一種增強清晰度電視系統用的以交替格式自適應地產生信號的系統的製作方法

2023-05-08 13:54:51

專利名稱：一種增強清晰度電視系統用的以交替格式自適應地產生信號的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種響應於被發送信號特點來改變該信號的格式的系統。
雖然本發明將要在增強清晰度電視(EDTV)系統的情況下加以描述，但是並不能認為它局限於這種應用。
電視行業正在為了改善所顯示電視圖像的質量而奮鬥。為此，已經提出了幾種EDTV和高清晰度電視(HDTV)系統。HDTV系統產生利用現有標準接收機就能兼容接收的廣播信號，但是，這種廣播信號還包括可被EDTV接收機用來產生增強了的圖像的輔相信號分量。HDTV系統產生用來在HDTV接收機中產生解析度高、寬高比大的圖像的廣播信號，但是，這種廣播信號不能利用當前的「標準」接收機來兼容接收。不論是由於管理上的原因還是由於實用上的原因，一般來說，在EDTV和HDTV這兩種系統中都需要把原始的源圖像信號編碼成為其帶寬比該源信號的帶寬要窄的頻譜。典型情況是，編碼格式根據某種統計上的平均信號特點來確立，利用這種特點，相應的接收機對於大多數被發送的圖像將能忠實地再現其原始圖像。但是，對於某些圖像，例如，特定的已編碼信號的帶寬可能不夠寬時，則使再現圖像的質量較差。作為一個例子，來考慮刊載於1988年2月份《電氣與電子工程師協會會議錄消費者電子學》(IEEETransactionsonConsunlerElectronics)第34卷第1期第111-第120頁上，題為「高級兼容電視(ACTV)系統中的解碼問題」(DecodingIssuesIntheACTVSystem″)文中伊斯納迪(Isnardi)等人所描述的EDTV系統;這一系統在1987年12月29日提交，序號為139340的美國專利申請書中也有描述，此處引為參考。伊斯納迪等人的系統產生一個稱為垂直-時間(V-T)「輔助者」信號的輔助分量，來幫助接收機把隔行掃描信號變換成逐行掃描信號。
伊斯納迪等人系統中的編碼器利用圖像信號的逐行掃描源來產生隔行掃描的廣播信號。名義上，視頻信號包括足夠的信息冗餘度。由於這種冗餘度，可以把接收機設計成自主地、相當精確地把隔行掃描信號變回到逐行掃描信號。對於代表運動物體的圖像來說，冗餘度減少了，並且，由於接收機缺乏足夠的信息，使其自主地把隔行掃描信號變換成逐行掃描信號的能力受到了損害。具有可變幅度的V-T「輔助者」信號提供上述那種信息。因為「輔助者」信號只代表接收機的預測誤差，所以，對於大多數圖像來說，「輔助者」信號所包括的平均能量相當低。為了便於編碼，把「輔助者」信號的帶寬限制到750KHz，對於提供具有足夠信息以重新構成大多數圖像的「輔助者」信號來說，這一帶寬就足夠了。但是，當包括高度圖像細節的圖像和搖鏡頭以跟隨拍攝物的圖像提供足夠的「輔助者」信息，這一帶寬就太窄了。因此，對於一系列某種類別的圖像來說，這種系統的性能可能是有缺陷的。
本發明通過提供交替的信號格式來減少上述帶寬限制的缺陷，其中第一格式為信號保真度而犧牲帶寬，第二格式為有效的、較寬的帶寬而犧牲信號保真度。在信號處理系統發送端所包括的本發明的一個實施例中，第一和第二信號編碼器響應於感興趣的信號分量。第一編碼器以第一格式產生在給定帶寬內具有相當高保真度的已編碼輔助信號。第二編碼器以第二格式產生經過粗略量化和數據壓縮以提供有效、較寬帶寬的已編碼輔助信號。響應於這種信號分量的檢測器確定該分量的能量或信息密度，並且對於能量密度低和能量密度高的信號分別把來自第一和第二編碼器的輔助信號提供給發送電路。
在信號處理系統接收端所包括的另一個實施例中，為了處理所接收的輔助信號設置了第一和第二解碼器，用來對於已分別編碼成所述第一和第二格式的信號進行解碼。響應於所接收的輔助信號的檢測器確定所接收信號的格式，並且把來自適當解碼器的信號提供給另一個處理電路。


圖1是在描述本發明時有用的、部份地代表來自幾場或幾幀的逐行掃描視頻信號中水平行的一種點陣;
圖2是用來產生逐行掃描「輔助者」信號的電路框圖;
圖3和圖4是實施本發明的、包括用來對於「輔助者」信號以兩種格式進行編碼的電路和用來對於這種信號進行解碼的電路的交替裝置的框圖。
