专利名称：高清晰度电视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种借助于发射通道或存储通道来发射或存储电视信号的方法，这种电视信号是包括有亮度和色度信号的视频信号，该方法包括按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作要加到通道上的电视信号，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;该方法还包括从对视频信号进行多种可能处理的操作中选出一种处理操作，这种处理操作就是包括确定运动矢量的多种操作之一。
本发明还涉及一种存储媒介。
本发明还涉及一种用来接收和/或显示电视信号的设备，这种电视信号是包括有亮度和色度信号的视频信号，该设备包括用来按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作电视信号的装置，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;该设备还包括用来从对视频信号进行多种可能处理的操作中选出一种处理操作的装置，所述制作装置包括借助于按照所述处理操作之一的运动矢量，用来进行运动补偿内插的装置。
本发明还涉及一种借助于发射通路或存储通道用来发射或存储电视信号的设备，这种电视信号是包括有亮度和色度信号的视频信号，该设备包括按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作要加到通道上的电视信号的装置，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;该设备还包括用来从对视频信号进行多种可能处理的操作中选出一种处理操作的装置;以及用来在多种处理操作之一中确定运动矢量的装置。
这样的方法和设备已知于1988年2月29日至3月3日关于高清晰度电视(HDTV)信号处理的第二次国际专题讨论会上所发表题为“加到高清晰度复用模拟分量(HD-MAC)图像编码和解码上的运动补偿内插”的论文。这篇论文描述了具有对电视信号进行三种可能的处理操作的高清晰度电视系统，这三种操作之一在发射机中附有对运动矢量的估算，并且在接收机中附有运动补偿内插。
本发明的目的是，提供一种具有简单接收和/或显示装置的高清晰度电视系统。
根据本发明，在第一段中所公开那种类型的方法，其特征在于，所述包括确定运动矢量的处理操作包括对色度信号进行操作，操作时，须取决于运动来对操作进行选择;其中，一种操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配，另一种操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于第一分配。
根据本发明，在第一段中所规定那种类型的接收和/或显示设备，其特征在于，具有用来在所述运动补偿处理中对处理操作进行取决于运动的选择的装置，其中，一种对色度信号的处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配，另一种对色度信号的处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于所述第一分配。
另一种借助于发射通道或存储通道用来发射或/存储电视信号的设备，这种电视信号包括具有亮度和色度信号的视频信号，该设备包括用来按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作要加到通道上的电视信号的装置，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;这种设备还包括用来从对视频信号进行多种可能的处理操作中选出一种处理操作的装置;以及用来在多种处理操作之一中确定运动矢量的装置;这种设备的特征在于，在所述包括确定运动矢量的处理操作中，对操作进行取决于运动的选择的装置，其中，一种对色度信号的操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配，另一种对色度信号的操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于第一分配。
