具有減少數據通量的高清晰度電視發射和接收系統的製作方法
2023-05-11 16:25:06
專利名稱：具有減少數據通量的高清晰度電視發射和接收系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高清晰度電視發射系統，其中，將一幅圖象劃分為許多個區，對於每一個區來說，視頻數據發射方式可從至少兩種採樣結構互不相同的方式中選擇，在一個相關的數字通道中所發射的數據可對所說的諸區中的每一個區作出的選擇進行限定;本發明還涉及一種高清晰度電視接收機用以顯示上述系統發射的圖象，其中，將一幅圖象劃分為許多個區，對於每一個區來說，視頻數據再現方式可從至少兩種方式中確定，所說的兩種方式是以從發射機中接收的數字形式的顯示為基礎的。
本發明適用於DATV(數字輔助電視)，其中，對於視頻數據的數據補償是由數字裝置發射的。這樣一個系統的目的是要減少視頻通道的通帶。
這種系統可以標題為「應用於HD.MAC畫面編碼和解碼的動態補償內插法」的論文中獲知，該論文的作者為M.R.Haghiri和F.Fonsalas，公開在第二屆關於HDTV的信號處理國際研討會上(L.Aquilu1988.2.29～1988.3.3)。
在已知的系統中，將要發射的信號可由50Hz攝象機形成，它是具有1152行和每行有1440個象素的隔行掃描圖象。該信號設定在54MHz時被採樣，這個頻率是CCIR中601條所示頻率的4倍。編碼的目的是將發射信號的通帶減少到原來的四分之一，並具有儘可能小的相關的數字數據通量。為此，將圖象劃分為許多個區，在本申請中為許多個16×16個象素的正方形，就每一個區而言，可從三種不同的發射方式中選擇出一種方式來進行發射，這三種不同的發射方式以其所適用的速度範圍(在圖象中的位移)和一個完整圖象的發射時間為特徵。「80ms」方式顯示12.5HZ的圖象頻率，適用於被完全固定的圖象區;「40ms」方式顯示25HZ的圖象頻率，適用於延續到每個圖象區中有少數象素的速度範圍;「20ms」方式顯示50HZ圖象頻率，適用於這樣一些圖象區，即在該圖象區物體具有最高速度。
進一步說，在「40ms」方式中，要發射一個速度矢量，對於所考慮的圖象區而言，這種方法是可行的，它允許接收機在兩個有效地接收到的圖象之間合成一個中間圖象。
如果僅考慮「40ms」方式和「20ms」方式，則第一種(40ms)方式對應於通過用於每個圖象區的速度矢量的數字裝置來進行的確定和發射;而在第二種(20ms)方式中，不使用速度矢量，且圖象頻率比第一種方式的高，但空間解析度比第一種方式低。
一個速度矢量的確定和發射允許將40ms方式用於更高的最大速度。其結果，而用來發射該局部速度值的位數更多，並且這種發射會消耗數字發射容量的有效部分，甚至會超過它。為了減少數字通量，該發射系統最好包括一種裝置，該裝置可用來針對每一個圖象，在一組速度矢量中，確定一個子組，該子組含該圖象中出現率最大的那些矢量;還有一種裝置，它用於對每個圖象發射一次上述子組中所有矢量的特徵，而且，如果一個欲被發射的圖象區的速度矢量是子組中的一個元素，則第一種(40ms)方式可被採用，並且參照該小組可確定該速度矢量，然而，如果一個欲被發射的圖象區的速度矢量不是子組中的元素，則第二種(20ms)方式可用在這個圖象區。
進一步說，在接收機中，最好包括一個存儲器，用來存儲每一圖象中的諸速度矢量，還包括一個裝置，用來在該存儲器中尋找對應於一個圖象區的速度矢量的特徵，以用於這個圖象區的從發射機接收來的基準信號為基礎。
本發明基於這樣的觀察結果(將在下文中參照附圖對它們作出詳細解釋)一個圖象的最大頻率的速度矢量組成的子組包括該圖象中已確定的大多數矢量;不構成該子組的矢量的互斥所導致的解析度損失被限制，因為對於所涉及的圖象區來說，有可能回復到第二種(20ms)方式，同時就數字發射通量而論的增益是大的，這基於下列事實，即需用來定義所說子組的矢量基準數目少。
