专利名称:色度信号处理系统的制作方法
本发明涉及一个色度信号处理系统，如一个自动色度控制电路(以下称为ACC电路)，用来控制色同步信号电平，使之保持不变，这种系统适用于磁带录象机以及诸如此类的设备。
在民用的磁带录象机中，记录和重放视频信号所用的方法是将视颇信号分解成亮度信号和色度信号，而对于色度信号，使用ACC电路以消除色度信号电平的起伏。此外，近年来，以数字方式处理这类信号的研究工作已在进行，而为了使色度信号A/D转换器输入端的色度信号电平保持不变，ACC电路越来越显得重要。
下面，参照附图来说明常规的ACC电路。图1是常规的ACC电路的框图。图中，从输入端子1送入的副载波色度信号，经过变增益放大器2放大后，被送到输出端子3和同步检波电路4。同步检波电路4利用自动相位控制电路(以下称为APC电路)所产生的载波信号，同步地检出副载波色度信号，其中，APC电路产生一个载波，它与副载波色度信号的色同步信号同轴，并被送到色同步选通门5。在色同步周期中，色同步选通门5在下一个色同步周期到来之前，保持输入信号的电平不变。在减法器6中，用已得到的副载波色度信号的色同步信号电平减去以端子9输入的基准电平，求得的差值信号通过低通滤波器7后，控制变增益放大器2，使得输出端3处的副载波色度信号的色同步信号电平与上述的基准电平相等。
然而，在上述的构成中，一旦在声强突降(例如，在磁带录象机中，当发生以黑白信号到彩色信号的变化时，或当慢速重放或快重放时)之后，出现了副载波色度信号，APC电路需要一定的时间才能再次产生与色同步信号同相的载波信号，在这个期间，同步检波电路，电路2误动作，以致ACC电路不能工作。
本发明的一个目的在于提供一个ACC电路这样的色度信号处理系统，其特点是即使在APC电路工作不正常和未能获得与色同步信号同相的载波时，该系统也能正常地工作。
本发明还有另一个目的。在信号处理过程中副载波色度信号经过A/D(模拟/数字)变换后，被解调成两个色差信号，而以这两个色差信号可得到色同步信号的幅值，在这个过程中，本发明通过减少一个色差信号的位数，使电路最大限度地简化。
此外，本发明也想是提供一个能使电路结构简化的色度信号处理系统，在这系统中，对经过A/D转换的副载波色度信号进行数字信号处理，就可以使A/D转换器输入端的有效动态范围最适用于标准重放方式和慢动作重放方式，防止信噪比的下降，并且使由于温度或器件特性变化而引起的A/D转换器输入端的副载波色度信号电平的起伏较小。
本发明的色度信号处理系统包括一个能进行增益控制的变增益放大器，用于放大副载波色度信号;一个A/D转换器，用于对上述变增益放大器的输出进行A/D转换，一个解调器，用于从A/D转换器的输出信号中解调出两个色差信号;一个运算电路，其功能为根据上面得到的两个色差信号，算出副载波色度信号的色同步信号电平的幅值;一个控制电路，它根据上述运算电路的输出产生一个控制信号以控制可变增益放大器。这样，即使解调器的解调轴并不与色同步信号的相位重合，增益控制也不至于误动作。
由上述解释可以清楚地看到，在本发明中，当副载波色度信号经过A/D变换后，被解调成两个色差信号，再由这两个色差信号得到色同步信号的幅值以实现ACC电路的控制操作，这样一个工作过程使得即便在APC电路误动作时，ACC电路仍能正常工作。此外，由于运算电路是按照数字信号的方式计算色同步信号的幅值，所以，举例来说，如果采用特殊的连续存储器，就可以使运算电路简化。此外，由于运算电路以数字量形式给出基准电平，所以系统具有一种抑制作用，它把温度或元器件变化所造成的A/D转换器输入端的副载波色信号波动减至较低程度。
其次，本发明有一种很好的效果，即只减少R-y信号的位数就可以使电路简化，而ACC电路所受量化效应的影响并无增加。
此外，本发明能防止色度信号的信噪比下降，因为改变A/D转换器输入端在标准方式和慢动作方式之间的色度信号电平，就可以最大限度利用A/D转换器输入端的有效动态范围。
图1是常规的ACC电路结构方框图。
图2是本发明的一个较佳实施方案的方框图。
图3(a)和图3(b)是两个矢量图，用以表示解调坐标和色同步信号之间的矢量关系。
图4是本发明的另一个实施方案的方框图。
图5(a)和图5(b)是一个框图和工作波形图，用以说明图2和图4两个实施方案中所采用的具体解调器。
图6给出了一个用于图4实施方案中的一个实际的梳状滤波器的结构图。
图7是一个实际的运算电路的结构图，用在图2和图4中的两个实施方案。