參看圖1，每一列點子代表以1/60秒(NTSC格式)進行掃描的視頻信號中一些水平行的一部分。對於這種描述來說，把在1/60秒內不論是以隔行掃描方式還是以逐行掃描方式掃描各行(一列點子)都稱為一場間隔。這樣，圖1代表稱為第FN-1到第FN+2的四場的一部分。包括實心點和空心圓的一個場代表一幅逐行掃描的圖像。僅包括實心點的一個場代表一幀隔行掃描圖像中的一個場。
在上面提到的那篇伊斯納迪等人的參考文獻中所描述的系統裡，該系統的發送端把來自逐行掃描源的視頻信號變換成用來播出的隔行形式。實際上，這是通過把交替場中的交替行刪掉來實現的。參看圖1，把空心圓所代表的各行刪掉，把實心點所代表的各行發送出去。在接收機中，重新構成被刪掉的各行，以便逐復逐行掃描的視頻信號。為了幫助接收機重新構成被刪掉的各行，在廣播端產生「輔助者」信號，並把它與廣播信號一道發送出去。「輔助者」信號是隔行信號，它包括接收機在自主地重新構成運動行時將會產生的預測誤差。例如，接收機將具有相應於分別來自第FN和第FN+2場的Ai行和Bi行的信息。沒有「輔助者」信號時，接收機將根據算法Xi＝ (Ai+Bi)/2 重新構成丟失的Xi行，此處，Xi、Ai和Bi代表信號幅度。但是，Xi的計算值可能具有顯著的誤差。為了預防這種誤差，伊斯納迪等人的系統在發射機中根據關係式「輔助者」＝Xi- (Ai+Bi)/2 來產生一個「輔助者」信號。在接收機中，把「輔助者」信號加到相應值 (Ai+Bi)/2 上，以便精確地產生丟失的各行。由於在大多數圖像和圖像序列中冗餘度較高，所以，在大部分時間內，「輔助者」信號之值為零，因而能夠以相當窄的帶寬把它發送出去。根據這一假定，伊斯納迪等人的系統把「輔助者」信號的頻帶限制到750KHz，並把該「輔助者」信號與已編碼的亮度和色度分量一道通過對於圖像載波進行正交調製而發送出去。為了防止幹擾已編碼的亮度和色度分量，在調製以前，對於「輔助者」信號進行幅度壓縮。但是，這種壓縮具有在接收機中降低「輔助者」信號信噪比的不理想效果。在下列描述中，第一實施例(參看圖3)克服了對於「輔助者」信號的帶寬限制，第二實施例(參看圖4)克服了對於帶寬和信噪比的限制。
下面參看圖2，圖2示出用來產生被圖3和圖4中信號格式器所利用的信號的電路。圖2的電路產生三個信號S1、S2和S3。信號S1相應於伊斯納迪等人裝置中所產生的「輔助者」信號。圖2中，把逐行掃描的亮度輸入信號(假定為已取樣的、脈碼調製的數據信號)耦合到除2計數電路26和串聯連接的延時單元10、12、14和16上。延時單元10和16，每一個都把信號延時524個水平周期;延時單元12和14，每一個都把信號延時1個水平行周期。把來自延時單元16的輸出信號耦合到除2計數電路24上。把來自計數電路24和26的輸出信號耦合到加法器電路18的相應輸入接頭上。如果耦合到延時單元10上的當前輸入信號相應於圖1中的Bi行，則來自延時單元10、12、14和16的輸出信號分別代表Ci+1、Xi、Ci和Ai行。因此，加法器電路產生和值 (Ai+Bi)/2 。把這種和值耦合到減法器電路20的減數輸入接頭上。把來自延時單元12輸出端的、代表Xi水平行的信號耦合到減法器電路20的被減數輸入接頭上，減法器電路20產生瞬時差Xi- (Ai+Bi)/2 。這種差值為逐行掃描格式，而且僅對各交替行感興趣。因此，把來自減法器20的信號加到逐行掃描-隔行掃描變換器44上，變換器44把代表被刪掉各行的交替行信號選擇出來，並對其進行時間擴展，擴展到隔行掃描的時間間隔，以便產生信號S1。
把分別來自延時單元10和14的、代表Ci+1和Ci水平行的信號，通過除2計數電路28和30耦合到加法器34的相應輸入接頭上。加法器電路34產生和值 (Ci+1+Ci)/2 。把來自加法器34的輸出和值耦合到減法器電路32的減數輸入接頭上。把代表Xi行的信號耦合到減法器32的被減數輸入接頭上，減法器32產生垂直差Xi- (Ci+1+Ci)/2 。
把來自減法器20的瞬時差和來自減法器32的垂直差耦合到相應的大小(絕對值)決定電路(絕對值，ABS)40和36上。把垂直差和瞬時差的大小(絕對值)耦合到表示為減法器電路38的比較器上。調整比較器38，使之當垂直差的大小小於瞬時差的大小時，產生邏輯「1」值;當瞬時差的大小較小時，產生邏輯「0」值。