可能注意到英國廣播公司在BBCRD1987/11UDC621，397，3上刊登的一篇文章「用於DATV和其它領域的電視動態測量研究室報告」，文章中提到對一個圖象採用可靠的速度矢量的一個限定組。然而，該文章中所述系統不同於本發明的系統，主要表現在在文章中所述系統是在前一步驟中採用「時空微分法」來確定速度矢量，「時空微分法」的特徵在於它能在表徵可能的速度矢量的坐標平面上提供峰值，該峰值處於圖象中或圖象區中遇到的速度矢量的坐標之上。僅僅通過分析那些其高度超過預定閾值的峰值，而不採用統計學的方法，就可獲得可靠的速度矢量的數目限定。進一步說，為了分析一個組所蘊含的內容，文章中所述系統不是在全部自由度方面確定精確的速度矢量，而是從限定的矢量組出發，研究哪一個矢量是最完善的或最少不合適的。在一幅圖象中有漂移運動的情況下，該方法可能導致大的誤差，因為在這種情況下，組中最少不合適的矢量仍然不是完善的。此時，按現在的描述，由於第二種模式不用於文章中所述的系統，當移動顯示的速度在該組中找不到一個能完全適用的矢量時，則要麼採用另一種速度測量的方法，要麼在相鄰的圖象區的基礎上插入該速度，要麼在該組中增加矢量。總之，它導致了一個複雜的處理過程，並且這個處理過程的執行時間是不可預見的。根據本發明，在採用了如前文所定義的兩種方式的系統中，應用依據統計學確定的矢量子組就避免了上述不足，特別是它允許通量是恆定的，並能預先設定。
在一個修訂的實施例中，要實現數字通量的附帶減少，按照本發明的系統是值得重視的，其中子組矢量特徵的發射是通過發射一個圖象的這些特徵的組來完成的，對下一個圖象而言，是通過只發射一組變化矢量來完成的，該變化矢量是表示與前一圖象有關的子組的一個速度矢量的變化;同時，接收機要帶有個裝置，用來存儲每一個圖象區的速度矢量，還有一個裝置，用於在存儲器中加入這些矢量，對於每一圖象來論，這些矢量的量值表示相對於前一圖象的變化。
而且，通過應用變化矢量(該變化矢量與前述的速度矢量概念相同)，可再次獲得通量的新的減少，這基於下列事實即該系統中含一種裝置，用來在變化矢量組中確定一個子組，該子組應含出現率最高的那些變化矢量，還用來發射(每個圖象一次)該子組的所有變化變量的特徵，參照該子組可定義每個圖象區的變化矢量;還有如下事實，即如果欲被發射的圖象區的變化矢量不是該子組中的一個元素，則第二種方式可用於該圖象區，同時在接收機中有一個存儲器，可存儲每一個圖象的許多個變化矢量，還有一個裝置，用來在該存儲器中，尋找對應於一個圖象區的變化矢量的特徵，以從發射機中接收的用於該圖象區的基準為基礎。
參考非限定性的實施例的附圖，下文的敘述將對本發明如何實施提供一個易於理解的幫助。
圖1說明了一個速度矢量的定義模式;
圖2表示在一個圖象中速度的出現率曲線;
圖3是發射系統編碼電路裝配模塊圖;
圖4是用於完成本發明的電路部件的詳細模塊圖;
這裡舉例說明的系統，其目的是僅利用與625行標準(每行有720個象素的576個有用行)的視頻通帶對應的一個視頻通帶，去發射來自圖象源的圖象，其中圖象的高度定為1152行，圖象的寬度定為1440個象素。
為了允許重新構造成一部分遺漏的視頻信息，數字數據要與視頻數據相聯繫。
為了視頻信號的發射，採用了三種不同的方式。
在「80ms」方式中，利用適當的數字濾波，發射過程這樣進行，例如在頭20ms的時間周期內，首先發射奇數行的奇數象素，在隨後的20ms周期內，發射偶數行的奇數象素，再下一個20ms周期則發射奇數行的偶數象素，最後的20ms周期發射偶數行的偶數象素，用於發射一幅完整圖象的時間總共是80ms，然而，在每一個20ms的時間周期內，一個圖象的整個畫面要被顯示，這就可以與舊式625行標準相兼容。通過適當地重新合併在每一個連續的20ms時間周期內顯示的象素，再生一個高清晰度圖象就成為可能，為此目的，必須保證源圖象在整個80ms過程中完全不變，所以，這個「80ms」方式適用於固定或半固定的圖象。
