專利名稱：電視系統(tǒng)控制信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電視系統(tǒng)特別是涉及用于電視系統(tǒng)中的控制信號(hào)發(fā)生器。
用于處理電視信號(hào)的集成電路已經(jīng)商品化。例如，東芝(Toshiba)公司生產(chǎn)的集成電路TA7730包括全部亮度和色度信號(hào)處理電路并以分量的形式提供輸出信號(hào)(即紅、綠、蘭信號(hào))。此外，該集成電路還提供已處理過的亮度輸出信號(hào)，該亮度輸出信號(hào)可用于例如圖像參數(shù)的反饋控制。
然而，還有其他一些商品化的、提供亮度和色度信號(hào)處理的集成電路，但是，它們只以紅、綠、蘭分量形式提供輸出信號(hào)而并不提供已處理過的亮度輸出信號(hào)。沃爾沃(Valvo)公司生產(chǎn)的集成電路TDA4580即屬此例。
這種集成電路的短處在于缺少一個(gè)用來提供已處理過的亮度信號(hào)的輸出端，使其不能利用對(duì)諸如亮度和對(duì)比度等亮度信號(hào)參數(shù)的反饋控制。本發(fā)明正是為了解決該問題。
依本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，為了用于上面提到那種類型的電視系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，亮度和色度處理部分已被結(jié)合在一個(gè)集成電路內(nèi)，已處理過的亮度信息不容易被得到，因而提供了信號(hào)組合電路用于組合來自集成電路輸出端的彩色信號(hào)以產(chǎn)生一個(gè)至少接近于未得到的、已處理過的亮度信息的“和”信號(hào)。依本發(fā)明的另一特點(diǎn)，承認(rèn)“和”信號(hào)將包含相應(yīng)于插入到彩色信號(hào)回掃期間內(nèi)回掃消隱脈沖的一些脈沖，還承認(rèn)這些脈沖將干擾“和”信號(hào)的平均值及峰-峰值。因而，與組合電路相聯(lián)系的一個(gè)放大器被加以偏壓，以便在基本上保留全部在額定黑電平與白向偏移之間的“和”信號(hào)的同時(shí)，消除“和”信號(hào)中的那些脈沖。按這種方法，可以利用例如平均值或峰-峰值檢波器，從合成信號(hào)里獲得一可靠的控制信號(hào)。
為了詳細(xì)了解本發(fā)明，需參考以下附圖

圖1部分以方框圖、部分以原理圖形式表明包括有依據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的一控制信號(hào)發(fā)生器的電視系統(tǒng);
圖2A和圖2B分別為白展寬增益特性的圖示和具有白展寬傳輸函數(shù)的裝置方框圖。
在圖中，同一參考號(hào)指配給同一或相似的元件。
在以下描述中，假設(shè)亮度信號(hào)的正向部分相應(yīng)于重現(xiàn)圖象的白向部分。
在圖1所示的電視系統(tǒng)中，輸入端142提供的復(fù)合視頻信號(hào)被分離為兩個(gè)分量在輸出端144提供的亮度信號(hào)及在輸出端146提供的色度信號(hào)。
色度信號(hào)在處理器148中以一種已知的方法加以處理以產(chǎn)生紅、綠和蘭色差信號(hào)r-Y、g-Y及b-Y。色差信號(hào)被耦合到矩陣152上。色度處理單元148及矩陣152可被包括在一片集成電路(IC)154中。
亮度信號(hào)耦合到白展寬處理單元136上，該單元136還接受由控制信號(hào)發(fā)生器140產(chǎn)生的控制信號(hào)VCA，本申請(qǐng)書特別關(guān)系到140，以下將詳述140。白展寬處理單元136的輸出信號(hào)耦合到峰化電路156上以提圖象的清晰度。峰化電路156的輸出信號(hào)耦合到集成電路154上。
對(duì)于亮度信號(hào)的處理，集成電路154包括對(duì)比度控制單元158和亮度控制單元160。對(duì)比度和亮度的用戶調(diào)節(jié)元件分別由電位器159和161象征性地表示。雖然在現(xiàn)代電視系統(tǒng)中，它們通常包括微處理器控制的數(shù)-模轉(zhuǎn)換器。已處理過的亮度信號(hào)耦合到矩陣152上，在矩陣152中，它與色差信號(hào)組合以產(chǎn)生低電平的紅(r)、綠(g)和蘭(b)彩色信號(hào)。分別產(chǎn)生于偏轉(zhuǎn)處理部分(未表示)的水平與垂直回掃消隱脈沖(HB、VB)被矩陣插入到紅、綠和蘭彩色信號(hào)中以防止顯示水平與垂直回掃線。
