检测彩色视频信号中噪声的装置的制作方法

专利名称：检测彩色视频信号中噪声的装置的制作方法
一般地说，本发明涉及电子信号检测器，尤其是涉及一种提供彩色视频信号中噪声含量指示的检测器。
视频噪声检测器通常用于视频信号处理装置中。例如，可根据所处理视频信号的噪声水平将这种检测器用于改进功能变化型视频系统中。控制这种噪声的装置举出几种可包括那些具有噪声响应可编程带宽滤波器，噪声响应水平峰化电路，噪声响应可变饱和色度处理器和降噪递归滤波器。
例如，S hellard在题为“FILTER CIRCUIT WITH BANDWIDTH VARIEDAS A FUNCTION OF BIT ERROR RATE AND LUMINANCE LEVEL”美国专利US5,396,293中公开了一种数字视频系统，其中视频带宽做为数字视频信号比特差错率(“BER”)的函数受到控制。在有干扰的情况下，BER增大并被用于引起视频带宽的减小。在这一种具体实施例中，带宽做为比特差错率和亮度信号幅值水平的函数受到控制。
Cochran在题为“AUTOMATIC VIDEO SIGNAL PEAKING AND COLORCONTROL”的美国专利US4,430,665中公开一种噪声受到检测的视频系统并被用于控制两个函数，即视频信号峰值和色度信号水平。在Cochran装置中，作为一个例子，通过视频信号中“长期平均”高频噪声存在的分析来估算噪声，作为另一个例子，则借助于接收器AGC电路对噪声作进一步的估算。做为噪声估算的响应，使亮度信号受到控制，在所接收的彩色电信号有微弱的于扰时，表现出明显的峰值削减。同时，使色度信号分量的幅值被降低，以避免显示的彩色图案呈现过饱和的颜色。
Troiano在题为″NOISE RESPONSIVE AUTOMATIC REAKING CONTROLAPPARATUS”的美国专利US4,376,952中，(为消减峰值的目的)通过对视频信号带通滤波，并通过一个仅在断路间隙启动的采样电路将滤波后的信号加给检测器，以衰减亮度信号的有功部分来检测噪声。这种检测器是脉冲平均型的，在阈值电平以上产生出采样信号峰值的脉冲形式，并被成形且平均，产生一个平滑的控制信号，这是噪声的主要形式，并且基本上独立于在采样间隙阶段发生的亮度信号的迁移。
Liu在题为“VARIABLE PEAKING CONTROL CIRCUIT”的美国专利US4,384,306中描述了一种系统，其中在噪杂状态下使视频信号被削减峰值，通过比较连续的垂直图象点进行噪声检测。在一则实例中，使三条连续以竖直线信号暂时重合(使信号依次延迟1-H和2-H的时间)并被采样，同时还使这些采样受到有脉冲噪声存在的图象分析。
Roeder等人在题为“SIGNAL BACKGROUND NOISE DETECTOR”的美国专利US4,684,989中描述了一种带有得到对应于重复信号的冗余间隔之间的信号差的差分信号之电路的噪声估算系统。大量这种差分采样受到平均，再从各平均值中减去对每次平均做出贡献的各差分采样。从这些平均值和差分采样间的差得到各量值，再将预定数目的这种量值平均，得到噪声估算信号。
本发明的第一种情况在于满足噪声检测器的要求，即避免图象分析的复杂性，并且提供一种较强的、可靠的噪声指示。
本发明的噪声检测装置包括从输入视频信号得到脉冲串组分的机构，测量脉冲串组分相对于加于此的相位参考信号的相位角的机构；从相位角测量得到噪声指示信号的机构。
本发明原理的有益应用包括一个提供具有周期性分量的输入信号的源和一个产生振荡信号的可变频率振荡器。还设置对振荡信号瞬时确定的输入信号采样的机构，以便提供输入信号之周期性分量的采样。还包括一个算术处理器，它相应于各采样，对输入信号的周期分量产生一个角相位误差信号，以便锁相所述可变频率振荡器的振荡信号，同时从该角相位误差信号得到噪声指示信号。
按照附图来举例说明本发明，其中相同的部份用相同的标号表示，这里

图1是包含在本发明中的电视机框图；图2是适于图1实例用的可截止计数的详细框图；图3是适于图1装置用的色同步取样累加器的详细框图；图4是适于图1装置用的直角坐标到极坐标变换器的详细框图；图5是适于图1装置用的限幅器的详细框图；图6是表示图1实例的一个工作状况的矢量图；图7是表示图4直角坐标到极坐标变换器工作情况的表。
