与电视有关的改进的制作方法

专利名称：与电视有关的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色电视系统，特别是涉及彩色电视系统中使用的改进的彩色视频编码器和解码器。
更特别地，本发明涉及复合彩色电视系统，在该系统中使用比全部可用有效电视线路数量少得多的电视线路传输主信号。这样一个系统的例子是使用了一个16∶9的宽高比。16∶9宽高比信号可以在一个专用的16∶9宽高比接收机上进行显示，或可以在一个现有的普通的4∶3宽高比，带有被称作“信箱”(Letterbox)显示器的接收机上进行显示。
在一个信箱显示器中，如

图1所示，所显示的宽高比图象在屏幕的垂直中心部分具有完全水平的宽度，并且画面的顶部和底部被消隐成黑色。当宽银幕电影胶片通过广播电视发送时，这种主观的效果有时总会被看到。在一个625/50/2∶1标准的PAL传送系统中，已经建议用每幅画面中间的432个有效行传送信号，然后它们以信箱的格式在一个4∶3宽高比的接收机上显示出来。这样剩下了144个多余行，即画面的顶部和底部各占72行。画面的这些部分被称作边界。
所述信箱系统通过使黑条在宽屏幕画面之上或之下来实现宽屏幕画面的兼容广播。然而，这种增大的宽屏幕画面现在占据的传送信道容量比原有画面占据的少，因此，有必要在黑条或边缘期间传送额外的辅助信息(helperinformation)，以便在16∶9接收机上最终解码的增大画面具有至少与4∶3画面所呈现的同样好的清晰度。已经提出了几种在黑条期间使用的为亮度分量提供辅助的方法，这些方法在由申请号为9123004.5的英国专利申请要求优先权的国际专利申请(申请号为PCT/GB92/01988，在1993年以公开号WO93××公开)中作了描述。
在增大的复合地面传送系统内，人们更多注意的是获得一种良好的水平和垂直亮度响应。然而，我们已经意识到，特别地对于PAL系统B和G的传送，对于NTSC和对于SECAM系统，在一个信箱系统中对任何在画面质量上作全面改进的限制因素是色度分量的总体水平清晰度。
这一点可以从图2中看到，图2是在画面的信箱部分由信号的色度分量传送的频率的表示图。该图是以每个有效画面高度C/aph周期测量的垂直频率相对于以MHz测量的水平频率(正比于每个有效画面宽度周期)。彼此相应地选取坐标刻度以便于基本上是各向同性的，也就是说，相同的图象质量通过沿水平和垂直轴的相等距离被主观地表示出来，并且按16∶9宽高比正确地给予标示。
这样，图2示出了PAL系统B和G与PAL系统I二者的二维色度带宽，一方面PAL系统B和G具有一个5.0MHz的总体视频带宽，另一方面PAL系统I具有一个5.5MHz的总体视频带宽。在每一种情况中，能够在一个单独场显示的最大垂直频率是每个有效画面高度54周(对于两个隔行场的画面等效于每个画面高度108周)。系统B和G提供了每个画面宽度大约30周的水平带宽，而系统I提供了每个画面宽度大约60周的水平带宽。对于PAL系统B和G，最大水平频率刚刚大于0.5MHz，而对于PAL系统I，其最大水平频率刚刚大于1.0MHz。这些频率边界不能被精确地确定，因此，通过在图中标示的阴影的面积进行表示。
在边界之内存在的额外的144行能够被用来装带辅助信箱中主画面的432行的信息。边界内的行数是信箱中的1/3。这样能够例如通过把每个边界行与三个信箱行联系起来使垂直清晰度得到提高。以这种方式，垂直清晰度能够提高到72c/aph，如图中虚线所示的。
然而，从图2中将会看到，这是一种毫无意义的复杂化，因为垂直频率清晰度(如在这些各向同性的坐标上标绘出的)已经比水平清晰度好的多，以致于进一步的改进实际是不明显的。这种情况对于已给定的眼睛对画面中垂直行的敏感度尤其如此。因此，需要提高水平细节。对于PAL系统B和G，这是特殊的情况，但对于PAL系统I还是真实的。这样，在边界中复合信号频谱的色度部分的容量在迄今为止所考虑的方案中一直保持不用。
更一般地说，本发明不仅适用于信箱型PAL或类似的信号。而且适用于任何这样的系统，即在该系统中，视频信号是由扫描行的场形成的，并且它包括分离的亮度和色度分量，有效画面仅占据一些形成一主组行的每一场的扫描行，并且在该系统中，一个不携带有效画面的辅助行被用来携带辅助信息。
本发明的各个方面在独立权利要求中进行了限定，并在本说明书中进行了说明。本发明的优点在从属权利要求中进行了限定。
本发明的各个最佳实施例在下面进行了比较详细的讨论，对基于具有4∶3宽高比的625/50/2∶1普通PAL信号的PAL系统信箱信号地来龙去脉进行了讨论。形成中心四分之三画面的行能被用来传送16∶9宽高比的宽宽高比的画面。额外的辅助信息然后能够在画面的顶部和底部形成边界的行上传送。
如将在有关的实施例中所描述的，在编码器中色度分量被垂直地再次取样，以便从每六个输入行中产生一行。上述信号也可以水平地展开，以便每个输入行都扩展成两行。以这种方式，从主信箱信号中提取的信息能够填满边界的色度容量，并且被调制成用于通过一个通常的PAL传送系统传送的彩色副载波。
在解码器中，实现在边界中产生色度信号的操作通过解调被颠倒过来，把每两个传送的行重新定时成为一个单一的行，并且垂直过取样或内插以把每一信息行分布到主信号的六个行中去。然后额外的色度细节被加到主信号色度分量上，以增大水平细节。
由于那些垂直分量只占在主信号中携带的垂直细节很小的比例(在这种情况为1/6)，因此，这种处理能够使以分量的色度辅助信息形式的传送成为可能，这种辅助信息提供了基本增大的水平细节，由于增加的复杂性相对地小，这种在主观图象质量上产生了可观的提高。
所述色度边界信号的偏差产生某种重叠。低水平频率和低垂直频度的分量会被承载主色度信号和边界中的色度辅助信号。这是没有必要的，并且为了降低色度辅助信号的信号电平，最好是使将以色度辅助信号形式被传送的信号通过一个在编码器中的水平高通滤波器。在解码器中，通过对在主信号中收到的色度分量进行如在编码器中同样使用的垂直再次取样和水平高通滤波，并且在色度边界信号已被水平压缩之后，但在垂直过取样之前，从该色度边界信号减去该结果，从而消除掉任何残留的重叠。
下面将通过实例并参考附图对本发明作更详细的描述。其中图1(如上所述)示出了一个在普通4∶3宽高比的屏幕上的信箱显示;
图2(如上所述)是个垂直频率对水平频率的曲线图，它示出了在一个信箱信号的主要部分中的色度分量的带通特性;
图3是体现在本发明中的一个第一编码器的方框图;
图4是体现在本发明中的一个第一解码器的方框图;
图5是一个类似于图2的曲线图，它示出了对于一个PAL系统B或G信号，图3的编码器的带通特性;
图6是对于PAL系统I信号的一个类似于图5的曲线图;
图7是一个示意图，它示出了色度辅助行是如何从色度信箱行中提取的;
图8是一个类似于图5的曲线图，它示出了一个最佳接收器/解码器如何使用由图3中作为一PAL系统B或G信号编码器发送的信号;
图9是一个类似于图6的曲线图，它示出了一个最佳接收器/解码器如何使用由图3中作为一PAL系统I信号编码器发送的信号;
图10是体现在本发明中的一个第二编码器的电路方框图，它示出了色度边界信号通路(a)和色度信箱信号通路(b);
图11是体现在本发明中的一个第二解码器的电路方框图;
图12至16分别示出了在图10和11第二实施例中使用的水平滤波器HF1、HF2、和HF3及垂直滤波器VF1和VF2的特性曲线图;
