以因數(shù)2進(jìn)行水平及垂直10∶1的縮減處理后，使影像之大小按因數(shù)4關(guān)系縮小。當(dāng)每一場存儲器分段被填充數(shù)據(jù)時，輸出之各副頻帶信號Y′LL′、Y′LH′、Y′HL和Y′HH即施加至一正交鏡象濾波器(QMF)解碼器網(wǎng)絡(luò)519，以產(chǎn)生差異信號△Y′輸出。
多路分解量化輔助色度各副通道信號，系由單元515提供至-I、Q處理器網(wǎng)絡(luò)520，其線路配置與包括516、518和519各單元之亮度信號處理相同。處理器520之輸出信號包括各場序信號△I′、△Q′，利用單元522將各該信號按因數(shù)2關(guān)系加以垂直伸展處理。伸展器522輸出之信號△I′和△Q′之原始時間關(guān)系，利用一網(wǎng)絡(luò)予以重新建立，該網(wǎng)絡(luò)包括場同步之各開關(guān)524、530和532，以及場延遲網(wǎng)絡(luò)525和526，如圖所示。
亮度QMF解碼器519之詳細(xì)方框圖如圖6所示。QMF解碼器519將四個亮度副頻帶信號重組合為一單場之亮度差異信號圖像信息。每一副頻帶之信號分別由單元610、611、612和613予以垂直伸展(向上采樣)。此項處理系在每一頻帶之每兩行之間插入一條零值行之方式完成之。垂直伸展后之各頻帶信號再經(jīng)圖中之各低通與高通垂直濾波器614～617之濾波。此等濾波器之操作參數(shù)與發(fā)射機編碼器中之各相對垂直濾波器之參數(shù)相同。濾波器614和615之輸出信號于一混合器618中以減法方式混合，再于單元620中被乘以因數(shù)2。同樣地，濾波器616和617輸出之信號，則于一混合器619中以減法方式混合，再于單元621中被乘以因數(shù)2。
混合器620之輸出信號于接受單元623水平低通濾波處理前，先于單元622中按因數(shù)2之關(guān)系接受水平伸展處理。水平向上采樣處理系在相鄰水平采樣信號之間插入一零值采樣信號。同樣地，混合器621輸出之信號，則先由單元624以因數(shù)2加以水平伸展處理后，再接受單元625之水平高通濾波處理。經(jīng)單元623和625濾波后之各信號，于混合器630中以減法方式混合，然后，于單元632中被乘以因數(shù)2，以產(chǎn)生輸出信號△Y′。乘法器620、621和632是起信號定標(biāo)元件的功能，以確保該輸出信號△Y′含有大致與原始信號△Y亦即未經(jīng)向上采樣和向下采樣前之信號所含有之相同能量。
權(quán)利要求
1.一種用以產(chǎn)生代表一高清晰度電視(HDTV)圖象主信號和輔助信號之系統(tǒng)，其特征在于包括；一電視視頻信號源(110)，其信號代表HDTV圖像信息，其細(xì)節(jié)度實質(zhì)上高于一傳統(tǒng)電視影像之細(xì)節(jié)度；第一信號處理裝置(114)，耦合至上述信號源，用以產(chǎn)生一主視頻信號，代表一加強圖像，其細(xì)節(jié)度較高于傳統(tǒng)式視頻圖象，但低于一HDTV視頻圖像；用以產(chǎn)生一輔助數(shù)字差異信號之裝置(140)，該信號代表上述來自信號源之電視信號和上述主視頻信號間之差異；第二信號處理裝置(142)，響應(yīng)于上述差異信號，用以產(chǎn)生一轉(zhuǎn)變后之輔助差異信號，該信號處理裝置包括(a)用以將上述差異信號分離為多個數(shù)字式副頻帶信號的裝置，該信號包括主要含有圖像邊緣資料之多個副頻帶信號；及(b)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮裝置，利用數(shù)字壓縮方法處理上述各副頻帶信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于其中之分離裝置包括一正交鏡象波波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于其中之?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮裝置包括量化處理上述各副頻帶信號之裝置;及哈夫曼編碼裝置，響應(yīng)于上述量化裝置輸出之量化后各副頻帶信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于其中來自信號源之電視信號代表寬屏HDTV圖象信息。
5.一種接收電視信號之系統(tǒng)，該電視信號包括一主視頻信號成份，代表擴充清晰度之電視圖象，其細(xì)節(jié)度高于一傳統(tǒng)式視頻圖像;另有一輔助信號成份，包括用以增強上述擴充清晰度電視圖像，該輔助信號成份內(nèi)含多個副頻帶信號，其中包括主要含有圖像邊緣信息之多個副頻帶信號;該系統(tǒng)包括下列裝置第一裝置(202，204)，將上述主信號成份處理后產(chǎn)生一代表擴充清晰度圖像之主要圖像信號信息;第二裝置(222、206)，將上述輔助信號處理后產(chǎn)生代表上述擴充清晰度圖像增強信息之輔助信息;及用于將上述主要圖象信號信息和上述增強信息混合后產(chǎn)生一代表增強擴充清晰度圖像之輸出信號的裝置(208、210、212)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于其中之第二信號處理裝置包括;以數(shù)字方式擴充上述各副頻帶信號中所含數(shù)據(jù)之裝置;及將上述各擴充的副頻帶信號混合之裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于其中之混合裝置包括一正交鏡象濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5的系統(tǒng)，其特征在于其中上述多個副頻帶信號包括一主要含有水平邊緣信息之第一成份，和一主要含有主要垂直邊緣信息之第二成份。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8的系統(tǒng)，其特征在于其中上述多個副頻帶信號包括一第三成份，內(nèi)含限定對角邊緣信息的大量之水平與垂直信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或9的系統(tǒng)，其特征在于其中上述多個頻帶信號包括內(nèi)含水平低頻信息和垂直低頻信息的另一成份。
全文摘要
自寬頻帶寬屏幕高清晰度電視(HDTV)源輸出之電視信號，經(jīng)兩個傳統(tǒng)式NTSC通道傳送。主通道信號(115)包括可與現(xiàn)有NTSC電視機兼容之編碼寬屏幕和擴充清晰度信息。輔助通道信號(130)增添主通道信號，且包括代表主通道傳送信息與來自HDTV源信息間信號差異(△S)信息。兩個通道信號(132，134)被HDTV接收機接收后產(chǎn)生HDTV圖像(136)。
文檔編號H04N11/14GK1046827SQ9010243
公開日1990年11月7日 申請日期1990年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者吳筱波 申請人:通用電氣公司