图1表示包含在本发明的电视机10，它包括一个提供视频信号S1的视频信号源12和显示视频信号的视频信号处理及显示单元14。对于电视接收器的应用而言，信号源12可以包括一个常用的调谐器，IF放大器和检测器。另外，信号源12可以包括一个或多个适当的基带视频输入开关，用以从大量的视频输入信号中选择基带视频信号。对于电视监视器的应用而言，可以省略调谐器。处理和显示器14可为常规的设计，例如包括亮度和色度信号处理电路，一个显示器(如显象管或液晶显示装置)和适当的显示驱动电路。为简化该图，省去了声音和颜色的处理。
在本发明实施例中，为了将信号源12提供的基带视频信号S1用于视频处理和显示单元14中，利用数字锁相电路16(虚线所示)中的模拟数字(A/D)转换器把基带视频信号S1转换成数字信号S2。噪声指示信号(B0，B1)被加给图象增强处理器18的控制输入端，处理器18被耦接，以便接收显示处理器14的视频信号S3，并将增强的视频信号S4反馈给显示处理器，用以显示。
处理器18的目的是增强所显示的图象的一个或多个参数，并做为由两位噪声指示信号(B0，B1)指示的噪声电平的函数改变这种增强。为此，增强型处理器18可以是比如前面描述过的系统那样的常规设计。回忆Shellard提出的系统，当噪声电平增加时，视频带宽得到令人满意的减小。Liu和Troiano的系统在较弱的信噪比条件下采用“峰值削弱”。Cochran系统利用噪声信号控制视频峰值和色度信号电平。噪声信号其它的有用的应用是控制加给视频信号的噪声衰减程度。很显然，本发明的噪声电平指示信号(B0，B1)存在许多别的应用。
数字锁相电路16包括模拟数字(A/D)转换器20，视频信号S1被加给它，它再像前面所述的那样，将变换后的(数字)视频信号S2送到处理和显示单元14。四倍于彩色副载波频率(4Fsc)的锁相采样时钟信号S5被提供给A/D转换器20，脉冲串累加器(或“正交鉴相器”)22，并通过一个压控振荡器26提供给定时单元24。定时单元24与Vco26提供的“主脉冲”(S5)同步，也与视频处理和显示单元14的偏移定时信号DFL同步，为锁相电路16产生大量的定时信号，包括水平同步(HS)，垂直同步(VS)和色同步选通信号(BG)。
色同步选通信号BG、4Fsc时钟信号和采样的视频信号S2一同被加给脉冲串累加器22，对脉冲间隙期间发生的信号S2的偶、奇采样分类并总计成两组采样。这包括采样X的同相组(发生在脉冲的峰值)和采样Y的正交相位组(发生在脉中的零交叉)。X和Y值代表在笛卡尔(直角)座标系中的脉冲矢量坐标。图3中表示一个示范性的累加器，后面有解释。
继而脉冲矢量的X和Y坐标被加给直角坐标到极坐标变换器30，将直角坐标(XY)变换成幅值为R和相位角为f的极坐标(R、f)。提供这种变换的直接方法是将X和Y值加给有相应半径和角度值编程的只读存储器(ROM)的地址输入口。然而这种配置将需要较大的存储器。一种免除需要较大存储器的较好方法是利用正弦、余弦或正切等三角方法计算出角度。图3是这种坐标系变换器(直角坐标向极坐标变换)的示例，后面有详述。
极坐标变换器30提供的幅值R被加给脉冲检测器32，在视频信号S1不包括脉冲组份时向脉冲相位跳动处理器40的输入端输出一个标有“BLACK&WHITE”(黑白)的信号S8，从而显示一个黑白(单色)图象。
极坐标变换器30还产生另两个信号是NO-BLRST(非脉冲串)信号S6和OCTANT(八分圆)信号S7，二者分别被加给跳动处理器40的输入口。“NO-BURST”信号由位于极坐标变换器(图4所示)中并检测缺少视频信号S2的单个脉冲的第二脉冲检测器产生。这个信息在彩色视频信号被选取的扫描过程中为停止处理而被跳动处理器所需要。例如，在垂直间隔的某一扫描阶段不存在脉冲串(即垂直同步时存在扫描行1-9)。单个的脉冲也可能在实际视频间隙期间在彩色视频信号中消失，这譬如可以是由于来自噪声、磁带偏失等的信号的丢失。