把來自比較器38的輸出信號耦合到逐行掃描-隔行掃描變換器44上，在44中，對於相應於被刪掉各行的信號的各交替行進行時間擴展，以產生信號S2。另外，把來自比較器38的輸出信號耦合到多路轉換開關42的控制輸入接頭上。把瞬時差和垂直差信號耦合到開關42的相應信號輸入接頭上，響應於比較器信號，開關42在例如以逐個像素為基礎上提供該瞬時差和垂直差中的較小者。把來自開關42的輸出信號加到變換器44上，在44中，對於代表被刪掉各行的信號進行時間擴展，以產生信號S3。
相應於相繼垂直差和瞬時差中較小者的信號S3，其幅度勢必小於信號S1，因此，傳送這一信息僅需要較小的壓縮量和較窄的帶寬。
下面參看圖3，圖3提供輔助的或「輔助者」信號，其格式為瞬時差S1的模擬表示;或者其格式為交替地指示是垂直內插還是瞬時內插將在接收機中產生更為精確的、重新構成的行。選擇「輔助者」信號格式的準則是信號S1的能量或信息密度。如果當把帶寬限制到750KHz時，信號S1將提供在接收機中重新構成被刪掉各行的足夠信息，就把信號S1發送出去。否則，就對信號S2進行壓縮並把它發送出去;信號S2是雙電平信號，壓縮時採用例如遊程長度編碼、或統計(赫夫門，Huffman)編碼、或這兩種編碼的組合。
把信號S1耦合到數模變換器(DAC)300上，在300中，把S1變換成模擬形式。數模變換器300可以是乘法變換器;調整300，以提供幅度壓縮。把來自數模變換器300的輸出信號加到信號信息密度或能量檢測器304上，並且加到補償延時單元306上。延時單元306提供延時時間間隔，該延時時間間隔等於檢測器304提供能量計算值所佔用的時間間隔，該延時時間間隔可以等於例如一個水平行時間間隔、一場時間間隔、或一幀時間間隔。檢測器304可以是題為「視頻信號分析器」(「VideoSignalAnalyzer」)的第4402013號美國專利中所描述的那種類型，這種類型的檢測器對於在預定時間間隔內信號超過預定幅度的過渡次數進行計數。如果過渡次數超過預置值，則在此持續時間間隔內檢測器304提供邏輯「1」輸出信號;否則，則304提供邏輯「0」輸出信號。應該指出，檢測器304可以利用數字式裝置來實現，在此情況下，把304連接到數模變換器300之前。利用來自檢測器304的輸出信號來控制開關電路或多路轉換開關310。在另一個實施例中，能量檢測器304可以包括一個在預定時間間隔內耦合到信號S2的計數脈衝上的計數器，如果脈衝的個數超過預定值，則304可以提供一個輸出。
把來自延時單元306的模擬信號S1耦合到多路轉換開關310的第一信號輸入端上，把310的輸出耦合到具有載止頻率(例如為750KHz)的低通濾波器312上。
把信號S2耦合到編碼器302上，S2指明是垂直內插信號還是瞬時內插信號更為精確地代表被刪掉各行的信號。編碼器302可以包括其後跟有統計(例如，赫夫門)編碼器的遊程長度編碼器，以便對於信號S2進行壓縮。把來自編碼器302的輸出信號(如果需要，就通過補償延時單元308)耦合到多路轉換開關310的第二信號輸入端上。
如果信號S1的能量密度小於預定等級，則響應於來自檢測器304的輸出信號的多路轉換開關310把模擬信號S1耦合到低通濾波器312上;如果信號S1的能量密度超過預定等級，則310把已壓縮的信號S2耦合到低通濾波器312上。
把來自低通濾波器312的信號加到信號組合器316的一個輸入端上。把例如是標準NTSC信號的視頻信號、或者是來自例如伊斯納迪等人類型的EDTV編碼器314(314的信號來自源315)的視頻信號耦合到信號組合器316的第二信號輸入端上。編碼器314的亮度和色度輸入由逐行掃描源315來提供。信號組合器316可以是把相應輸入信號正交調製到圖像載波上那種類型的。另一種方法是，源314可以是一個HDTV的信號源，信號組合器316可以包括以MAC(復用模擬分量)格式把輸入信號組合起來的電路。然後，把來自信號組合器316的已組合輸出信號加到例如廣播發射機、電纜等的發送通道上。
