专利名称：抗彩条编码干扰的色度处理装置的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及视频系统，更具体地，涉及一种用在视频系统的色度处理装置，能够在其它装置中抗彩条编码(colorstripe encoding)的干扰。
背景信息例如彩条编码技术常用于通过降低合成拷贝的质量阻止非经授权视频录像的复制。尽管彩条编码不是有意降低经授权视频录像的重放，但通常还出现一些图象降级。彩条编码软件市场上可从比如“Macrovision”公司获得。
彩条编码一般涉及翻转与视频信息水平行有关的色同步脉冲周期部分的极性。这种编码可运用在包括一视频帧的水平行的给定数目上。比如彩条编码可运用在每20行中的4行，或者每17行中的2行等。彩条编码的极性翻转使得视频系统的自动彩色控制(ACC)电路的增益将被调整，因此导致在显示时过饱和的色度的水平条纹。
减小与彩条编码有关的可视的噪声(artifact)的传统方法是采用足够大的ACC时间常数，使得调整的幅度减小。然而这种方法并不尽人意，由于它不能完全消除该噪声，只是单单减小了他们的幅度。而且，这个方法需要一很大的ACC时间常数，与最佳信号获取方式优选的ACC时间常数不同。
减小与彩条编码有关的噪声的可视度的另一方法是采用色同步信号替代(burst replacement)技术。一般色同步替代包括从视频信息中剥离彩条编码，通过去除色同步包并用产生的伪色同步包(artificiallygenerated burst packet)代替它。然而色同步替代也不理想，因为去除原始色同步包会产生在该色同步包内的有价值信息的丢失，并因此在视频系统产生操作上的问题。比如，去除原始色同步包会导致色度同步的问题产生。
因此，需要一种色度处理装置，它能避免上述问题并从而提供改进的抗彩条编码的干扰。本发明致力于这些和其它问题。
发明概述根据本发明，视频系统包括色度处理装置。该色度处理装置包括检测在与视频信息水平行有关的色同步脉冲周期内的极性翻转并产生至少一个补偿检测的极性翻转的输出信号的装置。
附图的简要说明通过参考结合附图的本发明实施例的后续描述，本发明的上面提及的和其它特点和优点及实现他们的方法将变得更清楚，且本发明将会被更好的理解。其中
图1是根据本发明原理，包括色度处理装置的示例性视频系统的框图；图2是提供图1的色度处理装置进一步示例性细节的框图；图3是提供图2的色同步累加器进一步示例性细节的框图；图4是执行本发明概括性的示例步骤的流程图。
这里所列的范例是说明本发明优选实施例，这些范例不能以任何方式解释为限制本发明的范围。
优选实施例的描述现在参照附图，特别是图1，示出了根据本发明原理包括色度处理装置200的视频系统示例性框图100。图1的视频系统100可以是，比如电视信号接收机，机顶盒，盒式录像机(VCR)，数字通用盘(DVD)播放机，视频游戏盒，个人录像机(PVR)或任何其它具有视频处理功能的系统。
在图1，视频系统100包括色度处理装置200，接收并处理调制的色度副载波输入信号(“Chroma”)，由此产生并输出基带色度信号(Cr和Cb)。根据一实施例，Cr和Cb信号可以代表解调的色度信号，比如B-Y和R-Y色差信号，用在例如电视信号接收机和其它系统的视频系统中。比如，在一个或多个集成电路(IC)中可以包括色度处理装置200。尽管没有在图1中表示出来，但视频系统100也可包括其它部件，比如其它集成电路和其它电或非电部件。如在这里所解释的，色度处理装置200提供抗彩条编码干扰的视频系统100。
参照图2，示出提供图1的色度处理装置200进一步示例性细节的框图。在图2中，色度处理装置200包括可变增益放大器210，色度解调器220，滤波器230，色同步累加器240(burst accumulator)，正交振荡器250和ACC检测器和滤波器260。