简而言之，在本发明的噪声检测系统中特别需要有两种脉冲检测器。其中一种(图1中的32)具有较长的时间常数或较慢的响应速度(如一个或多个信息组)，用以识辨没有脉冲组分的黑和白(单色)。这个检测器对所有单色视频输入信号截止噪声检测系统。另一种脉冲检测器(图4中的432，436)具有较短的时间常数或较快的响应速度(如一个行时间)，以此识辨扫描基线一个扫描线上消失的脉冲。对于图4中所示的非常快速的脉冲检测器(后面讨论)，如果脉冲多矢量信号L，X坐标和Y坐标较大的幅值高于或低于“NO BURST”阈值源436设定的阈值，则比较器432必需做即刻的判断。在一个彩色视频信号中，有些脉冲总是消失，如在垂直间隙的第1-9扫描行，有些偶尔消失这是因为噪声或磁带漏失。为实现对彩色视频信号中噪声的精确估算，要检测消失的脉冲，并用于提供跳动处理器40的工作修正。
如上所述，极坐标变换器30还向跳动处理器40输出一个称做“OCTANTT”的信号。此信号识辨脉冲矢量角相对于VCO26的参考相位拥有的是八个45°八分圆的哪一个。图6表示八分圆，图7的表列出的是与每个45°八分圆一致的三位二进制码。并于锁相电路，正如同所要解释的一样，八分圆信息被用于对脉冲角进行反正切运算。本发明中还把八分圆信息用于与角度计算无关的别的目的。特别地，本发明中的八分圆信息还用于截止某一相位角的噪声估算处理。
做为一个例子，“OCTANT”(S7)信号禁止在跳动处理器40中对脉冲角在135°～180°的45°八分圆和-135°～180°的45°八分圆中(分别是八分圆3和7)脉冲角的处理。这样避免在存在某一逆复制编码视频信号时视频噪声的错误测量。逆复制编码视频信号是这样一种信号，其中部分视频信号有意按一种造成信号困难的录像磁带方式受到修改。这样一个“逆复制”系统对每二十个视频扫描行的四行变换脉冲相位。本发明这种构造的优点在于，通过按两个接近180°的八分圆的方式对脉冲相位噪声信号截止处理，防止逆复制编码脉冲信号干扰视频噪声的脉冲跳动测量。
极坐标变换器30产生的相位角信号Φ(信号S9)在本发明中用于两个目的，即(i)检测视频信号S1中的噪声，(ii)对视频信号S1的脉冲组份锁相VCO26。具体地说，是将变换器30提供的相位信号Φ加给加法器41、频率误差检测器42和锁定检测器44。锁定检测器44的输出加于开关46，而当锁定检测器指示系统未被锁定时开关46将检测器42的频率误差输出耦合到加法器41的另一个输入端。频率误差检测器42逐行测量相位信号Φ的变化率，它实际上是一个微分器，可通过在一个锁存器中储存前一行的相位并减去当前的和前面的相位值，得到关于时间的导数。
因为相位关于时间的导数等于频率，所以当系统未被锁定时，频率误差检测器的输出正比于频率误差。在锁定解除状态，锁定检测器44使开关46将频率误差信号S10在加法器41中与相位角信号S9相加。当回路失锁时，发现相位角信号增大，令人满意地加快了锁相速度。然而一旦锁定，锁定检测器44打开开关46，从加法器41中除去频率误差信号S10，此后，只由相位角信号S9控制相位。
如上所述，当系统锁定时(开关46打开)加法器41输出包括脉冲相位角信号S9，而当系统解锁时，它包括S9和频率误差信号S10的和。加法器输出信号S17被加给限幅电路50，它提供限幅并将被限幅的相位角信号分成它的符号S11(正或负)和它的量值S12(不带符号的角度)两部分，S11和S12两信号分别被加给二进制速率倍增器60。
二进制速率倍增器60的作用是产生与速率倍增器60相连的环路滤波器62中的电容器充电和放电电流脉冲，从而控制VCO26的振荡频率。电路脉冲产生的速率和数量与相角f的大小成正比。例如当符号信号S11是正时，二进制速率倍增器60产生正电流脉冲(信号S13)，对环路电容器充电并加大VCO的频率。反过来，当符号信号S11为负时，倍增器60产生负电流脉冲(信号S14)，对环路电容器放电并降低VCO的频率。在锁定状态时，相位角Φ的幅值接近零，并且只有产生足够的脉冲才能维持锁定状态。
限幅器50限定相位角信号Φ的原因是防止大相位角或频率误差过分影响电路的工作。限幅器50提供的另一个作用是对跳动处理器40提供一个指示信号(“LIMITING”)，当限幅器50处于限幅状态时显示信号。“LIMITING”(限幅)信号意味着系统被锁定，脉冲相位角大于预定的最小值或限定值。在这种情况下，幅值信号S12受到限制，从而限定了环路滤波器62的最大充放电电流。当系统锁定时，一个典型的“LIMITING”(限幅)值是相位角约为3.5°，当解锁时，限幅电平增加(十倍或更多)，以加快再获锁定的速度。图5示出限幅器50的一种适宜的情况，后面有叙述。
限幅器50给出“LIMITING”信号S15被加给脉冲相位跳动处理器40。按照本发明的一种情况，限幅器50和处理器40的结合给出一种从极坐标变换器30提供的相位角测量值中得到噪声指示信号B0，B1的功能。
更为详细地，当系统被锁定时，限幅器50检测超过较小角(如3.5°)的脉冲相位误差。脉冲相位跳动处理器提供一种在给定的时间间隔内(如半帧或一帧)计数扫描线数的功能，在所述间隔内相角测量值(f)超过检测的阈值角(3.5°)。根据这个计数，跳动处理器40产生并输出计数或它的成比例的变形作为噪声指示信号。在这个例子中，超过阈值相位角的脉冲相位偏移计数和发生在一个半帧内的脉冲相位偏移的计数按比例缩小，提供一个两位的输出信号(B0和B1位)，即提供四个离散的噪声指示(如二进制的00，01，10和11)。然后，此噪声指示信号被加到图象增强处理器18上，以调节由单元14显示的图象参数，如对比度、消晰度、带宽或噪声衰减。
图2是处理器40适宜情况的详细图。实质上，处理器40包括一个无包覆可截止的场频率递增计数器，其输出对两个最重要的位按比例缩小，形成噪声指示信号B0，B1。
处理器40包括六个输入端和二个输出端。输入端1，2和3分别接收“IMITING”信号S15，“BLACK AND WHITE”信号S8和非脉冲信号S6。输入端4和5分别接收八分圆指示信号S7的两个最不重要的位“1” 和“0”，输入端6接收来自计时单元24的纵向计时信号VS。二输出端7和8向图象增强处理器18提供噪声衰减信号的两个位B0和B1。如图所示，处理器40由递增计数器500执行输出，其输出在分频器508中除以16，并加给输出锁存器510，该锁存器给出噪声指示输出信号位B0，B1。递增计数器500通过可截止的“AND”门502被限制信号S15计时。每次限幅器50显示一个大于最小值(如锁定时为3.5°)的相位角时，递增计数器500被递进。每完成半帧，递增计数器500就通过也在锁存器510处锁存递增计数器输出的纵向同步信号VS复位。
递增计数器500的输出被“按比例缩小”或在分频器508除以16，以提供噪声信息更为加强的显示。例如，一个二进制输出值“00”表示在半帧期间已发生不足十六次的限制。输出值“01”表示在半帧期间限制至少出现十六次但不是三十二次。输出值“10”表示限制至少出现三十二次但不足四十八次。最后，输出值“11”表示在半帧期间限制至少出现四十八次。
更为有利的是，发现了按比例缩小计数值，以提供了上面的四种脉冲角(或“跳动”)超过可接受的最小相位误差(如大约3.5°)的次数显示，给出了有用的噪声水平指示数。如果希望更好的结果，可用一个小于16的数除以递增计数器500的输出。通过将计数器的计数“C”直接取作噪声指示信号，可得到最大的结果。
为防止计数器“卷缠”或“过载”，以致造成大量的脉冲误差的情况，由比较器512将被除的计数与数值“3”(二进制的“11″比较。这表明在半帧内计数达到48，而且比较器的输出被加给AND门502的截止输入(由开口的圆标记)，避免在半帧期间的进一步计数。
以上是本发明的一个优点，它防止噪声“假降低”的指示。例如，假设每个噪声视频信号对计数器500计时超过它的模数，则在半帧结束时计数器的输出可能是任意的数。如果这个数小于16，则噪声信号将于“00”，表示一个相对无噪声状态，实际上真实情况正相反。因此，比较器512避免了计数器500的“卷缠”，因而确保不管限幅器50提供多少极限指示，计数器500的计数都不会超过“48”。
上述讨论的计数器500的“不缠绕”特性或过载保护特性举例说明了计数器四个截止状态中的一个，计数器500的其它三个“截止”状态是(i)黑和白(BLACK AND WHITE)(ii)非脉冲串(NO BURST)和(iii)扇形屏蔽(SECTOR MASKING)。我们记得单色视频信号缺少脉冲串，因而避免错误的噪声判断，表明视频信号是单色信号的较长时间常数(帧间隔)脉冲检测器的输出(信号S8)(在端子2处)被加给AND门502的第二个截止输入端。(图中用门输入端处的开口圆圈表示截止输入端)由较短时间常数脉冲检测器提供的非脉冲串(NO BURST)信号S6也在输入端3加给AND门502的另一个截止输入端，避免在垂直同步间隔(没有脉冲)期间计数，并避免对受损脉冲(如由于磁带氧化缺损等导致的脉冲消失)的计数，避免了不精确计数的发生。