在本系統的接收端，把所接收的信號加到執行組合器316的互補功能的信號分離器320上。例如，如果組合器316是正交調製器，則分離器320是正交解調器。分離器320從已編碼視頻信號中把「輔助者」信號分離出來。把已分離的視頻信號耦合到視頻解碼器322上，322提供隔行掃描格式的、已分離的亮度信號分量Y和色度信號分量C。把可以由色差信號I和Q來代表的色度分量耦合到隔行掃描-逐行掃描變換器324上。變換器324可以是以逐行掃描頻率來重複每行色度信號的、簡單的加速電路。把來自變換器324的色度輸出信號耦合到矩陣電路(未示出)上，在矩陣電路中，把色度輸出信號與逐行掃描的亮度信號組合起來，以產生激勵顯示裝置的R、G、B彩色信號。
把來自解碼器322的已分離的亮度分量耦合到包括圖3電路中其餘部分的自適應隔行掃描-逐行掃描變換器上。把亮度信號加到串聯連接的延時單元326、328和330上，這些延時單元分別把信號延時262、1和262個隔行掃描的時間間隔(在NTSC系統中，262行相應於一場少半行。在PAL系統中，一場少半行相應於312行)。如果來自解碼器322的當前信號輸出相應於圖1中的Bi行，則來自延時單元326、328和330的輸出信號分別相應於來自Ci+1、Ci和Ai行的信號。把來自延時單元328的輸出信號Ci加到加速電路332上，332對於隔行掃描信號進行時間壓縮，壓縮到逐行掃描的時間間隔。把加速電路332所提供的、已時間壓縮的信號耦合到多路轉換開關362的一個信號輸入端上。
把來自延時單元328和326的信號Ci和Ci+1通過除2加權電路336和338耦合到加法器電路342的相應輸入端上。加法器電路342產生和值 (Ci+Ci+1)/2 ，把該和值耦合到多路轉換開關356的一個信號輸入端上。和值 (Ci+Ci+1)/2 相應於代表被刪掉各行的、已垂直內插的取樣。
把來自延時單元330和解碼器322的信號Ai和Bi通過除2加權電路334和340耦合到加法器電路344的相應輸入端上。加法器電路344產生和值 (Ai+Bi)/2 ，把該和值耦合到多路轉換開關356的第二信號輸入端上。和值 (Ai+Bi)/2 相應於代表被刪掉各行的、已瞬時內插的取樣。
多路轉換器356由來自或門354的信號來控制，以便把已垂直內插或已瞬時內插的信號加到加法器電路358的一個輸入端上。加法器358把代表隔行掃描持續時間內的被刪掉各行的已內插信號提供給加速電路360，360對於該已內插的各行進行時間壓縮，壓縮到逐行掃描的時間間隔。把來自加速電路360的已時間壓縮的信號耦合到多路轉換開關362的第二信號輸入端上。多路轉換開關362由隔行掃描行頻的矩形波信號來控制，以便把已時間壓縮的各Ci實際行和來自加速電路360的、已時間壓縮的各內插行交替地耦合到362的輸出端上。把多路轉換開關362所提供的亮度輸出信號耦合到上面提到的矩陣電路上，以便把該亮度輸出信號與來自變換器324的色度信號組合起來。
在至今所描述的接收機電路中，已假定解碼器322包括把所接收的視頻信號變換成數字式(例如脈碼調製格式)的模數變換器電路，還假定處理電路是數字式設計的。
把來自信號分離器320的、輔助的或「輔助者」信號耦合到解碼器346、數字式檢測器348和模數變換器(ADC)350上。解碼器346在本系統發送端上執行編碼器302的互補功能。解碼器346可以包括其後跟有遊程長度解碼器的統計(例如，赫夫門)解碼器，並且，346把信號S2提供給或門354的一個輸入端。調整多路轉換開關356，使之對於解碼器346所提供的邏輯「1」和邏輯「0」電平值分別通過瞬時內插值和垂直內插值。
數字式檢測器348確定「輔助者」信號是已數字式壓縮的信號S2還是模擬的「輔助者」信號S1。這可以通過使編碼器302在已編碼、已壓縮信號的每一時間間隔的起點上包括一個識別信號來實現。在此情況下，數字式檢測器348可以是一個設計成識別該識別信號並且對於後繼的時間間隔輸出零電平的相關器。對於那些沒有檢測出識別信號的時間間隔，數字式檢測器348提供邏輯「1」電平的輸出信號。可以把這種功能包括到解碼器346中去。換句話說，已壓縮的信號S2在每一時間間隔的起點上將必然地包括相當密的、起動解碼器的比特流。這一比特流一般將包括遠多於模擬「輔助者」信號的過渡次數。可以把數字式檢測器348設計成能通過在每一時間間隔的起點上對於信號的過渡次數進行計數來區分模擬信號格式和已壓縮的信號格式。因為把本系統典型地設計成在行、場、或幀周期的時間間隔內對交替信號格式化，所以，肯定要利用視頻信號的水平或垂直同步分量使檢測器同步於每一時間間隔的起點上。
