利用受控飽和降低的自動色度控制電路的製作方法
2023-05-17 11:30:21 1
專利名稱：利用受控飽和降低的自動色度控制電路的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及自動色度控制(ACC)電路，尤其涉及一種色度信號的飽和度(幅度)由於較低的色同步信號分量電平而被降低的類型的ACC電路。
背景技術：
自動色度控制電路(以下為「ACC電路」)有益於調整或「規格化」在電視裝置中的色度信號電平以提供較恆定的電平。所述較恆定的電平有利於隨後的色度信號處理操作，如解調、彩色控制和矩陣化等。具體地，自動色度控制電路通常被設計用來提供色度輸出信號幅度、其對於所有的合理色同步輸入信號電平具有較恆定的色同步信號幅度。
圖1示出了傳統(現有技術)的ACC系統。在這個公知的系統中，由色度信號源10提供的色度信號(包括色同步信號分量)經由自動色度控制(ACC)電路14被施加到色度解調器12。ACC電路14根據來自色度信號源10的色度輸入信號的色同步信號幅度來調整色度輸出信號幅度。
ACC電路14(以虛框表示)包括輸入端16，連接到色度信號源10的輸出端；和輸出端18，連接到色度解調器12，它產生適合於後續處理的解調彩色輸出信號Cr和Cb。ACC電路14的輸入端16經由增益受控放大器20連接到輸出端18。通過色同步鍵控反饋路徑控制放大器20的增益，該路徑包括色同步信號選通門22、ACC檢測器24和ACC濾波器26(或「積分器」)。
在正常操作中，對於在由色度信號源10提供的色度輸入信號的色同步信號分量電平的正常變化，包括色同步信號選通門22和ACC檢測器24的反饋路徑將由放大器20提供的色度輸出信號的電平調整在基本上恆定的電平。如下所述，圖1的系統也將輸出信號不受控地衰減到低色同步信號幅度。這種一般類型的ACC系統被用在例如由三洋公司製造的LA7612型集成電路中。
圖2示出了另一個現有技術的系統，其中已經利用數字元件實現了電路的某些部分。在圖2的系統中，色度輸出信號的電平對於在色同步信號分量中的所有變化保持大致恆定。
發明內容
本發明的第一部分在於識別至今在現有技術中未識別的某個問題，和其第二部分在於形成對這個新識別的問題的唯一解決方案。
在ACC系統中對於具有較低的色同步信號幅度的信號降低色度增益是有益的。這是因為具有較低色同步信號幅度的信號經常具有伴隨的低亮度幅度，因此降低色度增益可以有助於避免過飽和。而且，具有低色同步信號幅度的信號經常具有較差的信噪比，因此降低色度也可能降低在所顯示的圖象中的色度噪聲的可見度。
按照本發明的一個方面，已經發現某些現有技術的ACC電路在一定的程度上顯示出上述的低色同步增益降低的積極的副作用。相信在現有技術的電路中發生這種情況，因為放大器20對於較低的色同步信號幅度值趨向於「用完了增益」。這降低了環路增益，因此對於色同步輸入信號幅度的較低值，輸出信號趨向於降低。
然而，本發明識別了在僅僅依賴於在放大器中不足的低色同步增益電平來獲得降低的飽和度和降低的噪聲效果的益處中存在一個問題。這個問題是已經發現的在現有技術系統中的這個特徵是不可預測的，因為它可能高度依賴於集成電路處理的變化。同樣，這個特徵可以在不同的IC之間不同。而且，這個不可預測的特性不提供最佳的ACC性能。
更詳細而言，圖3進一步詳細地示出了本發明所針對的問題的特性。這個附圖示出了作為色度輸入信號的色同步信號分量幅度(以IRE為單位的)的函數的ACC輸出電平(規格化的)。如圖3所示，在現有的系統中，輸出300對於大約15 IRE的色同步信號電平較為恆定。但是，對於較低的色同步信號幅度值，增益降低開始的點、或「拐點」302不可預測在拐點302可以出現在5、10或甚至15 IRE。而且，輸出可以採用在拐點302之下的不可預測的斜率304。在公知的ACC系統的相應特性中的這樣的變化相信是由於IC處理的變化引起的。如上所述，這些變化是提供可預測的性能所不期望的。人們可能僅僅考慮對IC處理施加更多的嚴格限制。但是，這樣的方案可能成本高、複雜和不實用。