本发明是基于承认，可以把用于色度的、复杂的运动补偿内插电路从接收机中省略掉;小运动所引起的干扰可以忽略不计，当运动较大时，已运动补偿的亮度与未经运动补偿的色度之间的干扰差通过切换到对于色度提供较低空间分辨率的处理操作中就能够避免。在这种情况下，利用了人眼对于色度信号(分辨率)中的缺点不如对于亮度信号(分辨率)中的缺点那样敏感这一事实。为了容许这样简单的接收装置，在发射机方面必须对电视信号进行适当的处理。
下面通过非限定性实例、参考附图，较为详细地描述本发明，其中
图1示出高清晰度电视系统;
图2示出用于图1所示高清晰度电视系统的接收机;以及图3示出用来测量运动矢量大小的电路。
图1示出具有发射机部分和接收机部分的高清晰度电视系统。为了更详细地说明，更准确地说，是为了说明下文所用的说法，须参考上述论文和第88.00449(PHN12440)号荷兰专利申请，这份专利申请书这里引为参考。发射机部分为了实现其功能必须编码高清晰度电视信号，例如，每帧有1250行，这1250行以隔行方式分配在每帧两场之内，场频为每秒50场;这样的电视信号经过发射或存储，可以利用一般清晰度的MAC(复用模拟分量)接收机来接收和显示而无过大的干扰，当然，其分辨率不会高于一般清晰度的MAC电视信号。所以，这样编码的兼容电视信号代表HD-MAC电视信号。接收部分为了实现其功能必须把所接收的HD-MAC电视信号重新解码成为具有每帧1250行的电视信号，其中，当运动小时，可以得到较高的空间分辨率。
把高清晰度电视信号的亮度信号L加到高清晰度电视系统发射部分的亮度信号输入端1上，高清晰度电视信号进一步还特别包括色度信号C，色度信号C加到发射部分的色度信号输入端3上。亮度信号输入端1连接到运动估算器(ME)7的输入端5;亮度信号L的判定电路(DECL)11的输入端9;刷新周期为80ms、提供较高空间分辨率的亮度编码电路(80L)15的输入端13;刷新周期为40ms、提供中等空间分辨率的亮度编码电路(40L)19的输入端17;以及刷新周期为20ms、提供较低空间分辨率的亮度编码电路(20L)23的输入端21上。类拟地，把色度信号输入端3连接到刷新周期为80ms、提供较高空间分辨率的色度编码电路(80C)27的输入端25;刷新周期为40ms、提供中等空间分辨率的色度编码电路(40C)31的输入端29;以及刷新周期为20ms、提供较低空间分辨率的色度编码电路(20C)35的输入端33上。色度编码电路27、31和35各自的输出端37、39和41，分别连接利用于已处理色度信号C′的切换开关(swC″)49的色度信号输入端43、45和47上。类似地，把亮度编码电路15、19和23各自的输出端51、53和55，分别连接到用于已处理的亮度信号L′的切换开关(swL′)63的亮度信号输入端57、59和61上。
为了控制切换开关63，把判定电路11的输出端65连接到这一开关63的控制输入端67上。判定电路11的输出端65还连接到数字高级电视编码电路(DATVENC)71的亮度判定电路输入端69;以及色度信号C的判定电路(DECC)75的控制输入端73上，判定电路75的一个输出端77连接到切换开关49的控制输入端79上。可以把运动估算器7的输出端81通过图中的虚线，连接到判定电路75的另一个控制输入端83上。在另一个实施例中，可以把判定电路75的控制输入端83通过图中的点线，直接连接到发射机部分的亮度信号输入端1上。可以把判定电路75的一个输出端85通过图中的虚线，连接到DATV编码电路71的色度判定输入端87上。运动估算器7的输出端89连接到DATV编码电路71的运动矢量输入端91上，71的输出端93连接到MAC编码电路(MACENC)97的DATV输入端95上。切换开关49的输出端99把已处理的色度信号C′加到MAC编码电路97的色度信号输入端101上。切换开关63的输出端103把已处理的亮度信号L′加到MAC编码电路97的亮度信号输入端105上。