根据示例性操作模式，放大器210接收具有标称副载波频率3.58MHz的调制色度输入信号(Chroma)。放大器210调整调制色度输入信号增益(比如幅度)来由此产生并输出增益调整色度信号。根据一实施例，色度解调器220从放大器210接收增益调整色度信号并将增益调整色度信号乘以从正交振荡器250提供的相位正交正弦信号来由此产生并输出解调色度信号。
滤波器230对由色度解调器220产生的解调色度信号进行滤波操作(比如低通滤波)，由此产生并输出基带Cb和Cr信号。这里如前面所指出的，基带Cr和Cb信号可以表示解调色度信号，比如色差信号B-Y和R-Y，用在电视信号接收机或其它系统中。
色同步累加器240接收并抽样从滤波器230输出的基带Cb和Cr信号，由此产生代表每个色同步脉冲周期的平均Cb和Cr幅度值的输出信号。存在一个与视频信息的每个水平行有关的色同步脉冲周期。根据一实施例，色同步累加器240在每个色同步脉冲周期期间进行每个基带Cb和Cr信号的三十二(即32)个幅度采样，并将这些幅度采样进行平均来产生色同步脉冲周期的平均Cb和Cr幅度值。当然，采样的不同数值可以根据本发明来选取。色同步累加器240提供表示色同步脉冲周期的平均Cb和Cr幅度值的输出信号到正交振荡器250和ACC检测器和滤波器260，由此控制他们各自的操作。比如正交振荡器250利用从色同步累加器240输出的输出信号来控制它的振荡相位，并由此控制提供给色度解调器220的正弦信号的相位。根据一实施例，ACC检测器和滤波器260包括幅度检测和滤波电路并利用从色同步累加器240输出的输出信号来产生并输出控制放大器210幅度增益的控制信号。
在图2，彩条编码给色同步累加器240的输出信号引入了错误。特别地，由色同步累加器240产生的Cb平均幅度值尤其易受由于彩条编码处理引入的错误的影响。比如，在视频系统100处于稳定状态(比如，不是在如下面频道变化的信号获取状态)，基带Cb信号可以在色同步脉冲周期正常呈现为恒定幅度值-448。因此，在色同步脉冲周期期间平均Cb幅度值为-448。然而，当彩条编码出现时，色同步脉冲周期的一部分受到极性翻转，使得平均Cb的幅度值改变。比如，如果彩条编码运用在色同步脉冲周期的四分之一，那么在这个色同步脉冲周期取四分之一的采样具有反相的极性。假设每个色同步脉冲周期有32个采样，正常平均Cb幅度值为-448，也就是，具有彩条编码的色同步脉冲周期的平均Cb幅度值为[(8)(448)+(24)(-448)]/[32]＝-224如在上面等式指出的，当彩条编码运用在色同步脉冲周期的四分之一时，则在色同步脉冲周期取四分之一的抽样(即32中的8个)具有相反极性并由此产生与正常值-448不同的平均Cb的幅度值。
根据本发明的一实施例，当视频系统100处于稳定状态时，基带Cr信号在色同步脉冲周期通常呈现为恒定幅度值为零(即0)。因此在视频系统100的稳定状态条件下，平均Cr幅度值不容易受由于彩条编码处理引入的极性翻转的错误的影响，因为0的翻转是0。然而平均Cr幅度值在信号获取状态典型地不为0，信号获取状态比如为下面的频道变化。因此，当视频系统100是信号获取状态时，平均Cr幅度值同样易受由于彩条编码引入的极性翻转的错误的影响。
可提供简单增加ACC检测器和滤波器260的时间常数来处理在色同步累加器240输出信号的错误，并由此“平滑(smoothing)”该错误且使其不显眼。然而即使采用相当大的时间常数，用某些视频材料仍可见到噪声。即使采用很好的“平滑(smoothing)”手段，还会出现少于需要的色度过饱和量(比如，达到13％)。如这里所说明的，本发明通过如下措施致力于解决这些问题通过在ACC检测器和滤波器260的任何滤波处理之前消除在色同步累加器240的输出信号的彩条编码带来的错误。