因此，本發明的一個目的是提供一種ACC系統，其中可以精確地控制典型的拐點、斜率或兩者，因此提供了可預測的性能。
體現本發明的裝置包括視頻信號處理裝置，包括放大器，具有用於接收色度輸入信號的輸入端和用於提供色度輸出信號的輸出端；和控制電路，連接到用於控制輸出信號的色同步信號分量的幅度的放大器，其特徵在於，當色同步信號分量的值低於預定值的時候，控制電路以受控方式降低輸出信號的幅度。
根據本發明的另一個方面，電路裝置包括第一反饋路徑，連接到放大器；和第二反饋路徑，連接到第一反饋路徑。
根據本發明的另一個方面，第一反饋路徑包括濾波器，並且第二反饋路徑與濾波器並聯連接，用於對於低於給定的拐點值的色同步信號幅度來控制裝置的典型拐點和/或斜率特性的值。
根據另一個方面，本發明包括ACC系統，其包括具有用於接收色度輸入信號的輸入端和用於提供可控幅度的色度輸出信號的輸出端和增益控制輸入段的可控放大器，用於控制可控放大器的增益的電路，其特徵在於該電路包括第一反饋路徑，連接在可控放大器的輸出端和可控放大器的增益控制輸入端之間，用於對誤差信號積分，其包括串聯的用於提供表示所測量的色同步信號幅度的信號的裝置、用於提供表示在所期望的色同步信號幅度和所測量的色同步信號幅度之間的差的誤差信號的裝置，和積分器；和第二反饋路徑，從積分器的輸出端連接到所述積分器的輸入端，用於對於低於預定閾值的色度輸入信號的色同步信號分量的值以預定的比率降低放大器的增益。
本發明的上述和其它特點將會變得更加清楚說明如下並且示出在附圖中，其中以同樣的附圖標號來表示同樣的元件，其中圖1示出了展示在低色同步信號幅度的輸出信號中的不受控的衰減特性的傳統ACC系統的簡化方框圖；圖2示出了不響應色同步信號幅度的變化而顯示任何衰減特性的第二種ACC系統的部分的電路圖；圖3示出了圖1的ACC系統的輸入/輸出特性的圖；圖4示出了體現本發明的對圖2的ACC系統的修改和增加的詳細電路圖；圖5示出了體現本發明圖4的裝置的特性響應圖，其中拐點和斜率特性被精確地控制。
具體實施萬式首先考慮圖2的現有技術的一些細節對理解本發明是有助的，圖2示出了檢測器24和濾波器或「積分器」26。示出和說明檢測器24，以便理解如何產生系統誤差信號ES。示出和說明濾波器或「積分器」26，以便理解如何按照本發明修改現有技術的系統的這個元件，如後參照圖4所述。
在此使用的附圖約定是通過星號(*)來識別無符號的二進位數。另外，「2」的補碼沒有星號。傾斜的符號表示由總線傳送的位的數量。
在ACC檢測器24(以虛框表示)中，示出的在終端202和204的色同步U分量和色同步V分量是色同步信號矢量的同相和正交相位的分量。可以利用本領域技術人員公知的多種方法中任何一種來產生色同步信號矢量分量，包括但是不限於圖1所示的色同步信號選通門，或者可以通過使用解調的和累積的Cr和Cb來產生色同步信號矢量分量。這些分量的絕對值由異或門206和208分別產生，並且經由各自的截斷電路210和212施加到最大值電路214。色同步信號幅度是色同步信號U和色同步信號V的絕對值的最大值，並且是在最大值電路214的輸出端提供的11位(無符號)信號。來自最大值電路214的色同步信號幅度隨後從在減法器216中的常數減去以產生誤差信號ES。減法器216的常數由輸入端218提供，輸入端218接收被乘法器220乘以4(即移位運算)的8位無符號控制信號以應用到減法器216。這個常數表示系統的所期望的色同步信號輸出幅度。在整個閉環系統中的減法器216的輸出端的12位誤差信號ES將把誤差信號驅動為0。