在「40ms」方式中，還是經適當的濾波後發射，發射過程這樣進行，例如僅僅是偶數行的所有象素在兩個時期內被發射，在頭20ms周期內，發射偶數行的奇數象素，在後20ms周期內，發射偶數行的偶數象素(也可以設計為在兩個時間周期內僅發射在每一行上的一種象素)，所以清晰度有一半的損失，但圖象可在40ms內顯示出，也就是說較「80ms」方式快了一倍，這種方式允許圖象有一定的移動。
在「40ms」方式中，可以得到用於每一個圖象區的速度矢量。在每一個圖象區中速度的測量與速度值的發射過程無關。在前面曾提及的L′Aquila學術討論會上的一篇文章中，就敘述了一種速度測量的方式。例如，按照此處描述的方法，從源圖象的一個區著手，使這個區移動一個預定的位移，以測定與下一個源圖象中相同的區之差(通過應用於象素亮度的最少正方形法)，這樣可以測量所有可能的位移，然後導致最小差的位移可被採用。
圖1顯示了一個速度矢量，它表示在20ms內一個物體的位移，此時，坐標為X＝+4，Y＝+3，(單位象素/20ms)。如果設定一個要求，即不處理大於±6象素/40ms的坐標，則要被測量的每一個位移與一個距離對應，該距離為處於矢量原點的中心象素到由13×13的方格式正方形中的一個格表徵的象素之間的距離，這表示169個測量。當被測量的位移數目增加時，這個方法就更加適用，但是，因為這個處理過程是在發射時執行，即設備僅存在於一個實例中，沒有太複雜的情況，接收機本身也是簡單的。
速度矢量允許在接收機中合成一個中間圖象，並在兩個已被發射的圖象之間瞬時插入該中間圖象。為了合成一個中間圖象，可以從一個已發射的圖象開始，沿著一個適當的速度矢量將圖象中可移動的諸區在該圖象中移動，這可由發射機顯示出。也可以利用兩個圖象，在這兩個圖象中插入一個附加圖象。關於再生這個中間圖象的方法的詳細情況，可以參照序言中提到的一些出版物。利用這個插入的圖象，圖象的瞬時清晰度可提高一倍。當圖象中有高速成分時，也可利用這種方式。然而只有當速度是穩定的或半穩定時中間圖象才是正確的，反之，在有高加速度時，可利用第二種「20ms」方式。
在這種「20ms」方式中，發射過程僅僅發生在一個20ms時間周期中，例如發射奇數行的奇數象素，在隨後的20ms過程中，發射過程按同樣的方式發射一個新的圖象。這樣，考慮到圖象重現率是50Hz，則瞬間清晰度是優異的。這種方式允許發射所有無模糊效應或顫抖運動效應的移動。另外，空間解析度是低的(因為在四個象素中僅有一個象素被發射)，且與625行標準相一致，這並不會引起太大麻煩，因為對一個快速移動的被觀察的物體來說，人眼對缺少空間解析度並不太敏感。
一條圖象被劃分為許多個區，例如被劃分成許多個16×16個象素的正方形，對於每一個區可採用不同的方式。進一步說，在這種情形下，如在一幅「風景」背景前有正移動的物體，則可採用「80ms」方式來顯示背景的所有細節，而對於由16×16個象素的正方形形成的多邊形而言，及在移動物體的邊緣處，可局部地採用「40ms」或「20ms」方式。
而且，為了減化數據的處理過程，最好在80ms恆定的時間段內處理圖象系，而不將這80ms劃分為兩個以上的時間段。
當80ms時間段被充滿時，有以下五種情況1.一幅「80ms」圖象
2.一幅「80ms」圖象接兩幅「20ms」圖象3.兩幅「20ms」圖象接一幅「40ms」圖象4.兩幅「40ms」圖象5.四幅「20ms」圖象每一個「80ms」時間段作為一個獨立的整體來處理，即相鄰的時間段是無關的，對於每一個80ms時間段來說，用於上述五種可能情況的指定及與每種方式相關的數據，都必須發射到接收機中。所需的位數取決於可能的狀態數目第1種情況對應於一種狀態，同樣第5種情況也對應一種狀態，另外，在含有「40ms」方式的第2和第三種情況中，還需要發射速度矢量值。
首先讓我們假定不實施本發明，還假定有一個±6個象素/20ms的速度矢量，它具有最大值(在垂直和水平方向上)。這與132＝169種可能矢量，即169種狀態相對應。