现在参考图3，示出图2中色同步累加器240提供进一步示例性细节的框图。如图3所示，色同步累加器240包括处理基带Cb信号的部件和处理基带Cr信号的部件。特别地，处理基带Cb信号的部件包括累加器305和310，符号比较器315，乘法器320，多路复用器325和减法器330。处理基带Cr信号的部件包括累加器335和340，乘法器345，多路复用器350和减法器355。
根据操作模式的一示例，分别根据使能色同步门(BG)信号BG1和BG2，累加器305和310接收并抽样基带Cb信号来由此产生累加的Cb幅度值。特别地，驱动BG1和BG2信号，分别启动累加器305和310来抽样基带Cb信号并产生累加的Cb幅度值。比如，BG1和BG2信号可通过图像系统100的处理器或其它设备(未示出)来产生。
根据一实施例，BG1信号的脉冲宽度持续时间等于或大约等于色同步脉冲周期的持续时间，它的典型值大约为1.78毫秒。比如BG1信号脉冲宽度持续时间可比色同步脉冲周期的持续时间略长或略短。而且，BG1信号被触发为与每个色同步脉冲周期相符。在这种方式下，驱动的BG1信号使得累加器305抽样基带Cb信号并在每个色同步脉冲周期产生累加的Cb幅度值。
根据一实施例，BG2信号具有比色同步脉冲周期的持续时间短的脉冲宽度持续时间。比如，BG2信号的脉冲宽度持续时间可等于色同步脉冲周期持续时间的四分之一或者其它的分数。特别地，BG2信号的脉冲宽度持续时间最好与期望彩条编码出现的色同步脉冲周期的一部分相对应。因此，如果在色同步脉冲周期持续时间的初始四分之一期间出现彩条编码，则BG2信号的脉冲宽度持续时间可等于色同步脉冲周期持续时间的四分之一。而且，BG2信号在彩条编码出现的色同步脉冲周期的一部分期间被触发。以这种方式，驱动的BG2信号使累加器310抽样基带Cb信号并在期望彩条编码出现的每一色同步脉冲周期的一部分期间产生累加的Cb幅度值。
符号比较器315接收通过累加器305和310产生的累加Cb幅度值，并执行其上的符号比较操作。特别地，符号比较器315确定通过累加器305产生的累加的Cb幅度值的符号与由累加器310产生的累加的Cb幅度值的符号是否一样。也就是，符号比较器315确定累加的Cb幅度值是否为双正(+)或双负(-)。当累加的Cb幅度值是不同的情况(即，一为正，另一为负)下，那么符号比较器315产生预定逻辑状态的开关(SW)信号，其控制复用器325的开关状态。如将在后面解释的，当在给定的色同步脉冲周期内彩条编码出现时，累加的Cb幅度值具有不同的符号，并且当在给定的色同步脉冲周期内彩条编码不出现时，累加的Cb幅度值具有相同的符号。
乘法器320接收由累加器310产生的累加的Cb幅度值，并用预定值乘以同一值来产生乘积值。乘法器320还产生代表乘积值的输出信号。根据一实施例，乘法器320使用的预定值是二(即2)。如在下面将要说明的，这个数值2能使任何错误消除并得以纠正。
复用器325接收由乘法器320产生的输出信号，并也接收具有0值的输入信号。比如，这个到复用器325的输入信号可通过图像系统100的处理器或其它设备(未示出)产生。复用器325依据符号比较器315产生的开关信号(SW信号)进行切换，使得选择输出或者乘法器320的输出信号或者数值为0的输入信号。根据一实施例，复用器325，当开关信号在一逻辑状态(比如，逻辑高)输出乘法器320的输出信号，并当开关信号在另一逻辑状态(比如，逻辑低)输出具有0值的输入信号。
