专利名称：利用传输误差信号的增强型电视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分辨率电视系统。
电视行业一直在努力改善显示屏上电视图象的质量。使用标准广播电视信号的几种先有技术包括利用行和帧多通带滤波器的自适应亮度/色度分离(如美国专利4，617，589中所描述的)，自适应递归滤波器(如美国专利4，639，784中所描述的)以及自适应逐行或顺序扫描装置(如美国专利4，598，309中所描述的)。这些系统中的每一种系统都具备有效地改善显示图象的潜力，然而，这些潜力尚未完全实现。这些系统中的每一种通常为一些特定的图象序列提供预科的可能改进。另一方面，对于包括例如相继图象或摇摄中的物体运动的图象序列，由于没能提供用于控制所述自适应信号处理的、成本上具有竞争性的无误差参数检测器而使图象质量蒙受损失。
用于改善图象质量的更引入注目的技术涉及用附加信号分量改造标准广播信号，这些附加信号尤其有效地增加亮度信号的带宽，同时保持总信号能被当前“标准”接收机接收的兼容性。已经开发了专用的或扩展分辨率电视(EDTV)接收机，用于接收改造后的广播信号并利用附加信号产生高质量图象。这些系统中的一个难题在于把足够的信息包含在规定的信道频谱空间内，同时保持信号的反向兼容性。M.A.Isnardi等人在题为“ACTV系统中的译码问题”(IEEETrans.onConsumerElectronics，Vol.34，NO.1，1988年2月，PP.111-120)中描述了扩展分辨率系统的一个实例(还在1987年12月29日提交的，申请号139，340的美国专利申请中描述了该实例)。在Isnardi等人的系统中，把三个附加信号分量加到标准的NTSC广播信号中。在加到NTSC信号中之前，对这些信号分量进行幅度和/或带宽压缩，以避免它们在标准接收机中引起干扰/人为现象。所述附加信号之一称为垂直-时间(V-T)辅助信号，它包含帧间差值信息，后者被EDTV接收机用于把隔行扫描广播视频信号转换成逐行扫描显示信号。由于该信号的幅度压缩，在高噪声环境中，所述辅助信号也许不能提供满足要求的信息。
本发明的目的是提供产生高质量图象的电视系统。在系统的接收端的本发明的实施例包括具有信号参数自适应处理装置的视频处理系统。该处理装置包括信号参数检测器，后者对待处理的信号敏感而产生自适应地控制信号处理过程的控制信号。所述装置还包括用于提取与待处理的视频信号一起发射的参数检测误差信号的检测器。连接在参数检测器和处理装置之间的电路系统响应参数检测误差信号而补偿由参数检测器产生的错误信号。
在系统的发射端的本发明的另一个实施例包括用于产生视频信号的编码器，用于产生控制信号的、具有仿效接收端处理系统响应的参数检测器，以及与所述编码器合作以产生基本上无误差的控制信号的另一个参数检测器。比较器对来自所述参数检测器的控制信号以及来自所述另一个参数检测器的基本上无误差的控制信号做出响应，产生参数检测器误差信号。信号组合器把该误差信号与来自编码器的视频信号组合在一起，以便发送给接收装置。
图1是体现本发明的电视系统的方块图。
图2、3和4是可以在图1的电路系统中实施的其他信号组合电路系统的方块图。
图5A是包括体现本发明的自适应信号处理电路系统的电视接收机的方块图。
图5B是利用本发明的典型的自适应多通带滤波装置的方块图。
图6是包括本发明的实施例的EDTV接收机的方块图。
图7是用于为体现本发明的EDTV系统产生参数误差信号的典型电路系统的简图。
图8是用于说明图7电路系统的一部分TV信号格式的图示说明。
图9是用于产生与编码视频信号一起发射的误差信号的另一种装置的简图。
图10是用于降低所述参数误差信号(PES)的出现频率的电路系统方块图，所述PES可以是由图7电路系统产生的。
图1说明本发明的基本概念。该图的右侧包含电视接收机的电路系统，作为例子，所述接收机包括显示或记录装置(即，盒式磁带录相机)。该图的左侧示出用于产生由所述接收机接收的信号的装置。所述信号通常是标准接收机能接收的兼容信号，但也包含对标准接收机透明的辅助信息。该辅助信息相应于供图1接收机用的上述参数误差信号(PES)。
所述信号被接收机的天线30所接收，并被耦合到高频头/中频电路系统32，后者产生基带视频信号。该基带视频信号加到信号分离器42，后者把PES信号从视频信息中分离出来。该视频信息耦合到至少包含一个自适应处理元件的视频解码器36。解码器36中有检测器40，用来响应信号特性或参数(例如，信号幅度或跃迁)而产生控制所述自适应处理元件的响应的信号。检测器40易于产生控制信号误差。来自检测器40的控制信号和来自分离器42的PES信号耦合到控制信号校正电路38的相应输入端。图中以“异-或”门表示校正电路38，但是，实现上该电路可以是其他电路系统，其形式取决于所加的控制信号和PES信号的类型。来自校正电路38的校正后的控制信号耦合到解码器36中的自适应处理电路。来自解码器36的解码后的信号耦合到，例如显示装置34。
可以把PES信号设计成从空间相关的模拟信号到时分多路压缩数字信号多种不同的模拟或数字形式。在后一种情况下，首先对PES信号进行扫描宽度编码，然后进行统计编码[例如，赫夫曼(Huffman)编码法]以减小其密度，最后，在图象信号的消隐期间进行时分多路传输。在这种情况下，来自信号分离器42的PES信号经由扫描宽度/统计解码器44耦合到控制信号校正电路38。
参数检测器40预定具有简单的结构，以放宽对接收机的设计限制以及降低接收机的元件成本。由于不完善，检测器40易于产生多种错误的控制信号。但是，出现误差的次数通常是少的，因此，代表这种错误的出现率的PES信号只需要比较窄的带宽，例如200KHZ。
在该系统的发射端，由信号源10提供图象信号，该信号源可以是电视摄象机。该图象信号可以具有逐行扫描或隔行扫描程式，并且，可以具有亮度(Y)、色差(I)和Q信号分量，或者，具有红、绿、兰等信号分量。这些信号分量耦合到编码器12，后者可以是美国国家电视制(NTSC)，逐行倒相制(PAL)、MAC或扩展分辩率电视(EDTV)编码器。编码器12按照所要求的传输标准处理所述信号分量以产生视频信号。解码器20连接到编码器12的输出端。解码器20的结构类似于解码器36，并且，包括类似于检测器40的参数检测器22。解码器20至少包含解码器36的处理电路系统中的足以产生以下效果的部分，即参数检测器22的输出信号基本上仿效解码器36中的检测器40的响应。
所述发射电路系统中包括预定产生基本上无误差的参数控制信号的第二参数检测器14。按照所检测到的参数和所预料的误差源，检测器14的输入信号可取自编码器12内部、取自编码器12的输出信号或取自解码器20内部。参数检测器14和22基本上对同一信号特性敏感。检测器14和22的输出控制信号耦合到电路系统18，后者把来自检测器22的信号与来自检测器14的信号作比较，以产生参数误差信号PES。该PES信号和编码的视频信号耦合到电路26，后者组合这二种信号以便发射。
在耦合到信号组合器26之前，可以对PES信号进行扫描宽度编码和统计编码(电路24)。
按照加到检测器14输入端的信号的不同出处，必须在特定的信号通路中包含补偿延迟，例如，延时元件16或17。熟知电路设计领域的技术人员容易理解应当在何处加入补偿延迟。
比较电路18的结构可以取不同的形式。例如，如果来自检测器14和22的两种信号是单比特双电平的数字信号，那么，电路系统18可以由单“异”门构成，每当所述两种信号不同时，该“异”门就产生逻辑1电平，而当这两种信号相同时，该“异”门就产生零逻辑电平。另一方面，如果来自检测器14和22的两种信号是多比特二进制信号，那么，信号电路系统18可以在每个信号通路中包含阈值检测器以及和阈值检测器输出端相连的“异”门。在多比特二进制信号的另一种比较方案中，电路18可以包括一个减法器，此时，所述PES信号取自符号位输出端或差值输出端。在后一种情况下，PES信号是多比特信号。如果需要的话，可以通过把所述多比特PES信号加到阈值检测器而把该多比特PES信号还原成单比特信号。
图2说明可用作信号组合元件26和信号分离器42的电路系统的第一实施例。该电路系统具有美国专利4，660，072中所述的类型，该电路与视频频谱的空白部分(称为“Fukinuki频段死点”)中的辅助信号发生频率交错。这种频率交错类似于NTSC图象的亮度信号与色度信号的频率交错。
图2中，频率为fs2的彩色副载波信号Fsc在分频器102中进行2分频，然后，加到180°相移器104，以产生频率为Fsc/2的互补副载波信号。该互补副载波在相隔的水平行间隔期间经由多路转换器110加到幅度调制器112的载波输入端。PES信号耦合到调制器112的信号输入端。调制器112的输出信号与来自编码器12的视频信号在信号加法器114中组合，以产生发射信号。由于编码器12和加法器114之间具有适当的补偿延迟，PES信号可以与视频信号空间相关。在另一个方案中，例如，可以对PES信号进行压缩和时移(在元件106中)，使其出现在水平消隐间隔中，并且，举例来说，可以将该PES信号与亮度高频分量(美国专利4，660，072中所述)或其他辅助信息一起在多路转换器108中进行时分多路转换，然后，加到调制器112。
在接收端的信号分离器中，在时空滤波器115中对接收到的信号滤波，以分离出已调载波，然后，在减法器中，从所述接收到的信号中减去所提取的已调载波，以产生编码的NTSC信号分量。从滤波器115所提取的已调载波在元件117中被解调。假设对所述调制信号如上一实例进行时分多路变换，那么，将已解调的信号加到2比1的多路分离器118，后者将信号YHIGH和PES分成两个分离的信号。信号YHIGH和来自减法器113的信号耦合到解码器(例如，图1中的36)。PES信号加到电路系统119，后者对已压缩的PES信号进行时移和扩展，使得该PES信号与视频信号空间相关。然后，该PES信号耦合到控制信号校正电路38。
图3说明信号组合电路系统的第二实施例。在该电路中，用图象或射频(RF)载波的正交调制技术把PES信号与编码的视频信号组合起来。图3中，所述RF图象载波耦合到第一幅度调制器124的载波输入端，并且相移90°，然后，加到第二幅度调制器120的载波输入端。该视频信号和PES信号分别耦合到调制器124和120的信号输入端。调制器120和124的输出信号在加法电路130中线性组合，以产生发射信号。在接收机中，可以用同步正交解调器将视频信号与PES信号分离。
注意，对于图2和3的组合电路，最好在把PES信号加到相应的调制器之前，对它进行幅度压缩。
图4说明组合电路系统26的第三实施例。在该实施例中，在视频信号的垂直消隐间隔中对PES信号进行时分多路变换。为此，必须对PES信号进行压缩和时移。可以用公知的扫描宽度编码技术来实行这种压缩和时移。可以用统计编码方法(例如，用霍夫曼编码法)进一步压缩所述扫描宽度数据。此后，可以把已编码的信号加到循环冗余校验(CRC)编码器，将该信号格式化为便于进行传输误差检测和校正的信号。
图4中，假定PES信号是二进制信号，并且被耦合到编码器140，以便把图象的整个场或整个帧的位映象格式的数据压缩成能够容纳在垂直消隐间隔(也可能是水平消隐间隔)中的格式。编码器140可以是组合的扫描宽度-统计编码器。把来自编码器140的已编码数据按整场或整帧的方式写入存储器142。在接着的场/帧垂直消隐间隔期间，从存储器142中读出所述已压缩的PES数据，并把它加到多路转接器146。把视频信号(例如，来自编码器12)加到补偿场/帧延迟元件145，然后，把延迟的视频信号加到多路转接器146。耦合到多路转接器146的视频数据场/帧与加到该多路转接器146的已压缩的PES信号的场/帧相对应。地址发生器144中产生的信号用于在垂直消隐间隔期间从存储器142读出PES信号，该发生器分别受控于水平和垂直同步信号Hs和Vs。地址的生成频率受控于象素时钟信号，该频率的标称值是色度副载波频率的四倍。地址发生器144还产生支配多路转接器146的控制信号，以便在垂直消隐的所要求的部分间隔中把存储器142的输出耦合到发射机，并且，在场/帧发送时间的有效部分中把视频信号耦合到发射机。
图5A说明包括两个自适应处理器、自适应多通带滤波器58和自适应减噪器60的接收机。假定将PES信号正交调制到图象载波上，如图3中所示。因此，高频头33将包含用于将基带视频信号与PES信号分离的正交鉴相器。进一步假定对于分别包含运动物体和不包含运动物体的图象，所述自适应多通带滤波器在行多通带滤波器与帧多通带滤波器之间切换。还假定所述自适应减噪器是一种其功能响应依赖于图象运动情况的帧式递归滤波器。电路58和60中的参数检测器预定检测图象运动情况，并且，可以把具有适当时间延迟(62)的公共PES信号加到电路58和60。在自适应的帧多通带滤波器和递归滤波器中，来自运动检测器的运动信号预定是多比特信号，后者加到例如ROM电路的地址输入端，以便对该ROM编程以产生功能上与地址信号值有关的有限个加权信号。该加权信号作为控制信号加到所述多通带滤波器中的软开关和所述递归滤波器中的信号定标电路。在电路58和60中，通过把PES信号耦合到产生加权信号的相应的ROM电路的另一个地址输入端来校正运动检测误差。在这种情况下各ROM将装有提供附加地址位的附加存储值。首先假定所述PES是单比特信号，它仅仅表示由本地参数检测器产生的信号是错误的，即，所述检测器未能检测到运动、或者、当不存在运动时检测到运动。对各ROM编程，以便当用所述PES信号表示检测误差时，响应PES信号与本地检测器信号的组合地址，以提供适当的缺省加权信号，为后者选择适当的值，以提供优于错误信号的系统性能。
另一方面，如果所述PES信号是多比特误差信号(其值对应于校正检测信号与由本地检测器提供的信号的差值)，那么，可以把该PES加到本地检测器信号上，或者，从本地检测器信号中减去该PES。该PES和本地检测器信号的和/差信号耦合到相应的加权信号ROM的地址输入端。
在另一个方案中，电路58和60中的参数检测器可以预定对不同信号特性起反应，为此，电路58和60需要性质不同的PES信号。所发射的PES信号可以是时分、频分等等多路传输信号，以适应这种系统。该接收机包括用于分离性质不同的PES信号并把它们耦合到适当的电路系统的信号分离电路61(图中用虚线表示)。例如，组合的PES信号可以是用两个信号PES1和PES2正交调制的载波。在这种情况下，信号分离器61是正交解调器。
图5B说明利用本发明的自适应行多通带滤波器。这类滤波器预定能基本上消除由固定的行多通带滤波器产生的所有不希望有的人为现象。该自适应行多通带滤波器选用或者行延迟样值，或者行超前样值与当前样值组合，以产生已滤波的信号。在接收端，复合视频信号加到两个一行周期延迟元件84和86的级联电路。从延迟元件84的输出端取出当前样值，并把它加到减法器88的一个输入端。从延迟元件86的输出端取得的行延迟样值耦合到开关90的一个接线端。从延迟元件84的输入信号取得的行超前样值耦合到开关90的第二接线端，该开关的输出信号耦合到减法器88的第二输入端。减法器88的输出信号是经过行多通带滤波的色度信号。所述当前样值，行延迟样值和行超前样值都耦合到参数检测器92，后者可以具有美国专利4，050，084中所述的形式。检测器92判断所述超前样值和延迟样值中哪一个的幅值最接近当前样值的幅值，并产生相应的输出信号。由检测器92提供的输出信号耦合到异门94的一个输入端，该异门的第二输入端接收所传输的PES信号。所述异门的输出端连接到开关90的控制信号输入端。