在情況4中必須定義兩個矢量(其中一個矢量用於兩個40ms周期中的一個周期)，這相應於169個第一矢量×169個第二矢量，即1692個狀態5種情況的狀態總數是在每一種情況中狀態數之和，即情況11情況2169情況3169情況41692＝28561情況51總計28901這28901個狀態中的每一狀態可用15個位碼加以限定。
這15個位碼必須進一步再限定以用於圖象的每一個區，若這些區是16×16的正方形，則在一個1440×1152個象素的圖象中，存在6480個區，而且每秒鐘有12.5個80ms的時間段，總計起來，15個位×6480個正方形×12.5個時間段＝1215000個位/秒的通量是必要的，這個通量比按照D2MAC射束標準配置這種信息時的通量大(D2MAC射束標準近似為1Mbit/s在幀回掃中)。
因此，按照現有技術有必要限定矢量到±3個象素。實際上，對每一個正方形有72＝49個矢量，則5種情況共有1+49+49+492+1＝2501個狀態，可用12個位加以限定，那麼通量為12×6480×12.5＝97200個位/秒，這是可以接受的。然而遺憾的是限制速度矢量的幅度對圖象質量是不利的，所以人們試圖找到一種裝置來發射±6象素/20ms甚至更大的矢量，同時具有最大可能的數字通量約為1M bit/s。
為此目的，一旦確定了用於6480個圖象元的每一個的速度，則可採用統計學的處理方式，利用一個邏輯處理器，以確定速度矢量出現率的曲線。圖2是一個完全任意的速度曲線的例子，在每一個圖象區，可能會遇到169個不同的矢量，因此，將水平軸劃分為169個區間，用垂直軸代表在一個完整圖象中，169個矢量中的每一個出現的數目，然後將圖象十個十個地一組，以便進行出現率分析，顯然，實際上，曲線中的每一個「臺階」應有10個更小的臺階(每一個對應於一個矢量)，特別值得一提的是水平軸不代表矢量的值，而是將矢量由左至右地按出現率的衰減歸類。
按照本發明，要進行最大出現率的矢量子組的確定，例如，可以在曲線左端取62個矢量，此時，它們與包括在一幅圖象中的6480個區的5568個區(6480是圖象區的數目)相對應。為了參照曲線，已經假定所有的正方形按「40ms」方式處理。
這62個矢量的特徵對於每個圖象被發射一次。它們可能利用13×13的矩陣來確定(對於圖1的格子形式)，其中用「1」來表徵被採用的矢量，用「0」來表示被消除的矢量。對於情況4的兩幅圖象來說，這樣一個矩陣可以用169位/40ms，即最多338位/80ms來發射。
在每一個圖象區，參照含62個矢量的子組，例如通過指示出子組在最初顯示中的秩的數目來給出每一圖象區的矢量的定義。例如，按一個預定順序讀取矩陣，則矢量數1是與遇到的第一個「1」對應，依此類推。
因此，對於情況2和3中的每種情況來說有62種可能的狀態，而不是169種，根據前述的計算進行相似的計算，則在80ms時間段內一個圖象區可能的狀態總數為情況11情況262情況362情況4622情況51總計3970因此，一個狀態可由12個位來限定，每80ms時間段的通量為12個位×6480個區+338個最初顯示位，即為78098個位，即976225個/秒，這與由D和D2MAC射束標準的幀回掃所提供的容量兼容。
對於這樣一些圖象區，即矢量不構成該圖象區的矢量子組，則可採用20ms方式。根據圖2的曲線，這與980出現率對應，即佔總圖象區的14%，而且，這些不被發射的矢量的缺少並不一定對應於圖象質量的下降。實際上，如果不採用本發明的方法，要得到最可能的通量，必須把矢量長度限定為±3個象基/20ms，同時，顯示出更長矢量的所有圖象區將不得不按「20ms」方式來處理，其數目可能會更大。