把來自數字式檢測器的輸出信號耦合到或門354的第二輸入端和多路轉換開關352的控制輸入端上。在模數變換器350中，把模擬「輔助者」信號變換成脈碼調製形式以後，把它耦合到多路轉換開關352的一個信號輸入端上。把零值信號耦合到多路轉換開關352的第二輸入端上。如果所接收的「輔助者」信號是模擬信號，則數字式檢測器348產生邏輯「1」的輸出信號，該輸出信號調整多路轉換開關356，使之把已瞬時內插的數值耦合到加法器358上，該輸出信號還調整多路轉換開關352，使之把來自模數變換器350的脈碼調製「輔助者」信號耦合到加法器358的第二輸入端上。在此情況下，加法器電路358所提供的信號是「輔助者」Xi- (Ai+Bi)/2 與已瞬時內插的信號 (Ai+Bi)/2 之和，該和值精確地代表被刪掉的各Xi行。如果所接收的「輔助者」信號是已壓縮的數字式信號S2，則數字式檢測器348選擇地提供邏輯「0」值的輸出信號，該輸出信號調整多路轉換開關352，使之把零值耦合到加法器358上。在此情況下，多路轉換開關356由解碼器346的輸出來控制，並把已垂直內插或瞬時內插的信號中最精確地代表被刪掉各行者提供給加法器358。
圖4電路產生交替的「輔助者」信號，並把這兩種「輔助者」信號以壓縮的數字式形式都格式化了。全部數字式「輔助者」交替信號要求顯著小於模擬「輔助者」信號的動態範圍，因而對於已組合的視頻信號產生幹擾的可能性非常小。圖4電路中，那些以與圖3中元件相同標號標出的元件與圖3中的元件是類似的，並且執行類似的功能。
把信號S2耦合到編碼器400的輸入端上，該信號S2指出已垂直內插和瞬時內插的信號中哪一個信號將在接收機中更為精確地提供被刪掉各行的表示，該信號S2還指出來自圖2減法器20和32的信號差值中的哪一個差值最小。編碼器400可以類似於圖3中的編碼器300，還可以包括其後跟有統計編碼器的遊程長度編碼器。編碼器400還包括在每一編碼時間間隔的起點上插入標誌碼的裝置。把來自編碼器400的已壓縮信號S2通過補償延時單元404耦合到多路轉換開關410的一個信號輸入端上。
把單比特信號S2作為例如最低有效位附加到作為多比特取樣出現的信號S3的取樣上。在已組合的S2-S3信號中，S2比特識別S3取樣是否代表垂直差誤差或瞬時差誤差。把已組合的S2-S3信號耦合到編碼器402上，402提供已數字式壓縮的S2-S3信號。編碼器402可以包括其後跟有統計解碼器的遊程長度編碼器。另外，編碼器402包括在每一編碼時間間隔的起點上插入標誌碼的裝置。把已壓縮信號S2-S3通過補償延時單元406耦合到多路轉換開關410的第二信號輸入端上。
為了接收已壓縮的S2-S3信號，把計數器408耦合上去，408在預定的時間間隔(例如，一個行時間間隔、一個場時間間隔等等)內計數信號比特的個數。如果所計數的數值超過被確定為通道容量(輔助通道)的最大值，則計數器408對於這一編碼時間間隔產生邏輯「1」的輸出信號。為了控制多路轉換開關410，把來自計數器408的輸出耦合上去。如果已壓縮的S2-S3信號比特數小於通道容量，則計數器調整多路轉換開關410，使之通過已壓縮的S2-S3信號;反之，如果該計數值超過通道容量，則選擇已壓縮的S2信號。應該指出，延時單元404和406為計數器408提供了足夠的信號延時，使得408在已壓縮信號到達多路轉換開關410以前，在一個編碼時間間隔內實現檢測。還應該指出，信號S3總是代表垂直差和瞬時差中的較小者，因此，可以利用比只利用垂直差或瞬時差作為誤差信號時要少的比特來表示信號S3。
把來自多路轉換開關410的輸出信號耦合到信號組合器414上，在414中，把該輸出信號與來自例如EDTV編碼器412的視頻信號組合起來。信號組合器414可以是以加於其上的相應輸入信號對於圖像載波進行正交調製的正交調製器。把組合器414的輸出通過發送通路415耦合到本系統的接收部分上。