减法器330接收由累加器305产生的累加Cb幅度值，并从中减去表示复用器325输出的数值来由此产生色同步信号(Burst Cb)。在这种方式下，减法器330从累加器305的累加Cb幅度值减去0值或乘法器的乘积值。如在下面将解释的，当在给定色同步脉冲周期内彩条编码出现时，减法器330从累加器305的累加Cb幅度值减去乘法器的乘积值。相反，当在给定色同步脉冲周期内彩条编码不出现时，减法器330从累加器305的累加Cb幅度值减去0值。由减法器330产生的色同步信号接着被归一化(由图3未示出的电路)来产生色同步累加器240的输出信号，它表示给定色同步脉冲周期的平均Cb幅度值。比如，这个平均Cb幅度值可由色同步信号表示的值除以在色同步脉冲周期内所取的抽样的数值。
用于处理基带Cr信号的色累加器240的部件在结构和功能上与处理基带Cb信号的部件实质上相同。特别地，累加器335和340分别与累加器305和310实质上相同。而且，乘法器345与乘法器320实质上一样，复用器350与复用器325实质上一样，并且减法器355与减法器330实质上一样。因此，为说明简洁，这些相同的部件除非用到，将不再描述。然而，需要指出的是，用于处理基带Cr信号的色同步累加器240的部件不包括符号比较器，因为由符号比较器315产生的SW信号用来控制复用器350的开关状态。
为更好的理解本发明，现参考图3提供色同步累加器240更详细的说明。特别地，下面的说明描述一个示例性的操作，其中在与视频信息水平行相关的色同步脉冲周期内，色同步累加器240检测彩条编码，并且在它的输出信号补偿这些编码，由此提供在视频系统100处理中改善的色度。在下面的示例只是为举例并不以任何方式限制本发明。在下面的示例中，假定(i)彩条编码出现在色同步脉冲周期最初四分之一，和(ii)在色同步脉冲周期内正常地进行32个抽样。
累加器305和310分别根据使能信号BG1和BG2，接收基带Cb信号并对基带Cb信号抽样，由此产生累加的Cb幅度值。因此，累加器305产生对整个色同步脉冲周期(或至少大部分色同步脉冲周期)的累加Cb幅度值，而累加器310对期望彩条编码出现的色同步脉冲周期部分产生累加Cb幅度值。在这种方式下，累加器305对基带信号抽样32个，而累加器310对基带Cb信号抽样8个。由于彩条编码出现在色同步脉冲周期最初的四分之一，由累加器305进行的开始的8个抽样和由累加器310进行的所有8个抽样具有相反的极性。
假设归一化基带Cb值为-448，由累加器305产生的累加的Cb幅度值为(8)(448)+(24)(-448)＝-7,168需要指出的是，没有彩条编码时，由累加器305产生的累加的Cb幅度值为(32)(-448)＝-14,336由累加器310产生的累加的Cb幅度值为(8)(448)＝3,584由累加器305和310产生的累加的Cb幅度值(即，-7,168和3,584)提供给符号比较器315，其比较两值的符号并确定他们的不同。作为该符号不同的结果，符号比较器315产生SW信号。
由累加器310产生的累加的Cb幅度值还提供给乘法器320，其用累加的Cb幅度值乘以2来产生输出信号，该输出信号具有值(2)(3,584)＝7,168乘法器325接收由乘法器320产生的输出信号，并响应由符号比较器315产生的SW信号进行切换，使得乘法器320的输出信号送到减法器330。减法器330接收由累加器305产生的累加的Cb幅度值(即，-7,168)，并从中减去由乘法器325的输出所表示的值，由此产生的色同步信号(Burst Cb)具有值为(-7,168)-(-7,168)＝-14,336。