图17是本发明的一个第三实施例的编码器的电路方框图;
图18是本发明的一个第三实施例的解码器的电路方框图。
如上所述，在边界区域内本应被色度分量占据的带宽从来没有被使用。我们已经意识到这一带宽被用来在水平色度清晰度方面实现有意义的改进。附加的色度辅助信息能够与现有接收机兼容地被广播出去，但是只是被用于增强专门装备的接收机的显示。
这一容量至今没有在系统中使用，是因为它通常仅具有窄的水平清晰度容量，和受限的垂直清晰度。目前还不能找到能够确保增强水平清晰度的方法。本系统提出了所述的增强水平清晰度的方法，但它与任何偶然额外的缩减或高频损失或在信道带宽的上边界频度的偏离无关，或者不受它们的影响，而这种情况在信号被传送和接收时是可能发生的，并且这种损伤是完全超出系统设计者和制造者的控制范围的。在黑条(两边界)期间使用色度带并保持把该色度带从任何的也可以在相同的黑条期间传送的调制亮度信号中分离出来方面出现了进一步复杂化。
基本的系统操作在图3和图4中示出。简单地说，与通常的彩色色度信号电路并联，彩色信号被水平地扩展和滤波，并在施加到一个缓冲存储器之前被垂直地再次取样，以便额外的色度彩色信息仅在黑条持续期间被传送。在接收时，在黑条中的彩色信号从亮度信号中被分离出来，经时间压缩，垂直插入和时间重新定时，以变得与主信号一致。根据垂直的，垂直的/瞬时的，或垂直的/水平的/瞬时的频率，在主信号色度和在黑条中被传送的色度信号之间最好使用一个匀滑转换的滤波器。
以这种方式，在具有典型地被加倍地色度带宽的一个复合电视系统中，通过使用时间扩展技术和用上述信息调制复合彩色信道，以便在黑条期间发送该信息，从而能够获得增强的色度清晰度。
更详细地参考图3和图4，图3示出了在一个信箱PAL彩色电视系统中的编码器(发射机)内的附加电路，图4示出了在解码器(接收机)内的附加电路。在编码器10中假设在信号的边界部分期间产生了一个亮度辅助信号，例如利用上面提到的申请号为PCT/GB92/01988的专利申请中描述的方法产生的。上述的亮度辅助信号在输入端12被接收。在输入端14接收一个色度信号。被接收的色度信号可以采用任何适当的形式，但这里假定在交替行上包括U和V。然而在一行上它可以是U+V，而在相邻行是U-V，或者，例如可以交替地包括I和Q。然后对这一信号进行三个处理操作。这三个处理操作的顺序是任意的。
初步考虑，这些处理操作中的第一个由一个滤波器和垂直再次取样器16提供。它包括一个低通滤波器，该低通滤波器具有一截止频率，它是信箱中的主色度信号的垂直频率通带的六分之一。这样，对于如图2所示的54c/aph(每有效画面高度周)的垂直频率来说，该滤波器具有9c/aph的截止频率。再次取样使每幅画面的行数从432行减少到72行，即减少到1/6。也就是说，每六个输入行被用来产生一个输出行。这仍然是一个使用了规定的垂直孔径的垂直滤波器的功能，因此，滤波和再次取样的功能可以使用同一电路16来完成。
由于现在行数被减少到1/6，在电路18中画面的行被水平地扩展了一倍。这就是说，如果假设信号是一个数字或取样的模拟信号，为了解释方便，那么每一行上的样值数则扩大一倍。当然，这样并不增加构成可用信息的信息量。然而它却能使较多的信息随后经传输信道传送出去。这种情况发生是因为第三操作，在重新定时存储器16中进行，将把信号的每一行重新安排成两行，则总计变成144行。
在电路16，18和20中进行的三种处理操作基本上可以以任何顺序进行，为了有助于方便，将它们按所指示的顺序放置，即总先在电路18中进行水平扩展，然后是垂直滤波16，最后是重新定时20。
这种结果信号在边界期间被施加到一电路22，该电路22使在输入端12处的亮度辅助信号与重新定时存储器20的输出合并。然后一个选择器开关24工作，以便在信号的信箱部分期间，接收用于传送的在端子26上接收的普通主复合信号，而在边界中的黑条期间，接收电路22的辅助输出。开关24提供了一个能被传送的输出28。另一方面，上述信号可以被记录到记录装置上，并且压缩“传送”和类似术语用来完成这种记录，对于本领域的人员这是公知的。
上述对信号处理的效果在相对于PAL系统B或G信号的图5中示出。这与图2相似。在信箱中的主信号具有如图所示的矩形M的色度带宽，垂直扩展到54c/aph，水平延伸至0.5MHz，由于传输信道的特性，其边界部分有些失真。在边界期间获得的一个信号仅具有1/6的垂直带宽。然而，由于水平的扩展，能够提供两倍的有效水平带宽，即如矩形B所示的。当组合带宽更接近于各向同性时，很明显，矩形M和B合并到一起将会提供很满意的全带通特性，不错，除了垂直频率或水平频率外，斜线部分的频率是不被传送的，但在实践中这一情况很少发生，并且眼睛对它们也不是很敏感。
图6是一个类似的适于PAL系统I的曲线图。在这里，通过具有低垂直频率，较高水平频率的矩形B内包容的面积可以看出，整个被传送的带宽再一次被大大的改善。这种系统即使在信道宽在1MHz左右截止时，也能使达到大约2MHz的水平色度信号分量发送出去。
电路16，18，20操作所依据的方式可以从图7中看到。该图示出了图3中输入端12处的7行色度信号A至B，并且形如小点的示出了每行上的取样，这些取样沿行编号为1，2，3，4，5，6……351，352，353，354，355，356，357。还示出了两个输出行M和N，如在边界区域期间作为色度信号分量被发送。上述的操作具有如下效果。再次取样首先将在6个连续输入行上的相应取样减少到一个单一个输出行。上述的取样A1……F1被合并以形成取样M1。M2是一个由水平延伸或扩展获得的内插取样。输出取样M3是从输入取样A2……F2中提取的。这样继续下去，具有偶数的取样是附加或内插取样，即在行M上的奇数取样是直接从行A至F中获得的。
沿输入行A至F进行一半就将会达到行M的尾端。这样，取样A351…F351被合并以形成下一输出行的第一个取样，即取样N1。取样N2仍然是一个内插取样，取样N3是从A352……F352中提取的，等等。图7中的表示是很概括的，实际的功能可能通常比这里的表示复杂的多。但它基本上可以用来图示说明正在进行的操作。而且，虽然图7的表示是根据被取样信号给出的，但其原理可适用于包括全数字信号以及模拟信号的任何形式的信号。在图7中使用的取样的观点只是为了图示说明正在发生的过程。
由下面将会看到，所包含的重要的操作如下所述。第一，边界或辅助行比信箱或主信号中的行少，少至1/n，在这种情况下n等于3。这些边界行不携带有效画面信息，但携带色度辅助信助。利用两次操作可以将色度辅助信息行从信号的主要部分中色度分量中提取出来。其中一种操作是水平地扩展每一行，以便从信箱中的一行中得到的色度信息可以被扩展大大超过边界的一行。这种扩展可以到其r倍，在这种情况下，这里r等于2。另一种操作是减少垂直信息，这可以通过对在信箱中的色度分量进行再次取样，以在边界中产生一个较小数量的输出色度行来实现，再次取样使行数减至 1/(n×r) ，这里n×r为3×2等于6。上述两种操作可以在两个边界中发生，在理论上，的确能够通过一个二维滤波器同时发生。然后这样获得的输出行由一个缓冲器存储装置定时，以便依次在边界区域出现。
为了作为色度辅助信号进行传送的目的，一行信息扩展超过2(或者更一般的是r)行，有效地使色度分量的水平频率减少至一相应倍数分之一。这样，在图3和4的实施例中，假设对于PAL系统B和G，为了传送0.45MHz的目的，要使一个比方说0.9MHz的水平频率分量减半。现在这个频率处在由普通PAL分布系统传送的带宽内。在接收机中，通过把两个接收到的行合并成一个单一行使频率加倍。原占据两个行周期用以发送的信息再一次被缩成一个单一行周期。