低電平的紅、綠和蘭彩色信號(hào)被驅(qū)動(dòng)放大器164r、164g和164b放大以產(chǎn)生適合驅(qū)動(dòng)顯象管166各自陰極的紅、綠和蘭驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
為防止由于相應(yīng)于例如字符的過大的白向信號(hào)峰所引起的光斑模糊和顯示驅(qū)動(dòng)器及熒光粉的飽和，峰值檢波器168檢波將在下面解釋的控制信號(hào)發(fā)生器140中產(chǎn)生的亮度表示信號(hào)的白峰，且做為其響應(yīng)，產(chǎn)生一用于對(duì)比度控制單元158的控制信號(hào)。每當(dāng)檢測(cè)出超過相應(yīng)于光斑模糊門限的白峰時(shí)，對(duì)比度就自動(dòng)減小。
不幸的是，由于對(duì)比度控制單元158具有線性增益?zhèn)鬏敽瘮?shù)，使得自動(dòng)對(duì)比度控制裝置均勻地影響了全部幅度。其結(jié)果，導(dǎo)致中等甚至高的幅度被減小，從而圖象的主觀亮度減小。白展寬處理單元136通過以下方法抵消這種影響。
白展寬處理單元136的增益特性如圖2A所示。增益特性包括一族與高亮度幅度電平相比對(duì)于中等或較低的亮度幅度電平產(chǎn)生增加的增益(斜度)的非線性傳輸函數(shù)。非線性度與控制信號(hào)VC的幅度成反比函數(shù)。對(duì)于控制信號(hào)VC的最大幅度(VC1)，增益特性收縮成線性傳輸函數(shù)。對(duì)于較低幅度(例如VC2＜VC1)，傳輸函數(shù)變得更加非線性。在圖1中，把白展寬控制電壓標(biāo)為VCA，因?yàn)樗硎酒骄男盘?hào)值，正如將在下面描述的那樣。
圖2B表明的是提供圖2A中傳輸函數(shù)的有效途徑。把輸入端182的輸入電壓并聯(lián)地耦合到一個(gè)線性放大器184的輸入端及一個(gè)非線性放大器186的輸入端上。放大器184及186的輸出信號(hào)耦合到一個(gè)“軟開關(guān)”188上，在“軟開關(guān)”188上，受控于控制電壓VC，將線性和非線性輸出信號(hào)組合，在192端產(chǎn)生最終的輸出信號(hào)。輸入端182與輸出端192之間的增益特性如圖2A所示。
圖2B以方框圖形式表示了裝置的實(shí)現(xiàn)，在上面提到的共同提交的、標(biāo)題為“為提高圖象對(duì)比度而產(chǎn)生一可控制非線性傳輸特性的放大器結(jié)構(gòu)”的申請(qǐng)書中，示出并且做了詳細(xì)的描述。
現(xiàn)在再參照?qǐng)D1，用于白展寬處理單元136的控制信號(hào)(電壓)VCA響應(yīng)于亮度表示信號(hào)(將在以下討論)的平均值而引入。當(dāng)平均圖象亮度低時(shí)，控制信號(hào)VCA導(dǎo)致白展寬處理單元136的非線性度增加(參見圖2A的VC2)。其結(jié)果，亮度信號(hào)的中等幅度相對(duì)于高幅度的電平來說是增加了。由于相應(yīng)于小圖象區(qū)域的白向峰并不顯著地影響平均電平，所以，響應(yīng)于過大的白向峰，自動(dòng)對(duì)比度導(dǎo)致進(jìn)一步減小中等幅度，并將通過對(duì)中等幅度施加增大的白展寬增益得以補(bǔ)償。依此方法，光斑模糊及顯示驅(qū)動(dòng)器及熒光粉的飽和被減為最小，同時(shí)提供一主觀清晰、明亮的圖象。
正如上面所述，對(duì)于自動(dòng)對(duì)比度及白展寬控制，需要在已經(jīng)把圖象特性(如對(duì)比度和亮度)調(diào)整以后，分別檢波表示再現(xiàn)圖像的亮度分量信號(hào)的峰值及平均值，故而各自的控制信號(hào)將很好地反映再現(xiàn)圖象的內(nèi)容。由東芝(Toshiba)公司商品化的TA7730亮度處理集成電路，在一輸出端提供一通過受到對(duì)比度及亮度控制的紅、綠和蘭彩色信號(hào)的組合而產(chǎn)生的亮度表示信號(hào)。然而，亮度信號(hào)或反映對(duì)比度和亮度控制處理的亮度表示信號(hào)不能被其他集成電路，如圖1中所示的諸如沃爾沃(Valvo)公司生產(chǎn)的TDA4580集成電路154提供。