下面，根据附图来说明本发明的较佳实施方案。
图2是本发明的一个方案中所用的ACC电路框图。在图中，以输入端子10输入的副载波色度信号经过变增益放大器11放大后，由A/D转换器12转换成数字信号，接着，解调器13对此信号进行解调，例如，介调成R-y信号和B-y信号。这时，APC电路18，产生A/D转换所需的时钟和解调所需的载波，而这个载波被同步，使之与色同步信号同相，并且，APC电路将这两个信号分别送给A/D转换器12和解调器13。解调后的R-y信号和B-y信号送给信号处理单元14和运算电路15。信号处理单元14对色度信号进行处理，使之满足磁带录象机的要求。在运算电路15中，以如下方式对色同步周期进行控制，即在一个色同步周期中，运算电路分别计算R-y信号及B-y信号的平方并相加，然后计算和的平方根，在下一个色同步周期到来之前，这个平方根保持不变。求平方和求平方根这两种运算可以事先做好，例如，可以预先把结果编成表，写入只读存储器。
由于采用上述的工作状态，所以，即使APC电路18产生的载波信号与色同步信号的相位不同步，在运算电路15的输出端也可得到色同步信号电平。对此，我们参照图3加以解释图3(a)是一个矢量图，表示R-y轴、B-y轴和色同步信号三者之间的关系。这时，解调器13输入端的载波被同步，使之与色同步信号同相。图3(b)是所示的矢量图则相应于APC电路18工作不正常，即解调器13输入端的载波信号与色同步信号不同相时的情况。
由图3看出，当APC电路正常工作时，色同步信号分量只出现在B-y轴上。同样，由图3(b)中也可看到当APC电路工作不正常时，色同步信号分量在R-y轴和B-y轴上的出现。然而，由这两个矢量图可以看出不管哪一种情况，由于色同步信号电平是R-y分量和B-y分量矢量合成的结果，因此，如上所述，通过运算电路所进行的运算，即使APC电路工作不正常而导致解调坐标轴有所偏移，也能得到色同步信号电平。
用上述方法获得的色同步信号电平被送到控制电路21，该控制电路由图2所示的减法器17，D/A(数字量/模拟量)转换器16和低通滤波器20组成，用以控制变增益放大器11。控制电路21的工作方式如下所述。D/A转换器16输出的色同步信号电平被减法器17减去来自输入端19的基准电平，其差值通过低通滤波器20后，控制变增益放大器11。结果，A/D转换器12输入端的色同步信号电平，就等于来自输入端子19的基准电平。
下面，考虑本实施方案中的量化误差效应问题。这量化误差的出现是由于以数字方式对色同步信号进行处理的结果。在对同步信号进行数字处理时，希望用比较多的位数。
另一方面，由图3可以看出，当APC电路正常工作时，仅以B-y轴上的分量即可得到色同步信号电平，而不需要R-y轴上的分量。当APC电路误动作时，由前面的解释可知，在求色同步信号电平时，也要用到R-y轴上的分量，但是，由于APC电路的误动作仅发生在彩色信号突然输入的瞬间，因此，错误出现概率是很小的，因此，在APC电路正常工作时，只减少R-y信号的位数，即可简化电路，而量化误差并不增大，此外，即使APC误动作，ACC电路也不致于误动作。
在上述的解释中，作为例子，取R-y信号和B-y信号作为色差信号，然而，当一个分量平行(同相)于另一分量，而后者与色同步信号互成直角(正交)时，同样也可以减少那个与色同步信号正交的分量的位数。
下面，参照附图来说明本发明的另一个实施方案。
图4是本发明的另一个实施方案中的一个色度信号处理系统方框图。一个变换成低频的副载波色度信号以端子30输入，增益控制放大器31的控制信号对它进行电平调节，并且，A/D转换器32，把调节后的信号转换成数字信号，然后经解调器解调出两个色差信号，B-y和R-y。A/D转换器32和解调器33各自所需的时钟和载波信号由APC电路37提供，然后，已解调的B-y信号和R-y信号通过梳状滤波器46滤掉在磁带录象机工作于慢速重放时，混在重放信号中的相邻磁迹的串扰分量。滤波后的信号送给信号处理单元34和运算电路35。运算电路35检出色同步信号的电平，其过程与第一个实施方案相同，运算电路的输出信号经减法器减去由基准电平发生器39产生的基准电平，并将其差值送入D/A转换器，变换成模拟信号。模拟信号通过低通滤波器38后控制变增益放大器31。结果，A/D转换器32的输入电平被适当地控制，使得滤除串扰分量后的色同步信号电平等于基准电平发生器39产生的基准电平。因此，在慢放方式中，由于A/D转换32的输入端叠加了一个串扰分量，使其的输入电平大于标准工作方式时的输入电平，所以这时需要改变基准电平值。在这种实施方案中，基准电平发生器39中有两种基准电平，即电平42和电平43。在设计基准电平发生器时，利用反相器44和转换开关40和41，控制标准电平，使之正比于送到端子45的控制信号。