倍数n和r可以取其它值。例如，r是3。这样在九分之一的整个垂直频带上会产生三倍多的水平清晰度。原则上，值n和r可以是非整数，虽然如果它们是整数，在处理上容易些，或者至少是一个小的整数比，其分母不大于10左右。
由于使用所描述的接收机/解码器，在质量上获得很大改进，这是因为该系统加入了观看者能注意到的重要频率。对于一个PAL系统I信号，这样在色度清晰度质量方面的主观提高可以在60～70%的范围。取得这种显著地改进，其系统复杂性的增加是相当小的。虽然上述描述是依据PAL系统进行的，但其原理可以适合于所有其它的普通电视系统，包括NTSC和SECAM系统。尤其这种改进可以被用于所有的信箱型方案中。
这里人们可能注意到，在每个有效画面高度的周期中给定的垂直细节的数值是适合于正常的隔行视频信号的数值。某种设备能够以一种电影方式交替地操作，在这种方式中产生了非隔行信号。这种情况的出现是因为标准50Hz的场率几乎完全是24Hz标准电影帧率的两倍。在产生视频形式的电影中，胶片以25Hz转得稍微快一些。在图17和18中示出的第三实施例给出了一个电影方式操作的例子，其中在信箱中的垂直细节是108c/aph，而在边界中的增加的细节是18c/aph。所使用的非隔行信号被转换成适于传送的隔行信号。就本发明而言，上述原理对正常信号源完全是一样的，这些例子可在图3和4与图5和6中分别示出的第一和第二实施例中看到。
图4示出了相应的具有16∶9宽高比的增强接收机/解码器。所示的解码器30具有一个输入端32，它接收一相应的在图3中28处提供的信号。例如该信号可以来自一个广播电视信道或一个视频记录装置。一个通常的主亮度通路34在信号的主要或信箱部分传送亮度分量。一个分离器38在边界区域期间分离亮度和色度分量。亮度辅助信号按照相应的方式被处理，例如按我们在上面提到的专利申请的方式，并在一加法器40中将其与通路34的输出合并，以提高亮度输出41。图中没有示出亮度辅助信道的细节。
由于分离器38提供的色度分量在黑条期间施加给一个重新定时和水平压缩电路42，该电路42使在图3中电路18，20的结果反向。电路42的输出提供给电路44，电路44通过提供一个垂直内插使图3中电路16的再次取样结果反向，这样将使每个取样的结果扩展至主信号的六个垂直排列好的取样。然后这样获得的色度辅助信息与主色度通路36的输出在一个匀滑转换滤波器中合并，以提出一个增强的彩色输出48。使用匀滑转换滤波器的理由在后面将会变得明显。
由图5和6可见，色度信息部分在主信号和边界信号中重叠。重叠的部分包括那些低于9c/aph的垂直频率分量和水平频率分量，在PAL系统B和G的情况下，低于0.5MHz。因此，接收机可以被设计成既可以从主信号中也可以从边界信号中提取这些分量。事实上，所做的这些在图8和图9中示出。
按照一般的原理，如果很低的频率信息是由主信号产生的，那么在实际中将会更好。很低频率的信息被包括在紧靠座标原点的曲线部分中。因为，由于需要把两个辅助行重新合并，这使我们想起它涉及了一个单行水平扫描的两半，在低频率处存在一些问题，所以由主信号产生上述的低频率信息是更好的。参考图8可见，低于大约0.4MHz的频率都是由主信号产生的，通过加入具有低于9c/aph的垂直频率分量和在0.5MHz与1MHz之间的水平频率分量，边界信号被用于提高图象的质量。
如图8中十字线部分所示，有一个过渡区域，在该区域，接收机从使用主信号转换成使用边界信号。实际上这种过渡不能立即发生，所以最好设计成一种匀滑转换。这就是为什么在图中的合并电路46按照匀滑转换来实现的理由。上述的过渡或匀滑转换区域位于图8中阴影区域之下，在该区域，水平带宽开始渐渐地变小，以便不受正在使用的指定传输信道容量的影响。
对于一个PAL系统I的接收机，它也可能使用来自主信道的达到大约0.9MHz，甚至具有0至9c/aph垂直频率的信号，并且也可能使用刚好加入具有1.0至2.0MHz水平频率和低于9c/aph垂直频率的信号的边界信号。然而，我们宁肯不这样做，而宁愿使用如图9所示的相同的0.4至0.5MHz的匀滑转换区域。理由是很简单的。因为一件单一的设备可以被设计成接收PAL系统B/G和系统I的信号。唯一的不同是在色度带宽方面，在任何情况下，色度带宽通常是由信道特性确定的。
按照图8和9，如果接收机工作是不需要边界信号包括那些由接收机全体从主信号或信箱信号中提取的频率。这样，在发射机/编码器中，边界信号处理电路可以包括一个高通滤波器，以滤除边界信号相应于小于0.4MHz的水平频率的那些部分，因为这些频率在接收机中从来不使用。
现在描述图10中的电路。图10更详细地示出了本发明中的一个第二编码器的相关电路。该图上面部分的(a)表示的信号处理电路100用于产生行，以便在两边界中形成色度分量。在端子102接收U分量并将其连续提供给一个具有滤波器功能VF1的垂直滤波器104，一个具有再次取样功能S1的再次取样器106，一个具有滤波器功能HF1的水平滤波器108，一个具有过取样功能S2的过取样器110，和一个具有滤波器功能HF2的水平滤波器112。水平滤波器112的输出然后被提供给一个行分离器114，该分离器把提供给它的每一行重新安排成两个输出行。合并的行直接和通过一个单行延迟器提供给一个选择器开关118。
类似地对于在输入端122接收的V信号的处理发生在电路120中。经处理的U和V信号然后被提供给一个加法器124和一个减法器126，它们的输出由一个选择器开关128选择，以提供一个输出130。开关的工作是为了选取来自加法器124的在一行上的U+V信号，和来自减法器126的在相邻行上的U-V信号。这些信号被称作加(P)信号和减(M)信号。
在图10的(b)部分示出了在信箱内信号的主要部分期间施加给U和V信号的处理。电路150包括一个用于接收U信号的输入端152，U信号被提供给一个具有功能S3的水平过取样器154，并从那里提供给一个具有滤波器功能HF3的水平滤波器156。在输入端162接收的V信号在电路160中接受类似的处理。合并电路与在(a)部分中使用的相同，并具有相同的参考数字。这样，在170提供一个输出。
图10电路的功能性操作将在下面参考附图12至15以及本说明书附加的表1至4进行更详细的讨论。
这里假设提供给附图上面部分(a)所示的用于边界的辅助处理和下面部分(b)所示的用于信箱的主处理的输入是U和V信号，每个信号被以每幅画面216行取样，具有2∶1行间的50Hz场频率，和每行461个取样。上述输入相当于这样一个信号，即该信号是锁定在两倍PAL付载波频率处的行信号。它用一个216/50/2∶/＃461信号代表。
将在下面考虑的功能VF1，HF2、HF3和VF2均由横向滤波器实现。横向滤波器的结构是公知的，因此没有必要对这些现有技术进行描述。很简单地说，它包括带有一系列抽头的一系列延迟器，和多个用于把在每个抽头处的信号与各自的一系数相乘的乘法器。上述乘法器的输出然后被求和。上述的抽头，从中心抽头编号为零处被按正和负编号，并且所述的系数最好是对于中心抽头对称的。为了提供一个水平滤波器，上述的延迟器是一次取样延迟器，与此相反，为了提供一个垂直滤波器，上述的延迟器是单行延迟器。例如，由表4可见，垂直滤波器VF1的输出由下列公式组成(仅考虑小数点后四位的值)，其中In(n)是在抽头n的输入值out(n)＝0.1663＊In(n)+0.1580＊[In(n-1)+In(n+1)]+0.1347＊[In(n-2)+In(n+2)]+……星号表示乘，在一个垂直滤波器的情况下，标号n，n+1等等是行的编号。