由ACC檢測器24提供的12位誤差信號ES隨後施加到ACC濾波器(或以下為「積分器」)26的輸入端224。減法器26包括串聯的加法器226、限制器228和「D」型鎖存器230，其中鎖存器230的16位的輸出端反饋回加法器226的輸入端，加法器226在它的另一個輸入端接收誤差信號ES。通過來自門232的信號來啟動鎖存器230，門232被分別提供了來自終端236和234的水平輸入和垂直輸入信號。在已經計算了色同步信號矢量之後，每個水平行提供一次水平輸入信號。因為在終端234的垂直指示信號施加到門232的負輸入端(以圓圈表示)，使得門232能夠因此僅僅在有效視頻間隔期間(當色同步信號存在時)啟動鎖存器(D觸發器)230。加法器26因此對整個系統提供所期望的濾波動作，並且消除了靜態增益誤差。換句話說，誤差信號被驅動為0而不管ACC增益如何。
鎖存器230的輸出被除法器240(例如6位移位器)縮小1/64以產生「ACC-增益」控制信號，用於應用到輸出終端242，輸出終端242繼而連接到放大器20的增益控制輸入端。可以注意到，因為這是一種數字系統，因此增益控制的放大器20可以實際上以數字形式被實現為所公知的「可變增益塊」。放大器20或可變增益塊按指數規律響應於ACC-增益控制信號。具體地，所述增益與2的冪成正比，其中所述冪為ACC增益信號的值。
圖4示出了本發明的實施例。本發明包括改進的ACC濾波器26A和飽和降低控制電路400(以虛框表示)，飽和降低控制電路400包括連接到放大器20的第一反饋路徑和連接到第一反饋路徑的第二反饋路徑，用於對於低於預定值的輸入色同步信號色度分量的值以受控的方式降低ACC輸出信號的幅度。具體地，第一反饋路徑包括減法器402、減法器226、限制器228和鎖存器230，它們連接到ACC檢測器24和放大器28的增益控制輸入端28。第二反饋路徑包括單元404、減法器410和限制器414，它們連接到改進的ACC濾波器26A。
有益的是，這個配置產生圖5所示的ACC系統特性響應500，它顯示出輸入色同步信號分量的較低值的受控拐點502和受控斜率504。這與圖3所示的現有技術ACC系統的響應相反，其中拐點302和斜率304的位置由於缺少控制這些參數的任何裝置而都不可預測，。
更詳細而言，通過飽和降低控制電路400提供的反饋路徑的目的是產生施加到積分器26A的輸入端的增益相關的偏移。增益相關的偏移的施加對於較低幅度的輸入色同步信號分量的提供色度增益中的可控降低。飽和降低控制電路400在輸出端27獲得積分器26A的輸出，並且以除法器中的預定的因子(在此為1/64)或移位電路404來縮小它。這個操作將響應特性500的斜率504控制在低於拐點502。
ACC拐點控制信號源406向查找表408提供2位的控制信號。ACC拐點控制信號可以例如通過本領域公知編程的微控制器或通過本領域的技術人員公知的其他手段來提供。減法器410從查找表408的輸出中減去由單元404提供的被縮小的積分器輸出信號。減法器410的輸出被施加到限制器414並且被限制器414限制。最後，被限制的差信號經由已經加到積分器26A的輸入端29施加到減法器402。隨後減法器402減去或偏移ACC檢測器24的輸出。減法器402的輸出隨後被施加到積分器的加法器18並且通過包括限制器228和鎖存器230的路徑被處理。
在操作中，積分器26A的輸出指示色同步信號輸入幅度(在放大器20或增益受控增益塊的輸入端)。由電路400向積分器26A的輸入端提供的偏移等同於改變表示所期望的色同步信號幅度的常數(即在檢測器24的終端18)。因此，通過「整形」積分器(226、228、230)的輸出(Q)和將其(經由減法器502)反饋到濾波器26A的輸入端，也可能獲得相對於色同步信號幅度特性的任何所期望的增益。