按照上述的这种实施方案的结构，可选A/D转换器32的输入电平正比于送到端子45的控制信号，所以，当工作于慢速方式，邻道磁迹带来串扰分量时，可以调节旋钮，改变电平，使A/D转换器32的输入不致过多地超过A/D转换器的动态范围，其差值要不大于串扰分量。出于这种原因，当系统工作于标准重放和慢速重放时，要充分利用A/D转速器32输入端的有效动态范围，以防止由于量化噪声的影响使信噪比下降。上面的解释仅针对重放场合，但这个系统也可用于记录场合。
其次，我们参照图5，图6和图7，分别说明本实施方案中解调器33，梳状滤波器46和运算电路35的主要构成。
图5(a)是解调器的具体结构。在对此加以说明时，设量化位数目为6位，采样频率为色度信号频率的四倍，图5(b)示出副载波色度信号被采样的情况，其中，标志0和标志x代表采样点。当锁存器90每隔一个采样点锁存一个采样值时，就得到图5(C)中的信号。对图中标有“0”的各点进行采样，就属于这种情况。由压控振荡器产生一个时钟信号，用1/2分频器97分频后，便得到锁存器的锁存信号。利用异一或门电路91-96，每隔一个时钟周期将锁存器90的输出信号反相一次，就得到了解调输出，如图3(d)所示。在这种情况下，我们假定解调输出是B-y信号，利用图5(a)所示的同一电路进行锁存与反相也可以得到R-y信号，它的解调轴以90°领先于B-y信号。相应的采样点以标志“x”标在图5(b)中，其所以能用这种方法得到R-y信号，这是因为在这种实施方案中，选采样频率等于副载波频率的四倍，所以两相邻采样点的间距相应于90°。
图6示出，梳状滤波器46的基本结构。把当前的信号与上一行的信号相加，即可实现这个梳状滤波器。在本实施方案中，利用移位寄存器100作为一行延迟电路，以完成对信号延迟一行的操作，而用加法器101把这延迟信号与当前的信号相加起来。处理R-y信号和B-y信号用到两个滤波器。对于一行延迟电路还要使用一个存储器。
图7给出了运算电路的一个例子。如前所述，在ROM(只读存储器)110中，事先写入一个表，用这个表可分别查出R-Y信号的平方和B-Y信号的平方，然后求二者之和，以及其平方根。假定R-Y信号和B-Y信号分别为6位，则具有12位地址的数据可以存入ROM110，从ROM110输出的数据即可得到运算结果。利用来自输入端子112的锁存脉冲可以把上述运算结果保存在锁存电路111中，达一个水平同步周期之久。
上述的解调器、梳状滤波器和运算电路的结构并不局限于上述形式，根据现有技术，当然还可以修改成其他各种结构形式。
权利要求
1.色度信号处理系统包括一个变增益放大器，对副载波色度信号的放大进行自动增益控制；一个A/D转换器，对上述变增益放大器的输出信号进行模/数转换；一个解调器，将A/D转换器的输出信号解调成两个色差信号；一个运算电路，根据上述两个色差信号计算副载波色度信号的色同步信号幅值；一个控制电路，根据运算电路的输出产生一个信号去控制变增益放大器的增益。
2.根据权项1，在色度信号处理系统中，解调器有两个不同的解调轴，用以得到相位差为90°的两个色差信号，其中一个解调轴与色同步信号矢量正交，而送给运算单元的两个色差信号的位数是这样分配的，即解调后，在与色同步信号矢量正交的解调轴上，所得色差信号的位数小于另一个色差信号的位数。
专利摘要
在对色度信号进行数字处理过程中，副载波色度信号经过变增益放大器放大后，通过A/D转换器转换成数字色度信号。解调器把这个数字色度信号解调，得到两个色差信号。运算电路，根据两个色差信号计算出在色同步周期期间的色同步信号幅值。色同步信号的幅值通过低通滤波器后，控制可变增益放大器的增益，结果，使A/D转换器输入端的色同步信号电平保持不变。
文档编号H04N9/68GK85104911SQ85104911
公开日1987年2月18日 申请日期1985年6月27日
发明者松本时和, 中川幸夫, 内山伸一 申请人:松下电器产业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan