专利名称：利用受控饱和降低的自动色度控制电路的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及自动色度控制(ACC)电路，尤其涉及一种色度信号的饱和度(幅度)由于较低的色同步信号分量电平而被降低的类型的ACC电路。
背景技术：
自动色度控制电路(以下为“ACC电路”)有益于调整或“规格化”在电视装置中的色度信号电平以提供较恒定的电平。所述较恒定的电平有利于随后的色度信号处理操作，如解调、彩色控制和矩阵化等。具体地，自动色度控制电路通常被设计用来提供色度输出信号幅度、其对于所有的合理色同步输入信号电平具有较恒定的色同步信号幅度。
图1示出了传统(现有技术)的ACC系统。在这个公知的系统中，由色度信号源10提供的色度信号(包括色同步信号分量)经由自动色度控制(ACC)电路14被施加到色度解调器12。ACC电路14根据来自色度信号源10的色度输入信号的色同步信号幅度来调整色度输出信号幅度。
ACC电路14(以虚框表示)包括输入端16，连接到色度信号源10的输出端；和输出端18，连接到色度解调器12，它产生适合于后续处理的解调彩色输出信号Cr和Cb。ACC电路14的输入端16经由增益受控放大器20连接到输出端18。通过色同步键控反馈路径控制放大器20的增益，该路径包括色同步信号选通门22、ACC检测器24和ACC滤波器26(或“积分器”)。
在正常操作中，对于在由色度信号源10提供的色度输入信号的色同步信号分量电平的正常变化，包括色同步信号选通门22和ACC检测器24的反馈路径将由放大器20提供的色度输出信号的电平调整在基本上恒定的电平。如下所述，图1的系统也将输出信号不受控地衰减到低色同步信号幅度。这种一般类型的ACC系统被用在例如由三洋公司制造的LA7612型集成电路中。
图2示出了另一个现有技术的系统，其中已经利用数字元件实现了电路的某些部分。在图2的系统中，色度输出信号的电平对于在色同步信号分量中的所有变化保持大致恒定。
发明内容
本发明的第一部分在于识别至今在现有技术中未识别的某个问题，和其第二部分在于形成对这个新识别的问题的唯一解决方案。
在ACC系统中对于具有较低的色同步信号幅度的信号降低色度增益是有益的。这是因为具有较低色同步信号幅度的信号经常具有伴随的低亮度幅度，因此降低色度增益可以有助于避免过饱和。而且，具有低色同步信号幅度的信号经常具有较差的信噪比，因此降低色度也可能降低在所显示的图象中的色度噪声的可见度。
按照本发明的一个方面，已经发现某些现有技术的ACC电路在一定的程度上显示出上述的低色同步增益降低的积极的副作用。相信在现有技术的电路中发生这种情况，因为放大器20对于较低的色同步信号幅度值趋向于“用完了增益”。这降低了环路增益，因此对于色同步输入信号幅度的较低值，输出信号趋向于降低。
然而，本发明识别了在仅仅依赖于在放大器中不足的低色同步增益电平来获得降低的饱和度和降低的噪声效果的益处中存在一个问题。这个问题是已经发现的在现有技术系统中的这个特征是不可预测的，因为它可能高度依赖于集成电路处理的变化。同样，这个特征可以在不同的IC之间不同。而且，这个不可预测的特性不提供最佳的ACC性能。
更详细而言，图3进一步详细地示出了本发明所针对的问题的特性。这个附图示出了作为色度输入信号的色同步信号分量幅度(以IRE为单位的)的函数的ACC输出电平(规格化的)。如图3所示，在现有的系统中，输出300对于大约15 IRE的色同步信号电平较为恒定。但是，对于较低的色同步信号幅度值，增益降低开始的点、或“拐点”302不可预测在拐点302可以出现在5、10或甚至15 IRE。而且，输出可以采用在拐点302之下的不可预测的斜率304。在公知的ACC系统的相应特性中的这样的变化相信是由于IC处理的变化引起的。如上所述，这些变化是提供可预测的性能所不期望的。人们可能仅仅考虑对IC处理施加更多的严格限制。但是，这样的方案可能成本高、复杂和不实用。