计数器500的最后一种截止情况适用于一个关于对应于脉冲相位角的八分圆3和7的两个180°侧的任一个延伸45°的区段内的脉冲角(图6所示)。这在图中被称作“扇形屏蔽(Sector masking)″而且正如前面所解释的那样，目的在于排除所有哪些被计数的脉冲，所说的脉冲很可能是利用逆复制视频编码技术有意相位反转的。如前所述，一项这样的操作，反将二十个视频扫描的四行脉冲相位。不考虑测量中的倒相扫描，有益于保持噪声估算的完整性。
“扇形屏蔽”504包括一个接收八分圆信号S7的两个很不重要的位(“1”和“0”)的二输入端AND门506。图7示出完整的八分圆编码。这个编码与图6中所示各区一致，它决定极坐标变换器30中所用的把正交抽样X和Y变换成极坐标R和f的运算处理。如从编码表中看到的那样，为适于对一个180°的区域加或减去45°，人们只需要在两个八分圆，即八分圆3和7中截止计数器500。正如从三位二进制编码表中明显看到的，八分圆3和7的最不重要的两位是两个逻辑“1”。于是通过“与”八分圆编码的这两个最不重要的位，门506将在任何时候使分八圆编码为“3”(二进制011)或“7”(二进制111)中的一个。因此将506的输入端连接到门502的截止输入端，于是，无论什么时候脉冲相位角处于“被排除”区域(八分圆3或7)，计数都被截止。
图3是图1的脉冲串累加器22(或正交相位检测器)适当应用的详细逻辑图。简单地看一下，累加器的作用是以四倍于彩色副载波频率的频率(4Fsc)对脉冲采样，从而对每90°的脉冲信号产生一个采样。当环路被锁定时，偶采样发生在脉冲的峰值，因而形成“相同”或“X”采样，奇采样发生在脉冲串的轴交点处，形成“正交相位”或“Y”采样。 合到一起，这两个值“X”和“Y”代表直角坐标系中的脉冲矢量。累加器22的作用是进行必要的运算操作，对包括从A/D转换器20产生的脉冲采样中除去直流(DC)成份或“消隐脉冲电平”值(如黑色信号电平)附近的采样适当地分类或合计。
更为详细地说，A/D转换器20产生的视频信号采样为无符号的二进制形式。因为脉冲串出现在水平同步的后沿部分，所以它将有一个DC成份或黑色电平附近的消隐脉冲电平。精确值可能不知道或可能随信号源改变。为了从脉冲串测量值中除去这种成份，首先利用转换器300转换最重要的位(MSB)，将来自A/D转换器20的视频信号从无符号的二进制转换成二进制补码形式。这种运算形式的变化便利了在累加器中采样信号的加减。
接着，来自转换器300的二进制补码采样被送给包括一个“或”门304和一个全加法器306的加/减器302。加法或减法模式的选取由处于彩色副载波频率是VCO26的4Fsc时钟频率四分之一的时钟信号Fsc控制。加/减法器的输出寄存在两个串接的锁存器312和314中，并被反馈给加法器加数输入端。通过对二锁存器在4Fsc采样速率下计时，并利用Fsc时钟每两个采样周期从加到减地变化，同相采样“X”被累加到锁存器312中，正交相位采样“Y”被累加到锁存器314中。因为加法器/减法器按4Fsc时钟的每两个采样周期的在加与减之间交替，“X”采样被交替地加和减，在锁存器312中产生累计的“X”值。它是X值采样(如+X0，-X2，+X4，-X6，+X8，-X10等)的加减交替，结果是去除了X的DC成份。X的脉冲串成份没有取消是因为脉冲“符号”或极性每两个采样交换，使得脉冲串采样相加。因此，各脉冲串采样累加，并且仅是采样的DC分量或消隐脉冲电平部分简单地消除，对于Y采样，有同样的结果。
为了将X和Y采样化限于脉冲串，加法器306的输出(13位和)经色同步信号选通门310被加给累加器的锁存器312，所述门310在每个扫描行的脉冲间隔期间能有48个4Fsc时钟周期。典型的脉冲串(TNSC)将有对应于4Fsc时钟的32个采样的8个完整的周期。色同步信号选通门有意地被设置宽于脉冲宽度，以确保即使在视频信号源实际的计时误差中，也捕获全部的脉冲周期。
在所述色同步信号选通门周期(4Fsc定时的48个采样)结束时，加给锁存器316和318一个色同步信号选通门关闭信号(计时单元24提供)，该二锁存器存储累加的脉冲矢量数据X和Y，以便在数据被转换成极坐标形式时扫描的余部通过限幅器50，并如前述那样，通过对限幅器的限制被超过的次数的计数进行噪声估算。