横向滤波器的效果将会提供多种滤波器功能。在简单的水平和垂直滤波器情况下，这些功能可以用曲线图表示在图12至16中。
现在再回到图10，具有功能VF1的垂直滤波器104是一个具有9c/aph额定截止频率的垂直滤波器，如可在图15中看到的。给定这种功能的系数在下面的表4中列出。这种滤波器只是滤除不想要的分量。垂直再次取样器106具有一功能S1，该功能S1是一个6∶1垂直再次取样的操作。按照它的最简单的形式，在每一场中，它将排除去行1，7，13，19等的所有行。可以期望其它功能可以证明是更好的。总之是产生一个刚好具有36行的36/50/2∶1＃461的信号。
这一信号被提供给具有功能HF1的水平滤波器108，如图12所示，它是一个具有大约0.5MHz额定截止频率的高通滤波器。该滤波器系数在下面表1中给出。0.5MHz的截止频率恰好是4.43MHz的彩色副载波频率与5MHz的PAL系统B/G上截止频率之间的内部差。最好降低该滤波器的截止频率，但这样将增加抽头的数量和提高成本。
经高通滤波的信号现在被提供给具有功能S2的水平过取样器110，它提供一个4∶1水平过取样操作，插入零以产生一个36/50/2∶1＃1844信号。这就是说，在输出端被编号为1，2，3等等的象素。在输入端变成了编号为1，5，9等等的象素。这样为滤波器112提供了一个输入。该滤波器112具有一个在图13中所示的水平滤波器功能HF2，和在下面表2中给定的横向滤波器系数。该滤波器为一内插功能提供了水平向上变换，以便在过取样器110中被插入的零值由有效的信号值取代。
在滤波器112中滤波以后，1844个取样的行由行分离器114分离成两个具有922个取样的行。这样这些取样重被安排成一个72/50/2∶1＃922信号。
然后通过重复每一行，并在电路124，126中形成和与差，使得72/50/2∶1＃922的U和V信号的格式转换成一个144/50/2∶1P/M信号。该信号然后被分离成36行的两组，以便在黑条或边界期间(信箱的上面和下面)被发送出去。
在信箱期间，需要一些随之对主信号进行处理，如图10中(b)部分所示。这里，具有功能S3的过取样器154提供一个2∶1水平过取样或上向变换，通过在每一对取样之间插入零取样以产生一个216/50/2∶1＃922信号。然后具有功能HF3的低通滤波器156进行内插，以产生一个取样流，在该取样流中，零取样被内插取样取代。滤波器156的系数在下面的表3中给出，该滤波器响应在图14中示出。这样滤波之后，两个216/50/2∶1U和V信号经延迟器116和加法器124与减法器126被转换成432/50/2∶1P/M格式，以类似的方式对边界中的信号进行处理。然后，合成的信号170用于在每个画面的中心的432个有效行上，即每场的中心的216个有效行上形成信箱色度分量。
如图10所示，在水平方向已有了一个4∶1向上取样，而不是如本来所希望的恰好一个2∶1向上取样。理论上这样将使水平细节为其四倍，但实际上广播(或记录)信道容量是不足以传送高频率的那种结果。事实上，仅大约一半的频带能被用来传送。经两行而不是一行传播信息是提供两部水平细节的关键步骤。一个2∶1向上取样则是足够的。
现在来讨论图11中的解码器200。一个输入端202接收分离的边界P/M信号并通过一开关204直接地和经一延迟器206提供给一个加法器208和一个求差器210。加法器208的输出代表U信号并被提供给一个行合并电路212，然后依次提供给一个具有与编码器中水平内插滤波器112一样功能HF2的水平滤波器214，一个水平再次取样器216，和一个减法器218。如下所述，该减法器从信箱电路接收一个第二信号。该减法器的输出通过一个具有功能S5的垂直过取样器220和一个具有功能VF2的垂直滤波器222提供出去。然后滤波器222的输出在一个加法器224中与主信号相加。
在信箱期间被传送的主P/M信号在一个输入端232被接收。该信号通过一个开关234直接地和经一延迟器236提供给一个求和器238和一个求差器240。求和器238的输出代表U信号，并被依次提供给一个具有与在编码器中内插滤波器156一样功能HF2水平滤波器242和一个水平再次取样器244。水平再次取样器244提供一个第二输入给加法器224，加法器224的输出248是一个增强的U输出信号。水平再次取样器244的输出通过一个具有与图10中滤波器104一样的滤波器功能VF1的垂直滤波器246提供给具有与图10中再次取样器106一样的功能S1的垂直再次取样器，和一个具有与图10中滤波器108一样的功能HF1的水平高通滤波器252。滤波器108的输出提供给减法器218的反向或相减输入端。
减法器210和240的输出分别包括有用于边界和信箱的V分量。它们被提供给类似于U信号使用的处理电路260，262，两处理电路的输出在一个加法器264中相加，以提供一个增强的V输出266。电路262把一个信号提供给电路260中的减法器，该信号与提供给在U通道中减法器218的信号类似。用于V信号的电路没有详细的说明和描述，这是因为它们与用于U通道的电路相同。
现在将评论图11中解码器的工作。在边界期间提供给输入端202的信号具有144/50/2∶1格式，在信箱期间提供给输入端232的信号具有432/50/2∶1格式。虽然传输链路可能已相当显著地减小了有效带宽，但在每一种情况中，每行额定地具有922个取样。信号在交替行上具有U+V和U-V的P/M格式。每个信号通过对相邻行对的加和减被转换成U和V信号。
信箱的U和V信号每一个都被提供给水平滤波器242，该水平滤波器在由再次取样器244的一个2∶1水平再次取样之前对上述信号前置滤波。这样给出了一个以每行共有461个取样的216/50/2∶1格式的信号，作为主输入它被提供给加法器224。
在电路208，210输出端的边界信号每个都具有72/50/2∶1格式。行合并电路212水平地把成对的行合并在一起，以产生一个在每行上具有两倍数量取样，即每行1844个取样的36/50/2∶1信号。滤除这些长行的水平滤波器214具有与在编码器中使用的一样的内插滤波器，并且再次取样器216提供了一个4∶1水平再次取样，以把取样的数量减少到每行461个取样。
来自再次取样器216的辅助信号包括一些也出现在主信箱信号中的频率。它们主要是具有低于9c/aph垂直频率的频率和在大约0.4至0.5MHZ范围内的水平频率，希望消除这种重叠。这种消除的实现是通过从主信箱通道中抽取这些信号的分量，和从由边界中提取的辅助信号中减去这些信号的分量完成的。
为此目的，主通道信号经垂直滤波器246，垂直再次取样器250，和水平高通滤波器252提供给减法器218的减输入端。电路246，250和252对该主信箱信号实施在发射机中为产生边界信号而实施的相同的处理。通过从边界信号中减去合成信号，实现了所需要的主信号与边界信号之间的匀滑转换。
减法器218的输出经提供一6∶1过取样的垂直过取样器220和垂直滤波器222被提供，以使来自行中的一行的信息覆盖6个画面行。过取样器提供一个在每场的行1、7、13等等上具有有效数据的216/50/2∶1信号。滤波器222被用来内插其它的行。滤波器222使用的系数在下面的表5中给出，并且它的频响在图16中示出。
对于减法器218，它被安置在过取样器220和垂直滤波器222之后是可能的，在这种情况中，类似的一个第二过取样器和垂直滤波器将包含在水平滤波器252和减法器218之间。此外，减法器218和加法器224可能由一个单一的合并电路所构成。然而所示的元件安排则更经济些。
按照所述实施例被产生的色度信号适合于用分相传送方式传送，例如在我们的较早的申请PCT/GB92/01988中就亮度信号所建议的传送方式。一个最佳的分相传送系统是称作WestonCleanPAL编码系统，它在英国专利说明书GB-A-2044577和GB-A-2113037中给予了描述。这种系统的工作在1986年2月的EBU杂志中题目为“一种兼容制改进的PAL系统”的文章中给予了更详细的描述(“ACompatibleImprovedPALSystem”，EBUReview，February1986.)。进一步地开发在1992年6月11日公开的国际专利申请，WO-A-92/10068中给予了描述。
在Weston系统中，亮度信号以2fsc(两倍的彩色副载波频率)被取样，色度信号为P/M形式并以fsc被取样。使用这种系统，实现的编码和解码，在亮度和色度分量之间不会存在任何交叉干扰。
因而本发明的系统可以开发基于WestonCleanPAL系统的能力，或者可以包括多个水平滤波器，以便把用于亮度增强目的的调制在彩色副载波上的任何信号从色度信号使用的频率中分离出来。因而这种方法适合于在基于复合信号编码方法的增强电视系统的一个宽的区域中扩展水平色度清晰度。此外，由于在黑条期间没有必要保持容量，所以在黑条中使用的方法与用于主信号的方法是完全不同的，即一个类似PAL的系统可以在以SECAM，NTSC或MAC方式传送主信号的黑条中使用。
本系统也适用于与其它传送或记录方法结合使用，其中所述的方法涉及到占据比信号可占据的全部有效行数量少的画面的主要部分。例如，如果使用一个VHS或SVHS录像机录制一宽屏幕画面，那么在相应的有效画面外侧的间隔期间，即在消隐或成帧周期期间，信号的主要部分的色度清晰度可以被经色度通道传送的信号扩展。
这样，如果图10中的编码器和图11中的解码器使用在一个WestonCleanPAL分相系统中，则图10中的编码器的输出被提供给一个WestonPAL设备的色度输入端。在接收机中，一个WestonPAL分离器提供一个色度输出，该色度输出被解调并由图11的解码器使用。
本发明的一个第三实施例将参考图17和18进行描述。该实施例被特别设计用于WestonCleanPAL系统和我们在上面提及的国际专利申请PCT/GB92/01988涉及的亮度辅助系统。此外，该实施例提供给彩色一个2∶1水平频率增强比，以便超过PAL系统B(5MHz总带宽)1MHz的水平色度清晰度，或系统I(5.5MHz的总带宽)2MHz的清晰度。而且假设对色度信号已进行了为实现良好清晰度所必须的如在上面专利申请PCT/GB92/01988中描述的理处。
在我们较早的申请中描述的基本系统的主要特征是对一个高清晰度的宽屏幕画面编码，以便亮度信号仅占据576有效行的432行，并且超过4.5MHz的信号在有效画面的上面和下面使用达到约4.5MHz的频带分开传送。对信号的主要部分的色度分量编码，以便形成一个具有占据低于大约4.1MHz频带的亮度频率的WestonCleanPAL复合信号。在大约4.1和4.7MHz之间存在一个梳状频带，在该频带中色度和亮度重叠，并且超过该频带的信号被调制成色度。水平、垂直和瞬时滤波器被用于在编码器中对亮度和色度信号进行前置滤波，和用于在解码器中后置滤波，以重新构成用于显示的良好信号。在边界内超过亮度频带的色度容量，可以用于传送有用的信息，以改善水平色度的细节。
在图3中所示的编码器300具有一个输入端302，它可接收主色度信号。这包含着432个行序彩色信号中的U和V分量。所述的U和V信号被送到相同的U和V信号处理电路，其中，图中仅详细示出了U通道。这些信号首先被加到具有功能F1的垂直低通滤波器304上，该滤波器在每个图象高度18周处截止，以限制该信号的垂直清晰度。在这个例子中，可以假设非交替的或渐进扫描的信号在输入端302处被接收，这样，与前面的实施例相比，垂直清晰度在数字上加倍。滤波器304的输出信号被加到具有取样功能S1的取样器306上，该取样器可以从在接收端接收的432行中产生36个序列的行。这就是6∶1重取样或再取样操作。具有滤波器功能F2的暂存滤波器308接收再取样器的输出信号，并将它送到具有取样功能S2的交替取样器310上。这就提供了一种按36行交替形式的输出，该输出可送到具有滤波功能F3的水平高通滤波器312上。这样，可以从该信号中除去低的水平色度频率，包括信号中的任何DC分量(注意功能S1等与在前的实施例不一样)。
V分量通过相类似的处理电路314，并且电路312和314的输出信号被送到具有功能M1的复用存储器314。它读取同样处理的U和V信号并水平地加宽它们，这样，每一电视行可占据在边界处的色度两行。按照这种方式，主信号的上部和下部边界处的色度通道就适合于以如下4个顺序调制的行为组的多路色度信息U行的左边U行的右边V行的左边V行的右边复用存储器316的输出送到色度调制器318上，在色度调制器318中，上述输出信号可以根据彩色付载波频率fsc的一个付载波加以调制。已调制的信号被送到滤波器320上，该滤波器是一个具有滤波功能F4的平方根反对称高通滤波器。
亮度辅助信号在输入端322处被接收，并施加到等效的平方根反对称低通滤波器324上。这个亮度边界信号在加法器326中与已调制的色度边界信号相加，以提供一个输出信号328，用于在消隐信号行中发送或记录。有关平方根反对称滤波器的更详细的情况参见我们的国际专利申请，公开号为WO92/15151。
与图18所示的解码器330相对应，亮度和色度边界信号在输入端332处被接收。使用一个平方根反对称高通滤波器334，对色度分量，使用一个平方根反对称低通滤波器306，对亮度分量，把它们分离开来。亮度辅助信号然后按照我们的申请号为PCT/GB92/01988专利的内容加以处理。已分离的色度信号被送到解调器338上，在这里它可以从它的fsc付载波上解调出来并送到信号分离存储器340上。信号分离存储器340分别产生有交替的U和V细节信息的36行，并提供必要的重新定时。U分量被送到具有功能F8的交替序列滤波器342上。这是一个暂时低通滤波器，提供一个36行渐进扫描(即非交替)信号。这个信号被送到具有滤波功能F9的垂直内插滤波器344上，它产生一个与全部432行渐进主色度信号等效的信号，垂直低通滤波器344除去假的频率，并且在由主信号产生的色度信息与由边界信号产生的色度细节之间提供一个垂直的匀滑转换。
在输入端346处接收主色度信号或者来自所接收信号的信箱部分的色度信号，然后送到具有滤波功能F3的水平高通滤波器348上，该滤波器与滤波器312具有同样的滤波功能，可除去图17中所示的编码器300中的边界处的低频。滤波器348的输出信号被施加到具有滤波器功能F9的垂直低通滤波器350上，该滤波器的滤波功能F9与滤波器344一致，用于边界信号，以确定匀滑转换。减法器352接收在输入端346的主色度信号，并从中减去滤波器348，350的输出。按这种方式，可以确保滤波器348、350的作用补足在色度辅助信号的路径上等价滤波器的作用。来自主路径的信号与来自色度辅助路径的信号在加法器354中相加，以提供一个增强的输出356以用于显示。
与在前的实施例相同，利用图17和18的第三个实施例产生的色度通道使得用于垂直频率范围的改善的水平亮度清晰度实质上低于主信号链的水平亮度清晰度。在这个系统中，当水平亮度清晰度被提高到2倍，并且，黑色条在活动电视行的整个数目中占有量为25%时，过个水平清晰度的提高可为在主信号期间过程中被广播的垂直色度清淅度的1/6。如果水平清晰度提高因数为3∶1，那么，这个提高可应用到主信号通道的整个垂直频率范围的高达1/9的垂直频率上。在这个实施例中，为了这种提高，垂直频率和水平频率的交换来源于在黑色条期间将增加色度信号的时间扩展。在无时间扩展的情况下，黑色条只能传输与主信号通道相比较的信息行数目的1/3。一般来说，由现在这个方法取得的水平频率清晰度最大值为正常通道的r倍，并且，它将应用到在主通道中色度信号的正常垂直频率范围的 1/(3r) 倍。
利用这个系统，具有低的水平和垂直频率的色度信号将在接收机上得到，它们已被转换成主信号部分和边界信号部分。色度信号在接收机中以这种方式复合，即在这个共享带中有一个平滑的信号复合方式。完成这个方式的最方便的办法是利用垂直滤波，随着垂直频率的增加，它能影响在两个信号之间的匀滑转换，这个匀滑转换是这样的，即所有低的垂直频率色度信号通过黑色条被接收，这样可获得更大的水平清晰度，所有较高的垂直频率不能通过黑条系统发送，则经由主彩色信号通道来接收。然而，一个附加的好处是可以阻止非常低的水平色度信号在黑色条间隙中被调制，这一点在前面相关的实施例中已加以说明，这将避免了在彩色载波上调制的该信号与其它信号之间的任何可能的串音，也使得该方法能应用到这样的系统中，即彩色和亮度调制信号之间极少或无分离存在。
各种电路能按多种方式加以重新安排或调整，特别是滤波器能加以重新安排或组合。各个滤波器功能已加以简单的解释，各个电路表示成一个个独立的硬件单元，但它们必须配有软件。在这种情况下，图示的电路图应看成是功能流程图。
表1 滤波器HF1的系数系数位置(x)系数值-220.00109555-210.00141241-200.00158850-190.00153592-180.00116099-170.00037076-16-0.00091999-15-0.00278165-14-0.00526216-13-0.00838092-12-0.01212377-11-0.01644009-10-0.02124169-9-0.02640499-8-0.03177487-7-0.03717174-6-0.04240001-5-0.04725853-4-0.05155139-3-0.05509969-2-0.05775129-1-0.0593905900.939141991-0.059390592-0.057751293-0.055099694-0.051551395-0.047258536-0.042400017-0.037171748-0.031774879-0.0264049910-0.0212416911-0.0164400912-0.0121237713-0.0083809214-0.0052621615-0.0027816516-0.00091999170.00037076180.00116099190.00153592200.00158850210.00141241220.00109555230.00000000
表2 滤波器HF2的系数系数位置(x)系数值-15-0.00036693-14-0.00526178-13-0.00516391-120.00000000-110.00906980-100.01650757-90.01484835-80.00000000-7-0.02368355-6-0.04248899-5-0.03864074-40.00000000-30.07106531-20.15537941-10.2237354500.2499999410.2237354520.1553794130.0710653140.000000005-0.038640746-0.043488997-0.0236835580.0000000090.01484835100.01650757110.00906980120.0000000013-0.0051639114-0.0052617815-0.00036693
表3 滤波器HF3的系数系数位置(x)系数值-7-0.01031983-60.00000000-50.03601265-40.00000000-3-0.08735895-20.00000000-10.3116661300.5000000010.3116661320.000000003-0.0873589540.0000000050.0360126560.000000007-0.01031983
表4 滤波器VF1的系数系数位置(y)系数值-170.00110280-160.00292240-150.00481629-140.00569180-130.00434630-120.00000000-11-0.00714764-10-0.01556273-9-0.02242264-8-0.02415188-7-0.01736889-60.00000000-50.02778703-40.06316689-30.10096560-20.13468528-10.1580028200.1663330910.1580028220.1346852830.1009656040.0631668950.0277870360.000000007-0.017368898-0.024151889-0.0224226410-0.0155627311-0.00714764120.00000000130.00434630140.00569180150.00481629160.00292240170.00110280
表5 滤波器VF2的系数系数位置(y)系数值-170.00110280-160.00292240-150.00481629-140.00569180-130.00434630-120.00000000-11-0.00714764-10-0.01556273-9-0.02242264-8-0.02415188-7-0.01736889-60.00000000-50.02778703-40.06316689-30.10096560-20.13468528-10.1580028200.1663330910.1580028220.1346852830.1009656040.0631668950.0277870360.000000007-0.017368898-0.024151889-0.0224226410-0.0155627311-0.00714764120.00000000130.00434630140.00569180150.00481629160.00292240170.00110280
权利要求
1.一种用于发送彩色视频信号的方法，该彩色视频信号是属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中，活动的图象仅仅占据形成一个扫描行主组的每一场的某些扫描行，扫描行辅助组不载带活动的图象，用于载带辅助信息，辅助组中行的数目的n倍是主组中的行数，辅助组载带作为其色度分量的色度辅助信号，所述方法包括从位于主行组中的色度分量产生于色度辅助信号，以利用以下步骤形成输出行，下列步骤可依次或同时进行a、水平扩展每一行到r倍，以使来自主组的行的色度信号被扩展到r个输出行；和b、对主行组中的行的色度分量进行垂直再取样，以产生更小数目的输出行，它小于辅助组中行的数目的至少 (l)/(r×n) 倍。