控制信號(hào)發(fā)生器140是通過組合在集成電路154各自輸出端產(chǎn)生的紅、綠和蘭彩色信號(hào)產(chǎn)生一至少接近于代表已處理過的亮度信息的信號(hào)來解決這一問題的。但是，合成的“和亮度”信號(hào)包括相應(yīng)于包含在被組合的紅、綠和蘭信號(hào)中的高電平(如在-100～-160IRE范圍之內(nèi))回掃消隱脈沖的脈沖，而不象在集成電路TA7730中紅、綠和蘭信號(hào)于回掃消隱脈沖被加上之前即相結(jié)合而產(chǎn)生的“和亮度”信號(hào)。包含在“和亮度”信號(hào)中的脈沖被顯著擴(kuò)展到黑電平下，因而足以影響平均值(乃至峰-峰值)。因而，通過對(duì)“和信號(hào)”檢波平均值而產(chǎn)生的控制信號(hào)將不能精確地表示重現(xiàn)圖象的亮度。控制信號(hào)發(fā)生器140也包括了解決這個(gè)問題的措施。
具體地說，對(duì)于控制信號(hào)發(fā)生器140;產(chǎn)生在集成電路154各自輸出端的紅、綠和蘭彩色信號(hào)通過包括電阻171、173和175的電阻性組合器加和在一起。在電阻171、173和175共同聯(lián)結(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的最終和信號(hào)被耦合到一射極跟隨放大器177的基極上。在射極跟隨放大器177的低阻抗射極輸出端上的負(fù)載電阻179上形成一輸出信號(hào)。
在電壓源(VCC)與射極跟隨器177的發(fā)射極之間跨接一電阻181以提高射極跟隨器177的導(dǎo)通門限，使在黑電平之上的近于全部的白向和信號(hào)得以在發(fā)射極輸出，而對(duì)應(yīng)于紅、綠和蘭彩色信號(hào)回掃消隱脈沖的脈沖則被消除。這樣，由于發(fā)射極上偏壓的增加，檢波的平均值及最終白展寬控制信號(hào)VCA，相對(duì)可靠地代表了重現(xiàn)圖象的平均亮度分量。
電阻171、173和175可依已知的亮度矩陣方程而互成比例，以精確產(chǎn)生亮度信號(hào)，但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)1∶1∶1的比例非常令人滿意，以提供一適合于白展寬處理控制的已處理的亮度表示分量。還是對(duì)于這一問題，應(yīng)該指出因?yàn)楹趫D象相應(yīng)于完全沒有彩色信息，所以，設(shè)定晶體管177的導(dǎo)通門限以不受電阻比例的限制而相應(yīng)于額定黑電平是可能的。未發(fā)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)顯著地影響依此方法設(shè)定晶體管177黑色門限值的精確度。
在以上參照電路結(jié)構(gòu)的討論中，都是把全部三個(gè)彩色信號(hào)合在一起產(chǎn)生一亮度表示信號(hào)，但是，只要能消除與消隱相關(guān)的脈沖，使用兩個(gè)彩色信號(hào)甚至一個(gè)彩色信號(hào)也是可能的。因?yàn)?，從統(tǒng)計(jì)角度來看，為了滿足特別是白展寬處理控制的應(yīng)用，任何彩色信號(hào)的平均值足以接近亮度分量的平均值。如果用一個(gè)彩色信號(hào)，則最好是采用綠色信號(hào)，因?yàn)樗c包含在一幅圖象中的亮度信號(hào)最緊密相關(guān)。
和輸出信號(hào)的平均值可由只簡單包括-R-C低通濾波器的平均值檢波器183產(chǎn)生。和輸出信號(hào)的白峰值由峰值檢波器168來檢波。能響應(yīng)很陡的峰的、適合的峰值檢波器，在1989年7月14日以G.A.懷特利奇名義提交的、轉(zhuǎn)讓給與本發(fā)明相同受讓人的題為“具有反饋的峰值檢波器”(申請(qǐng)?zhí)枮?80697)的美國專利申請(qǐng)書中公開了。