所述PES信号的逻辑1值表明检测器94将提供错误的信号。对于图5B的系统，检测器92产生双电平逻辑输出信号，只要信号PES是逻辑1值，异门94就产生该双电平逻辑信号的补码。这样，对于检测器92产生的所有预料到的误差，异门94校正了加到开关90上的控制信号。
在发射端，解码器20(图1)包括级联的两个一行周期延迟元件74和76，后者分别对应于接收机中的元件84和86。具有与检测器92相同的结构的检测器78以相同的方式连接到延迟元件74和76。来自检测器78的检测信号耦合到异门80的第一输入端，该异门的输出端提供所述参数误差信号(PES)。比检测器78和92不易出错的参数检测器72连接到延迟元件74和76，以提供基本上无误差的检测信号。检测器72的输出信号耦合到异门80的第二输出端。仅当检测器72和78同时提供不同的检测信号时，异门80才产生表明检测错误的逻辑1输出值。注意，参数检测器72可以具有美国专利4，636，840中所述的形式。
图6说明本发明在Isnardi等人的文章中所述的EDTV系统中的应用。在Isnardi等的系统中，所产生的广播电视信号对用标准接收机接收是兼容的，并且，在用EDTV接收机解码时，该信号将产生高分辨率，大宽高比图象。所产生的信号包含“Fukunuki频段死点”的附加信息以及正交调制在图象载波上的信息[垂直(V-T)辅助信号]。在不改变当前信号格式的情况下，包含PES信号的一个逻辑空间存在于垂直消隐间隔中，并且，可以通过图4类型的组合电路来完成这种插入。但是，显然，在适当改变EDTV信号格式的情况下，可以利用图2至4的组合电路中的任何一种来把PES信号包含在EDTV信号中。图6示出经过改动以应用PES信号的Isnardi等的接收机的一部分的方块图。
所述信号被天线150接收，然后耦合到高频头152，后者包括用于从视频信号中分离出V-T辅助信号的正交解调器。所接收的信号具有隔行格式，但是，所述接收机产生逐行扫描显示。所述V-T辅助信号预定提供漏行亮度信息，后者是将隔行扫描信号精确地变换成逐行扫描信号所必需的。参考图8有助于理解该过程。所述系统使用逐行扫描信号源，该信号源的图象信息每1/60秒具有525视频行。图8的意图是表示所述信号源信号的若干图象周期的一部份。每个园点(实点或空心点)表示逐行扫描信息的一行。就隔行扫描信号而论，列FN+i表示顺序的场。实点表示最终以隔行扫描信号播放的视频信息的行。发射之前，由空心园表示的行基本上被淘汰。以所淘汰的图象行(例如Xi)和时间上相邻的发射行(例如Ai和Bi)的平均值之间的差值的形式产生垂直-时间(V-T)辅助信号，即，V-T＝Xi-(Ai+Bi)/2。在接收机中，将隔行扫描的各行解码和时移，以便进行逐行扫描显示。产生所述遗漏的行，例如Xi，其方法是将时间上横跨所述遗漏行的隔开的行例如Ai和Bi取平均值，然后，把该平均值与所述辅助信号相加。即，所产生的行Xi是Xi′＝[Xi-(Ai+Bi)/2]′+(Ai′+Bi′)/2≈Xi(1)该方程中标以撇号的字母表示所发射并解码的信号，因此，不可能准确地代表原始信号。这样，重新产生的信号Xi′不可能准确地代表原始信号Xi。
图6中，来自高频头152的视频信号加到宽屏幕隔行扫描解码器156上，后者产生Y、I和Q隔行扫描信号分量，如Isnardi等的文章中所描述的。I和Q色差信号耦合到隔行-逐行扫描变换器162，后者通过以两倍于隔行扫描的频率简单地重复相应的行来进行这种变换。逐行扫描的I和Q信号耦合到矩阵电路(末示出)，在该电路中，所述I和Q信号与亮度信号组合两产生用于显示装置的R、G、
基色信号。
隔行扫描的宽屏幕亮度分量耦合到由262行间隔延迟元件168、1行间隔延迟元件170和262行间隔延迟元件172组成的级联电路。延迟元件168的输入端以及延迟元件170和172的输出端同时提供分别来自Bi，Ci和Ai(图8)的重现信号。延迟元件170的输出信号耦合到加速元件208，后者把所加的隔行扫描的行压缩到半个隔行扫描行间隔中。加速电路208的输出信号耦合到2比1倍频器206的第一输入端。
延迟元件168的输入信号和延迟元件172的输出信号耦合到加法器174，后者把这两种信号相加。由加法器174产生的和值被除法器202分成两半而产生平均值(Ai+Bi)/2，后者耦合到加法器201。来自高频头152的V-T辅助信号耦合到加法器201的第二输入端，以产生具有隔行扫描间隔的漏行Xi。在加速电路204中对这些行Xi进行时间压缩，然后，把它们耦合到倍频器206的第二输入端。倍频器206响应隔行扫描行频信号而交替地把来自加速电路208的压缩的实际行和来自加速电路204的压缩的新增行耦合到上述矩阵电路。
图6的装置中包含用于实施本发明的其余元件。图6包含隔行扫描的运动自适应装置，该装置用于当V-T辅助信号不可靠时产生所述遗漏行。