簡單地總結，利用在控制電路400中使用的特定整形網絡，來自404的縮小的積分器輸出在減法器410中被偏移由源406和表408提供的可編程常數，並且結果隨後被限制器414限制到一個正的範圍。最後，減法器402從積分器輸入中減去得到的值。可以注意到，將縮小的和偏移的積分器限制到正的範圍提供了在拐點502之上的所期望的平坦特性。通過改變可編程的偏移常數，增益降低開始處的色同步信號幅度是可編程的(即由源406)。由縮放單元404提供的縮放因子(如1/64)確定低於拐點的特定的斜率504。
本領域的技術人員明顯看出，雖然已經以示例實施例說明了本發明，但是在不脫離本發明的實質的情況下，可以對所公開的實施例進行修改和改變。因此，應當理解為本發明覆蓋了在其範圍和精神之內的所有修改。
權利要求
1.一種視頻信號處理裝置，包括放大器，具有用於接收色度輸入信號的輸入端，和用於提供色度輸出信號的輸出端；控制電路，連接到放大器，用於控制輸出信號的色同步信號分量的幅度；當色同步信號分量的值低於預定值時，該控制電路以受控方式降低輸出信號的幅度。
2.按照權利要求1的裝置，其中，該控制電路包括連接到放大器的第一反饋路徑和連接到第一反饋路徑的第二反饋路徑。
3.按照權利要求2的裝置，其中，第一反饋路徑包括濾波器，並且第二反饋路徑與濾波器並聯連接，用於控制對於低於給定拐點值的色同步信號幅度的裝置的典型拐點和/或斜率特性的值。
4.在電視機裝置中，一種ACC系統，包括可控放大器，具有用於接收色度輸入信號的輸入端、用於提供可控幅度的色度輸出信號的輸出端，和增益控制輸入端；和一種用於控制可控放大器的增益的電路，其中，該電路包括第一反饋路徑，連接在可控放大器的輸出端和可控放大器的增益控制輸入端之間，用於對誤差信號積分，其包括串聯的用於提供表示所測量的色同步信號幅度的信號的裝置、用於提供表示在所期望的色同步信號幅度和所測量的色同步信號幅度之間的差的誤差信號的裝置，和積分器；和第二反饋路徑，從積分器的輸出端連接到所述積分器的輸入端，用於對於低於預定閾值的色度輸入信號的色同步信號分量的值以預定的比率降低放大器的增益。
5.按照權利要求4的ACC系統，其中第二反饋路徑包括電路裝置，用於縮放、偏移和限制積分器輸出信號以提供控制信號；和將所述控制信號施加到積分器的輸入端的裝置。
6.按照權利要求4的ACC系統，其中，用於提供表示所測量的色同步信號幅度的信號的裝置包括色同步信號選通門。
7.按照權利要求4的ACC系統，其中，用於提供表示所測量的色同步信號幅度的信號的裝置包括色度解調器和色同步信號累加器。
全文摘要
一種ACC系統包括具有接收色度輸入信號的輸入端和提供可控幅度的色度輸出信號的輸出端的可控放大器。第一反饋路徑連接在可控放大器的輸出端和可控放大器增益控制輸入端之間，其包括串聯的提供表示所測量的色同步信號幅度的信號的裝置、提供表示在期望色同步信號幅度和所測量的色同步信號幅度之間差的誤差信號的裝置，和積分器。從積分器的輸出端連接到積分器的輸入端的第二反饋路徑對於由控制信號源提供的、低於預定閾值的色度輸入信號的色同步信號分量的值，以受控方式降低放大器的增益，該降低在由縮放信號設備控制的預定比率處，因此提供一種輸出系統響應特性、其具有低於色度輸入信號的色同步信號分量的預定幅度的精確可控的拐點和斜率。
文檔編號H04N9/68GK1483290SQ01821113
公開日2004年3月17日 申請日期2001年12月18日 優先權日2000年12月21日
發明者馬克·F·拉姆賴克, 羅納德·T·基恩, T 基恩, 馬克 F 拉姆賴克 申請人:湯姆森特許公司