在已被圖示并被敘述的本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，應(yīng)該理解，那些熟悉本技術(shù)的人能夠想到某些改變和改進(jìn)。例如，雖然本發(fā)明已參照一集成電路(IC)加以描述，在該集成電路(IC)中，對(duì)比度和亮度的控制是通過對(duì)亮度信號(hào)的幅度和直流分量進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)的，但是，對(duì)比度和亮度的控制也可以通過分別對(duì)彩色信號(hào)的幅度和直流分量進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)。這就是上面提到的發(fā)生在集成電路TA7730和DA4580中的情況。此外，雖然射極跟隨放大器被用于典型的實(shí)施例中，但是，可采用所設(shè)置的導(dǎo)通門限不同的放大器或任何其他類型的限幅器，用于消除與回掃消隱相關(guān)的脈沖。打算使以下權(quán)利要求包括全部落入本發(fā)明范圍之內(nèi)的所有改型。
權(quán)利要求
1.一個(gè)包括視頻信號(hào)源(154)的電視系統(tǒng)的控制信號(hào)發(fā)生器，154具有至少一個(gè)輸出端以提供一個(gè)具有掃描部分和包括消隱脈沖的消隱部分的彩色視頻信號(hào)，該控制信號(hào)發(fā)生器的特征在于耦合到所述視頻信號(hào)源上、從所述彩色視頻信號(hào)的消隱部分上消除所述消隱脈沖、以產(chǎn)生最終視頻信號(hào)的脈沖消除電路(177、179、181)；以及耦合到所述脈沖消除電路上、檢測(cè)所述最終視頻信號(hào)的一個(gè)給定的參數(shù)，并提供代表所述給定參數(shù)的控制信號(hào)的檢波器(168或183)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其中，所述視頻信號(hào)源提供多個(gè)所述彩色視頻信號(hào)，所述發(fā)生器的特征還在于耦合到所述視頻信號(hào)源上、將所述多個(gè)彩色視頻信號(hào)合在一起以產(chǎn)生和視頻信號(hào)的和電路(171、173、175);以及通過所述和電路耦合到所述視頻信號(hào)源上的所述脈沖消除電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其中所述信號(hào)源包括一集成電路，用以處理電視信號(hào)的亮度和色度分量，這種控制信號(hào)發(fā)生器的特征在于所述控制信號(hào)耦合到一附加的處理裝置(159或161)上，用來提供所述彩色視頻信號(hào)所選定特性的反饋控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述附加處理裝置至少包括對(duì)比度控制裝置(159)，亮度控制裝置(161)及可控制的非線性放大器(136)中的一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述檢波器至少包括峰值檢波器(168)及平均值檢波器(183)中的一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述和電路包括一電阻性網(wǎng)絡(luò)(171，173，175)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制信號(hào)發(fā)生器，其特征在于，所述脈沖消除電路包括一射極跟隨器(177)，射極跟隨器(177)具有將所述和視頻信號(hào)加于其上的輸入端、還具有將一偏壓源(181)加于其上的輸出端。
全文摘要
在彩色電視系統(tǒng)中，由亮度一色度集成電路(154)產(chǎn)生的彩色信號(hào)被和在一起(171、173、175、177)，以產(chǎn)生否則就不容易得到的表示已處理過的亮度信息的信號(hào)。消除掉相應(yīng)于包含在彩色信號(hào)中的回掃消隱脈沖的和信號(hào)脈沖，以減少當(dāng)例如利用平均值檢波器(183)來確定和信號(hào)的屬性時(shí)所帶來的錯(cuò)誤。檢波器利用例如“白展寬”(136)來提供控制信號(hào)，以修改亮度信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/57GK1049767SQ9010718
公開日1991年3月6日 申請(qǐng)日期1990年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月25日
發(fā)明者威廉·亞當(dāng)森·拉戈尼 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司