上述例子提供了能夠發射的62個矢量的一種選擇方式，該例子與數字通道的最大容量的利用相當一致。然而，這個例子不是十分理想的，實際上，常常是許多圖象區有同樣的速度矢量。最明顯的例子是一種風景的無邊際全景鏡頭，這時，所有圖象區有同樣的速度矢量;在尺寸很大的物體的轉移過程中，被該物體覆蓋的所有圖象區也有同樣的速度矢量，其結果是按出現率分類的矢量曲線常常比圖2中所示的更集中於左端，消失的矢量數更少。
值得注意的是上述過程是簡化了的，因為沒有什麼能阻止可發射矢量的最大數目的選擇，這個最大數目在情況2、3和4中是在不相同的;也沒有什麼能阻止子組內容的選擇，即使對情況2、3和4來說可發射的矢量數目是一樣的，所選擇的子組內容也不一樣，唯一的一個根據數字通量容量設定的量是N2+N3+N41×N42，其中N2、N3、N41、N42分別用來代表在情況2中的「40ms」圖象中，在情況3的「40ms」圖象中，在情況4的第一和第二個「40ms」圖象中欲被發射的矢量數目。
從對應於情況2～4中每一種情況的矢量出現率著手，一個具有本領域和數字領域普通專業人員很容易想像到將N2+N3+N41×N42之和減至最小的過程，它與連續處理相匹配。
本發明的另一個優點是不再對矢量的大小加以限定，實際上，若一個矢量定義的容量是增加的，則該矢量的最初顯示過程(每40ms一次)中，這個容量的增加是完全可行的，例如我們假定希望發射的矢量最大為±15個象素，這就意味著有一個31×31的矩陣代替13×13的矩陣，則每40ms時間段發射961位以代替前述的169位是必然的，這表徵了每秒9900個位的顯著增加。
根據本發明的另一個特徵，採用下列措施還可能在數字能量方面取得進展，即在情況4中，在同一個80ms時間基中有兩個連續的採用「40ms」方式的圖象，其中第一個圖象按前述的方法發射，這裡重點討論第二個圖象，對於每一個在第一個圖象中被選擇來作為他們的更大出現率的函數的矢量，只有當相對於前一個圖象有變化時發射才進行，該變化有水平方向和垂直方向成分，因此是矢量，稱為變化矢量。
在上述的第一個例子中，參照圖2，有62個被保留的矢量與用於第一個圖象的169個可能的矢量相比較，由於速度矢量是±6個象素，則可能有從-6變到+6個象素矢量，即變化為+12，即用於第二個圖象的變化矢量，在水平和垂直方向上，最大值為±12個象素/20ms。因此，一個可能的變化組由25×25矩陣構成，即625種可能性，然而，在多數情形下，從一個圖象到另一個圖象的速度變化常常是細微的，例如按一定速度發射的物體至少在一定的時間內保持著該速度。因此，一般說來，變化矢量是低幅值的，只需很少的位來用於它們的發射，而且，在變化矢量組中，有一定數量的由相等矢量構成的子組。這樣，適用於速度矢量的方法也適用於變化矢量，即可將變化矢量按出現率進行分類，然後僅僅保留具有最大出現率的子組，並發射這些變化矢量的最初顯示(對情況4的每個第二圖象(40ms)發射一次)，然後，對於每一個16×16個象素的正方形來說，每一個變化矢量可根據它在子組中的秩來定義。通過採用上述的例子(參照圖2)，可以假定，在用於第一個40ms圖象的62個保留的矢量的變化中，僅是有最常出現的14個不同的變化被發射，在這種情況下，從625個可能的矢量中，14個矢量的最初顯示消耗625個位用於情況4的第二個40ms周期(代替169個位)。應該注意的是，在這時，不是發射25×25矩陣中的「1」(如前面解釋的13×13矩陣的情況一樣)，而是最好發射子組中每矢量的顯示。由於這些矢量中的每一個可用10位來顯示，則此時有14×10個位(即140個位而不是625個位)用於14個被採用的矢量的最初顯示。