需要指出的是，这个值-14,336与如果彩条编码不出现时累加器305产生的值相同。由减法器330产生的色同步信号接着进行归一化(由在图3未示出的电路进行归一化)以产生色同步信号累加器240的输出信号，它表示对于给定色同步脉冲周期的平均Cb幅度值。特别地，对于色同步脉冲周期的平均Cb幅度值为(-14,336)/(32)＝-448以与处理如上所述的基带Cb信号的相似的方式，处理基带Cr信号，来产生色同步信号(Burst Cr)。这个色同步信号同样进行归一化处理(由在图3未示出的电路进行归一化处理)以产生色同步信号累加器240的输出信号，它表示给出的色同步脉冲周期的平均Cr幅度值。如在前面指出的，当视频系统100在一稳定状态，在色同步脉冲周期期间基带Cr信号通常表现为恒定幅度值0。因此，在视频系统100的稳定状态下，平均Cr幅度值尤其不易受由彩条编码引入的极性翻转而引发的错误的影响，因为0翻转后还是0。然而，在信号获取状态，比如跟踪频道变化，平均Cr幅度值典型值不为0。因此，当视频系统100在信号获取状态时，平均Cr幅度值易受由彩条编码引发的错误的影响，并且这种错误由图3所示的色同步累加器240的Cr信号的处理部件校正。
参考图4，示出了概括执行本发明示例步骤的流程图400。为了解释和说明的目的，图4的步骤将参考图3的色度处理装置200来描述。需要指出的是，图4的步骤仅仅是示例，并不以任何方式限制本发明。
在图4，处理流程从步骤401开始，其中色同步累加器240接收一个或多个解调的色度信号，比如从滤波器230提供的基带Cb和Cr信号。在步骤402，色同步累加器240处理一个或多个解调的色度信号，使得在与视频信息的水平行相关的一个色同步脉冲周期内检测一个极性翻转。如前面指出的，检测到的极性翻转表示彩条编码出现在给定行。接下来，在步骤403，色同步累加器240产生一个或多个输出信号，其补偿在步骤402检测到的极性翻转。如前面指出的，色同步累加器240通过消除在由极性翻转引发的输出信号中的错误来执行这种补偿。接着，在步骤404，使用来自色同步累加器240的一个或多个输出信号来控制色度处理。比如，正交振荡器250利用来自色同步累加器240的一个或多个输出信号来控制它的振荡相位，并由此控制提供给色度解调器220的正弦信号的相位。而且，ACC检测器和滤波器260利用来自色同步累加器240的一个或多个输出信号产生并输出一个控制信号，控制信号控制放大器210的幅度增益。
如这里所述，本发明能有利地提供在视频系统无噪声的解调色度。这里描述的本发明特别适用有或没有显示设备的各种视频系统。因此，这里所用的短语“视频系统”意指包含各种类型的系统或装置，这些系统或装置包括(但不局限于)电视机或包括显示设备的监视器，和如机顶盒，VCR，DVD播放机，视频游戏盒，PVR的系统或装置或其它不包含显示设备的视频系统。
虽然本发明用优选方案进行描述，但本发明能在本公开的精神和范围下进一步变化。比如，尽管本发明的优选实施例采用色同步累加器来在色同步脉冲周期内检测极性翻转并产生补偿输出信号，但可以使用除色同步累加器以外的设备来执行这些功能，这对本领域技术人员是显然的。本申请试图涵盖采用它的通用原理的本发明各种变化，使用或改编。此外，本申请还试图涵盖如在本发明涉及的领域公知或惯例技术中公开的本发明变型的这些装置，其将落在所附权利要求限定的范围内。
权利要求
1.一种视频系统(100)，包括色度处理装置(200)，包含色同步累加器(240)，可操作检测在与视频信息水平行有关的色同步脉冲周期内的极性翻转，并产生至少一个补偿检测的极性翻转的输出信号。
2.如权利要求1所述的视频系统(100)，进一步包括振荡器(250)；并且所述的色同步累加器(240)的至少一个输出信号控制振荡器(250)。
3.如权利要求1所述的视频系统(100)，进一步包括彩色控制电路(260)；并且所述的色同步累加器(240)的至少一个输出信号控制彩色控制电路(260)。
4.如权利要求3所述的视频系统(100)，进一步包括放大器(210)，可操作放大输入色度信号(Chroma)并产生可调增益色度信号；并且所述彩色控制电路(260)产生控制信号来控制放大器(210)。