预定在发射之前对V-T辅助信号进行显著的幅度压缩。因此，在高噪声广播环境中将所接收到的V-T辅助信号的信噪比变坏。在这种情况下，可能更希望所述接收机自激地产生遗漏行Xi，即，不必借助于V-T辅助信号60为了激励所述运动自适应装置，在线路中接入用于接收V-T辅助信号的信噪比检测器164。当出现低质量信噪比时，检测器164产生一种信号，后者借助开关166把耦合到加法器201的V-T辅助信号嵌位到零值。此外，切断加法器201通向加速电路204的输出端，并且，把运动自适应装置(加法器190)的输出信号经由多路转接器200耦合到加速电路204。
所述运动自适应装置用行内插法或帧内插法产生遗漏行Xi。当出现帧间运动时，由同一场的垂直方向上相邻的两行(Ci和Ci+1)的平均值产生所述遗漏行Xi。当没有帧间运动时，由时间上相邻的行(Ai和Bi)的平均值产生遗漏行Xi。帧间运动由差值检测器178检测，该检测器和隔行亮度信号相耦合，并确定差值Bi-Ai。(注意，术语“运动检测”实际上是一种误称，因为，除了图象物体运动的原因之外，诸如图象亮度的变化也可以产生帧间差值)。
借助加法器176和除法器180实行行间或帧内插值。在加法器176中，把来自一行延迟元件170的输入端和输出端的、空间相邻的隔行扫描行Ci和Ci+1的信号相加。这些和值加到除法器180，后者产生内插的遗漏行Xi＝(Ci+Ci+1)/2。
可以从除法器202得到帧间内插的遗漏行Xi＝(Ai+Bi)/2。行间内插的各行直接耦合到软开关203的一个输入端。帧间内插的各行经由加法器201耦合到软开关203。[在所述运动自适应装置激励期间，加法器201的第二输入信号(V-T辅助信号)被嵌位在零值，于是，加法器201末改变所述帧间内插的加行]。
软开关203由与可变定标元件188及加法器190级联的减法器186组成。来自除法器180的行间内插信号LIS耦合到减法器186的被减数输入端。来自除法器202的帧间内插信号FIS耦合到加法器190以及减法器186的减数输入端。加法器190的输出信号Xi等于Xi＝W(LIS)+FIS(1-W)(2)其中，W是加到定标电路188的控制信号输入端的加权因子，并且，W的值预定从零到1不等。加法器190的输出信号Xi经由多路转接器200耦合到加速电路204。
加权因子W可以是等于零或1的双电平信号，或者，也可以是具有在零到1范围内的递增的多电平信号。在所述两种情况下，W都是由检测器178检测到的帧间差值的函数。在后一情况下，W值可以是所述差值的非线性函数。可以通过ROM编程来实现这种函数关系，即，把由检测器178产生的差值作为地址码加到ROM182，对该ROM编程，使其输出与地址码AC的值有函数关系W＝f(AC)。如果需要的话，在把来自ROM182的值W加到定标电路188之前，可以在运动扩展器184中对值W进行时/空扩展。
在图6的系统中，希望参数(差值)检测器178具有简单的结构，这使得该检测器易于产生检测误差。为了补偿这种误差，可以用接收到的、在发射机中产生的PES信号来补充检测器178的输出信号。该PES信号可以加到ROM182，按参考图5A所描述的方式运行。
信号PES是包含在视频信号的垂直消隐间隔中的。为了提取该信号，把来自高频头152的视频信号加到控制信号发生器154和解码器158。控制信号发生器154响应视频信号的水平和垂直同步信号分量而产生加到解码器158和光栅变换器160上的定时和控制信号。
响应于所述定时和控制信号的解码器158被规定在垂直消隐间隔的适当部分中对PES信号进行去压缩。来自解码器158的去压缩后的信号以隔行扫描图象相关的比特映象格式装入光栅变换器(存储器)160中。光栅变换器160受所述定时和控制信号的支配，在视频信号的有效部分期间读出隔行扫描格式的PES信号。(注意，在特定的解码器结构158的情况下，可能不需要光栅变换器160)。
图6中，由连接于电路中的、响应于V-T辅助信号的信噪比检测器把所述系统在不同的工作方式之间转换。显然，可以借助其他系统信号来进行信噪比检测，以实现方式转换。这以图6中连接成分别响应于基带视频和PES信号的检测器164a和164b作为例子。如果PES信号是CRC编码数字信号，那么，可以响应于接收PES信号的CRC误差检测器而进行方式变换，并且，以元件164c作为例子。
图7说明在系统的发射端产生用于图6电路系统的PES信号的电路。图7中，元件150和152作为简单的差值检测器的例子，该差值检测器用作编码器中的检测器、对应于图6中的检测器178。元件257、258、260和262作为所述编码器中无误差差值(参数)检测器的例子。图7中，减法器252和260预定只有当所加的信号的差值大小超过预定的阈值时才产生和输出信号。参考图7和8，简单的检测器(250，252)通过测定来自场FN和FN+2的差值｜Ai-Bi｜的辐度而判断对于场FN+1中的、与场FN中的时间上相邻的行Ai有关的遗漏行Xi来说，是否已出现运动？如果幅值｜Ai-Bi｜大于预定的值，那么，减法电路252产生隔行扫描运动信号IMS。另一方面，检测器257、258、260和262检查逐行扫描行，并且，通过测定差值｜Ai-Xi｜幅度而判断对于场/帧FN+1中的、于前场/帧FN中的相邻行Ai有关的行Xi来说，是否已出现运动？如果｜Ai-Xi｜的幅度大于预定值，那么，减法电路260产生逐行扫描运动信号PMS。因为，信号IMS产生于隔行扫描信号，而信号PMS产生于逐行扫描信号，所以，来自减法电路260的信号PMS相对于信号IMS来说是时间压缩的。为了使所述两种运动信号在空间上相关，把信号PMS耦合到隔行选择和扩展电路262，后者提供代表幅值｜Ai-Xi｜的、具有隔行扫描形式的信号PMS′。把运动信号IMS和PMS′加到比较器256(为说明起见，图中以异门示出)。