在本系統的接收端，把信號分離器320所提供的、輔助的或「輔助者」信號耦合到第一和第二解碼器422和426，以及碼型檢測器424上。碼型檢測器424響應於所插入的標誌碼，產生的信號被加到第一和第二解碼器422和426的允許端E上，以便允許適當的解碼器工作。
解碼器422執行與編碼器400互補的功能，422提供與加法器電路342和344所提供的內插值空間相關的信號S2。把已解碼的信號S2耦合到或門428的一個輸入端上，以便當解碼器422被允許工作時來控制多路轉換開關356。
解碼器426執行與編碼器402互補的功能，426提供與來自加法器電路342和344的內插值空間相關的已組合信號S2-S3。把已組合、已編碼的S2-S3信號的信號S2比特耦合到或門428的第二輸入端上，以便當解碼器426被允許工作時來控制多路轉換開關356。當解碼器426被允許工作時，把代表已解碼S2-S3信號中信號S3的比特耦合到加法器358上;當解碼器426被禁止時，把零值耦合到加法器358上。
如果所接收的「輔助者」信號相應於信號S2格式，則解碼器422調整(利用信號S2)多路轉換開關356，使之通過垂直內插或瞬時內插信號中最近似地代表被刪掉各行者。把這一信號通過加法器358不變地耦合到加速電路360上。另一情況，如果所接收的「輔助者」信號相應於S2-S3的信號格式，則來自解碼器426的S2信號調整多路轉換開關356，使之把垂直內插或瞬時內插信號中最近似地代表被刪掉各行者通到加法器358上。把來自解碼器426的誤差信號S3在加法器358中加到多路轉換開關356所提供的信號上。在此情況下，加法器358所提供的和值精確地代表被刪掉各行的信號。
在上面的描述和插圖中，為了避免混亂，已把補償延時單元略掉。例如，如果視頻解碼器322是伊斯納迪等人類型的EDTV解碼器，可能就需要在「輔助者」信號通路中包括補償延時，以便使「輔助者」信號與視頻信號之間發生關係。另外，在信號分離器320與解碼器422和426之間可能需要包括補償延時，以便給碼型檢測器424提供時間，使之在「輔助者」信號被加到相應的解碼器上之前來識別信號格式。還有，因為來自延時單元328的信號Ci與加法器所產生的信號Xi基本上是同時出現的，所以，信號Ci和Xi的已時間壓縮的形式也將同時出現。因此，在電路360與多路轉換器362之間必須提供隔行掃描行時間間隔的一半的補償延時。但是，一個熟悉電路設計技術的人將很快地意識到在什麼情況下需要補償延時並且能夠把它們包括進去。
權利要求
1.用來產生電視信號的一種系統，這種系統包括視頻信號信息的源(315)；響應於所述視頻信號信息、用來提供已編碼視頻信號的裝置(314)，所述已編碼視頻信號不包括所述視頻信號信息的一部分；其特徵在於響應於所述視頻信號信息、用來以第一信號格式提供第一輔助信號(S1或S2)的裝置(20或32)，該第一輔助信號傳送涉及所述視頻信號信息的所述不包括部分的信息；響應於所述視頻信號信息、用來以第二信號格式提供第二輔助信號(S2或S3)的裝置(38或42)，該第二輔助信號傳送涉及所述視頻信號信息的所述不包括部分的信息；響應於所述第一和第二輔助信號之一、用來根據所述第一和第二輔助信號所述之一的信息密度有選擇地提供所述作為輔助輸出信號的第一輔助信號或所述第二輔助信號的裝置(310或410)；以及用來把所述輔助輸出信號與所述已編碼視頻信號組合起來以產生所述電視信號的裝置(316或414)。
2.根據權利要求1的一種系統，其中所述第一輔助信號(S1)是模擬信號，所述第二輔助信號(S2)是數字式信號。
3.根據權利要求1的一種系統，其中所述源提供逐行掃描亮度信號，所述用來提供已編碼視頻信號的裝置提供隔行掃描的視頻信號，並且其中所述用來提供第一輔助信號的裝置包括響應於所述逐行掃描亮度信號、用來同時提供第一、第二和第三亮度信號的延時裝置(10、12、14、16)，該第一、第二和第三亮度信號代表來自三個相繼的場時間間隔的亮度信號中在時間上相鄰的水平行;以及用來根據關係式〔Xi-(Ai+Bi)/2〕把第一、第二和第三亮度信號組合起來以產生代表所述第一輔助信號的瞬時差信號的裝置(18、20)，其中Bi、Xi和Ai分別代表第一、第二和第三亮度信號的幅度。
