專利名稱：用于帶寬壓縮的傳輸系統(tǒng)的編碼器和譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于帶寬壓縮的傳輸系統(tǒng)的編碼器和譯碼器，用于傳輸寬頻帶高清晰度彩色電視圖象信號，該信號經(jīng)過重新調(diào)整從而適于窄帶傳輸。本發(fā)明尤其涉及到可由譯碼器迅速并滿意地完成運(yùn)動(dòng)檢測的帶寬壓縮的傳輸系統(tǒng)。
NHK(日本廣播公司)曾提出過一種帶寬壓縮的傳輸系統(tǒng)，用來在一個(gè)通道上以5∶3的幅形比播出1125行HDTV(高清晰度電視)圖像。這一帶寬壓縮系統(tǒng)即為MUSE(多路奈奎斯特取樣編碼)，該系統(tǒng)也是一種補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的二次取樣系統(tǒng)。
下面，將對MUSE系統(tǒng)作一簡要描述，首先，將敘述MUSE系統(tǒng)中的取樣和內(nèi)插法。
倒相亞奈奎斯特取樣法和用于補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的幀間編碼技術(shù)相結(jié)合后用于高清晰度電視模擬傳輸時(shí)壓縮帶寬，而且，人們已經(jīng)研制了用于1125行系統(tǒng)的設(shè)備。
表1給出了MUSE系統(tǒng)最重要的特性，

圖1示出了系統(tǒng)的取樣模式。取樣為隔多點(diǎn)掃描型式，并且以四場為一周期而順序循環(huán)。
對于靜止圖像區(qū)域(場的圖像靜止部分)而言，可以通過瞬時(shí)內(nèi)插，使用四個(gè)場信號的取樣重新構(gòu)或HDTV圖像。圖2B中示明了靜止圖像區(qū)的空間頻率范圍的區(qū)域。
對于運(yùn)動(dòng)圖像而言，通過空間內(nèi)插，利用一個(gè)場的取樣信號即可構(gòu)成最終的圖象。如果用兩場或更多場的信號重新構(gòu)成運(yùn)動(dòng)圖象，則圖象的技術(shù)質(zhì)量由于多行模糊將會(huì)降低。
借助于空間內(nèi)插法，可壓縮傳輸面積，如圖2B所示，這表明圖象的運(yùn)動(dòng)部分因一個(gè)未覆蓋的背景將出現(xiàn)模糊的圖象。但是，由于人眼對圖象運(yùn)動(dòng)部分中的模糊幾乎感受不到，所以質(zhì)量下降并不嚴(yán)重。
表1MUSE系統(tǒng)的特性系統(tǒng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的多重亞取樣系統(tǒng)(C信號的多路傳輸是TCI格式)掃描1125/602∶1傳輸基帶信號的帶寬8.1MHZ(-6dB)二次取樣時(shí)鐘速率16.2MHZ水平帶寬(Y)20-22MHZ(圖象的靜止部分)12.5MHZ＊(圖象的活動(dòng)部分)(C)7.0MHZ(圖象的靜止部分)3.1MHZ＊(圖象的活動(dòng)部分)同步正數(shù)字化同步音頻和附加信息在VBLK中多路傳輸?shù)腜CM，采用4相DPSK(2048Kb/s)＊原型接收機(jī)的值如果采用最佳的二維數(shù)字濾波器，這些值應(yīng)為16MHZ和4MHZ。
在由于俯仰和搖全景鏡頭而引起運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生更為嚴(yán)重的模糊，為避免空間內(nèi)插法的這一影響，引進(jìn)了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。通過編碼器，可對每場代表鏡頭運(yùn)動(dòng)的矢量進(jìn)行計(jì)算，并且矢量信號在場消隱期中被多路傳輸?shù)浇邮諜C(jī)。在譯碼器中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)前一場取樣的象素的位置，與補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)一起，可將瞬時(shí)內(nèi)差用于俯仰和搖全景鏡頭而不會(huì)有多少模糊。如圖2B所示，用于圖象移動(dòng)部分的最大可傳輸場頻率只是靜止部分最大可傳輸場頻率的一半，其原因在于原HDTV信號為2∶1隔行掃描，如果空間內(nèi)插法被用于圖象的靜止部分，則最大可傳輸場空間頻率將加倍并等于1/2h，h在此表示水平掃描之間的空間。
其次，將描述系統(tǒng)構(gòu)成。圖3A和3B示明了MUSE發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的框圖。首先，HDTV視頻信號由TCI編碼器2編碼成為TCI信號。圖4示明了具有行順序彩色信號的TCI波形。TCI信號的取樣頻率為64.8MHZ。在該信號以16.2MHZ進(jìn)行亞取樣之前，前置濾波器4和6(它們分別用于靜止和運(yùn)動(dòng)面積)根據(jù)圖象部分的情況而得到輸入。這兩個(gè)濾波器4和6的理想特性如圖2A和2B所示。
混合器8對濾波器4和6的輸出混合。其混合比取決于圖象的運(yùn)動(dòng)，它將被逐象素進(jìn)行檢波。混合輸出由亞取樣電路10進(jìn)行亞取樣。一些諸如運(yùn)動(dòng)矢量一類的控制信號通過多路調(diào)制器12與亞取樣信號相組合。組合的MUSE信號然后由FM調(diào)制器14調(diào)制。
通過PSK(相移鍵控)調(diào)制器22將音頻信號調(diào)制4相DPSK(微分相移鍵控法)信號。該信號通過開關(guān)15在MCSE信號頻率調(diào)制之后，利用場消隱間隔和視頻信號進(jìn)行多路傳輸?？刂菩盘栐趫鱿[間隔內(nèi)傳輸并與基帶信號進(jìn)行多路傳輸。
如圖3B所示，在接收機(jī)中，接收的信號被FM解調(diào)器24和PSK解調(diào)器26解調(diào)制以獲得解調(diào)的音頻和視頻信號。解調(diào)后的視頻信號由信號分離器28分離以獲得分離的視頻和控制輸出。視頻輸出加至空間內(nèi)插器32和瞬時(shí)內(nèi)插器34。在此，根據(jù)圖象是靜止還是運(yùn)動(dòng)，而決定采用哪個(gè)內(nèi)插器。即，運(yùn)動(dòng)區(qū)域由檢測器36檢測且檢測后的信號控制混合器38。從38輸出的信號加至TCI譯碼器以獲得相應(yīng)于原視頻信號的信號。
混合器38將32和34的輸出混合?；旌掀?8應(yīng)該逐象素予以控制，但在這種情況下，控制信號的傳輸率很高，因而不能傳輸信號。因此，必須由接收機(jī)采用亞取樣的傳輸信號對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測，而在NHK提出的下述MUSE系統(tǒng)中，可對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確地檢測。
在MUSE系統(tǒng)中，進(jìn)行如下的運(yùn)動(dòng)檢測，一個(gè)象素到底是在運(yùn)動(dòng)部分還是在圖象的靜止部分，可借助于與前幀的信號差值進(jìn)行檢測。由于進(jìn)行了亞取樣，所以無法從傳輸?shù)腗VSE信號中得到每個(gè)幀間差值，但是，卻可得到現(xiàn)行幀和下一幀之間的差值，并可將其用來代替真正的差值。在某些情況下，此方法沒有給出真正的運(yùn)動(dòng)信息，如圖5所示，標(biāo)號為β的運(yùn)動(dòng)部分只能從現(xiàn)行幀而不能從下一幀的信號中檢測，克服這一困難的最簡單方法是在下一幀中瞬時(shí)擴(kuò)展該差值，如圖5所示。
對幾乎所有HDTV圖象來說，可以采用這種運(yùn)動(dòng)檢測方法，但也有一些例外，如以特定速度搖全景的網(wǎng)格幀面，它給出了和前幀相同的部分圖象并產(chǎn)生無運(yùn)動(dòng)信息。
對這種鏡頭，采用了準(zhǔn)幀間差，它是現(xiàn)行幀和空間內(nèi)插法獲得的前一幀之間的差，當(dāng)然，圖象是模糊的。
用這種方法，具有高空間頻率分量的圖象的靜止部分可能被判斷為運(yùn)動(dòng)部分。準(zhǔn)幀差的應(yīng)用限于不能用第二幀間差檢測運(yùn)動(dòng)的部分。根據(jù)多路傳輸?shù)淖枞刂菩盘枺袛鄬o止和運(yùn)動(dòng)(活動(dòng))圖象部分采用何種方法。
然而，就MUSE系統(tǒng)的譯碼器來說，卻在活動(dòng)圖象的檢測中存在著一個(gè)問題，即要求通過辨別活動(dòng)圖象部分和靜止圖象部分去處理信號。即，在MUSE系統(tǒng)中，亞取樣周期包括兩幀，所以在檢測運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能使用幀間差(因?yàn)椴淮嬖谠谝粋€(gè)亞取樣周期中將被檢測的運(yùn)動(dòng)差的目標(biāo))。其結(jié)果，必須檢測“次相鄰幀”之間的差值，于是運(yùn)動(dòng)檢測是不滿意的。在本說明書中，術(shù)語“幀間差”，是指例如第一和第二幀之間的信號電平差值，而“次相鄰幀之間的差值”，是指例如第一和第三幀之間的信號電平差值。
運(yùn)動(dòng)檢測之所以不好的原因以后要予以詳述。
相應(yīng)于靜止圖象部分，通過采用前一幀中的信號可以實(shí)行內(nèi)插，而這種內(nèi)插不能用于活動(dòng)圖象部分。從而，通過采用一幀內(nèi)的信號，可以實(shí)現(xiàn)活動(dòng)圖象部分的內(nèi)插。由于這些不同模式的內(nèi)插法，需要處理靜止和運(yùn)動(dòng)區(qū)域之間的分割。
因此，對譯碼器，必須根據(jù)傳輸?shù)膱D象信號以高精度對活動(dòng)圖象信息進(jìn)行檢測，而在MUSE系統(tǒng)中，取樣頻率如上所述包括兩個(gè)幀周期。因此，必須在兩個(gè)次相鄰幀之間檢測活動(dòng)圖象的信息，所以，運(yùn)動(dòng)檢測實(shí)質(zhì)上是不完全的。
可以從下述不同觀點(diǎn)看到上述關(guān)系。假設(shè)具有圖6A所示頻譜的信號以32MHZ被取樣(此為第一取樣頻率)然后以16MHZ(此為第二取樣頻率)進(jìn)行亞取樣。則如圖6B和6C所示，傳輸基帶的高頻分量(8MHZ～24MHZ)被混淆。在這種情況下，低高頻分量當(dāng)然互相間成交錯(cuò)關(guān)系，以便避免相互重疊。圖6C中所用“在幀間同相”一詞是指這一種情況即當(dāng)高頻分量混淆時(shí)，隨后各幀的相應(yīng)信號(如8～12MHZ)的幅值是同相位的。類似的定義被用于“在場間同相”。
但是，由于幀間偏移亞取樣的結(jié)果，即第亞取樣的結(jié)果，隨后各幀中的高頻分量的幅值的相位反相180°。所以不能從如圖6C所示的波形中得到“幀間差”。結(jié)果，必須從兩幀之間的信號中求取活動(dòng)信息，而這兩幀中的高頻分量的幅值具有相同相位。