5.如权利要求4所述的视频系统(100)，进一步包括色度解调器(220)，可操作处理可调增益色度信号并产生至少一个解调的色度信号。
6.如权利要求5所述的视频系统(100)，进一步包括可操作产生相位信号的振荡器(250)；并且所述的色同步累加器(240)的至少一个输出信号控制振荡器(250)，振荡器(250)的相位信号控制该色度解调器(220)。
7.如权利要求1所述的视频系统(100)，其中色同步累加器(240)包括多个累加器(305，310)，产生至少两个数值；并且响应该至少两个数值的符号的比较，产生至少一个输出信号。
8.一种色度处理装置(200)，包括检测在与视频信息水平行有关的色同步脉冲周期内的极性翻转并产生至少一个补偿检测的极性翻转的输出信号的装置。
9.如权利要求8所述的色度处理装置(200)，进一步包括产生相位信号的振荡装置(250)；并且所述的色同步累加装置(240)的至少一个输出信号控制振荡装置(250)。
10.如权利要求8所述的色度处理装置(200)，进一步包括启动彩色控制操作的彩色控制装置(260)；并且所述的色同步累加装置(240)的至少一个输出信号控制彩色控制装置(260)。
11.如权利要求10所述的色度处理装置(200)，进一步包括放大装置(210)，放大输入色度信号(Chroma)来产生可调增益色度信号；并且所述彩色控制装置(260)产生控制信号来控制放大装置(210)。
12.如权利要求11所述的色度处理装置(200)，进一步包括色度解调装置(220)，处理可调增益色度信号以产生至少一个解调的色度信号。
13.如权利要求12所述的色度处理装置(200)，进一步包括产生相位信号的振荡装置(250)；并且所述的色同步累加装置(240)的至少一个输出信号控制振荡装置(250)，振荡装置(250)的相位信号控制该色度解调装置(220)。
14.如权利要求8所述的色度处理装置(200)，其中装置(240)包括多个累加器(305，310)来产生至少两个数值；并且响应该至少两个数值的符号的比较，产生至少一个输出信号。
15.一种处理视频系统(100)的色度信号的方法，包括步骤由色度信号检测在与视频信息水平行有关的色同步脉冲周期内的极性翻转；产生至少一个补偿检测的极性翻转的输出信号。
16.如权利要求15所述的方法，其中至少一个输出信号控制视频系统(100)的振荡器(250)。
17.如权利要求15所述的方法，其中至少一个输出信号控制视频系统(100)的彩色控制电路(260)。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括步骤放大输入色度信号(Chroma)来产生可调增益色度信号；并且经彩色控制电路(260)产生控制信号来控制输入色度信号(Chroma)的放大。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括步骤处理可调增益色度信号来产生至少一个解调的色度信号。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括步骤根据至少一个输出信号产生相位信号；并且根据该相位信号控制可调增益色度信号的处理。
全文摘要
一种视频系统包括色度处理装置(200)。该色度处理装置(200)包括色同步累加器(240)，其可操作地检测在与图象信息的水平行相关的色同步脉冲周期内的极性翻转，并产生补偿检测的极性翻转的至少一输出信号。
文档编号H04N9/66GK1602631SQ02824863
公开日2005年3月30日 申请日期2002年12月6日 优先权日2001年12月12日
发明者M·F·拉姆雷奇 申请人:汤姆森许可公司