4.根據權利要求3的一種系統，其中所述延時裝置包括用來提供與所述第一、第二和第三亮度信號同時的第四和第五亮度信號的裝置(28、30)，所述第四和第五亮度信號分別代表被垂直配置到所述第二亮度信號所代表的水平行上方和下方的水平行，並且其中所述用來提供所述第二輔助信號的裝置包括用來根據關係式〔Xi-(Ci+Ci+1)/2〕把第二、第四和第五信號組合起來以產生垂直差信號的裝置(32)，此處，Ci和Ci+1分別代表第四和第五亮度信號的幅度;以及響應於所述第一輔助信號(S1)和所述垂直差信號、用來產生所述第二輔助信號(S2)的裝置(38)，當第一輔助信號的大小大於和小於垂直差信號的大小時，該第二輔助信號分別呈現為第一和第二狀態。
5.根據權利要求4的一種系統，其中所述用來提供所述第二輔助信號的裝置還包括用來壓縮所述呈現為第一和第二狀態的第二輔助信號的裝置(302)。
6.根據權利要求1的一種系統，其中所述源提供逐行掃描亮度信號，所述用來提供已編碼視頻信號的裝置提供隔行掃描視頻信號，並且其中所述用來提供所述第一輔助信號的裝置包括響應於所述逐行掃描亮度信號、用來產生瞬時差信號的裝置(18、20)，該瞬時差信號代表逐行掃描亮度信號與逐行掃描亮度信號平均值之間的差值，該逐行掃描亮度信號代表第一場中的第一水平行，該逐行掃描亮度信號平均值來自在時間上相鄰的第二和第三水平行，它們處在分別被配置到所述第一場以前和以後的第二和第三場中;響應於所述逐行掃描亮度信號、用來產生垂直差信號的裝置(32、34)，該垂直差信號代表所述第一水平行與逐行掃描亮度信號平均值之間的差值，該逐行掃描亮度信號代表在所述第一場中、垂直配置到所述第一水平行的兩邊的第四和第五水平行;用來比較所述垂直差信號與瞬時差信號以便提供所述第一輔助信號(S2)的裝置(38)，當所述瞬時差信號的大小大於和小於所述垂直差信號的大小時，該第一輔助信號(S2)分別呈現為第一和第二狀態;以及其中所述用來提供第二輔助信號的裝置包括響應於所述第一輔助信號、用來有選擇地提供垂直差信號或瞬時差信號中大小較小者作為所述第二輔助信號(S3)的裝置(42)。
7.根據權利要求6的一種系統，其中所述用來提供所述第一輔助信號的裝置還包括用來壓縮呈現為第一和第二狀態的所述第一輔助信號的裝置(300);並且其中所述用來提供所述第二輔助信號的裝置還包括用來壓縮所述有選擇地提供的垂直差信號和瞬時差信號的裝置(302)。
8.根據權利要求6的一種系統，其中所述第一輔助信號(S2)處於單比特數字式取樣格式，所述垂直差信號和瞬時差信號處於多比特數字式取樣格式，所述用來提供所述第二輔助信號的裝置還包括裝置(402)，它用來把所述第一輔助信號的所述單比特數字式取樣附加到所述被選定的垂直差或瞬時差信號的、各自的相應多比特取樣上。
9.根據權利要求1的一種系統還包括用來接收所述電視信號的接收機，該接收機包括響應於所接收的電視信號、用來把所述已編碼視頻信號和所述輔助輸出信號分離開來的分離裝置(320);響應於所述已編碼視頻信號，用來產生隔行掃描亮度信號的視頻信號解碼裝置(322);響應於已分離的輔助輸出信號、用來識別所述第一和第二輔助信號並且提供已解碼輔助信號的輔助信號解碼裝置(346-360);以及響應於所述隔行掃描亮度信號和所述已解碼的輔助信號，用來產生逐行掃描亮度信號的裝置(362)。
10.用來處理電視信號的一種視頻信號處理系統，該電視信號包括處於隔行掃描格式、具有亮度和色度分量的已編碼視頻信號，並且包括輔助信號，所述系統包括所述電視信號的源(315);響應於所述電視信號、用來提供已分離、已編碼的視頻信號和輔助信號的分離裝置(320);所述系統的特徵在於把所述輔助信號以交替的信號格式發送出去，所述系統包括響應於所述已分離、已編碼的視頻信號、用來提供隔行掃描亮度信號的視頻信號解碼裝置(322);響應於所述已分離的輔助信號、用來對於所述交替的輔助信號格式進行解碼並且提供已解碼輔助信號的輔助信號解碼裝置(326-358);以及響應於所述隔行掃描亮度信號和所述已解碼輔助信號，用來產生逐行掃描亮度信號的逐行掃描處理器(332、360、362)。
11.根據權利要求10的一種處理系統，其中所述輔助信號的所述交替信號格式包括代表雙態信號(S2)的第一信號格式，該雙態信號指出所述逐行掃描處理裝置是否將通過垂直內插或瞬時內插更精確地產生附加的掃描行，並且，第二信號格式包括代表所述附加行與已瞬時內插的行的實際信號值之差的模擬信號(S1)，並且其中所述輔助信號解碼裝置包括響應於所述已分離的輔助信號、用來檢測所述第一和第二交替信號格式的裝置(346、348);以及響應於所述檢測裝置和所述已分離的輔助信號、用來調整所述輔助信號以便用於所述逐行掃描處理裝置上的裝置(356、358)。
12.根據權利要求11的一種系統，其中所述逐行掃描處理裝置包括響應於所述隔行掃描亮度信號、用來同時提供代表附加水平行的信號的垂直估算值和瞬時估算值的內插裝置(342、344);響應於控制信號、用來有選擇地提供所述垂直估算值或所述瞬時估算值的多路轉換裝置(356);具有耦合到所述多路轉換裝置上的一個第一輸入端、一個輸出端和一個第二輸入端的信號組合裝置(358);耦合到所述信號組合裝置的輸出端上，用來把信號的隔行掃描行時間間隔壓縮到信號的逐行掃描行時間間隔的信號加速電路(360);以及其中所述用來調整所述輔助信號的裝置包括裝置(352、354)，它響應於所述檢測裝置，當檢測出第二和第一信號格式時，該裝置分別把代表所述第二信號格式的信號或零值信號有選擇地耦合到所述信號組合裝置中第二輸入端上、並且當檢測出所述第二信號格式時，該裝置把控制信號提供給所述多路轉換裝置來調整所述多路轉換裝置使之提供瞬時估算值;以及裝置(354)，它響應於所述已分離的輔助信號、用來當檢測出所述第一信號格式時，把代表所述第一信號格式的信號作為控制信號提供給所述多路轉換裝置。
13.根據權利要求10的一種處理系統，其中所述輔助信號的所述交替信號格式包括代表雙態信號的第一信號格式(S2)，該雙態信號指出所述逐行掃描處理裝置是否將通過垂直內插或瞬時內插更精確地產生附加的掃描行，並且，第二信號格式(S2-S3)包括代表所述附加行與相應的垂直內插和瞬時內插行的實際信號值之垂直差和瞬時差中較小者的取樣的信號，該信號具有附加到所述取樣上的所述雙態信號，以便指出該取樣是垂直差或是瞬時差，並且其中所述輔助信號解碼裝置包括響應於所述已分離的輔助信號、用來檢測所述第一和第二交替信號格式的裝置(424);以及響應於所述檢測裝置和所述已分離的輔助信號、用來調整所述已分離輔助信號以便用於所述逐行掃描處理裝置上的裝置(422、426)。
14.根據權利要求13的一種系統，其中所述逐行掃描處理裝置包括響應於所述隔行掃描亮度信號、用來同時提供代表附加水平行的信號的垂直和瞬時估算值的內插裝置(342、344);響應於控制信號、用來有選擇地提供所述垂直估算值或所述瞬時估算值的多路轉換裝置(356);具有耦合到所述多路轉換裝置上的一個第一輸入端、還有一個輸出端和一個第二輸入端的信號組合裝置(358);耦合到所述信號組合裝置的輸出端上，用來把信號的隔行掃描時間間隔壓縮到信號的逐行掃描時間間隔的加速電路(360);以及其中所述用來調整所述輔助信號的裝置包括響應於所述檢測裝置(424)和所述已分離的輔助信號、用來當檢測出所述第一信號格式時，把代表所述第一信號格式的信號作為所述控制信號耦合到所述多路轉換裝置上，並且把零值加到所述信號組合裝置的第二輸入端上的裝置(422、);以及響應於所述檢測裝置和所述已分離的輔助信號、用來當檢測出所述第二信號格式時，從所述第二信號格式的所述垂直差和瞬時差的取樣中把所述附加的雙態信號分離出來，把代表所述雙態信號的信號作為控制信號耦合到所述多路轉換裝置上，並且把代表所述垂直取樣和瞬時取樣的信號耦合到所述信號組合裝置的第二輸入端上的裝置(426)。
全文摘要
一種視頻信號發生系統產生代表少於全部視頻信息的已編碼視頻信號(314)。輔助信號發生電路產生部分地代表其餘視頻信號的輔助信號S1、S2。根據輔助信號密度(304)選擇(310)第一和第二輔助信號以產生輸出，把該輸出信號與已編碼視頻信號組合(316)，以便發送。響應發送信號的接收機(320-362)把該組合信號分離(320)。把視頻信號和輔助信號解碼(322-362)，用來產生增強的顯示圖像。
文檔編號H04N7/12GK1040898SQ89106668
公開日1990年3月28日 申請日期1989年8月29日 優先權日1988年8月30日
發明者艾倫·阿伯拉罕·蓋多 申請人:通用電氣公司