在本說明書中，圖6C中所示的“幀間/行間偏離亞取樣”一詞是指利用在每幀和每行在相應(yīng)的取樣點(diǎn)上(例如在圖1的第4n場和第(4n+2)場中的點(diǎn))時(shí)鐘被倒相所實(shí)現(xiàn)的亞取樣。
“場間偏離取樣”一詞是指利用對每場時(shí)鐘被倒相所實(shí)現(xiàn)的取樣，例如，這些取樣點(diǎn)相應(yīng)于在第4n場和在第(4n+2)場的取樣點(diǎn)，和相應(yīng)于第(4n+1)場和第(4n+3)場中的取樣點(diǎn)。
根據(jù)如上所述，本發(fā)明的目的之一是要提供一種用于帶寬壓縮傳輸系統(tǒng)的編碼器和譯碼器，其中，對于譯碼器，可以借助于幀間差對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行完全地檢測。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于帶寬壓縮傳輸系統(tǒng)的編碼器和譯碼器，它可使接收機(jī)簡單化并大大改進(jìn)圖象質(zhì)量。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供可以正確檢測小圖象活動(dòng)的譯碼器。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)檢測器的譯碼器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種譯碼器，它可正確地檢測與彩色信號有關(guān)的運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種譯碼器，它可消除對MUSE-Ⅱ傳輸信號進(jìn)行減少噪聲的處理而產(chǎn)生的圖象活動(dòng)的不均勻性。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種譯碼器，它可消除對MUSE-Ⅱ傳輸信號的譯碼而產(chǎn)生的圖象活動(dòng)的不均勻性。
本發(fā)明還有一目的在于提供一種譯碼器，它可防止重放的圖象模糊，因?yàn)檫M(jìn)行具有減少抽頭數(shù)量的場間或場內(nèi)內(nèi)插法不能顯示理想的特性。
本發(fā)明的目的還在于提供具有場間內(nèi)插濾波器的譯碼器，該濾波器可減小硬件尺寸。
通過形成亞取樣傳輸信號，可獲得本發(fā)明的上述和其他目的，所述傳輸信號不包括低頻區(qū)中的混淆部分。
在本發(fā)明的第一方面，一種通過實(shí)現(xiàn)場間偏離亞取樣和幀間偏離亞取樣而壓縮2∶1隔行掃描系統(tǒng)的電視信號頻帶的編碼器，包括第一取樣裝置，它以具有相應(yīng)于基本上為視頻信號的上限頻率的第一取樣頻率的定時(shí)取樣脈沖，對電視信號的視頻信號進(jìn)行場間偏離亞取樣包括一個(gè)低通濾波器，它接收第一取樣裝置的輸出信號并通過具有場間偏離亞取樣產(chǎn)生的混淆部分的信號，低通濾波器的截止頻率基本上等于第一取樣頻率的1/2;包括一個(gè)第二取樣裝置，它接收低通濾波器的輸出信號，并以具有第二取樣頻率的定時(shí)取樣脈沖對該輸出信號進(jìn)行幀間偏離亞取樣，該第二取樣頻率低于第一取樣頻率但高于第一取樣頻率的一半，這樣，不包括反相的混淆部分的多路亞取樣傳輸信號可由幀間偏離亞取樣得到。
這里，進(jìn)行場間偏離亞取樣的第一取樣頻率和進(jìn)行幀間和行間偏離亞取樣的第二取樣頻率之比可設(shè)定為3∶2。
在本發(fā)明的第二方面中，傳輸借助場間偏離亞取樣和幀間偏離亞取樣而壓縮的電視信號頻帶的編碼器，包括場間前置濾波器，它接收一輸入視頻信號并傳輸具有相應(yīng)于第一傳輸特性帶寬的信號;包括第一取樣裝置，用來接收第一取樣裝置的輸出信號并以具有第一取樣頻率的取樣脈沖定時(shí)對該輸出信號進(jìn)行場間偏離亞取樣;低通濾波器，它接收第一取樣裝置輸出的信號并通過具有場間偏離亞取樣產(chǎn)生的混淆部分的信號分量，且該低通濾波器的截止頻率基本上等于第一取樣頻率的一半;包括第一轉(zhuǎn)換器裝置，它接收低通濾波器的輸出信號并將該輸出信號的取樣頻率轉(zhuǎn)換成不同的取樣頻率;包括一個(gè)場間前置濾波器，接收輸入的視頻信號并傳輸具有相應(yīng)于第二傳輸特性帶寬的信號;包括一個(gè)第二轉(zhuǎn)換器裝置，接收場間前置濾波器的輸出信號并將該輸出信號的取樣信號轉(zhuǎn)換成不同的取樣頻率;包括一個(gè)檢測器裝置，它響應(yīng)于輸入視頻信號對圖象活動(dòng)進(jìn)行檢測;包括一個(gè)混合器裝置，用來根據(jù)活動(dòng)檢測器裝置的輸出信號將第一和第二轉(zhuǎn)換器的輸出信號混頻;以及包括第二取樣裝置，它接收混合器裝置的輸出信號并以具有第二取樣頻率的取樣脈沖定時(shí)對該輸出信號進(jìn)行幀間偏離二次取樣，所述第二取樣頻率低于第一取樣頻率但高于第一取樣頻率的1/2，所以不包括反相的混淆部分的多路亞取樣傳輸信號可從幀間偏離亞取樣獲得。
在此，場間偏離亞取樣的第一取樣頻率與幀間和行間偏離亞取樣的第二取樣頻率之比可被設(shè)置為3∶2。
在本發(fā)明的第三方面是譯碼器，它包括接收多路亞取樣傳輸信號的裝置，該傳輸信號不包括低頻分量中幀間混淆部分;第一內(nèi)插裝置，用來對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行內(nèi)插處理以獲取靜止圖象部分的信號;第二內(nèi)插裝置，用來對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理以獲取活動(dòng)圖象部分的信號;運(yùn)動(dòng)檢測裝置，用以對多路亞取樣傳輸信號的幀間差進(jìn)行檢測以獲取表示圖像運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)檢測信號;混合器裝置，它用來根據(jù)從運(yùn)動(dòng)檢測裝置得到的運(yùn)動(dòng)檢測信號中的圖象運(yùn)動(dòng)量，對從第一內(nèi)插裝置得到的靜止圖象信號和從第二內(nèi)插裝置得到的活動(dòng)圖象的信號進(jìn)行線性混合。
這里，第一內(nèi)插裝置可以包括對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行幀間內(nèi)插的幀間內(nèi)插裝置，以及包括對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插的場間內(nèi)插裝置。
混合裝置可以包括第一混合裝置和第二混合裝置。第一混合裝置根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測裝置送出的運(yùn)動(dòng)檢測信號中的圖象運(yùn)動(dòng)量的大小，將幀間內(nèi)插裝置送出的一個(gè)輸出信號和第二內(nèi)插裝置送出的一個(gè)輸出信號線性混合;場間內(nèi)插裝置對從第一混合裝置送來的一個(gè)信號實(shí)現(xiàn)場間內(nèi)插;第二混合裝置根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測信號中的圖象運(yùn)動(dòng)量，將一個(gè)由第一混合裝置送來的信號和一個(gè)從場間內(nèi)插裝置動(dòng)來的信號線性混合。
運(yùn)動(dòng)檢測裝置可以包括一個(gè)幀間差檢測裝置，用來檢測多重亞取樣傳輸信號中的幀間差;
低通濾波器，該裝置有兩個(gè)可選擇的截止頻率，這個(gè)濾波裝置用來在由幀間差檢測裝置送來的幀間差信號中取出運(yùn)動(dòng)檢測信號;兩個(gè)截止頻率中一個(gè)包括折疊(混淆)部分，一個(gè)不包括折疊(混淆)部分;
一個(gè)選擇裝置，用于選擇低通濾波裝置的兩個(gè)截止頻率的其中之一;
檢測裝置，用于檢測多路亞取樣傳輸信號中相鄰兩幀之間的差別;
輸出裝置，該裝置根據(jù)來自檢測裝置、對應(yīng)于次相鄰兩幀間差別的差別信號得到一個(gè)補(bǔ)償信號，這個(gè)補(bǔ)償信號被送到選擇裝置，使得選擇裝置根據(jù)這個(gè)補(bǔ)償信號在兩個(gè)截止頻率中選出合適的一個(gè)。
輸出裝置可以含一個(gè)禁止裝置，此裝置，響應(yīng)于相對于多路亞取樣傳輸信號延遲一幀的幀間差信號，用以禁止由檢測裝置送來的次相鄰幀間的差信號。對選擇裝置可以這樣加以控制使其在禁止裝置禁止差別信號時(shí)把不包括折疊部分的那個(gè)頻率選為低通濾波器的截止頻率。
幀間差別檢測裝置可以包括反相裝置，該裝置每隔半個(gè)時(shí)鐘信號周期(時(shí)鐘信號頻率為幀間亞取樣頻率)把幀間內(nèi)插裝置送來的一個(gè)信號進(jìn)行反相。
幀間差別檢測裝置還可以包括去除多路亞取樣傳輸信號中的折疊部分的裝置。
本發(fā)明的第四部分，解碼器包括接收裝置，用來接收其低頻分量不包括幀間折疊部分的多路亞取樣傳輸信號;
第一內(nèi)插裝置，用來對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行內(nèi)插處理，以獲得靜止圖象部分的信號;
第二內(nèi)插裝置，用來對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理，以獲得活動(dòng)圖象部分的信號;
移動(dòng)檢測裝置，用來對多路亞取樣傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理，以獲得活動(dòng)圖象部分的信號;
一個(gè)混合裝置，該裝置根據(jù)活動(dòng)檢測裝置送來的活動(dòng)檢測信號中圖像運(yùn)動(dòng)量的大小，把第一內(nèi)插裝置送來的靜止圖象信號和第二內(nèi)插裝置送來的活動(dòng)圖像信號進(jìn)行線性混合。
一個(gè)信號處理裝置，該裝置把上述混合裝置送來的一個(gè)輸出信號作為譯碼后的信號送至一個(gè)其頻率高于多路亞取樣傳輸信號的低頻分量的頻率的高頻分量中，以及將多路亞取樣傳輸信號作為譯碼后的信號送入低頻分量中;
這里的信號處理裝置可以包括分離裝置，用于把低頻分量和高頻分量從多路亞取樣傳輸信號中分離出來，該分離裝置把多重亞取樣傳輸信號的高頻分量信號輸入到第一內(nèi)插裝置和第二內(nèi)插裝置中;
相加裝置，該裝置把混合裝置送來的輸出信號和分離裝置送來的多路亞取樣傳輸信號中的低頻分量信號相加。
信號處理裝置還可以包括一個(gè)替換裝置，該裝置用多路亞取樣傳輸信號中的低頻分量信號來替換混合裝置輸出信號中的低頻分量信號。
在下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施方案的描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、效果、特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
圖1.是一張表示了通常的HDTV制的取樣模式的說明圖。
圖2A及2B表明了普通的MUSE系統(tǒng)中可傳輸?shù)目臻g頻率區(qū)域。
圖3A及3B是普通的MUSE系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方塊圖。
圖4.畫出了普通MUSE系統(tǒng)中傳輸信號的格式。
圖5.是用來解釋活動(dòng)部分檢測的一般原理的時(shí)序圖。
圖6A～6C是普通的MUSE系統(tǒng)中的傳輸頻譜圖。
圖7A～7D是用來解釋本發(fā)明基本原理的頻譜圖。
圖8A及8B分別是本發(fā)明的一個(gè)編碼器的實(shí)施例和一個(gè)譯碼器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖9A及9F是用來解釋圖8A和8B中的編碼器和譯碼器工作模式的頻譜圖。
圖10A是使用于本發(fā)明中的一個(gè)場間前置濾波器的一個(gè)詳細(xì)實(shí)施例的方框圖。
圖10B是用于解釋上述場間預(yù)置濾波器的示意圖。
圖11表明了本發(fā)明使用的一個(gè)場間預(yù)置濾波器的詳細(xì)實(shí)施例的方框圖。
圖12A及12B是本發(fā)明的線性混合器電路的兩個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖13A及13B是本發(fā)明的移動(dòng)檢測器電路的兩個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖14是本發(fā)明中編碼器和譯碼器的其它實(shí)施例的方框圖。
圖15A～15E表明了用來解釋圖14中的編碼器和譯碼器工作模式的取樣模式。
圖16是本發(fā)明中的譯碼器和編碼器的另外一些實(shí)施例的方框圖。
圖17A是圖16中的低通濾波器214的方框圖。
圖17B是用于解釋圖17A中的取樣頻率變換的說明圖。
圖18是接收MUSE-Ⅱ傳輸信號的接收機(jī)中的一個(gè)譯碼器的方框圖。
圖19是圖18中的移動(dòng)檢測器電路的一個(gè)特殊的實(shí)施例的方框圖。
圖20是一個(gè)時(shí)序圖，表示了圖19中的或門輸出信號和產(chǎn)生轉(zhuǎn)換開關(guān)S的信號的電路中的傳輸信號之間的關(guān)系。
圖21是另一個(gè)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換開關(guān)S3的信號的電路的方框圖。
圖22是一方框圖，表明了移動(dòng)檢測器的另一個(gè)實(shí)施例。
圖23是移動(dòng)檢測器的又一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖24是用于接收MUSE-Ⅱ傳輸信號的接收機(jī)中的譯碼器的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖25是接收MUSE-Ⅱ傳輸信號的接收機(jī)中的譯碼器的又一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖26是圖25中的低通濾波器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖27是場間內(nèi)插濾波器的一個(gè)實(shí)施方案的方框圖。
圖28是場間內(nèi)插濾波器的另一個(gè)實(shí)施方案的方框圖。
圖29是圖28中的可變系數(shù)濾波器的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
下面描繪的本發(fā)明的一些實(shí)施方案，是對上面提到的MUSE系統(tǒng)所作的改進(jìn)，因此在以下的說明書中稱之MUSE-Ⅱ系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)電路稱之為“MUSE-Ⅱ編碼器”而接收機(jī)電路稱之為“MUSE-Ⅱ譯碼器”。
上述介紹的MUSE-Ⅱ編碼器的取樣模式與上述提到的MUSE系統(tǒng)中的取樣模式本質(zhì)上相同。
也就是說，在這個(gè)MUSE-Ⅱ系統(tǒng)中，場間偏移取樣和幀間偏移取樣被結(jié)合起來使用。其結(jié)果是，場間偏移取樣降低了斜向的分辨率，使信息量降低到原來的一半;幀間偏移取樣用兩幀傳輸一幅圖象，因此每幀所包含的信息量也降低到一半。
圖7A～7D表明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的編碼順序的例子。首先如圖7A所示，其帶寬被限制在24MH內(nèi)的信號以24MHz的取樣率被場間偏移取樣，得到的頻譜如圖7A所示。
接著，一個(gè)低通濾波器去除上述取樣后的信號中頻率高于12MHz的頻率分量(如圖7B所示)。然后，對獲得的信號以16MHz的取樣頻率進(jìn)行幀間偏移取樣。結(jié)果是得到的頻譜在基帶分量(0～8MHz)的0～4MHz區(qū)域內(nèi)不包括幀間折疊部分(也就是其幅值在同相幀中互相相反的分量)。圖7D中，一個(gè)低通濾波器把這樣取樣后的信號中頻率高于8MHz的頻率分量去掉。
因此，在譯碼器那邊，當(dāng)其頻譜如7D所示的信號通過截止頻率為4MH的低通濾波器后，譯碼器可得到不包括折疊部分的信號，根據(jù)這個(gè)信號可以得到“幀間差別”信號，這個(gè)幀間差別信號可用作活動(dòng)檢測。
根據(jù)本發(fā)明，被發(fā)送信號是其頻譜如圖7D所示的一個(gè)信號，這也就是幀間折疊部分的多路亞取樣傳輸信號(在本說明書的以后部分中，這個(gè)信號被稱為MUSE-Ⅱ傳輸信號)。上述的幀間折疊部分是對要傳輸?shù)男盘栐诘皖l范圍內(nèi)進(jìn)行幀間偏移取樣所形成的。
對MUSE-Ⅱ信號進(jìn)行幀間內(nèi)插和場間內(nèi)插，以重現(xiàn)一個(gè)對應(yīng)于原始信號的信號。根據(jù)本發(fā)明，活動(dòng)可根據(jù)幀間差別來檢測，因此，活動(dòng)圖像部分和靜止圖象部分相互之間可以完全區(qū)分開來，以使重現(xiàn)圖象的圖象質(zhì)量能得到提高。
在譯碼時(shí)，圖7B所示的信號對應(yīng)于已被幀間內(nèi)插但無16MHz信號分量的信號。這意味著當(dāng)活動(dòng)圖像部分被錯(cuò)誤地當(dāng)作靜止圖像部分進(jìn)行譯碼時(shí)，不管是活動(dòng)圖像部分還靜止圖像部分，產(chǎn)生的16MH的準(zhǔn)信號分量都可以被消除。也就是即使幀間內(nèi)插獲得的信號通過截止頻率為16MHz的低通濾波器，固有信息也不致于丟失。即使活動(dòng)圖象部分被錯(cuò)誤地當(dāng)作靜止圖象部分進(jìn)行譯碼，也不會(huì)產(chǎn)生會(huì)引起最嚴(yán)重的干擾的16MHz分置，因此，圖象質(zhì)量被大大提高。
接下來，我們根據(jù)圖8-15描繪本發(fā)明的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例。
圖8A顯示了發(fā)送MUSE-Ⅱ信號的一個(gè)MUSE-Ⅱ編碼器的總體結(jié)構(gòu)。圖8A中參考數(shù)字42表示一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器用于獲得圖9A所示的輸入信號。參考數(shù)字44代表一個(gè)場間前置濾波器，其輸入特性由圖9B所示。參考數(shù)字46代表一個(gè)取樣電路，該取樣電路對前置濾波器44的輸出信號以24.3MHz的取樣頻率進(jìn)行場間偏移亞取樣。數(shù)字48代表一個(gè)取樣頻率變換器，該變換器將取樣頻率由24.3MH變?yōu)?2.4MHz而不改變信號分量的頻域(即頻譜)。
數(shù)字50表示一個(gè)場間前置濾波器，其輸出特性如9D所示。數(shù)字52代表一個(gè)取樣電路，該電路對前置濾波器50的輸出以24.3MHz的取樣頻率進(jìn)行幀間偏移亞取樣。數(shù)字54是一個(gè)取樣頻率變換器，其結(jié)構(gòu)和功能和取樣頻率變換器48本質(zhì)上是相同的。
參考數(shù)字56表示一個(gè)活動(dòng)檢測器，用以檢測A/D轉(zhuǎn)換器42的輸出中的活動(dòng)部分。參考數(shù)字58表示一個(gè)線性混合器，它根據(jù)活動(dòng)檢測器的輸出信號，把對應(yīng)于靜止圖象部分的變換器48的輸出信號和對應(yīng)于活動(dòng)圖象部分的變換器54的輸出信號加以混合。
參考數(shù)字60表示一個(gè)取樣電路，該電路對混合器58的輸出以16.2MHz的取樣頻率進(jìn)行幀間偏移亞取樣。62是一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，它把亞取樣電路60的輸出轉(zhuǎn)換成模擬信號。數(shù)字64表示一個(gè)傳輸濾波器，該濾液器允許上述模擬信號中與傳輸線性相匹配的信號分量通過。
上述描述的“場間前置濾波器44”是一個(gè)三維(水平軸，垂直軸及時(shí)間軸)濾波器，送入該濾液器的是二場相繼的場信號。此外，場間前置濾波器50是一個(gè)二維(水平軸和垂直軸)前置濾波器，送入這個(gè)濾波器的只是一場內(nèi)的信號。
圖10A是圖8A中的場間前置濾波器44的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)框圖。圖10A中，參考數(shù)字84表示一個(gè)場存貯器，它把來自A/D變換器42的輸入信號延遲一場(562行)。數(shù)字86、88和90都是行延遲線;92和94是加法器;96、98和100均為移位寄存器;102、104和106均為加法器，它們分別把移位寄存器的眾多輸出乘以加權(quán)因子α、β、γ后得到的結(jié)果相加起來。108也是一個(gè)加法器。上面說到的加權(quán)因子是二維脈沖響應(yīng)以48.6MHz的取樣頻率(垂直方向1125行)被取樣時(shí)它們本身得到的值，加權(quán)因子α、β、γ之和為1。
圖11是圖8A中的場內(nèi)前置濾波器50的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)框圖。這里，參考數(shù)字110，112，114和116均表示延遲量為一行的1H延遲線，它們將來自A/D轉(zhuǎn)換器42的輸入信號依次延遲一行;118和120代表兩個(gè)加法器，它們分別把圖中的輸入信號與延遲線116的輸出、延遲線114的輸出相互相加;數(shù)字122，124和126表示三個(gè)橫向?yàn)V波器，這些濾波器使加法器118，120和一個(gè)延遲線的輸出通過，參考數(shù)字128表示一個(gè)加法器，該加法器把橫向?yàn)V波器122、124和126的輸出信號相加起來。
圖12A是一方框圖，這個(gè)方框圖示出了圖8A所示的線性混合器58的基本原理。這個(gè)線性混合器58以混合比α(0＜α＜1)來混合視頻信號A和B，其中A是其活動(dòng)圖象素已被加以處理的視頻信號;
B是其靜止圖象素已被加以處理的視頻信號;
α與活動(dòng)有關(guān)的信號，在象素是靜止圖象象素的情況下，α＝0，當(dāng)象素是活動(dòng)圖象象素時(shí)，α＝1，這是一個(gè)表示靜止的活動(dòng)圖象之間的各種現(xiàn)象的4比特信號(0≤α≤1)。
參考數(shù)字130和132分別代表用來產(chǎn)生2A和(1-α)B信號的乘法器，參考數(shù)字134為一個(gè)加法器，用于產(chǎn)生2A+(1-α)B的輸出信號。
圖12A中的電路需要兩個(gè)乘法器130和132，因此其結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又昂貴。實(shí)際中最好采用圖12B所示的電路。
圖12B中，減法器136產(chǎn)生的輸出信號為(A-B)，乘法器128將這個(gè)信號與α相乘;乘法器138的輸出信號α(A-B)再和B信號相加，得到的信號為B+α(A-B)＝αA+(1-α)B。
圖13A和13B是圖8A中的活動(dòng)檢測器56的兩個(gè)實(shí)施例的總體框圖。圖13A和13B中，參考數(shù)字142表示一個(gè)幀存貯器，它把來自A/D轉(zhuǎn)換器42的幀視頻信號存貯在其中;144是一個(gè)減法器，用來獲得幀間差別(即兩幀間的電平差)信號，146是一個(gè)低通濾波器/絕對值電路，用來接收上述的幀間差別信號;148A、148B和148C是實(shí)現(xiàn)非線性變換的只讀存貯器(ROM);150是一個(gè)高通濾波器，用于檢測輸入視頻信號的邊緣。
下面結(jié)合8A解釋上面描述過的那種MUSE-Ⅱ編碼器的工作狀態(tài)(1)A/D轉(zhuǎn)換器42以48.6MH的取樣頻率對輸入信號進(jìn)行取樣，從而獲得具有圖9A所示帶寬的一個(gè)輸出信號。水平分量沿橫軸標(biāo)定，而信號電平沿縱軸標(biāo)定。
(2)使用圖9B所示場間前置濾波器44對靜止圖象部分加以處理，從而消除圖象斜向上的高頻分量。濾波器44具有如圖9B所示的第一傳輸特性，該特性將通過場間前置濾波器的水平分量的頻率的上限限制到24.3MHz的取樣頻率上。
(3)取樣電路46以24.3MHz的取樣頻率實(shí)現(xiàn)幀間偏移亞取樣。其結(jié)果是使得頻率高于12.15MHz的信號以12.15MH為折疊中心進(jìn)行折疊，從而得到其帶寬如圖9C所示的信號。
(4)取樣頻率變換器48將取樣頻率由24.8MHz變換為32.4MHz，在這樣的情況下，信號的帶寬保持不變。也就是說，只有取樣頻率發(fā)生變化，而信號的頻帶寬度保持不變。
(5)為了對活動(dòng)圖象部分加以處理，具有如圖9D所示的第二傳輸特性的所示的場內(nèi)前置濾波器5O將通過場間前置濾波器的水平分量的頻帶寬限制為12MH。
(6)此后，亞取樣電路52對前置濾波器50的輸出以24.3MHz的取樣頻率進(jìn)行取樣。因?yàn)榍爸脼V波器的輸出信號的帶寬在(5)中被限制為12MHz，因此將不會(huì)發(fā)生折疊，因而信號帶寬維持不變(如圖9D所示)。
(7)取樣頻率變換器54將取樣頻率由24.8MHz變換成32.4MHz。此時(shí)信號的帶寬本質(zhì)上維持不變(如圖9D所示)。
(6)和(7)中的處理本質(zhì)上不會(huì)產(chǎn)生信號帶寬的變化，所以取樣頻率可以在(5)中48.6MHz直接變換成32.4MHz。
(8)首先活動(dòng)檢測器56獲得相鄰兩幀之間的幀差別信號(如圖13A和13B所示)，然后由電路146獲得這個(gè)幀差別信號的絕對值信號，這個(gè)絕對值信號被ROM148A或ROM148B和148C轉(zhuǎn)換成一個(gè)非線性的運(yùn)動(dòng)檢測信號，從而輸出運(yùn)動(dòng)量。
(9)混合器58根據(jù)上面得到的運(yùn)動(dòng)量，把(4)中得到的靜止圖象和(7)中得到的活動(dòng)圖象進(jìn)行線性混合。
(10)接下來，以16.2MHz的取樣頻率進(jìn)行幀間偏移亞取樣。其次，以16.2MHz的取樣頻率進(jìn)行幀間偏移亞取樣。結(jié)果，靜止圖象(圖9C)和活動(dòng)圖象(9D)變?yōu)槿鐖D9E和9F所示，分別在8.1MHz處折回或彎折。圖9D所示的帶寬達(dá)到12.15MHz，因此，頻率低于4MHz時(shí)不會(huì)出現(xiàn)折疊部分。
(11)最后，數(shù)模轉(zhuǎn)換器62將來自亞取樣電路60的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。在這種情況下，信號便通過傳輸濾波器64傳輸?shù)絺鬏斁€，濾波器64在頻率高于8.1MHz時(shí)，能夠獲得余弦滾降特性。
如圖8B所示，在接收器中把發(fā)射機(jī)的上述過程倒了過來。
(12)首先，A/D轉(zhuǎn)換器66進(jìn)行再取樣。在這種情況下，圖9E所示為靜止圖象的信號帶寬，而圖9F所示為活動(dòng)圖象的信號帶寬。
(13)由幀間插入濾波器68以這樣一種方式對靜止圖象進(jìn)行處理，致使前面幀信號中的象素來取代未被取樣的象素。這樣，便由如圖9E所示的折疊部分重現(xiàn)圖9C所示的頻譜。在本說明書中，幀間插入是指通過采樣值來獲得插入信號的過程，而所用的采樣值是從隨后的幀得到的。
(14)取樣頻率轉(zhuǎn)換器70將取樣頻率從32.4MHz轉(zhuǎn)換到24.3MHz，但信號帶寬如圖9C所示保持不變。
(15)而且，利用場間插入濾波器72，以便由圖9所示的折疊部分去重現(xiàn)如圖9B所示的信號帶寬。
(16)用場間插入濾波器74來處理活動(dòng)圖象，這樣，便可由圖9F所示的頻譜重現(xiàn)出如圖9D所示的折疊部分。
(17)此后，取樣頻率轉(zhuǎn)換器76便將取樣頻率從32.4MHz轉(zhuǎn)換到48.6MHz。在這種情況下，信號帶寬如圖9D所示保持不變。
(18)活動(dòng)檢測器78將輸入信號帶寬限制到4MHz，以獲得幀間差值信號，再對該差值信號進(jìn)行非線性處理，以獲得一個(gè)活動(dòng)量。
(19)根據(jù)所獲得的活動(dòng)量，把靜止圖象和活動(dòng)圖象相互線性地混合。
(20)最后，從數(shù)-模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生出一個(gè)模擬信號。在這種情況下，靜止圖象具有如圖9B所示的信號帶寬，而活動(dòng)圖象具有如圖9D所示的信號帶寬。當(dāng)有一個(gè)象素作一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在如圖9B和9D所示的信號帶寬之間可獲得一信號頻帶。
圖14所示為圖8A和圖8B所示的編碼器和譯碼器的一種更實(shí)際的改進(jìn)型式。在圖14中，鄰近箭頭標(biāo)出的頻率為取樣頻率。
在MUSE-Ⅱ編碼器中，參考號152表示以48.6MHz的頻率對輸入信號進(jìn)行采樣的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。參考數(shù)字154表示場間前置濾波器，來自A/D轉(zhuǎn)換器152的輸出信號加到該前置濾波器上。場間偏移亞采樣電路156采樣前置濾波器154的輸出信號。來自取樣電路156的輸出信號，通過低通濾波器158(截止頻率為12MHz)，加到取樣頻率轉(zhuǎn)換器160上。
把A/D轉(zhuǎn)換器152的輸出信號也加到場間前置濾波器162上。把前置濾波器162的輸出信號加到取樣頻率轉(zhuǎn)換器164上。把取樣頻率轉(zhuǎn)換器164的輸出信號加到活動(dòng)檢測器166上，以獲得一個(gè)幀間差值信號，并把該差值信號加到線性混合電路168上。
混合電路168接收來自取樣頻率轉(zhuǎn)換器160和164的輸出信號，根據(jù)從幀間差信號形式表示的運(yùn)動(dòng)量，將這些輸出信號線性地混合。把線性混合器168的輸出信號加到幀間偏移取樣電路170上。
取樣電路170以16.2MHz的取樣頻率實(shí)現(xiàn)幀間偏移取樣。利用數(shù)-轉(zhuǎn)換器172將該取樣輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬輸出信號。然后，通過傳輸線173傳輸該數(shù)字輸出信號。
這里，152、154、156、160、162、166、168、170和174各部分類似于圖8A中的44、44、46、48、50、54、56、58、60和62各部分。
圖14所示的改進(jìn)型不同于圖8A所示的MUSE-Ⅱ編碼器，在該改進(jìn)型中省除了活動(dòng)圖象的場間偏移亞取樣，因?yàn)橥ㄟ^場間前置濾波器162已經(jīng)限定了帶寬，所以不需要場間信號偏移亞取樣了。也就是說，頻率的成份一點(diǎn)也沒有改變。
因?yàn)榧拥交顒?dòng)檢測器166的輸入信號來自場間前置濾波器162的輸出所以實(shí)際上如圖14所示的改進(jìn)型電路更為令人滿意。
圖14中的MUSE-Ⅱ解碼器具有模-數(shù)轉(zhuǎn)換器174，174接收通過傳輸線173傳輸?shù)男盘枺纱?，將傳輸?shù)哪M信號以16.2MHz的頻率取樣，以形成數(shù)字信號。把該數(shù)字信號加場間插入濾波器176和場間插入濾波器178上。把這兩個(gè)濾波器176和168的輸出信號分別加到12MHz的低通濾波器182和取樣頻率轉(zhuǎn)換器190上。把濾波器182的輸出信號加到取樣頻率轉(zhuǎn)換器184上。這兩個(gè)取樣頻率轉(zhuǎn)換器184和190在不改變信號帶寬的情況下，將取樣頻率從32.4MHz轉(zhuǎn)換到48.6MHz。把取樣頻率轉(zhuǎn)換器184的輸出信號加到場間偏移再采電路186，這樣，便以24.3MHz的取樣頻率進(jìn)行場間偏移的再采。把再采的輸出信號加到場間插入濾波器188上，把模-數(shù)轉(zhuǎn)換器174的輸出信號也加到活動(dòng)檢測器192上，以獲得表示活動(dòng)的幀間差值信號。把濾波器188和轉(zhuǎn)換器190的輸出信號加到混合器194上，這樣，這些輸出信號便按照活動(dòng)量得以混合。把混合器194的輸出信號加到數(shù)-模轉(zhuǎn)換器196上，以獲得一個(gè)重現(xiàn)輸出信號。
圖14所示的MUSE-Ⅱ譯碼器電路與圖8B所示的實(shí)施例的電路基本相似。
圖15A～15E為用來說明圖15A～15E中所示的MUSE-Ⅱ編碼器工作方式的取樣結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)O處被，取樣，而標(biāo)X處未被采樣(但在譯碼器中予以內(nèi)插)。
如圖15A所示，A/D轉(zhuǎn)換器152以48.2MHz的頻率進(jìn)行取樣，當(dāng)然被取樣的信號不包括折疊部分。
接下來，在靜止圖象情況下，由場間前置濾波器154，以24.3MHz的取樣頻率(為先前48.6MHz的取樣頻率的一半(1/2)]進(jìn)行的間偏移亞取樣，這樣，須獲得了如圖15B所示的取樣點(diǎn)。
此后，低通濾波器158截止高于12MHz的頻率，由此便把圖15B中X所示的點(diǎn)插入，從而獲得了如圖15C所示的取樣數(shù)據(jù)。這也就是說，對低通濾波器158又回到48.6MHz的輸出信號進(jìn)行取樣的取樣頻率，于是，把取樣頻率轉(zhuǎn)換器160用來將該輸出信號轉(zhuǎn)換成如圖15A所示的取樣模式。在這種情況下，僅僅進(jìn)行了取樣頻率的轉(zhuǎn)換，而圖象或視頻信號本身的成份仍保持不變。
在活動(dòng)圖象情況下，用基本與上述方法類似的方法獲得具有32.4MHz取樣頻率的數(shù)據(jù)。
線性混合器168將靜止圖象與活動(dòng)圖象進(jìn)行混合，然后進(jìn)行幀間/行間偏移的亞取樣。在這種情況下，取樣頻率是16.2MHz(前述取樣頻率的一半)，這樣，便獲得如圖15E所示的取樣模式。
在圖14的下部所示的MUSE-Ⅱ譯碼器中，使用了各種插入濾波器176、178、188以同在編碼器中進(jìn)行的信號處理的相反順序，進(jìn)行信號處理。該信號處理已經(jīng)參照圖8A和8B及9A～9F描述過了，這樣，在本說明書里，就不對此作更詳細(xì)的說明。
圖16所示為依照本發(fā)明的另一個(gè)MUSE-Ⅱ編碼器實(shí)施例。在該實(shí)施例中，MUSE-Ⅱ編碼器是如此設(shè)計(jì)和構(gòu)成的，即使它以低頻時(shí)鐘工作，以使硬件尺寸緊湊。也就是說，在處理亮度信號的情況下，相應(yīng)于648MHz的一個(gè)周期進(jìn)行活動(dòng)矢量補(bǔ)償，然后，通過一個(gè)三維場間前置濾波器，以24.3MHz為取樣頻率，進(jìn)行靜止或運(yùn)動(dòng)圖象的場間偏移取樣。在活動(dòng)圖象情況下，信號是從二維前置濾波器得到的，而且所獲的幀間偏移取樣是以16.2MHz的取樣頻率進(jìn)行的。
仍然參照圖16，參考數(shù)字202表示一個(gè)低通濾波器(低于20MHz)，204和222表示A/D轉(zhuǎn)換器;206表示一個(gè)以頻率64.8MHz的時(shí)鐘周期進(jìn)行矢量補(bǔ)償?shù)氖噶垦a(bǔ)償電路;203表示一個(gè)三維場間前置濾波器;210表示第二亞取樣電路;212和218表示低通濾波器(低于12.15MHz);214和220表示用于48MHz至32MHz轉(zhuǎn)換的低通濾波器(它們的詳細(xì)電路示于圖17A-17C中);216表示一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量檢測器;224表示一個(gè)行序轉(zhuǎn)換器;226表示時(shí)間軸壓縮電路(X1/4);228表示一個(gè)TCI編碼器;232表示一個(gè)二維前置濾波器;234表示一個(gè)幀存儲(chǔ)器;236表示一個(gè)邊沿檢測器;238表示一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測器;240表示一個(gè)混合器;242表示一個(gè)第二亞取樣電路;244表示一個(gè)組合的同步及控制信號電路;246表示一個(gè)控制信號發(fā)生器;以及248表示一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器。
低通濾波器214或220的一個(gè)實(shí)施示于圖17A和17B中。這里，參考數(shù)字260、262和264表示由48.6MHz的時(shí)鐘頻率驅(qū)動(dòng)的、串聯(lián)的D觸發(fā)器。把觸發(fā)器260、262及264的輸出信號分別加到由16.2MHz的時(shí)鐘頻率驅(qū)動(dòng)的D觸發(fā)器266、268及270上。把觸發(fā)器266、268及270的輸出信號分別加到D觸發(fā)器272、274及276上。
把觸發(fā)器276、270、274、268、272及266的輸出信號A、B、C、D、E和F分別加到加法器278、280、282和284上，以獲得輸出信號(A+D)、(B+C)、(C+E)和(B+F)。把加法器278、280、282和284的輸出信號(A+D)、(B+C)、(C+E)和(B+F)分別加到因數(shù)乘法器286、288、290和292上，而把觸發(fā)器268的輸出信號D加到因數(shù)乘法器294上。乘法器286、288、290、292及294分別具有乘法因數(shù)α、α、α、α和α。這些因數(shù)α-α是從97.2MHz的頻率取樣的、16.2MHz低通濾波器的脈沖響應(yīng)中而得到的。
下面，將對圖16所示的實(shí)施例的工作方式作簡要說明。
基于上述Muse-Ⅱ系統(tǒng)的基本原則，在這種情況下，在亮度信號Y通過低通濾波器202后，由A/D轉(zhuǎn)換器204以48.6MHz的頻率對亮度信號Y進(jìn)行取樣。這里，輸入信號的帶寬由低通濾波器202限制到低于20MHz。
此后，在運(yùn)動(dòng)矢量檢測器進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)矢量檢測的控制下，通過工作在64.8MHz的矢量補(bǔ)償電路206來完成相應(yīng)于64.8MHz的一個(gè)周期的矢量補(bǔ)償。電路206可組成為一個(gè)濾波器，此濾波器則按照48.6MHz的速率，在64.8MHz的位置進(jìn)行加權(quán)，從而可避免進(jìn)行模-數(shù)變換。
為了利用亞取樣電路210進(jìn)行靜止圖象信號的場間偏移亞取樣，將來自矢量偏移電路206的輸出信號加到三維場間前置濾波器208上。在亞取樣電路210進(jìn)行初步取樣之后，信號的帶寬由低通濾波器限制到低于12.15MHz。
來自低通濾波器212的輸出信號接受由48.6MHz至32.4MHz的頻率轉(zhuǎn)換。通常，為了將48.6MHz轉(zhuǎn)換至32.4MHz，首先將它轉(zhuǎn)換為97.2MHz，而且使之通過前置濾波器，由此便可獲得32.4MHz。
把從執(zhí)行相應(yīng)于64.8MHz的一個(gè)周期的矢量補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償電路206得到的運(yùn)動(dòng)圖象信號，通過低通濾波器218加至進(jìn)行48MHz至32MHz轉(zhuǎn)換的低通濾波器220，由此便可完成成為32.4MHz速率的轉(zhuǎn)換。
此后，為了在次級亞取樣電路242中進(jìn)行信號的幀間編碼偏移亞取樣(第二亞取樣)，信號在通過TCI編碼器228之前，首先要加到二維前置濾波器232上。把前置濾波器232的輸出信號加到混合器240上。
通過用于48MHz至32MHz轉(zhuǎn)換的低通濾波器214，將運(yùn)動(dòng)或靜止圖象信號轉(zhuǎn)換到32.4MHz，然后將轉(zhuǎn)換的輸出通過TCI編碼器228加到混合器240上。
把TCI編碼器228的輸出信號A加到幀存儲(chǔ)器234和運(yùn)動(dòng)檢測238。幀存儲(chǔ)器234由來自運(yùn)動(dòng)矢量檢測器216的運(yùn)動(dòng)矢量檢測輸出信號控制，并把幀存儲(chǔ)器234的輸出信號加到運(yùn)動(dòng)檢測器238上。還把前置濾波器232的輸出信號加到邊沿檢測器236上，并把檢測器236的輸出信號也加到運(yùn)動(dòng)檢測器238上，這樣，運(yùn)動(dòng)檢測器238便產(chǎn)生一個(gè)其中考慮到運(yùn)動(dòng)部分邊沿的運(yùn)動(dòng)檢測信號。該運(yùn)動(dòng)檢測信號控制混合器240兩個(gè)輸入信號的混合比值。
把彩色信號C通過A/D轉(zhuǎn)換器222和行序轉(zhuǎn)換器224加到時(shí)間軸壓縮電路226(X1/4)，并且用TCI編碼器228與亮度信號一起進(jìn)行時(shí)間軸多路化。隨后，用與處理亮度信號相同的方式處理該彩色信號。
通過組合的同步和控制信號電路244把從第二取樣電路242得到的信號與來自于控制信號發(fā)生器246的信號結(jié)合在一起，控制信號電路244由來自檢測器216的運(yùn)動(dòng)矢量檢測信號控制。并由D/A轉(zhuǎn)換器248將來自于次級取樣電路242的信號轉(zhuǎn)換為一個(gè)模擬信號。
以上所述的控制信號包括那些表2中所示的信號，且由譯碼器檢測。
表2控制信號位數(shù)內(nèi)容(最低位)1相應(yīng)于64.8MHz的一個(gè)周期的一個(gè)量2相應(yīng)于32.4MHz的一個(gè)周期的一個(gè)量3水平活動(dòng)失量相應(yīng)于16.2MHz的一個(gè)周期的一個(gè)量4相應(yīng)于8.1MHz的一個(gè)周期的一個(gè)量5方向(正弦)6±1行7垂直活動(dòng)失量±2行8方向(正弦)9亮度取樣相位10彩色取樣相位11噪音減小控制12位11，最低位側(cè)
13傳輸匹配工作特征位14活動(dòng)檢測控制(H低靈敏度)15空白16000完全靜止17活動(dòng)條件信號001準(zhǔn)靜止010正常(最高位)18011-111強(qiáng)制空間插入圖18所示在接收上述MUSE-Ⅱ傳輸信號的接收機(jī)側(cè)譯碼器的一個(gè)實(shí)施例。
在圖18中，參考數(shù)字400表示控制信號/同步檢測器，它根據(jù)在信號輸入端402接收的MUSE-Ⅱ傳輸信號(具有16MHz的幀間取樣頻率)，來產(chǎn)生同步信號。用所產(chǎn)生的同步信號控制整個(gè)譯碼器的同步。
S表示一個(gè)亞取樣移位開關(guān)，它將來自幀存儲(chǔ)器404的一個(gè)信號插入至加到輸入端402上的傳輸信號中，以產(chǎn)生一個(gè)其中幀間插入了32MHz取樣頻率的信號。幀存儲(chǔ)器404將來自端402的輸入信號延遲了一幀。這個(gè)幀向插入的取樣頻率的信號是在圖18中的點(diǎn)“A”獲得。當(dāng)開關(guān)S不是常規(guī)簡單開關(guān)時(shí)，是適合于以適當(dāng)混合比例得到頻率為16MHz信號的開關(guān)時(shí)，就能確保噪聲的減小。
把開關(guān)S的信號(其中有取樣頻率為32MHz的幀間內(nèi)插信號)加到運(yùn)動(dòng)檢測器408的三個(gè)輸入端中的其中之一，并且通過開關(guān)S也加到場間插入電路410的混合器412的一個(gè)輸入端上。開關(guān)S與開關(guān)S同步工作。場間插入電路410可由一個(gè)二維低通濾波器構(gòu)成。
把來自402輸入端的傳輸信號和來自幀存儲(chǔ)器404的輸出信號C加到活動(dòng)檢測器408的其它輸入端土，運(yùn)動(dòng)檢測器408依次響應(yīng)這三個(gè)輸入信號產(chǎn)生一個(gè)代表在傳輸信號傳輸?shù)膱D象中活動(dòng)檢測的信號。
開關(guān)S僅僅產(chǎn)生代表來自開關(guān)S的信號在現(xiàn)存場中的取樣點(diǎn)的信號，并且將所產(chǎn)生的信號加到場間插入電路410上。電路410的輸出又加到混合器412上。
混合器412響應(yīng)來自運(yùn)動(dòng)檢測器408的輸出信號，根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測器所檢測的圖象活動(dòng)，把來自場間插入電路410的活動(dòng)圖象信號與來自開關(guān)S的靜止圖象信號混合起來。
場間插入電路414將產(chǎn)生于場存儲(chǔ)器416的延遲一場的信號插入或內(nèi)插到來自混合器412信號中，這樣，便以電路414獲得一個(gè)取樣頻率為48MHz的場間插入信號。把由此獲得的場間插入信號加到取樣頻率轉(zhuǎn)換器/混合器420的兩個(gè)輸入端之一。
把來自混合器412的取樣頻率為32MHz的信號加到取樣頻率轉(zhuǎn)換器/混合器420的其它輸入端，這樣，該信號便被轉(zhuǎn)換成取樣頻率為48MHz的取樣頻率，并且根據(jù)所獲得的作為活動(dòng)檢測信號的圖象活動(dòng)量，把它同場間插入電路414的輸出信號混合起來。把取樣頻率轉(zhuǎn)換器/混合器420的輸出信號加到時(shí)間壓縮聚合譯碼器422(指的就是下文中的“TCI譯碼器”)。422將這一輸入信號轉(zhuǎn)換成從輸出端424產(chǎn)生的所需電視信號。
圖19所示為圖18所示的活動(dòng)檢測器的一個(gè)實(shí)施例。
在圖19中，參考號數(shù)426表示一個(gè)幀間運(yùn)動(dòng)檢測器，用它檢測第一幀和第三幀之間的移動(dòng)，把圖18中所示的信號A和C分別加到它的輸入端。參考號數(shù)428表示一個(gè)比較電路，用于以一個(gè)合適的閾值Vth來限定來自檢測器426的輸出信號，以便得到一個(gè)比特的信號。
參考號數(shù)430表示一個(gè)幀存貯器，用于在一個(gè)幀的期間存貯來自閾值電路428的信號D;把閾值電路428的輸出和幀存貯器430都加到或門434。根據(jù)從或門434的輸出信號，來驅(qū)動(dòng)開關(guān)S。
參考號數(shù)436表示一個(gè)幀存貯器，用于在一個(gè)幀的期間里存貯來自輸入端402的輸入信號“B”。在圖18中所示的輸入信號，也就是以16MHz為取樣頻率的傳送信號，把它不僅加到幀存貯器436，也加到減法器438的其中一個(gè)輸入端。幀存貯器436的輸出加到減法器438的另一輸入端。
結(jié)果，減法器438產(chǎn)生一個(gè)幀間差值信號，通過第一低通濾波器440加到開關(guān)S的其中一個(gè)輸入端，濾波器440具有一個(gè)寬的頻率特性，比如，在8MHz時(shí)信號電平下降6dB。第二低通濾波器442具有一個(gè)窄的率帶，它與第一低通濾波器440串聯(lián)，它的輸出連接到開關(guān)S的另一輸入端。第一和第二低通濾波器440和442一起產(chǎn)生一個(gè)在高頻4MHz以上不響應(yīng)的濾液特性。
把從開關(guān)S得到的輸出信號加到絕對電路444，在此依次形成代表輸入信號絕對值的輸出信號。
在圖19所示的這種運(yùn)動(dòng)檢測器之中，當(dāng)兩個(gè)幀之間的差值指示出運(yùn)動(dòng)檢測時(shí)，具有寬帶寬的低通濾波器440的運(yùn)用使比4MHz更高的分量的混合進(jìn)入到幀間差值信號的頻帶內(nèi)。結(jié)果，使可產(chǎn)生能完全檢測圖象中的細(xì)微運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)檢測信號。
回去參考圖18，信號C包含有相對于信號B延遲兩個(gè)幀的一個(gè)信號分量。通過開關(guān)S從輸入端402加到幀存貯器404的傳送信號，通過由幀存貯器404和開關(guān)S組成的電路循環(huán)了兩次。因此，信號C包括有對于信號B延遲一個(gè)幀的信號，以及對于B延遲兩個(gè)幀的信號，它們都是以32.4MHz為速率的點(diǎn)序列。信號A包括信號B和以32.4MHz為速率的點(diǎn)序列行形式的相對的于信號B延遲一個(gè)幀的信號。
檢測器426，用于檢測次相鄰幀之間運(yùn)動(dòng)的差值。該檢測器取得信號A和C之間的差值，除去對于信號B延遲一個(gè)幀的信號，以獲得次相鄰幀之間的差值。當(dāng)從檢測器426輸出的信號電平超過在閾值電路428中新設(shè)置的預(yù)定閾值Vth時(shí)，則根據(jù)從或門434輸出的接通信號把開關(guān)S連接到第一低通慮波器輸出端，以便把具有寬帶的幀間差別信號用于檢測運(yùn)動(dòng)。
把代表來自閾值電路428的次相鄰幀之間的信號，和對于該代表次相鄰幀之間的差值信號向后延遲一個(gè)幀的從幀存貯器輸出的信號，都加到或門434，以便避免判斷錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤即是出于根據(jù)次相鄰幀之間的差別來啟動(dòng)開關(guān)S而把一個(gè)運(yùn)動(dòng)的圖象誤認(rèn)為是一個(gè)靜止的圖象。
幀存貯器430用于產(chǎn)生一個(gè)一比特信號，且采樣頻率是低的(16.2MHz)。結(jié)果，使得在線路的尺寸上不會(huì)產(chǎn)生問題。盡管從或門434輸出的信號不足以確定開關(guān)S的轉(zhuǎn)換，但根據(jù)本發(fā)明對于幾乎所有的圖像都可獲得足夠的效果。
圖20表示傳送信號同或門434輸出信號之間的關(guān)系，或門434所在的電路是用于產(chǎn)生啟動(dòng)開關(guān)S的信號的圖19中所示的電路。如圖20中所示，傳送信號表示隨著時(shí)間的消逝圖象運(yùn)動(dòng)的位置。根據(jù)這個(gè)傳送信號，在前面幀中次相鄰幀之間的差別和次相鄰幀之間的差別可以作為圖19所示的閾值電路428的輸出信號被得到，在這些差值信號之間的或門輸出信號能夠被得到。該或門輸出信號包括一個(gè)對于幀間差別不必要的部分。因此，當(dāng)一個(gè)大物體正在很快運(yùn)動(dòng)時(shí)，某些副作用就被留在圖18所示的譯碼器的輸出信號中。
從圖象質(zhì)量的觀點(diǎn)來說，盡管這個(gè)副作用不產(chǎn)生任何嚴(yán)重的問題，仍把一個(gè)用于消除這種副作用的電路實(shí)施方案示于圖21之中。
現(xiàn)在來看圖21，參考號446表示一個(gè)閾值電路;448和451為幀貯器;452為禁止門;453為一個(gè)或門，它接收禁止門452的輸出信號和來自幀存貯器448的延遲一個(gè)幀的信號，去啟動(dòng)圖19中所示的開關(guān)S。把從閾值電路428輸出的信號(見圖19)作為次相鄰幀之間的幀間差別信號加到禁止門452的非反向輸入端。
把圖19中所示的從減法器438輸出的信號，作為幀間差別信號加到閾值電路446的一個(gè)輸入端，該閾值電路把輸入信號依次與一個(gè)合適的閾值比較，并把閾值電路446的輸出信號加到幀存貯器448。把通過幀存貯器448延遲了一個(gè)幀的信號加到禁止門452。禁止門452還接收從閾值電路428輸出的信號D，去禁止從閾幀存貯器428輸出的信號。把從禁止門452輸出的信號加到幀存貯器451。把禁止門452和幀存貯器451的輸出信號加到或門453。
根據(jù)以上述方式啟動(dòng)的或門453輸出的信號，把開關(guān)S連接到第一低通濾波器440的輸出端。
次相鄰幀之間差值檢測的目的是幫助檢測在未被幀間差檢測的信號中的圖象的運(yùn)動(dòng)。于是，當(dāng)通過幀間差值來檢測傳送信號中圖象的運(yùn)動(dòng)時(shí)，次相鄰幀之間差值的檢測是不需要的。當(dāng)一個(gè)大物體運(yùn)動(dòng)很快時(shí)，必須考慮上述的副作用。在這種情況下，一定檢測了幀間差。
在該運(yùn)動(dòng)檢測器中，低通濾波器從MUSE-Ⅱ信號得出了具有頻率范圍從0到4MHz的頻率分量。當(dāng)從如此獲得的信號中精確地求取幀間差值時(shí)，必須設(shè)置一個(gè)幀存貯器。
然而，根據(jù)圖22中所示的電路，未用這種幀存貯器使得到了幀間差值?，F(xiàn)在來看圖22，參考號數(shù)454表示一個(gè)異或門，用于代替圖19中所示的幀存貯器436和減法器438。異或門454接收圖18中所示的信號A和16MHz的時(shí)鐘信號。
在圖18中所示的信號A，中本幀的數(shù)據(jù)和前一幀的數(shù)據(jù)以頻率32.4MHz在每個(gè)鐘脈沖上相交錯(cuò)。因此，當(dāng)把這個(gè)信號加到異或門454時(shí)，在16MHz的每一個(gè)脈沖上被反相，并且從而獲得了具有寬頻帶(包括混淆的部分)的幀間差值。把從異或門454輸出的信號加到第一低通濾波器440。第一和第二低通濾波器440和442，開關(guān)S和絕對值電路444都以上面參考圖19所描述的方式來啟動(dòng)。在這種方式中，可以獲得幀間差值。
當(dāng)考慮到在MRSE-Ⅱ信號中的樣本模式時(shí)，通過圖23中所示的電路能夠獲得運(yùn)動(dòng)檢測信號。在圖23中，參考號數(shù)460和462表示1H(一個(gè)水平掃描周期)延遲電路;464為一個(gè)加法器;466是一個(gè)1/2乘法器;468為具有一個(gè)反相輸入端的異或門;470是一個(gè)異或門;472是一個(gè)加法器;474是一個(gè)1/2乘法器;476是一個(gè)截止頻率為4MHz的低通濾波器。
通過圖23中所示的電路，獲得一個(gè)作為幀間差值的包括來自圖18所示信號A的混淆部分的寬帶信號，這是可能的。
更具體地說，圖18中所示的信號A在垂直方向被反相，并且通過采用圖23中所示的電路來獲得信號A同該反相信號的和，于是便能消除二次抽樣影響。其原因是，圖18所示信號中的采樣信號的相位在垂直方向的每個(gè)1H上被反相，因此，當(dāng)從垂直方向看去時(shí)，本幀和前幀在每個(gè)1H上被交織。
在該MUSE-Ⅱ傳送系統(tǒng)中，至少在現(xiàn)在，不能把幀間差值檢測用作彩色信號。因此，就彩色信號來看，可利用次相鄰幀之間的差值，但正如在先有技術(shù)中所公知的，要完全檢測一個(gè)運(yùn)動(dòng)這是不可能的。
因此，最好根據(jù)同亮度信一起獲得的幀間差值，或根據(jù)這樣獲得的幀間差值信號和同彩色信號一起獲得的次相鄰都幀之間的差值，來控制彩色信號。這種方法在實(shí)際上是最佳的，因?yàn)橐话銇碚f彩色信號和亮度信號具有一個(gè)高的相關(guān)度。
圖24表示本發(fā)明的另一實(shí)施方案。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方案，可以克服由MUSEⅡ傳送信號的譯碼引起的下述問題。
也就是說，在MUSE-Ⅱ譯碼器中要求有一個(gè)幀存貯器。因此，通過這個(gè)幀存貯器實(shí)現(xiàn)了輸入信號的噪聲減少，從而使傳送線所需的載波功率與噪聲功率之比(以后稱之為“C/N”)可以減少。然而，一般來說輸入信號的噪聲減少降低了運(yùn)動(dòng)圖象的質(zhì)量。因此，在MUSE-Ⅱ譯碼器中，無噪聲的減少處理受到輸入信號運(yùn)動(dòng)部分的影響。于是，確定該輸入信號是代表一個(gè)運(yùn)動(dòng)圖象還是一個(gè)靜止圖象，由于噪聲而變得模糊起來。因此，即使當(dāng)輸入圖象的平淡圖象部分在運(yùn)動(dòng)時(shí)，也會(huì)把這運(yùn)動(dòng)的圖象錯(cuò)誤地判斷為靜止的圖象。結(jié)果，使判定為靜止圖象的圖象部分落在了它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)之后。因此，當(dāng)把攝象機(jī)移動(dòng)時(shí)，整個(gè)接收圖象的運(yùn)動(dòng)變得不一致了。
在MUSE系統(tǒng)中的譯碼過程也是如此，其源因是，在傳送信號的譯碼中，在靜止圖象部分采用瞬時(shí)插入法，而在運(yùn)動(dòng)的圖象部分采用場間插入法。結(jié)果，由于對輸入信號的錯(cuò)誤判斷，使得輸入信號的平淡的圖象部分落在了它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)之后。
另外，在對MUSEII傳送信號譯碼時(shí)，為了對整個(gè)圖象獲得好的質(zhì)量，輸入信號運(yùn)動(dòng)部分的檢測靈敏度較低為好。結(jié)果，使這錯(cuò)誤判斷趨于進(jìn)一步增加。
在另一方面，在FM傳送或USB-AM傳送的情況下，噪聲都幾乎含在傳輸信號的高頻區(qū)域內(nèi)，使得不需要在低頻帶里減少其噪聲電平。
MUSE-Ⅱ傳輸信號不包含在低頻區(qū)域(比MHz低的頻區(qū))幀間的混淆(折疊)部分。我們可以利用這個(gè)情況來解決上述的問題，這問題就是(1)由噪聲減少器處理的傳輸信號的圖象運(yùn)動(dòng)的非統(tǒng)一。
(2)由MUSE-Ⅱ信號的譯碼引起的圖象運(yùn)動(dòng)的非統(tǒng)一性。
除了上述的問題之外，在實(shí)際中仍存在其它問題。即是說，在設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)場間插入和MUSE-Ⅱ傳輸信號的場間插入的二維濾波器時(shí)，如果抽頭的數(shù)目少，要獲得理想的二維濾波器特性是不可能的。結(jié)果，使接收的圖象變得模糊了。
本發(fā)明能夠解決這些問題。
圖24示出了一個(gè)能夠克服上述這些問題的基本電路。在圖24中，參考號數(shù)480表示一個(gè)低通濾波器;482是參考圖18所描述的那種譯碼器，在譯碼器482的外部設(shè)有一個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測器;484為一個(gè)采樣頻率變換器;486是一個(gè)延遲線;488為一個(gè)減法器;490為一個(gè)D型觸發(fā)器。把32MHz的鐘頻信號加到觸發(fā)器490的時(shí)鐘輸入端。參考號數(shù)492表示一個(gè)加法器;S為一個(gè)亞采樣變換開關(guān)。
為了混合運(yùn)動(dòng)和靜止的圖象，通過亞采樣變換開關(guān)S、幀存貯器404和運(yùn)動(dòng)檢測器408來產(chǎn)生在譯碼器482中所用的運(yùn)動(dòng)檢測信號。
把MUSE-Ⅱ傳輸信號加到低通濾波器480，減法器488和開關(guān)S上。通過該低通濾波器480從MUSE-Ⅱ傳輸信號中獲得了含有比4MHz低的頻率分量的信號。根據(jù)加到“+”輸入端的MUSE-Ⅱ傳輸信號和加到“-”輸入端的低通濾波器480的輸出信號，減法器488生成一個(gè)同低于4MHz的低頻分量互補(bǔ)的高頻分量。把這樣獲得的高頻分量加到譯碼器482。
觸發(fā)器490和開關(guān)S調(diào)整從低通濾波器480輸出信號的各線的相位，并把來自開關(guān)S的信號加到采樣頻率變換器484，該變換器484把輸入信號的采樣頻率變換到與譯碼器482輸出信號的采樣頻率一樣的頻率。延遲線486延遲從采樣頻率變換器484輸出的信號，使它等于從譯碼器482輸出信號的時(shí)間延遲。
加法器492把延遲線486的輸出信號加到譯碼器482的輸出信號上，以獲得希望的電視信號。
在這種重現(xiàn)電視的信號中，低于4MHz的低預(yù)分量并沒有通過譯碼器482，于是使得由于譯碼或噪聲減少引起的圖象運(yùn)動(dòng)非統(tǒng)一性可以消除，因此增進(jìn)了圖象的穩(wěn)定性。
MUSE-Ⅱ傳輸信號的高頻分量(比4MHz高的部分)與先有的技術(shù)相比能夠得到更強(qiáng)的噪聲減小處理，所以可以減小在傳輸路徑中所要求的C/N。
另外，在垂直方向，重現(xiàn)的圖象信號的低頻分量(比4MHz低的)并未通過該濾波器，這樣可以明顯地增進(jìn)垂直分辨率。因此，即使由于譯碼器中重新產(chǎn)生的圖象信號的高頻分量(比4MHz高的)的不完全插入使垂直分辨率變壞時(shí)，重現(xiàn)的圖象信號的整個(gè)分辨率也不會(huì)達(dá)到如此變壞的程度。從肉眼感覺的觀點(diǎn)，正如在先有技術(shù)中所公知的，水平低頻分量的垂直分辨是很重要的。
圖25表示一個(gè)改進(jìn)的電路裝置的實(shí)施方案，用于消除在重現(xiàn)的圖象信號中運(yùn)動(dòng)的非統(tǒng)一性。在圖25中，參考號數(shù)494表示上面參考圖18所描述的那種譯碼器;496為一個(gè)延遲線;498是一個(gè)允許低于4MHz的頻率分量通過的低通濾波器;500為另一個(gè)延遲線;502為亞采樣變換電路;504為一個(gè)相位符合電路，用于把采樣頻率為16MHz的信號的相位與采樣頻率為48MHz的信號的相位相符合;506為一個(gè)加法器;508為一個(gè)減法器。
亞采樣變換電路502具有一個(gè)D型觸發(fā)器(它的鐘頻為16MHz)510、加法器512和一個(gè)亞采樣變換開關(guān)S。相位符合電路504具有一個(gè)D型觸發(fā)器514(它的鐘頻為48MHz)和一個(gè)加法器516。
把MUSEII傳輸信號不僅加到延遲線496，還加到譯碼器494。譯碼器494譯碼MUSE-Ⅱ傳輸信號，并把一個(gè)輸出信號，也就是重現(xiàn)的圖象信號加到相位符合電路504上。把從延遲線496得到的MUSE-Ⅱ信號加到亞采樣變換電路502，以便把各線的相位進(jìn)行符合。把電路502的輸出加到減法器508的“+”輸入端。把相位符合電路504的輸出加到減法器508的“-”輸入端。
相位符合電路504把來自亞采樣變換電路502的采樣頻率為16MHz的信號，調(diào)整到與來自譯碼器494的采樣頻率為48MHz的信號同樣的相位上。延遲線496延遲去亞采樣變換電路502的輸入信號，以便把亞采樣變換電路502輸出的信號延遲一個(gè)等于相位符合電路504輸出信號的延遲時(shí)間。
把減法器508的輸出通過低通濾波器498加到加法器506的其中一個(gè)輸入端，而通過延遲線500把譯碼器494的輸出信號加到加法器506的另一輸入端。延遲線500用來使加到加法器506的兩個(gè)輸入信號具有同樣的相位。
MUSE-Ⅱ傳輸信號的沒有譯碼的低頻(比4MHz低的)分量信號，根據(jù)眾所周知的Tellegen的定理被進(jìn)行了同等的變化。在加法器506的輸出信號中，來自譯碼器594混淆到低頻帶去的重現(xiàn)圖象信號的一部分通過低通濾波器498的輸出信號被消除了。
例如，可把低通濾波器498設(shè)計(jì)得如圖26所示的結(jié)構(gòu)。在圖26中，參考號數(shù)518，520，522，524，526和528表示延遲電路，它們的冪次(-4，-2，-1)表示被被延遲的圖象元的號數(shù)。參考號數(shù)530，532，534，536，538和540表示加法器;542，544，548，550和552為1/2乘法器。
圖26所示的那種低通濾波器不需要系數(shù)電路，因此其結(jié)構(gòu)很簡單。另外，正如在先有技術(shù)中所公知的，1/2乘法器可以只通過移位來執(zhí)行1/2乘法，也使它在結(jié)構(gòu)上很簡單。
圖27示出了一個(gè)電路的實(shí)施方案，它既體現(xiàn)了場間插入濾波器414的功能，也體現(xiàn)了頻率變換/混合電路420的功能。如圖27所示，把從混合器412(見圖18)得到的采樣頻率為32MHz的信號經(jīng)過輸入端554加到場存貯器416和頻率變換器556。
把通過場存貯器416延遲了一個(gè)場的信號加到加法器558的兩個(gè)輸入端之一，而把延遲了的信號通過一個(gè)一行存貯器560進(jìn)一步延遲一個(gè)水平行后，加到加法器558的另一輸入端。把從加法器558得到的輸出信號加到采樣頻率變換器562。
兩個(gè)頻率變換器556和562把時(shí)鐘速率從2f0(f0＝16.2MHz)變換到3f0。把從頻率變換器556得到的采樣頻率為3f0的輸出信號加到再采開關(guān)564，而把從采樣頻率變換器562得到的采樣頻率為3f0的輸出信號加到另一個(gè)再采開關(guān)566。兩個(gè)再采開關(guān)564和566把輸入信號調(diào)制為3f。速率的“1”或“0”信號(即，以3f0的頻率把輸入信號打入信號打開和關(guān)斷)。通過頻率為(3/2)f0的再采時(shí)鐘信號來控制再采開關(guān)564，而通過來自反相器568的頻率為(3/2)f0的再采時(shí)鐘信號來控制再采開關(guān)566。
把從在再采開關(guān)564輸出的信號，通過一個(gè)通頻帶3f0/4(12MHz)的通濾器570，加到乘法器574。而把從再采開關(guān)566輸出的信號，通過一個(gè)通帶為3f/4(12MHz)的高通濾波器，加到乘法器576。在加法器578中，把乘法器574和576的輸出信號相加。把所加的結(jié)果通過一個(gè)輸出端580加到頻率變換/混合器420(圖18)。
根據(jù)加到乘法器574和576的從運(yùn)動(dòng)檢測器(見圖18)輸出的信號，來確定低通濾波器570的輸出信號和高通濾波器572的輸出信號之間的混合比，以便同圖象的運(yùn)動(dòng)相符合。
圖28示出了另一個(gè)電路裝置的實(shí)施方案，它既體現(xiàn)了場間插入濾波器414的功能，也體現(xiàn)了頻率變換/混合器420的功能。圖29表示一個(gè)圖28所示的可變系數(shù)濾波器的具體實(shí)施方案。
參考圖25，把從混合器412(見圖18)輸出的播樣頻率為32MHz的信號不僅加到了場存貯器416，也加到了可變系數(shù)濾波器582。把加法器558的輸出信號加到了另一個(gè)可變系數(shù)濾波器584。
現(xiàn)在來看圖29，可變系數(shù)濾波器582(584)具有兩個(gè)開關(guān)586和588，以及一組系數(shù)電路590。通過(3/2)f的再采時(shí)鐘信號來控制開關(guān)586，而根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測器408(見圖18)的輸出信號來控制開關(guān)588。
一般，可把一個(gè)只讀存貯器(ROM)用作可變系數(shù)濾波器。如果把3/2f的采樣時(shí)信號和檢測器408的輸出信號都能作為該ROM的尋止輸入，則只用一串ROM就能實(shí)現(xiàn)該可變系數(shù)濾波器。由此得出，可把一組一維可變系數(shù)濾波器集中到一個(gè)兩維可變系數(shù)濾波器中。
如上所述，可以通過一串可變系數(shù)濾波器來實(shí)現(xiàn)再采功能和插入。因此，可把場間插入濾波器的尺寸小型化，而不降低它的性能。
根據(jù)本發(fā)明，在檢測采用場間編移采樣和幀間偏移采樣的傳輸系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)部分時(shí)，可以利用幀間差值信號，從而增進(jìn)了檢測精度并使其結(jié)構(gòu)簡單化。
而且，本發(fā)明有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這就是，即使發(fā)生了運(yùn)動(dòng)部分的錯(cuò)誤檢測，在圖象質(zhì)量上也不會(huì)引起任何實(shí)質(zhì)的變壞。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以精確地檢測在MUSE-Ⅱ傳輸信號中圖象的運(yùn)動(dòng)，從而改善了重現(xiàn)圖象的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，可以消除由重現(xiàn)圖象信號的譯碼器和噪聲減少而引起的圖象運(yùn)動(dòng)的非統(tǒng)一性，從而增進(jìn)了圖象的穩(wěn)定性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以消除由非完全運(yùn)動(dòng)向量的圖象運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償引起的圖象不變的運(yùn)動(dòng)。
而且，根據(jù)本發(fā)明，可以降低在傳輸線中所要求的C/N。
根據(jù)本發(fā)明，可以重現(xiàn)一個(gè)具有很好垂直分辨率的圖象信號。
最后，根據(jù)本發(fā)明，可以把場間插入濾波器的尺寸小型化，而不會(huì)引起它的性能的任何降低。
權(quán)利要求
1.一種用于改進(jìn)的多路奈奎斯特取樣編碼(MUSE)帶寬壓縮傳輸系統(tǒng)、用來在檢測運(yùn)動(dòng)信息的同時(shí)，接收多路取樣的電視信號的譯碼器，該電視信號來自編碼器，其頻帶通過實(shí)行場間和幀間偏移亞取樣已被壓縮，并不包括在一低頻分量中的幀間混淆部分，其特征在于上述譯碼器包括第一內(nèi)插裝置(68、70、72)。該裝置對上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行內(nèi)插處理，以取得一個(gè)靜止圖象部分的信號；(見16--17頁(13)-(15))第二內(nèi)插裝置(74、76)。該裝置對上述取樣的多路傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理，以取得一個(gè)活動(dòng)圖象部分的信號(見17頁(16)(17))運(yùn)動(dòng)檢測裝置(78)，該裝置對上述亞取樣的多路傳輸信號的幀間差進(jìn)行檢測，以取得一個(gè)代表圖象運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)檢測信號；(見17頁(18))混合裝置(80)，該裝置按照上述運(yùn)動(dòng)檢測裝置的運(yùn)動(dòng)檢測信號的圖象運(yùn)動(dòng)量線性地將上述第一內(nèi)插裝置(68、70、72)的靜止圖象信號與上述第二內(nèi)插裝置(74、76)的活動(dòng)圖象信號進(jìn)行混合。(見17頁(19))
2.如權(quán)利要求1所述的譯碼器，其特征為上述第一內(nèi)插裝置包括一個(gè)對上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行幀間內(nèi)插的幀間內(nèi)插裝置以及一個(gè)對上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行場間內(nèi)插的場間內(nèi)插裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的譯碼器，其特征為上述混合裝置包括第一混合裝置和第二混合裝置;上述第一混合裝置按照上述運(yùn)動(dòng)檢測裝置的運(yùn)動(dòng)檢測信號中圖象運(yùn)動(dòng)量，線性地將上述幀間內(nèi)插裝置的輸出信號與上述第二內(nèi)插裝置的輸出信號進(jìn)行混合上述場間內(nèi)插裝置對上述第一混合裝置的信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理以及上述第二混合裝置按照上述運(yùn)動(dòng)檢測信號中圖象活動(dòng)量，線性地將上述第一混合裝置的信號與上述場間內(nèi)插裝置的信號進(jìn)行混合。
4.如權(quán)利要求1所述譯碼器，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)檢測裝置包括幀間差別檢測裝置，該裝置對上述二次取樣的多傳輸信號的幀間差別進(jìn)行檢測;具有兩個(gè)可選擇的截止頻率的低通濾波器。該濾波器由上述幀間差別檢測裝置的幀間差別信號中取出運(yùn)動(dòng)檢測信號，上述兩個(gè)截止頻率是一個(gè)包括有混淆部分的頻率和一個(gè)不包括該混淆部分的頻率;把上述低通濾波器的兩個(gè)截止頻率其中之一選擇出來的選擇裝置;檢測裝置，該裝置對上述亞取樣的多路傳輸信號的一次鄰近幀之間的差別進(jìn)行檢測;以及輸出裝置，該裝置響應(yīng)于一個(gè)差別信號取得一個(gè)補(bǔ)償信號，該差別信號對應(yīng)于上述檢測裝置的鄰近幀之間的差別，上述補(bǔ)償信號加至上述選擇裝置，這樣上述選擇裝置可響應(yīng)上述補(bǔ)償信號來選擇上述兩個(gè)截止頻率其中之一。
5.如權(quán)利要求4所述譯碼器，其特征在于上述輸出裝置有一個(gè)禁止裝置，該禁止裝置響應(yīng)于上述幀間差別信號的、相對于上述亞取樣的多路傳輸信號的一幀延遲信號，禁止上述檢測裝置的下面鄰近幀之間的上述差別信號;特征還在于上述檢測裝置這樣進(jìn)行控制當(dāng)上述禁止裝置禁止上述差別信號時(shí)，將不包括混淆部分的頻率選為上述低通濾波器的一個(gè)截止頻率。
6.如權(quán)利要求4所述譯碼器，其特征為上述幀間差別檢測裝置包括有倒相裝置，該倒向裝置在一個(gè)具有幀間亞取樣頻率的時(shí)鐘信號的每個(gè)半周中，把上述間內(nèi)插裝置的信號倒相。
7.如權(quán)利要求4所述譯碼器，其特征在于上述幀間差別檢測裝置包括有將上述亞取樣的多路傳輸信號中上述混淆部分消除出去的裝置。
8.(見圖14)，用于改進(jìn)的多路奈奎斯特取樣編碼(MUSE)帶寬壓縮傳輸系統(tǒng)、一個(gè)在檢測運(yùn)動(dòng)信息的同時(shí)，用來接收多路取樣的電視信號的譯碼器。該電視信號由來自編碼器，其頻帶已通過進(jìn)行場間和幀間偏移亞取樣被壓縮。并不包括在低頻分量中的幀間混淆部份，上述譯碼器其特征在于包括第一內(nèi)插裝置(176)，該裝置對接收后的上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行幀間內(nèi)插處理，以取得禁止圖象部分的信號;第二內(nèi)插裝置(178)，該裝置對接收后的上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行內(nèi)插處理，以取得活動(dòng)圖象部分的信號;運(yùn)動(dòng)檢測裝置(192)，該裝置對接收后的上述亞取樣的多路傳輸信號進(jìn)行檢測，以取得一個(gè)代表圖象運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)檢測信號;混合裝置(180)，該裝置按照上述運(yùn)動(dòng)檢測裝置(192)的運(yùn)動(dòng)檢測信號中圖象運(yùn)動(dòng)量，將上述第一內(nèi)插裝置(176)的靜止圖象信號與上述第二內(nèi)插裝置的(178)活動(dòng)圖象信號進(jìn)行混合以及信號處理裝置(182-194)，該裝置將上述混合裝置(180)的輸出信號作為一個(gè)譯碼信號加入高于上述亞取樣的多路傳輸信號中低頻分量的高頻分量之中，并且將上述亞取樣的多路傳輸信號本身作為上述譯碼信號加入上述低頻分量之中。
9.如權(quán)利要求8所述譯碼器，其特征為上述信號處理裝置包括分離裝置，該裝置從上述亞取樣的傳輸信號中分離低頻分量和高頻分量，上述分離裝置將上述亞取樣的多路傳輸信號中高頻分量信號輸入到上述第一和第二內(nèi)插裝置;以及加法裝置，該裝置把上述混合裝置的輸出信號與上述分離裝置的二次取樣多路傳輸信號中低頻分量信號進(jìn)行相加。
10.如權(quán)利要求8所述解碼器，其特征在于上述信號處理裝置包括有替換裝置，該裝置把上述亞取樣的多路傳輸信號中的上述低頻分量信號與上述混合裝置的輸出信號中低頻分量進(jìn)行替換。
全文摘要
在2∶1隔行制電視信號帶寬被壓縮的帶寬壓縮傳輸系統(tǒng)中，在編碼器一方，進(jìn)行場間偏差亞取樣(154，156，162)和幀間偏差亞取樣(160，164，168，170)，這樣從幀間亞取樣中可產(chǎn)生不包括反相混淆部分的亞取樣多路傳輸信號。解碼時(shí)，對亞取樣的復(fù)合傳輸信號進(jìn)行內(nèi)插處理(176，182，184，188)，以獲得靜止圖象部分信號，同時(shí)對同一信號進(jìn)行場間內(nèi)插處理(178，190)，以獲得活動(dòng)圖象部分信號。利用幀間差可檢出運(yùn)動(dòng)量，接收機(jī)電路簡單而圖象質(zhì)量提高。
文檔編號H04N11/02GK1041501SQ89101690
公開日1990年4月18日 申請日期1986年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1985年5月20日
發(fā)明者二宮佑一, 大吉道, 和泉吉?jiǎng)t, 合志清一 申請人:日本放送協(xié)會(huì)