图4是表示极坐标变换器30的逻辑图。该变换器作用在于(i)将脉冲矢量从直角坐标形式变换成极坐形式(幅值和角度)；(ii)识辨脉冲矢量所在的特定八分圆，(iii)产生“NO BURST”(非脉冲串)信号。
为了提供极坐标变换经各自的二进制反码器电路将来自累加器22的X和Y坐标送到比较和除法电路的各个输入口，二进制反码器电路均包括一个二进制反码或倒相器(400或403)和一个由输入信号的符号位控制的多路开关(402或404)。这就把坐标从二进制补码转换成无符号的二进制码，以便于随后的幅值比较和分隔。例如，当X的符号为“0”(13位，表示正号)时，X幅值的剩余的12位通过多路开关402直接传递给电路410的X输入端。然而，如果X的符号是负(二进制“1”，表示负号)，则多路开关402把所补的12幅值位耦合给电路410的X输入端，从而把X变换成无符符号的二进制形式。Y输入信号的幅值位在Y符号位(位13)的控制下类似地转换成无符号的形式，加给比较和除法电路410的Y输入端。比较和除法电路410固有地包括一个识辨X和Y较大值的幅值比较器，该回路输出该值作为信号“L”(即“较大”)。信号“L”用于表示加给脉冲检测器32的脉冲极坐标矢量S12的“幅值”。
极坐标幅值信号“L”还被加给短时间常数的NO-BURST检测器，该检测器包括一个将信号“L”与由NO-BURST(非脉冲串)阈值信号源436提供的参考电平信号相比较的比较器432。出于对整个系统的调节，阈值信号源436以可编程方式提供大量的参考值。例如可得到脉冲参考值16，32，64和128。按照IRE信号电平而言，这些参考值相应于1，2，4和8IRE电平的脉冲幅值。当幅值信号“L”小于脉冲参考信号R时，比较器将信号“L”(这是X和Y矢量成份中较大者)与阈值信号源436提供的脉冲参考电平相比，并输出NO-BURST信号S6。如前所述，与有一个半帧频率时间常数来检测单色视频信号的长时间常数脉冲检测器32相比，此脉冲检测器的时间常数较短。如前所述，NO-BURST信号S6对具有脉冲消失的扫描，如垂直同步扫描和脉冲丢失扫描，抑制视频噪声电平的计算。
由三位八分圆识辨信号S7识别脉冲矢量的特定八分圆。最重要的位包括“Y”输入信号的符号位。第二个重要的位B1包括“X”输入信号的符号位。最不重要的位LSB包括“X”输入信号符号位与电路410X＜Y幅值比较器输出的“或”。如前所述，图7按照这种三位编码识辨八分圆0-7。简单地看，八分圆编码的较低两位在扇形屏蔽504中被“和”，从接近180°(+/-45°)的噪声计算中排除这些脉冲，以防止来自脉冲周期性反转型的逆复制保护磁带的视频材料的误差。
现在详细地考虑极坐标变换器30的极坐标变换作用。这种变换基于一种近似，即对于小角度(如45°以下)来说，由直角坐标X和Y确定的角的反正切近似等于被X和Y中较大值除的X和Y的较小值。电路410包括一个幅值检测器，如前所述，它决定X和Y的相对大小。此检测器固有地被用于进行小信号被大信号的除法(标为“S/L”)并且此数用于表示覆盖范围为45°的极化角的7个最不重要的位。为覆盖整个圆(360°)，变换器30根据脉冲矢量所在的八分圆加或减去0°，90°或180°的角。这些八分圆如上所述的那样被确定，每个八分圆全部值的导出运算示于图7中。
更详细地说，利用全加法器420在转换器30中进行图7对脉冲矢量角的算数运算，加法器420利用“异”门414和倒相器422能够加或减。提供两个多路开关416和418，以向加法器420的一个输入端提供0°90°和180°的等值固定角。通过选取适当的固定角，并将其与脉冲角(信号S/L)的反正切近似值算术地合并(如相加或相减)，能够表示八分圆0-3中的任何脉冲角。通过反转八分圆0-3中相应的一个算得剩余的八分圆4-7。这些是通过把“异”门428连接到加法器420的输出端完成的。