因此，本发明的一个目的是提供一种ACC系统，其中可以精确地控制典型的拐点、斜率或两者，因此提供了可预测的性能。
体现本发明的装置包括视频信号处理装置，包括放大器，具有用于接收色度输入信号的输入端和用于提供色度输出信号的输出端；和控制电路，连接到用于控制输出信号的色同步信号分量的幅度的放大器，其特征在于，当色同步信号分量的值低于预定值的时候，控制电路以受控方式降低输出信号的幅度。
根据本发明的另一个方面，电路装置包括第一反馈路径，连接到放大器；和第二反馈路径，连接到第一反馈路径。
根据本发明的另一个方面，第一反馈路径包括滤波器，并且第二反馈路径与滤波器并联连接，用于对于低于给定的拐点值的色同步信号幅度来控制装置的典型拐点和/或斜率特性的值。
根据另一个方面，本发明包括ACC系统，其包括具有用于接收色度输入信号的输入端和用于提供可控幅度的色度输出信号的输出端和增益控制输入段的可控放大器，用于控制可控放大器的增益的电路，其特征在于该电路包括第一反馈路径，连接在可控放大器的输出端和可控放大器的增益控制输入端之间，用于对误差信号积分，其包括串联的用于提供表示所测量的色同步信号幅度的信号的装置、用于提供表示在所期望的色同步信号幅度和所测量的色同步信号幅度之间的差的误差信号的装置，和积分器；和第二反馈路径，从积分器的输出端连接到所述积分器的输入端，用于对于低于预定阈值的色度输入信号的色同步信号分量的值以预定的比率降低放大器的增益。
本发明的上述和其它特点将会变得更加清楚说明如下并且示出在附图中，其中以同样的附图标号来表示同样的元件，其中图1示出了展示在低色同步信号幅度的输出信号中的不受控的衰减特性的传统ACC系统的简化方框图；图2示出了不响应色同步信号幅度的变化而显示任何衰减特性的第二种ACC系统的部分的电路图；图3示出了图1的ACC系统的输入/输出特性的图；图4示出了体现本发明的对图2的ACC系统的修改和增加的详细电路图；图5示出了体现本发明图4的装置的特性响应图，其中拐点和斜率特性被精确地控制。
具体实施万式首先考虑图2的现有技术的一些细节对理解本发明是有助的，图2示出了检测器24和滤波器或“积分器”26。示出和说明检测器24，以便理解如何产生系统误差信号ES。示出和说明滤波器或“积分器”26，以便理解如何按照本发明修改现有技术的系统的这个元件，如后参照图4所述。
在此使用的附图约定是通过星号(*)来识别无符号的二进制数。另外，“2”的补码没有星号。倾斜的符号表示由总线传送的位的数量。
在ACC检测器24(以虚框表示)中，示出的在终端202和204的色同步U分量和色同步V分量是色同步信号矢量的同相和正交相位的分量。可以利用本领域技术人员公知的多种方法中任何一种来产生色同步信号矢量分量，包括但是不限于图1所示的色同步信号选通门，或者可以通过使用解调的和累积的Cr和Cb来产生色同步信号矢量分量。这些分量的绝对值由异或门206和208分别产生，并且经由各自的截断电路210和212施加到最大值电路214。色同步信号幅度是色同步信号U和色同步信号V的绝对值的最大值，并且是在最大值电路214的输出端提供的11位(无符号)信号。来自最大值电路214的色同步信号幅度随后从在减法器216中的常数减去以产生误差信号ES。减法器216的常数由输入端218提供，输入端218接收被乘法器220乘以4(即移位运算)的8位无符号控制信号以应用到减法器216。这个常数表示系统的所期望的色同步信号输出幅度。在整个闭环系统中的减法器216的输出端的12位误差信号ES将把误差信号驱动为0。
由ACC检测器24提供的12位误差信号ES随后施加到ACC滤波器(或以下为“积分器”)26的输入端224。减法器26包括串联的加法器226、限制器228和“D”型锁存器230，其中锁存器230的16位的输出端反馈回加法器226的输入端，加法器226在它的另一个输入端接收误差信号ES。通过来自门232的信号来启动锁存器230，门232被分别提供了来自终端236和234的水平输入和垂直输入信号。在已经计算了色同步信号矢量之后，每个水平行提供一次水平输入信号。因为在终端234的垂直指示信号施加到门232的负输入端(以圆圈表示)，使得门232能够因此仅仅在有效视频间隔期间(当色同步信号存在时)启动锁存器(D触发器)230。加法器26因此对整个系统提供所期望的滤波动作，并且消除了静态增益误差。换句话说，误差信号被驱动为0而不管ACC增益如何。
锁存器230的输出被除法器240(例如6位移位器)缩小1/64以产生“ACC-增益”控制信号，用于应用到输出终端242，输出终端242继而连接到放大器20的增益控制输入端。可以注意到，因为这是一种数字系统，因此增益控制的放大器20可以实际上以数字形式被实现为所公知的“可变增益块”。放大器20或可变增益块按指数规律响应于ACC-增益控制信号。具体地，所述增益与2的幂成正比，其中所述幂为ACC增益信号的值。
图4示出了本发明的实施例。本发明包括改进的ACC滤波器26A和饱和降低控制电路400(以虚框表示)，饱和降低控制电路400包括连接到放大器20的第一反馈路径和连接到第一反馈路径的第二反馈路径，用于对于低于预定值的输入色同步信号色度分量的值以受控的方式降低ACC输出信号的幅度。具体地，第一反馈路径包括减法器402、减法器226、限制器228和锁存器230，它们连接到ACC检测器24和放大器28的增益控制输入端28。第二反馈路径包括单元404、减法器410和限制器414，它们连接到改进的ACC滤波器26A。
有益的是，这个配置产生图5所示的ACC系统特性响应500，它显示出输入色同步信号分量的较低值的受控拐点502和受控斜率504。这与图3所示的现有技术ACC系统的响应相反，其中拐点302和斜率304的位置由于缺少控制这些参数的任何装置而都不可预测，。
更详细而言，通过饱和降低控制电路400提供的反馈路径的目的是产生施加到积分器26A的输入端的增益相关的偏移。增益相关的偏移的施加对于较低幅度的输入色同步信号分量的提供色度增益中的可控降低。饱和降低控制电路400在输出端27获得积分器26A的输出，并且以除法器中的预定的因子(在此为1/64)或移位电路404来缩小它。这个操作将响应特性500的斜率504控制在低于拐点502。
ACC拐点控制信号源406向查找表408提供2位的控制信号。ACC拐点控制信号可以例如通过本领域公知编程的微控制器或通过本领域的技术人员公知的其他手段来提供。减法器410从查找表408的输出中减去由单元404提供的被缩小的积分器输出信号。减法器410的输出被施加到限制器414并且被限制器414限制。最后，被限制的差信号经由已经加到积分器26A的输入端29施加到减法器402。随后减法器402减去或偏移ACC检测器24的输出。减法器402的输出随后被施加到积分器的加法器18并且通过包括限制器228和锁存器230的路径被处理。
在操作中，积分器26A的输出指示色同步信号输入幅度(在放大器20或增益受控增益块的输入端)。由电路400向积分器26A的输入端提供的偏移等同于改变表示所期望的色同步信号幅度的常数(即在检测器24的终端18)。因此，通过“整形”积分器(226、228、230)的输出(Q)和将其(经由减法器502)反馈到滤波器26A的输入端，也可能获得相对于色同步信号幅度特性的任何所期望的增益。