对于上述发射机部分的操作方式，首先参考所述论文和所述专利申请。根据本发明的发射机部分与它们的区别在于，本发明的发射机部分备有色度信号C的判定电路(DECC)75，判定电路75的操作如下。为了使接收机比较简单(即在接收机中，40ms的支路确实对亮度进行了运动补偿，但对色度不进行运动补偿)，如果在发射机部分的色度部分中对某一亮度选定了40ms的支路，则在小运动的情况下，应该选定40ms的支路，而对大运动，应该选定20ms的支路。本发明是基于承认，可以把用于色度的、复杂的运动补偿内插电路省略掉;在小运动的情况下，由此所引起的干扰很小，以致可以忽略不计，当运动大时，已运动补偿的亮度与未经运动补偿的色度之间的干扰差通过切换到对于色度提供较低空间分辨率的处理操作中就能够避免。所以，可以就利用人眼对于色度信号(分辨率)中的缺点不如对于亮度信号(分辨率)中的缺点那样敏感这一事实。至于80ms和20ms支路，色度信号的判定电路75跟随于亮度信号的判定电路11。因此，色度信号的判定电路75必须能够把在40ms支路中的“大”运动和“小”运动区别开来。因此，可以有利地利用亮度所确定的运动矢量当这种可以借助于勾股定理来确定的运动矢量的大小超过某一预定的门限时，这种运动被认为是“大”的，在其它情况下，运动被认为是“小”的。每个帧周期内6个像素的门限被认为是很合适的。当然，运动矢量的大小可以直接从加到亮度信号输入端1上的亮度信号来确定，例如，第88.00449(PHN12440)号荷兰专利申请书中所描述的那样。可以把判定电路75所得出的判定通过附图中的虚线加到DATV编码电路71的输入端87上，把这种判定通过DATV信号送到接收部分上;对于接收机来说，另一种可能是利用根据运动矢量的大小达到正确判定，但是，这种可能性所提供的接收机要复杂一些，然而只需要在DATV信号中发射较低的比特数。
当发射电影图像时，不用20ms的支路，因为电影图像的时间分辨率不高于24H2色度判定电路75只需要把亮度判定电路11的判定传送给色度切换开关49的输入端79。
MAC编码电路97具有连接到发射装置的第一输出端107，该发射装置借助于卫星发射天线109象征性地表示出来，用来发射已编码的HD-MAC电视信号。已编码的HD-MAC电视信号通过卫星S到达接收装置，该接收装置借助于卫星接收天线111象征性地表示出来，卫星接收天线111连接到接收机装置115的输入端113上，接收装置115较为详细地示于图2。其它传输的可能性包括例如，通过电缆电视网络或者通过地面传输装置传输已编码的HD-MAC电视信号。
MAC编码电路97还有第二输出端117，117连接到记录装置(REC)121的输入端119上。记录装置121把HD-MAC电视信号存储到存储媒介中，这种存储媒介可以是例如，磁带T或者可读光盘D。存储媒介可以在重放装置(PLB)123上重放，重放装置123的输出端125连接到接收机装置115的第二输入端127上。接收机装置115的输出端129和131连接到显示装置137相应的输入端133和135上，以便把已解码的色度信号C″和亮度信号L″分别加到这里。
图2中，把接收装置115的输入端113和127连接到MAC解码器电路(MACDEC)205的相应输入端201和203上。在MAC解码器电路205的输出端207上，被发射机部分处理了的亮度信号L′加到运动补偿中等分辨率亮度解码器电路(40L′MC)211的输入端209;较高分辨率亮度解码器电路(80L′)215的输入端213;以及较低分辨率亮度解码器电路(20L′)219的输入端217上。亮度解码器电路211、215和219各自的输出端221、223和225，分别连接到切换开关(SWL″)233的亮度信号输入端227、229和231上，切换开关223从输出端235把已解码的亮度信号L″加到接收装置115的输出端131上。
在MAC解码器电路205的输出端237上，把被发射机部分处理了的色度信号C′加到中等分辨率色度解码器电路(40C′)241的输入端239;较高分辨率色度解码器电路(80C′)245的输入端243;以及较低分辨率色度解码器电路(20C′)249的输入端247上。色度解码器电路249、241和245各自的输出端251、253和255，分别连接到切换开关263的色度信号输入端257、259和261上，切换开关263从其输出端265把已解码的色度信号C″加到接收装置115的输出端129上。
从MAC解码器电路205的输出端267，把由图1中发射部分的DATV编码器电路71所产生的DATV信号加到DATV解码电路(DATVDEC)271的输入端269上。DATV解码电路271的第一输出端273把控制信号加到切换开关233的控制输入端275上。DATV解码电路271的第二输出端277连接到运动矢量解码电路(MV)281的输入端279上，运动矢量解码电路281的一个输出端283把运动矢量加到运动补偿中等分辨率亮度解码电路211上。在把发射机部分中色度信号判定电路75的判定通过DATV信号传送给接收机的情况下，可以把DATV解码电路的第三输出端287通过图中的点线连接到切换开关263的控制信号输入端289上。在其它情况下，还把DATV解码电路271的第一输出端273通过图中的虚线，与判定电路(DECC′)292的第一输入端291连接，判定电路292的第二输入端293与运动矢量解码电路281的另一输出端295连接，判定电路292的输出端297连接到切换开关263的控制输入端289上。在已经选中20ms支路或80ms支路的情况下，色度判定电路292也将分别选定20ms支路或80ms支路。在对于亮度选中了运动补偿40ms支路的情况下，色度判定电路292在“小”运动的情况下，选中未经运动补偿的40ms支路;而在“大”运动的情况下，选中20ms支路。在这种情况下，利用由运动矢量解码电路281提供的运动矢量，从运动矢量解码电路281利用勾股定理可以得出运动的大小。用来判定运动矢量是大还是小的适当门限等于每个帧周期内6个像素。
当接收电影图像时，不用20ms的支路，因为电影图像的时间分辨率不高于24HZ，判定电路292可以把由DATV解码电路271提供的控制信号直接传送给切换开关263的控制输入端。为此，DATV信号最好能指示出是否在接收电影图像，例如，借助于一个电影方式的比特来指示。
对于接收装置115的操作中所有其它方面，可参考所述论文和所述第88.00449号荷兰专利申请。
图3示出可以用来测量运动矢量大小的电路，该电路根据勾股定理而工作。将其输入端301(如输入端301例如连接到图1中判定电路75的输入端83或者图2中判定电路292的输入端293上)连接到分离器电路305的输入端303上，分离器电路305从运动矢量信息得到该矢量的X和Y分量，然后把X和Y分量分别从分离器电路305的输出端307和309送出。分离器电路305的一个输出端307连接到平方电路313的输入端311上，该平方电路313的输出端315连接到相加、开平方电路318的第一输入端317上。把分离器电路305的另一个输出端309连接到平方电路321的输入端319上，把平方电路321的输出端323连接到相加、开平方电路318的第二输入端325上。为送出一个指示运动大小(在本发明的情况下，更准确地说，是运动矢量的幅度)的信号，把相加、开平方电路318的输出端327连接到比较电路331的输入端329上，把门限值Th加到比较电路331的门限输入端333上，比较电路331的输出端335送出一个信号，该信号指示运动的大小是大于还是小于门限值Th。
在色度判定电路的简单实施例中，能够把运动矢量的X和Y分量作为包括(可编程序的)只读存储器的查询表的地址;在这种查询表中，对于每一个地址借助于“0”或“1”来指示运动矢量的幅度是小于还是大于门限值Th。
当阅读本说明时，本领域的技术人员将会想出很多个实施例;所有这些实施例都被认为是本发明的一部分。
权利要求
1.一种借助于发射通道或存储通道来发射或存储电视信号的方法，这种电视信号包括具有亮度和色度信号的视频信号，该方法包括按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作要加到通道上的电视信号，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配；该方法还包括从对视频信号进行多种可能的处理操作中选出一种处理操作，这种处理操作就是包括确定运动矢量的多种操作之一；这种方法的特征在于，所述包括确定运动矢量的处理操作包括对色度信号进行操作，操作时，须取决于运动来对操作进行选择，其中，一种操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配，另一种操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于第一分配。
2.根据权利要求1的那种方法，其特征在于，所述取决于运动的选择取决于运动的大小。
3.根据权利要求2的那种方法，其特征在于，把所述运动矢量的幅度作为运动大小的量度。