做为脉冲角计算的一个例子，假设矢量X和Y二者都是正值，并且X大于Y。这表明脉冲矢量在八分圆“0”中，即位于0°和45°角之间，并且其角度值约等于Y/X(小的被大的除)。因为X是正值，多路开关416将选择“0”做为对应于零角度的输出。如前所述，因为假设X大于Y，所以比较器信号X＜Y将也为零，从而导致多路开关418选择零角度的开关416的输出。对于这种情况，加法器420把一个零常数(来自调制器416和418)加到来自比较和除法电路410的反正切近似值(S/L)。并且因为Y的符号为零(Y是正)，此值(+S/L)做为脉冲相应角S9将通过异门428输出。
对不同的八分圆，加法器420将不同的常数加到S/L上，有如加法器输出端插入的虚线所示，也如图7的表所示。例如，对于八分圆1中的脉冲矢量，完整的矢量角是由开关416提供的90°参考值减去S/L值。在八分圆2中90°值加到S/L值，在八分圆3中脉冲矢量由180°减S/L值确定。对于其余的八分圆4-7来说，脉冲矢量的值关于相应的八分圆0-3精确地确定，除了加法器420的输出被异门428转换，因而转变了显示的脉冲相位角的符号。
图5是限幅器50的逻辑图。该单元将脉冲矢量误差信号(即相位加频率信号S17)转换成符号和幅值形式，并提供两种方式的限制功能。当系统锁定时，它将误差信号幅值限定到“7”；而当系统被解锁时，将误差信号幅值限定在“127”的水平。按照脉冲角度数而言，二进制值“7”和“127”分别对应于3.5°和63°。在达到限幅之前，为解锁状态提供一个较宽的限制是有益的，就在频率边界(S10)提供的速度增强之外又增强了锁定捕获速度，频率边界的增强是当回路处于解锁状态时由加法器41加到相位边界(S9)的。
更详细地说，在限幅器50中，由二进制反码器502和多路开关504将来自加法器41的相位加频率信号S17从二进制补码形式转换成无符号的二进制形式。当符号位为零(表示一个正数)时，由输入信号的符号位控制开关504，以选择14幅值位作为输出(S50)；而当符号位为“1”(表示一个负数)时，选择二进制反码器502的输出，从而产生一个无符号的二进制输出信号(S50)。输入信号的符号值(15位)也储存在锁存器510中，为二进制速率倍增器确定输给回路滤波器的电流(电流升高或电流降低)极性提供符号位信号S11。
无符号的二进制相位角信号S50被加给比较器508，当信号S50大于“127”的值时，多路开关512选择信号S50的7个最不重要的位，否则，开关512选择“127”的常数“上限”值作为输出。于是，电路的这一部分向“127”电平提供一个脉冲相位角信号的第一限制电平。例如，若脉冲相位角是小于“127”的任何值，则比较器508将选择平切的信号S54作为开关512的输出信号S56。相反，任何大于“127”的脉冲相位角将导致开关512选择“127”的参考值作为输出信号S56。
比较器514、“与非”门516和第二多路开关518提供信号S56的第二级限制。具体地说，比较器514使脉冲相位角信号S56与参考电平“7”比较，并且若信号S56大于“7”的值，则提供一个高输出。(注意二进制“7”对应于约3.5°角)。“与非”门516接收比较器514的输出，并且当锁定检测器的输出很低时，能够由锁定检测器44指示回路的“锁定”状态。如果输入信号S56小于“7”的值，并且回路被锁定，则开关518将选择信号S56作为脉冲相位角。如果输入信号S56大于“7”，并且回路被锁定，“与非”门516将导致开关518选择一个“7”的固定限制值作为输出，从而当回路锁定时，将脉冲相位角限定在大约3.5°。
由于脉冲幅值信号S58无符号，所以限定的角可能因脉冲相位超前或落后参考相位(注意参考相位VCO26被4除，这是彩色副载波频率Fsc的输出)而加或减3.5°。然而，如果回路解锁，“与非”门516将导致开关518选择信号S56(有一个“127”的限制电平)作为输出脉冲矢量角。锁存器520被用于储存脉冲矢量角信号S12。
让我们简单地回顾，“与非”门516为处理器40提供“限幅”输出信号S15。如果回路被锁定，并且脉冲角大于与太约3.5°脉冲相位角对应的“7”的参考值，则信号将为高电平。如果回路未锁定或相位角误差低于大约3.5°的脉冲相位误差对应的“7”的限制值，则“限幅”信号将为低电平。如前所述，当为了放大视频噪声信号电平指示信号(B0，B1)而锁定回路时，处理器40计算所限的倍数。
权利要求