简单地总结，利用在控制电路400中使用的特定整形网络，来自404的缩小的积分器输出在减法器410中被偏移由源406和表408提供的可编程常数，并且结果随后被限制器414限制到一个正的范围。最后，减法器402从积分器输入中减去得到的值。可以注意到，将缩小的和偏移的积分器限制到正的范围提供了在拐点502之上的所期望的平坦特性。通过改变可编程的偏移常数，增益降低开始处的色同步信号幅度是可编程的(即由源406)。由缩放单元404提供的缩放因子(如1/64)确定低于拐点的特定的斜率504。
本领域的技术人员明显看出，虽然已经以示例实施例说明了本发明，但是在不脱离本发明的实质的情况下，可以对所公开的实施例进行修改和改变。因此，应当理解为本发明覆盖了在其范围和精神之内的所有修改。
权利要求
1.一种视频信号处理装置，包括放大器，具有用于接收色度输入信号的输入端，和用于提供色度输出信号的输出端；控制电路，连接到放大器，用于控制输出信号的色同步信号分量的幅度；当色同步信号分量的值低于预定值时，该控制电路以受控方式降低输出信号的幅度。
2.按照权利要求1的装置，其中，该控制电路包括连接到放大器的第一反馈路径和连接到第一反馈路径的第二反馈路径。
3.按照权利要求2的装置，其中，第一反馈路径包括滤波器，并且第二反馈路径与滤波器并联连接，用于控制对于低于给定拐点值的色同步信号幅度的装置的典型拐点和/或斜率特性的值。
4.在电视机装置中，一种ACC系统，包括可控放大器，具有用于接收色度输入信号的输入端、用于提供可控幅度的色度输出信号的输出端，和增益控制输入端；和一种用于控制可控放大器的增益的电路，其中，该电路包括第一反馈路径，连接在可控放大器的输出端和可控放大器的增益控制输入端之间，用于对误差信号积分，其包括串联的用于提供表示所测量的色同步信号幅度的信号的装置、用于提供表示在所期望的色同步信号幅度和所测量的色同步信号幅度之间的差的误差信号的装置，和积分器；和第二反馈路径，从积分器的输出端连接到所述积分器的输入端，用于对于低于预定阈值的色度输入信号的色同步信号分量的值以预定的比率降低放大器的增益。
5.按照权利要求4的ACC系统，其中第二反馈路径包括电路装置，用于缩放、偏移和限制积分器输出信号以提供控制信号；和将所述控制信号施加到积分器的输入端的装置。
6.按照权利要求4的ACC系统，其中，用于提供表示所测量的色同步信号幅度的信号的装置包括色同步信号选通门。
7.按照权利要求4的ACC系统，其中，用于提供表示所测量的色同步信号幅度的信号的装置包括色度解调器和色同步信号累加器。
全文摘要
一种ACC系统包括具有接收色度输入信号的输入端和提供可控幅度的色度输出信号的输出端的可控放大器。第一反馈路径连接在可控放大器的输出端和可控放大器增益控制输入端之间，其包括串联的提供表示所测量的色同步信号幅度的信号的装置、提供表示在期望色同步信号幅度和所测量的色同步信号幅度之间差的误差信号的装置，和积分器。从积分器的输出端连接到积分器的输入端的第二反馈路径对于由控制信号源提供的、低于预定阈值的色度输入信号的色同步信号分量的值，以受控方式降低放大器的增益，该降低在由缩放信号设备控制的预定比率处，因此提供一种输出系统响应特性、其具有低于色度输入信号的色同步信号分量的预定幅度的精确可控的拐点和斜率。
文档编号H04N9/68GK1483290SQ01821113
公开日2004年3月17日 申请日期2001年12月18日 优先权日2000年12月21日
发明者马克·F·拉姆赖克, 罗纳德·T·基恩, T 基恩, 马克 F 拉姆赖克 申请人:汤姆森特许公司