4.根据权利要求2的那种方法，其特征在于，如果运动的大小低于某个门限，则选中第一处理操作;如果运动的大小超过所述门限，则选中其它处理操作。
5.根据权利要求4的那种方法，其特征在于，所述门限等于每个帧周期内6个像素。
6.根据权利要求1的那种方法，其特征在于，把所述取决于运动的选择与电视信号一道借助于辅助信号进行发射或存储。
7.一种存储媒介，其特征在于，把按照权利要求1制作的电视信号存储在这种存储媒介中。
8.一种用来接收和/或显示电视信号的设备，这种电视信号包括具有亮度和色度信号的视频信号，该设备包括用来按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作电视信号的装置，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;这种设备还包括用来从对视频信号进行多种可能的处理操作中选出一种处理操作的装置，所述制作装置包括借助于按照所述处理操作之一的运动矢量，用来进行运动补偿内插的装置;这种设备的特征在于，备有在所述运动补偿处理中，对处理操作进行取决于运动的选择的装置，其中，一种对色度信号的处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配;另一种处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于所述第一分配。
9.根据权利要求8的那种设备，其特征在于，为进行所述取决于运动的选择，而测量运动大小的装置。
10.根据权利要求9的那种设备，其特征在于，备有用来测量所述运动矢量幅度的测量装置。
11.根据权利要求9的那种设备，其特征在于，用来对运动大小与某一门限进行比较的比较装置，其中，如果运动的大小低于该门限，则选中第一处理操作;如果运动的大小超过所述门限，则选中其它处理操作。
12.根据权利要求11的那种设备，其特征在于，所述门限等于每个帧周期内6个像素。
13.根据权利要求8的那种设备，其特征在于，用来接收辅助信号的装置，这种辅助信号是为了对取决于运动的选择产生控制信号，并与电视信号一道进行发射或存储的。
14.一种借助于发射通道或存储通道用来发射或存储电视信号的设备，这种电视信号包括具有亮度和色度信号的视频信号，这种设备包括按照对视频信号进行多种可能的处理操作来制作要加到通道上的电视信号的装置，这些可能的处理操作提供空间和/或时间分辨率的、互相不同的分配;这种设备还包括用来从对视频信号进行多种可能的处理操作中选出一种处理操作的装置;以及用来在多种处理操作之一中确定运动矢量的装置;这种设备的特征在于，在所述包括确定运动矢量的处理操作中，对处理操作进行取决于运动的选择的装置;其中，一种处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供第一分配，另一种处理操作在空间和/或时间分辨率之间提供不同的分配，但其空间分辨率低于第一分配。
15.根据权利要求14的那种设备，其特征在于，为了进行所述取决于运动的选择，而测量运动大小的装置。
16.根据权利要求15的那种设备，其特征在于，备有用来测量所述运动矢量幅度的测量装置。
17.根据权利要求15的那种设备，其特征在于，用于对运动大小与某一门限进行比较的比较装置，其中，如果运动的大小低于该门限，则选中第一处理操作;如果运动的大小超过所述门限，则选中其它处理操作。
18.根据权利要求17的那种设备，其特征在于，所述门限等于每帧6个像素。
19.根据权利要求14的那种设备，其特征在于，备有用来产生辅助信号的装置，这种辅助信号是为了与电视信号一道发射或存储所述取决于运动的选择，与电视信号一道进行发射或存储的。
全文摘要
在HD电视系统的接收机中，可省略用于色度的、复杂的运动补偿内插电路；在小运动时，由此引起的干扰很小，可忽略不计，在大运动时，已运动补偿的亮度与未经运动补偿的色度之间的干扰差通过切换到对于色度提供较低空间分辨率的处理操作中就可避免。这利用了人眼对色度信号(分辨率)中的缺点比对亮度信号(分辨率)中的缺点更不敏感的事实。为实现这种接收机，必须在发射机方面对于电视信号进行适当处理。
文档编号H04N11/24GK1043842SQ89109408
公开日1990年7月11日 申请日期1989年12月20日 优先权日1988年12月23日
发明者山德罗·乔瓦尼·科隆博 申请人:菲利浦光灯制造公司