2.按照权利要求1的方法，包括利用一个垂直低通滤波器对信号加以低通滤波的步骤。
3.按照权利要求1的方法，包括利用一个水平高通滤波器对信号加以高通滤波的步骤。
4.按照权利要求1的方法，其中，主行组占据活动图象区的中心部分;而辅助行组占据图象中主行组的上面或下面的边界部分。
5.按照权利要求1的方法，其中辅助行组包括位于视频消隐期间的行。
6.按照权利要求1的方法，其中，因数n是3。
7.按照权利要求1的方法，其中，因数r是2。
8.按照权利要求1的方法，其中，所述步骤分别应用到两个彩色分量信号U和V上，并且进一步包括在交替的行上，将U和V的输出复合成U+V和U-V的形式。
9.一种用于发送彩色视频信号的装置，该彩色视频信号属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，并且它包括分离的亮度和色度分量，其中，活动的图象仅仅占据形成一个主行组的每一场的某些扫描行，而且不载带活动图象的辅助行组用于载带辅助信息，辅助行组行的数目的n倍是主行组的行数，辅助行组载带作为其色度分量的一个色度辅助信号;该装置包括用于从主行组中的色度分量产生色度辅助信号，以按以下步骤形成输出行的装置，下列步骤可依次或同时进行(a)水平扩展每一行至r倍，以便使来自主组中的行的色度信号扩展到r个输出行;和(b)对主行组中行的色度分量进行垂直再取样，以产生更小数目的输出行，它小于辅助行组中行数目的至少 1/(n×r) 倍。
10.按照权利要求9的装置，还包括垂直低通滤波器装置，用于对色度信号进行低通滤波。
11.按照权利要求9的装置，还包括水平高通滤波器装置，用于对色度信号进行高通滤波。
12.按照权利要求9的装置，其中，主行组占据活动图象的中心部分，辅助行组占据图象中主行组的上面和下面的边界部分。
13.按照权利要求9的装置，其中，辅助行组中包含有位于视频消隐期间的行。
14.按照权利要求9的装置，其中，因数n为3。
15.按照权利要求9的装置，其中，因数r为2。
16.按照权利要求9的装置，包括分立的发生装置，用于分别处理两个彩色分量信号U和V;还包括一种用于在交替行上将U和V的输出复合成U+V和U-V的形式的装置。
17.一种用于发送彩色视频信号的方法，该彩色视频信号属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中，活动的图象仅仅占据形成主行组的每一场的某些扫描行，和辅助行组用于载带辅助信息;和辅助行组载带作为其色度分量的一个色度辅助信号，该色度辅助信号由从主行组中色度分量产生出的输出行构成，主组中的色度分量输出包括达到为最大水平频率和最大垂直频率的频率分量;所述方法包括对于那些相对低于所述最大垂直频率的垂直频率来说，从主行组中产生的水平频率的频率分量应高于所述最大的水平频率，以形成色度辅助信号。
18.按照权利要求17的方法，其中，通过减少色度分量的有效水平频率到 1/(r) ，来从主组中产生出色度辅助信号，作为色度辅助信号进行传输。
19.按照权利要求17的方法，其中，用于产生色度辅助信号的主行组中的频率分量，不包括至少那些低水平频率的分量。
20.按照权利要求17的方法，其中，活动图象在画面中的宽高为4∶3，主行组在画面中的宽高比为16∶9。
21.根据权利要求17的方法，其中，主行组的行占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据画面中主行组的上面和下面的边界区域。
22.一种用于发送彩色视频信号的装置，该彩色视频信号是属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中活动的图象仅仅占据形成一个主行组的每一场的某些行，辅助行组用于载带辅助信息，辅助行组载带作为其色度分量的色度辅助信号，色度辅助信号由从主行组中的色度分量产生的输出行构成，在主组中的色度分量输出包含及至最大水平频率和最大垂直频率的频率分量;所述装置包括一种装置，用于对于那些相对低于所述最大垂直频率的垂直频率来说，从主行组中产生出的水平频率的频率分量高于所述最大水平频率，以形成色度辅助信号。
23.按照权利要求22的装置，其中，包括一种装置，用于从主行组中产生的色度辅助信号减小色度分量的有效水平频率到 1/(r) ，作为色度辅助信号进行传输。
24.按照权利要求22的装置，其中包括一种装置，用于使从主行组中产生的色度辅助信号排除至少某些低水平频率的分量。
25.按照权利要求22的装置，其中，活动图象在画面中的宽高比为4∶3，主行组在画面中的宽高比为16∶9。
26.按照权利要求22的装置，其中，主行组占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据主行组的上面和下面的边界部分。
27.一种用于接收彩色视频信号的方法，该彩色视频信号是属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中，活动的图象仅仅占据形成扫描行主行组的每一场的某些扫描行，不载带活动图象的扫描行辅助行组，用于载带辅助信息，主行组中行的数量是辅助行组行数的n倍，辅助扫描行载带作为其色度分量的一个色度辅助信号，所述方法包括通过以下步骤(a)和(b)，依次或同时地来处理已接收的色度辅助信号(a)水平地压缩每一行到 1/(r) ，以便r个行上的色度信号被压缩到一个输出行上;和(b)在已收到的辅助信号中，对行的色度分量进行垂直再取样，以产生更大数目的输出行，它应大于辅助组中行数的至少n×r倍;和接着，将这样处理过的色度辅助信号加到主行组中接收的色度分量上。
28.按照权利要求27的方法，包括对所接收的主行组中的扫描行的色度分量进行垂直再取样的步骤，以产生更小数目的行，它应小于辅助组中行数的至少 1/(r×n) 倍，并从水平压缩的所接收的色度辅助信号中减去上述结果。
29.根据权利要求28的方法，包括这样一个步骤，即在相减之前，利用一个水平高通滤波器对垂直再取样信号进行滤波。
30.根据权利要求28的方法，其中，在垂直过取样之前，在水平压缩的已接收的色度辅助信号上进行相减。
31.根据权利要求27的方法，其中，主行组占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据图面中主行组的上面和下面的边界部分。
32.根据权利要求27的方法，其中，辅助行组包括在视频消隐期间的行。
33.根据权利要求27的方法，其中，因数n为3。
34.根据权利要求27的方法，其中，因数r为2。
35.根据权利要求27的方法，其中，所接收的色度辅助信号在交替的行上是U+V和U-V的格式，而且，还包括一个初始步骤，即从U+V和U-V信号中产生出分离的U和V信号。