如果信号IMS和PES不同(例如，当信号IMS和PES是多比特差值信号时，相差预定的量)，则比较器256的信号PES耦合到图4类型的组合电路，以便插入视频信号的垂直消隐间隔中。
再参考图6，设定省去所述V-T辅助信号和元件164、166、201和200，并且，假定加法器190直接耦合到加速电路204、而除法器202直接耦合到加法器190和减法器186。剩余的电路系统与备有响应于PES信号的自适应隔行到逐行扫描变换器的标准接收机一致。但是，必需指出，根据PES信号与视频信号的组合方式，所述信号分离器可以取上述任何替代形式。
参考作了以上改变、已省去V-T辅助信号的图6装置的电路，另一个实施例省去差值检测器178和ROM182。在该实施例中(该实施例或者用于EDTV逐行扫描系统，或者用于采用逐行扫描的标准接收机)，PES信号耦合到运动扩展器184。在PES信号中无误差指示的情况下，所述运动扩展器提供零加权因子，因此，帧间内插信号Xi加到加速电路204。当出现误差指示时，运动扩展器184受支配而产生一系列从零到1递增的因子、使加到加速电路204的内插值从帧间内插值逐渐改变到行间内插值。当PES信号表明不再存在误差时，所述运动扩展器产生从1到零递减变化的加权因子，以致该系统再次响应于帧间内插信号Xi。
在具有这种电路结构的系统中，利用图9中举例的电路系统产生PES信号。图6的电路系统(无V-T辅助信号)预定提供内插遗漏行X′i＝(A′i+B′i)/2。所述发射装置通过测定Xi的原始(实际)值和(Ai+Bi)/2值之间的差而判断该信号是否有误差。如果该差值的辐度超过预定值，则产生误差指示。图9中，逐行扫描信号耦合到两个525行间隔延迟元件222和224的级联电路。输入信号，来自元件222的一次延迟信号和来自元件224的二次延迟信号分别对应于图8中的行Bi，Xi和Ai。所述输入信号和二次延迟信号耦合到加法器232，后者产生和数(Ai+Bi)。这些和数在除法电路230中除以2，再耦合到减法器226的一个输入端。一次延迟信号Xi耦合到减法器226的第二输入端，该减法器预定提供差数的幅值，即，｜Xi-(Ai+Bi)/2｜。隔行地产生所述遗漏行Xi，因而，这些遗漏行相对于发射的隔行扫描信号具有压缩的形式。因此，减法器226的输出信号具有压缩的格式，并且，仅仅隔行的信号对应于遗漏行Xi。在元件228中，对来自减法器226的、由差数幅值构成的间隔的行进行选择和时间扩展，使其具有隔行形式。在阈值检测器234中，把来自元件228的值与预定值比较;如果差值幅度超过该预定值，则产生该误差指示。阈值检测器234的输出信号就是所述PES信号;借助于参考图2至4等等所描述的一种方法，把该PES信号与视频信号组合。
在关于EDTV系统的上一个实施例中，与V-T辅助信号(这是一种可变的真差值信号)相比，PES信号所需的带宽显著地减小了，这是因为PES信号是1比特信号，并且，由于取阈值的结果而减小了误差的出现率。但是，由于在接收机中省去了运动检测器，所以，与接收机中包含运动检测器的情况相比，PES信号会包含更多的误差指示，这是因为，要求PES信号指示最大运动出现率、而不是检测器误差出现率。
但是，本领域的技术人员应当容易理解一般说来，自适应系统的参数误差信号具有比较窄的带宽，因而，易于容纳在兼容的广播信号中。利用PES信号大大地简化了接收机装置的设计，而同时提高了性能。可能发生这样的情况PES信号中提供的信息超过PES信道的可利用的带宽。可以通过减少用PES信号表示的误差检测出现的次数来适应这种情况。可以用各种各样的方法来实现这一点。例如，如果PES信号发生器利用一种阈值(象参考图7和图9的装置所说明的那样)，那么，当检测到过量的PES信息时，可提高该阈值以减少视在误差的数目。另一种方法是通过使误差指示断开(置零)来使PES信号本身锐减。例如，可以通过每隔n-1次把误差指示置零，或者，把出现在图象周缘的所有误差指示置零来实施这最后一种方法。图10中举例说明实现这两种功能的电路系统。图10中，电路400每隔(n-1)次使PES信号断开，而电路400使对应于图象周缘的PES信号断开。电路412检测PES信号的密度，并且，控制所述供选择的消隐电路400和410。
通过记录在规定的时间间隔内误差出现的次数来测定PES信号的密度(误差出现的密度)。在图10的电路中，所述时间间隔是场周期，但是，也可以利用其他时间间隔，例如，水平行周期。通过把PES信号耦合到二进制计数器310(该计数器借助垂直同步脉冲Vsync而每个场周期复位一次)来进行所述计数。加到计数器310的信号PES′预定直接取自PES信号发生器的输出端。但是，如果所述系统压缩PES信号(如图4的装置中那样)，那么，一对压缩的信号PES′的出现进行计数可能是有利的。计数器310的输出信号的最高位(MSB′S)(它对应于误差的过量出现次数)耦合到解码电路，例如，ROM312的地址输入端口。对ROM312编程，以提供与误差的过量出现次数有关的控制信号，并且，借助信号Vsync每个场周期启动ROM312一次，以提供下一个场周期的控制信号。图10中，计数器310直接耦合到ROM312，但是，最好是在该计数器与ROM之间插入平均电路，以便ROM312响应于若干周期中过量误差的平均值。