1.一种检测噪声的装置，其特征在于包括一个提供彩色视频信号的信号源(20)；一个相位角测量电路(22)，相对于传送到此电路的相位参考信号测量所述彩色视频信号的相位角；一个输出回路(40)，从各相位角测量值得出噪声指示信号。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于其中输出回路包括在相位角测量值超出第一角的给定的时间间隔内对扫描数进行计数的(500)；输出计数或者计数的按比例转换数成为噪声指示信号的装置(510)。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括截止电路(504)，从所说的处于大约180°的预定角度范围内的计数中除去相位角的测量值。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述测量电路包括正交检波器(22)，它将所述彩色视频信号的脉冲串组分和参考信号分别加给正交相位检测器，用以分别得出同相的和正交相位输出的信号X和Y；直角坐标到极坐标变换机构(30)，它将所述同相和正交相位输出信号X和Y变换成相位角指示信号，加给所述输出回路，以便得到所述噪声指示信号。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述测量电路包括采样机构(312，314)，在四倍于所述参考频率Fsc的频率4Fsc条件下产生所述脉冲组分的采样；累加器(316，318)，对所述采样分类，提供两组正交的相关采样；一个极坐标变换器(30)，从每组采样形成一个相位角指示信号(S9)，用以得出所述噪声指示信号。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于所述输出回路包括一个计数电路(500)，用于对在给定的时间间隔内落在给定范围内的值的相位角测量值计数；输出表示计数的信号作为噪声指示信号的机构(510)。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括一对读出电路(32，432)，分别关于在行-行和半祯-半祯基础读出脉冲的消失；一个截止电路(504)，响应于所述读出电路，在脉冲消失时截止角度测量。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括一个截止电路(404)，用于排除落在选定的、导出噪声指出信号的八分圆内的相位角测量值。
9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括对相位角接近0°排除所述测量的机构(504)；对相位角接近180°排除所述测量的机构(504)；排除消失一个所述脉冲组分的测量的机构(432，502)；识辨所述视频信号单色间隙，并排除在单色间隙内的测量的机构(32，502)。
10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于还包括修改所述彩色视频信号的参数，作为所述噪声指示信号预定函数的机构(18)。
11.一种锁相电路，其特征在于包括一个提供具有周期性组分之输入信号(S1)的信号源(12)；一个产生振荡信号(S5)的可变频率振荡器(26)；一个在由所述振荡信号确定的时刻对所述输入信号采样，以提供所述输入信号周期性组分采样的装置(20)；响应所述采样，产生相位误差信号(S9)，对所述输入信号(S1)的周期性组分(S2)锁相所述可变频率振荡器的振荡信号(S5)的装置(22，30)；从相位误差信号得出噪声指示信号的装置(40)。
12.按照权利要求11所述的锁相电路，其特征在于所述得出噪声指示信号的装置包括一个检测超出给定相位角的相位误差信号值检测器；一个对发生在给定时间间隔内被测得的误差值数目进行计数的计数器。
全文摘要
一种相位检测器(22)提供输入信号的彩色脉冲组分相位角误差测量。超过给定角度阈值的脉冲相位误差被检测，在给定时间内发生的脉冲相位误差数被计数。从累加的计数中得出噪声指示信号(B0，B1)，并加给视频图象处理器(18)，以控制显示图象的参数。
文档编号H04N9/64GK1152714SQ9611441
公开日1997年6月25日 申请日期1996年9月14日 优先权日1995年9月15日
发明者M·F·朗姆赖希 申请人:汤姆森消费电子有限公司