36.一种用于接收彩色视频信号的装置，该彩色视频信号属于扫描行的场所形成的那种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中活动的图象仅仅占据形成一个主行组的每一场的某些扫描行，而且不载带活动图象的辅助行组用于载带辅助信息，主行组的行数是辅助行组中行数目的n倍，辅助行组载带作为其色度分量的一个色度辅助信号，该装置包括这样一种装置，即通过依次或同时地采取以下步骤(a)，(b)来处理一个所接收的色度辅助信号(a)水平地压缩每一行到 1/(r) ，以及r个行上的色度信号被压缩到一个输出行上;以及(b)在已接收到的辅助信号中，对行的色度分量进行再取样，以产生更大数目的输出行，它应大于辅助组中行数的至少到n×倍;及一种装置，用于连续地将这样处理过的色度辅助信号加到在主行组中接收的色度分量上。
37.根据权利要求36的装置，进一步包括一种装置，耦合接收主行组的色度分量，用于在所接收的主行组中对行的色度分量进行垂直再取样，以产生更小的行数，其数量应小于辅助行数上的数量的至少 1/(r×n) ;以及一种装置，用于从水平压缩的色度辅助信号中减去上述结果。
38.根据权利要求37的装置，进一步包括在垂直再取样装置和减法装置之间的耦合装置，用于通过一个水平高通滤波器功能对垂直再取样的信号进行滤波。
39.根据权利要求37的装置，其中，处理装置包括水平压缩装置，耦合接收所接收的色度辅助信号，以及垂直过取样装置，它在不平压缩装置和加法装置之间实现耦合。
40.根据权利要求39的装置，其中，减法装置位于水平压缩装置和垂直过取样装置之间。
41.根据权利要求36的装置，其中，主行组占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据图面中主行组的上面和下面的边界部分。
42.根据权利要求36的装置，其中辅助行组包括在视频空白间隔中的行。
43.根据权利要求36的装置，其中，因数n是3。
44.根据权利要求36的装置，其中，因数r是2。
45.根据权利要求36的装置，进一步包括装置，用于在交替的行上按U+V的格式接收色度辅助信号以及用于由此产生分离的U和V信号，以应用于相应的处理装置上。
46.一种用于接收彩色视频信号的方法，该彩色视频信号属于扫描的场所形成的那样一种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中活动的图象仅仅占据形成一个扫描行主行组的每一场的某些扫描行，辅助行组用于载带辅助信号，和辅助行组载带作为其色度分量的一个色度辅助信号，所述方法包括通过增加色度分量的有效水平频率到r倍来处理所接收的色度辅助信号，并且将这样处理过的色度辅助信号加到在主行组中接收的色度分量上，以提供一个色度输出信号。
47.根据权利要求46的方法，其中，加法步骤包括在由主行组接收的色度频率分量和由色度辅助信号产生的色度频率分量之间的一个匀滑转换功能。
48.根据权利要求46的方法，其中，低的垂直频率和低的水平的色度频率分量是从主行组中产生的。
49.根据权利要求46的方法，其中，在主行组中接收的低的垂直频率的色度分量要从在辅助行组中接收的相应的分量中减去。
50.根据权利要求46的方法，其中，活动图象在画面中宽高比为4∶3，主行组的画面中的宽高比为16∶9。
51.根据权利要求46的方法，其中，主行组占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据主行组的上面和下面的边界部分。
52.一种用于接收彩色频信号的装置，该彩色视频信号是属于扫描的场所形成的那样一种类型的信号，它包括分离的亮度和色度分量，其中活动图象仅仅占据形成一个扫描行主行组的每一场的某些扫描行，辅助行组用于载带辅助信号，辅助行组载带作为其色度分量的一个色度辅助信号，该装置包括一种装置，用于通过增加色度分量的有效水平频率到r倍，来处理所接收的色度辅助信号加到在主行组中接收的色度分量上，以提供一个色度输出信号。
53.根据权利要求52的装置，其中，所述加法装置包含一个匀滑转换器，用于在由主行组接收的色度频率分量和由色度辅助信号产生的色度频率分量之间实行匀滑转换。
54.根据权利要求52的装置，包括一种装置，用于从主行组中产生低的垂直频率和低的水平频率的色度分量作为输出信号。
55.根据权利要求52的装置，还包括一种装置，用于从在辅助行组中接收的相应的分量减去在主行组中接收的低的垂直频率的色度频率分量。
56.根据权利要求52的装置，其中，活动图象在画面中宽高比为4∶3，主行组画面中的宽高比为16∶9。
57.根据权利要求52的装置，其中，主行组占据活动图象区的中心部分，辅助行组占据图象中主行组的上面和下面的边界部分。
58.一种色度视频信号编码器，包括一个输入端，用于接收色度视频输入信号;一个输出端，用于提供一个已编码的色度视频输出信号;垂直再取样装置，它耦合在输入端和输出端之间，用于对色度信号进行垂直再取样，以从中提供更小数目的行;和水平扩展装置，它耦合在输入端和输出端之间，用于使每一输入行扩展成两个或更多的输出行。
59.根据权利要求58的编码器，还包括水平的高通滤波器装置，它连接在输入端和输出端之间。
60.根据权利要求58的编码器，还包括垂直低通滤波器装置，它连接在输入端和输出端之间。
61.一种色度信号视频解码器，包括一个输入端，用于接收一个已编码的色度视频输入信号;一个输出端，用于提供一个已解码的色度视频输出信号;水平压缩装置，它耦合在输入端和输出端之间，用于使色度信号压缩成每一输出行是由两个或更多的输入行形成的;以及垂直过取样装置，它耦合在输入端和输出端之间，用于对色度信号进行垂直地过取样，以由此产生一更大数目的行。
62.根据权利要求61的解码器，其中，所述的输入端是一个第一输入端，用于从第一主行组接收一个已编码的色度视频输入信号，并且包括一个第二输入端，用于从第二行组接收一第二视频输入信号，以及加法装置，它耦合在输出端和第二输入端之间，用于将已解码的信号加到第二视频输入信号上。
63.根据权利要求62的解码器，其中，加法装置包括一个匀滑转换器。
64.根据权利要求62的解码器，还包括一个带有非逆转输入端的减法器，它耦合在水平压缩装置的输出端上;以及一个垂直再取样装置，它耦合到第二输入端上，以接收第二输入信号并由此产生更小数量的行，减法器的逆转输入端被耦合到垂直再取样装置的输出端上。
65.根据权利要求64的解码器，还包括与垂直再取样装置串联耦合的水平高通滤波器装置。
66.根据权利要求64的解码器，其中，水平压缩装置接到输入端;和垂直过取样装置耦合在水平压缩装置和输出装置之间。
67.根据权利要求66的解码器，其中，减法器连接在水平压缩装置和垂直过取样装置之间。
全文摘要
在一种信箱型视频信号中，主信号在形成3/4画面的中心的行上传送，其它的辅助信号在该画面的上面和下面的边界部分发送。这种辅助信息包括色度分量，它能使水平细节度得以提高，对于垂直频率分量及至最小比例的垂直细节也在主信号中载带。在编码器上，所述色度分量被垂直地再取样(16)，以从每6个输入行产生一个行，并且被水平扩展(18)并分裂(20)以使每一输入行扩展成两行。在解码器中，通过在每一行上重新定时，使上述操作反方向进行，即水平压缩(42)和垂直过取样或内插(44)。额外的色度细节能被加到(46)主信号色度分量上，以提高水平细节。
文档编号H04N7/00GK1075587SQ9211517
公开日1993年8月25日 申请日期1992年12月10日 优先权日1991年12月10日
发明者迈克尔·乔治·克罗, 詹姆斯·爱德华·伊斯特布克 申请人:英国广播公司