在第一个实施例中，由ROM312提供的控制信号加到可编程计数器316的程序输入端PI。计数器316的计数输入端口接收来自PES信号发生器的PES信号。可编程计数器316产生一种输出脉冲，后者与PES信号的每一个第n次脉冲重合，其中，n值是由来自ROM312的控制信号确定的。PES信号耦合到门电路318的一个输入端，而可编程计数器316的输出信号支配门电路318，使其除了当出现计数器316的输出脉冲时之外，让PES信号通过，从而，消去了PES信号的每一个第n次脉冲。门电路318的输出信号PES″耦合到组合电路，例如，图1中的元件26。
在第二实施例中，来自ROM312的控制信号作为部分地址码控制ROM322和324。在该实施例中，响应于象素时钟信号和水平同步信号Hsync的二进制计数器320提供二进制输出值，后者对应于沿视频信号的每条水平行的当前象素地址。计数器320的该二进制输出值与来自ROM312的控制信号组合，构成ROM322的地址输入码。对响应所述地址值的ROM322编程，使之为在每个水平行周期的起点和终点的象素单元提供逻辑1取值的输出信号。在每条水平行的中心部分，ROM322提供逻辑零取值的输出信号。由所述控制信号确定对应于逻辑零取值的输出信号的象素单元的数目。ROM322的输出信号耦合到或门328。
第二个二进制计数器326响应信号Hsync和Vsync而提供一种二进制输出信号，后者对应于图象的正处理的当前水平行数。计数器326的输出信号与来自ROM312的控制信号组合，然后，作为地址码加到ROM324。对响应该地址的ROM324进行编程，使之在图象顶部和底部的各水平行周期提供逻辑1取值的输出信号，并且，为图象中心部分的水平周期提供逻辑零取值的输出信号。来自ROM312的所述控制信号确定对应于逻辑零取值的输出信号的水平行数目。ROM324的输出信号耦合到或门328的第二输入端。
或门328的输出信号和PES信号耦合到门电路330的相应输入端。门电路330的输出信号PES″耦合到组合电路，例如，图1中的元件26。门电路330受或门328所提供的信号的支配，以便除了当或者ROM322、或者ROM324提供逻辑1输出值的时候外，让PES信号通过。因此，信号PES″代表对应于显示图象中心部分的那部分PES信号。注意，在本实施例中，可以将或者计数器320与ROM322的组合、或者计数器326与ROM324的组合省去，以便简化硬件。
权利要求
1.一种产生被接收机接收的电视信号的设备，所述接收机的自适应信号处理电路可变地对检测到的信号特性做出反应，并且，对该特性的检测误差敏感，所述设备包括图象信号源以及连接所述信号源的、用于产生待发射的编码图象信号的编码装置，所述设备的特征在于还包括解码装置(20)，该装置连接到所述编码装置(12)，并且，包括用于仿效所述自适应处理电路的，以产生所述信号特性的检测误差的装置(22)。装置(18)，该装置连接到所述编码装置(12)和所述解码装置(20)，并且，响应所述用于仿效的装置的检测误差而产生参数误差信号PES，后者表明出现了所述用于仿效的装置的检测误差，以及包含用于可分离地组合所述编码的图象信号和所述PES信号的装置(26)的装置。
2.权利要求1中所述的设备，其特征在于包含用于可分离地组合所述图象信号和PES信号的装置的所述装置还包括正交调制器(120-130)，后者用于将所述编码的图象信号和所述PES信号对射频载波进行正交调制。
3.权利要求1中所述的设备，其特征在于按照基带电视标准安排所述编码的图象信号的格式，以及包含用于可分离地组合所述图象信号和PES信号的装置的所述装置还包括副载波信号源(110)，用于以所述PES信号调制所述副载波的装置(112)，以及用于产生所述已调副载波与所述编码的图象信号的代数和的组合装置(114)。
4.权利要求1中所述的设备，其特征在于按照包含消隐间隔的基带电视标准安排所述编码的图象信号的格式，以及包含用于可分离地组合所述图象信号和PES信号的装置的所述装置还包括用于压缩所述PES信号的装置(140，142)，用于把所述压缩的PES信号时分多路变换到所述编码的图象信号的所述消隐间隔内的装置(146)。
5.权利要求1中所述的设备，其特征在于用于仿效自适应的信号处理电路的所述装置包括产生反映图象信号特性的信号的第一参数检测器(22)，以及用于产生信号PES的所述装置包括第二参数检测器(14)，该检测器连接到所述编码和解码装置之一，并且，与所述第一参数检测器相比，对检测误差较不敏感，该检测器用于产生反映所述特性的信号，以及比较装置(18)，该装置连接到所述第一和第二参数检测器，用于按照反映所述特性的相应信号的相对值的预定的函数关系产生所述信号PES。