用於16×16正方形的每80ms時間段的可能狀態數為情況11情況262情況362情況462×14情況51總計994這個可能的狀態數可用10位來顯示，這樣對於一個80ms的時間段來說，通量將為169+169+140，分別用於情況3、情況2和4的第一個圖象、情況4的第二個圖象的矢量的最初顯示， 將上述通量值加入到6480個正方形×10個位＝64800個位，即每個80ms時間段有65278個位，即通量為815975個位/秒。當為了改善效率時，相對於本發明的基礎方案通量還有約20%的進一步增加，這個增加可能用來提高發射的可能性，例如通過使用12個位來顯示每80ms時間段的狀態數，這個最大數是212＝4096;也可能去選擇(例如)N2＝N3＝N41＝186，N42＝20(由於1+186+186×20+1＝4094)，這裡僅僅只是舉例說明而已，由於總的位數是提定的，當確定了N2+N3+N41×N42的最佳值時，則對於N2、N3、N41可有不同的選擇方式。
要總結各種可能的狀態，首先讓我們假定最初確定的是情況4是適用的，假如于于一個正方形來說，第一個圖象的速度矢量不構成子組元素，則要改動到圖象3，還要觀察第二個圖象的速度矢量是否構成同一子組的元素，如果是，情況3肯定是適用的;否則，必須改動到情況5;如果僅僅在第二個圖象中變化矢量不構成最大出現率的變化矢量子組之元素，則要改回到情況2。
圖3是關於發射過程的編碼系統模塊圖，其目的是要確定本發明的內容及其實際的狀態。
按照行掃描，圖象連續地到達連接器34，這些圖象由三個並聯通道(9，25，29，26)，(10，27)，(11，30，28)同時進行處理。
「80ms」通道以級連方式依次包括一個瞬時濾波器9、一個空間濾波器25、一個12.5Hz的開關29、一個執行二次採樣的採樣電路，即在與象素的完全解析度相對應的頻率的四分之一處執行採樣。該支路在80ms內顯示了一幅完整的圖象。
「20ms」通道以級連的方式依次含有一個空間濾波器10和一個二次採樣電路27，在20ms內對一個完整圖象採樣。這個通道在20ms內顯示一個低解析度的完整圖象。
「40ms」通道含有一個空間濾波器11，一個25HZ開並30及一個二次採樣器28，每40ms該通道發射一個圖象。
輸入信號34也送到電路1，以用於速度矢量的估測，該電路計算對應於每一個圖象區(如前文所定義的)的速度，並在連接器21上顯示出速度矢量的值。
選擇方式控制電路31在同一時刻接收來自連接器34的圖象的瞬時顯示，來自連接器21的速度矢量，並在它的三個輸入端S1、S2、S3處接收分別由三個通道提供的瞬時顯示。這個複雜的電路將源圖象34與來自三個通路的圖象分別加以比較，在「40ms」通道中還要使用速度矢量，這種比較針對每一個圖象區(16×16個象素的正方形)進行，哪一個通道的圖象最接近於源圖象，哪一個通道就被選擇出來。對於每一個正方形都制定有一個特定的選擇。
為了簡化，各種延遲沒有(在圖中)表示出來，然而在實際過程中因各種原因必須引進這些延遲，其中一個最明顯的原因是為了得到一個完整的80ms圖象並去比較它，必須等待著直到四個連續的20ms周期的第四個被接收到;另一個明顯的原因是，為了利用速度矢量進行正確的校正，必須得到瞬時構成現行圖象的兩個圖象。結果是，控制電路31同時在連接器22、23上分別提供兩個判定，該判定涉及來自同一個80ms時間段的按「40ms」方式的兩個連續圖象，這兩個圖象分別被設為「-1」和「0」。
標號為35表示的是用於完成本發明的一個模塊，它主要包括若干元件，用於對來自電路31的判定的校正，通過連接器21將速度矢量提供給35，並通過連接器將最初的判定提供給35。然後，被校正的判定提供到連接器16和17上，將被發射的數字元素提供到連接器18上。
根據在連接器16和17上的已校正的判定，並依據由三個通道提供的信號41、42、43、一個多路調節器32在具有壓縮通帶的模擬輸出端上發射所選擇的通道。
除了模塊35，其它所有元件就構成了現有技術的內容，特別是關於濾波過程和採樣過程的詳細說明已在序言中提到的文件中作了介紹，通過文件「A-HD-MAC發射系統(W.Jonker等，公開於L′Aquila研討會1988.2.29-3.3)、並通過本申請人更早的專利申請88-05，010，也可得到詳細介紹，在此可作參考。
現在，參考圖4詳細討論模塊35。如前所述，對應於圖象0和-1的最初判定可以在連接器22、23上得到，速度矢量可以在連接器21上得到。
速度矢量信號通過電路2、提供一個40ms的延遲，以使圖象0的每一個矢量與圖象-1的每一個矢量同相位，電路3接收這個已延遲的速度矢量及三個通道中的一個的選擇方式的判定D(-1)，該判決是關於圖象-1的。電路3是一個處理器部件，隨著一個圖象的完整顯示，該部件可根據出現率將速度矢量分類，並將最高出現率的矢量子組的顯示提供給之36。處在電路3輸入端處的速度矢量信號通過一個延遲電路4傳輸到元件36，它與用在處理器3的時間相對應，以建立分類。部件36確定由電路4發射的速度矢量是否構成由處理器3傳送的子組中的元素，如果不是，判定D(-1)可能被修正以設定「20ms」通道的選擇方式。表徵已修訂的最後選擇MD(-1)的信號送到連接器16。如果「40ms」的方式被選擇(此時速度矢量構成子組的元素)，則相應的速度矢量數目被送到連接器44，通過元件3、4、36起作用的選擇方式是關於一個80ms時間段中的一個40ms圖象的，即它提供數據項中的一項，其數目在前文已經指出，要麼是N2，要麼是N41。
電路5是用來與在元件3、4中執行的各種處理過程的時間周期相對應的延遲補償，利用電路5，速度矢量被送到元件7、8、19。關於圖象0的判定D(0)，在連接器23上，被送到處理器元件7和元件39上，元件7、8的輸出端也送到元件39上。從結構和功能來看，元件7、8、39的構成分別地與元件3、4、36的完全一樣，元件39提供一個關於圖象0的已校正判定D(0)及一個速度矢量V，它們均被送到電路14上，這些數據項是那些數據項中的一項，其數目已在前文中指出N3。
圖象-1的被選擇速度矢量，在連接器44上，也可以從延遲補償電路5上得到，均送至電路19，在連接器18和23上，當判定MD(-1)，D(0)對應於情況4時，電路19用來計算速度變化，這些變化矢量被送到元件37、38的方式，恰如速度矢量分別地被送到元件3、4或7、8上一樣，這些元件按相同的方式構成和操作並將最高出現率變化矢量的顯示送到元件13，元件13也是與元件36、39完全一致的。這個電路確定由延遲電路38發射的變化矢量是否構成由處理器37顯示的子組的元素，根據判定MD(-1)和D(0)，它還可確定最後的判定MD(0)，該判定可能已被修正。需要的話，MD(0)可與現行的變化矢量△V一起被送到電路14上。
電路14是一個多路調節器，根據所應用的是情況3還是情況4，從電路14的兩個輸出端MD(0)中選擇出一個，提供該最後選擇MD(0)給連接器17;依據特定的情況，電路14還提供速度矢量或變化矢量給連接器45。
編輯電路15一方面接收速度矢量子組的顯示以及對每80ms時間段發射一次的變化矢量的顯示，然後還接收用於每一個圖象區的判定MD(-1)和MD(0)及可能的現行矢量(在連接器44和45上)，電路15編輯這些數據並根據在發射數字通道上的一個預定形式將它們提供到輸出端18以待發射。
用於重放按照本發明進行發射的圖象的接收機包括作為本領域技術人員已知的現有技術中的電路，特別還包括一種裝置，可用於對數字數據解碼，以便對於每一個圖象區來說允許它得知哪種情況被選擇來用於發射，還包括一種旋轉加開關裝置用於在每一個時刻按發射方式重新構造圖象，一個裝置用於「40ms」方式，在兩個發射的圖象之間再生一個中間圖象。
除上述電路以外，接收機還包括一個存儲器，其中，記錄有「40ms」圖象的速度矢量和/或下一個「40ms」圖象的變化矢量;一個尋地系統，根據通過用於每一個16×16個象素正方形的數字通道，從發射機中接收到的基準信號，該系統允許在存儲器中讀取速度矢量和變化矢量的坐標;也可以在存儲器中記錄變化矢量，然後，對於每一個正方形連續地讀取速度矢量和變化矢量，再將它們相加;對於從發射機接收的每一個變化矢量的顯示來說也可以在存儲器中讀取相應的速度矢量(即關於前一圖象的同一正方形)並將這兩種矢量相加，再將所得之和送到存儲器中以代替最初的速度矢量，這可節約存儲器中的位置，但必須廢除一個假定，即第二個圖象的變化矢量的顯示僅僅發生在第一個圖象重放之後。
在任何情況下，對於第二圖象來說，如果發射機發射其數目少於第一圖象的速度矢量的一個變化矢量子組，則考慮在存儲器中不引起一個變化矢量發射的用於第二圖象的正方形的遺漏的矢量，這是因為用於它們的設計為「20ms」方式的信號將不會從發射機中接收。
權利要求
1.高清晰度電視發射系統，其中，將圖象劃分為許多區，對於所說的諸區的每一個區來說，一個視頻數據發射方式可從採樣結構互不相同的至少兩種方式中選擇，在一個相關的數字通道中，所發射的數據可以確定用於每一個區的選擇方式，第一種方式對應於通過與每一個區相應的一個速度矢量的數字裝置所進行的確定和發射，而在第二種方式中不使用速度矢量，並且圖象頻率較第一種方式的圖象頻率高，但空間解析度較低，所說系統的特徵在於它包括一種裝置，用於對每一個圖象，在一組速度矢量上，確定一個子組，子組中所含矢量是該圖象中出現率最高的；一種裝置，用於數字地發射所說子組的特徵(每圖象一次)，其中，如果一個欲被發射的圖象區的速度矢量屬於構成子組中的元素，則第一種方式被採用，參照該子組確定該速度矢量，如果欲被發射的圖象區的速度矢量不構成子組的元素，則第二種方式用於該圖象區。
2.根據權利要求1的系統，其特徵在於子組矢量的特徵的發射通過以下方式完成，即通過按第一種方式發射用於一個圖象的這些特徵的組，對下一個圖象，僅發射變化矢量組，每一個變化矢量表示相對前一圖象中的子組中的一個速度矢量的變化。
3.根據權利要求2的系統，其特徵在於它包括一種裝置，用於在一個圖象的變化矢量組中確定一個出現率最高的變化矢量子組，還用於發射(每個圖象一次)該子組中的所有變化矢量的特徵，然後參照該子組確定每一個圖象區的變化矢量，其中，如果一個欲被發射的圖象區的變化矢量不構成該子組的元素，則對這個區採用第二種方式。
4.高清晰度電視接收機，用於顯示通過權利要求1所述系統發射的圖象，其中圖象被劃分為許多個區，對每一個區而言，根據以數字形式從發射機接收到的指示，一個視頻數據再生方式可以從至少兩種方式中選擇，第一種方式對應於用於每一個圖象區的速度矢量的接收，而第二種方式中不使用速度矢量，該接收機帶有一種裝置，用於根據速度矢量在兩個有效接收的圖象之間合成一個中間圖象，其特徵在於它有一個存儲器，用於存儲每一個圖象的許多個速度矢量，一種裝置，用來在存儲器中對相應於一個圖象區的速度矢量的特徵定位，根據用於該圖象區的從發射機接收來的基準信號。
5.根據權利要求4所述的接收機，用於顯示通過權利要求2所述系統發射來的圖象，其特徵在於，除了有存儲用於每一個區的速度矢量的裝置外，還有一種裝置，用於在存儲器中將這些速度矢量加到代表用於每一圖象的相對於前一圖象變化的量上。
6.根據權利要求4所述的接收機，用於顯示通過權利要求3的系統發射來的圖象，其特徵在於它包括一個存儲器，用於對每一個圖象存儲許多個變化的矢量，還包括一種裝置，依據用於這個圖象區的從發射機接收來的基準信號，用於在存儲器中對相應於一個圖象區的變化矢量的特徵定位。
全文摘要
為減少數字數據通量，發射機系統包括裝置(3，7，37)，對各圖象在一速度矢量組中確定一在圖象中出現率最大的矢量的子組；一裝置(36，39，13，4，18)，用於每幅圖象一次地數字地發射該子組中所有矢量的特徵，一欲被發射圖象區的速度矢量如是子組中元素，則參照子組可定義該速度矢量，如不是，則對該圖象區取不採用速度矢量但發射有低空間解析度、高幀速率的模擬視頻信號的發射方式。本發明適於附加數據由數字裝置發射的DATV系統。
文檔編號H04N7/24GK1040475SQ89104719
公開日1990年3月14日 申請日期1989年5月20日 優先權日1988年5月20日
發明者居爾查特·菲利普, 哈希裡·莫哈麥德-裡扎 申請人:菲利浦光燈製造公司