6.权利要求1中所述的设备，其特征在于包含用于可分离地组合所述图象信号和PES信号的装置的所述装置还包括辅助信号(YHIGH)源，用于可分离地组合所述辅助信号和所述信号PES的装置(108)，以及用于可分离地把所述编码的图象与所述组合后的辅助信号及信号PES组合在一起的装置(114)。
7.权利要求1中所述的设备，其特征在于该设备还包括传输装置(28，30)用于把组合后的编码图象信号和信号PES发送到所述接收机，以及其中所述接收机包括用于检测所述组合信号的装置(32)，连接到所述检测装置的、用于分离所述编码的图象信号和所述信号PES的装置(42)，自适应的信号处理装置(36)，该装置响应所述分离的编码图象信号，并且，包括对检测误差敏感的、用于产生反映所述图象信号特性的信号的参数检测装置(40)，所述产生的信号用于控制所述自适应的信号处理装置，以及装置(38)，该装置响应所述分离的PES信号和所述产生的信号而补偿由所述参数检测器呈现的检测误差。
8.权利要求7中所述的设备，其特征在于其中所述自适应的信号处理装置是由隔行扫描到逐行扫描的变换器(203.204)，以及所述参数检测器是运动检测器(178)。
9.权利要求7中所述的设备，其特征在于其中所述自适应的信号处理装置是多通带滤波器(84-92)，以及所述参数检测器是相关检测器(92)。
10.权利要求1中所述的设备，其特征在于包含用于可分离地组合所述图象信号和PES信号的装置的所述装置包括装置(140)，该装置响应PES信号，用于测定在预定的时间间隔内检测误差出现的频率，并且产生控制信号，装置(142)，该装置响应所述PES信号以及所述控制信号，用于产生代表所述PES信号的信号PES′，后者的检测误差出现率低于所述PES信号，以及用于组合所述PES′信号与所述编码的图象信号的装置(146)。
11.一种视频信号处理装置，该装置响应于包含视频信号和其他信号的组合信号，并且，包括用于接收所述组合信号的装置以及用于从所述组合信号中分离出所述视频信号及所述其他信号的装置，其特征在于所述其他信号包括表征信号处理误差出现率的参数误差信号(PES)，所述信号处理设备对所述信号处理误差敏感，所述设备还包括电路(36)，该电路包括(1)响应于所述视频信号的、用于响应控制信号而可变地处理所述视频信号的自适应信号处理电路，以及(2)对所述视频信号的特性起反应而产生所述控制信号的参数检测器(40)，所述参数检测器对检测误差敏感，以及装置(38)，该装置响应于所述分离的参数误差信号，用于当所述参数检测器呈现所述检测误差时改变所述自适应信号处理电路的响应。
12.权利要求11中所述的视频信号处理装置，其特征在于所述组合信号包含隔行扫描的EDTV视频信号，后者含有用于帮助解码的视频信号从隔行扫描变换到逐行扫描的辅助信号，以及所述电路包括自适应的信号处理电路，后者包括解码器(156)，它响应所述分离的视频信号而产生隔行扫描的亮度视频信号，隔行-逐行扫描变换器(174，201，202，204-208)，该变换器响应所述隔行扫描亮度信号和所述辅助信号而产生逐行扫描亮度信号，运动自适应隔行-逐行扫描变换器(176，178，180，203)，该变换器包括内插装置(176，203)，后者响应所述隔行扫描亮度信号和所述控制信号而产生逐行扫描亮度信号，该变换器还包括运动检测器(178)，后者对所述视频信号起反应，并且，对检测误差敏感，用于产生所述控制信号，装置(164)，该装置响应所述接收到的信号而判断所述视频信号处理设备将利用来自隔行-逐行扫描变换器、或者来自运动自适应隔行-逐行扫描变换器的逐行扫描亮度信号。
13.权利要求11中所述的视频信号处理装置，其特征在于其中所述电路系统包括自适应信号处理电路系统，该电路系统包括解码器(156)，该解码器响应所述视频信号而产生隔行扫描亮度。隔行-逐行扫描变换器(203-208)，该变换器与所述解码器相连接，并由所述控制信号支配，以产生带有所选择响应的逐行扫描亮度信号，以及其中所述参数检测器包括运动检测器(178)，该检测器对耦合到所述解码器的检测误差敏感并响应由所述隔行扫描亮度信号所表示的图象变化，以产生所述控制信号。
14.权利要求11所述的装置，其特征在于所述组合信号包括垂直-时间辅助信号，及所述垂直-时间辅助信号和所述自适应信号处理电路中的一个点(201)相耦合，以辅助对所视频信号的所述可变的处理，以及响应所述视频信号的参数的装置(166)，该装置用于有选择地启动和禁止所述垂直-时间辅助信号。
全文摘要
一种产生由接收机接收的视频信号的电视系统，所述接收机具有对误差敏感的自适应信号处理电路(36)。该系统包括用于仿效接收机部件并检测(18)所述误差出现率的电路(20)。产生表示该误差出现率的信号，并且，把它与发射的视频信号组合(26)在一起。在接收机中，从视频信号分离出(42)该误差信号。自适应的信号处理系统(36)利用该误差信号来修正所述误差的影响。
文档编号H04N7/015GK1040721SQ89106959
公开日1990年3月21日 申请日期1989年8月30日 优先权日1988年8月30日
发明者伦纳德·诺曼·希夫, 杰克·塞利格·富勒 申请人:通用电气公司