專利名稱：視頻主信號與輔助信號同步化的設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種使兩個視頻信號保持希望有的關系(例如想把它們組合以產(chǎn)生重新組成的視頻信號)的設備。
眾所周知，許多不同的視頻信號處理系統(tǒng)利用輔助信號來擴充主信號。例如，這個輔助信號可以含有另外一些由于種種原因不能加入主視頻信號中的高頻圖象信息。輔助信號還可以含有誤差校正和人工補償用的信息。
M.A.Ismardi等人的美國專利4，888，641公開了一種采用含擴充信息的輔助第二頻道的高清晰度電視(HDTV)的一個例子。該專利公開的這個系統(tǒng)是雙頻道HDTV，其中，輔助頻道傳送表示主頻道所傳送的清晰度提高了的編碼圖象信息與來自清晰度更高的原圖像信息源的圖像信息之間的差別的信息。
由于種種原因，例如為產(chǎn)生較好的信噪比特性，人們希望對高頻信息進行數(shù)字處理例如用一個輔助信號來傳送高頻信息。應用這種數(shù)字處理可能會涉及到時間壓縮技術(shù)，由此產(chǎn)生一個可變數(shù)據(jù)速率的輔助數(shù)字信號。在這種情況下，必須采取特殊措施來確保主信號和輔助信號(它們的數(shù)據(jù)率可能不同)在最后組合以重新組成圖像信號以供顯示時適當同步。本發(fā)明主要就是考慮這個問題。
在處理主信號和輔助信號的視頻系統(tǒng)的一個最佳實施例中，輔助信號是數(shù)字(二進制)形式的，且含有一系列宏場速率信息塊(a sequence of macro field rate information blocks)，每個上述的宏塊由同步標志隔開。每個同步標志有助于使輔助信號信息與主信號的相關場速率信息保持一致。每個宏塊含有一個視頻信息塊，該視頻信息塊含有時間壓縮了的視頻信息。一個視頻塊包括一系列行塊，每個行塊含有來自一組水平圖像行的圖像信息。每個行塊的前面有一個行塊標志或標記。這種標志在某給定場中的頭一個標志叫做場標志。按照本發(fā)明的一個特點，行塊標志和場標志用獨特的二進制標記加以識別。此外，行塊標志和場標志還含有關于一個具體的場或行塊的號數(shù)的信息。


圖1示出本發(fā)明的輔助信號的組分;
圖2、圖3和圖4示出有助于理解本發(fā)明設備的工作情況的信號波形圖;
圖5示出適宜采用本發(fā)明的信號處理技術(shù)的高清晰度電視系統(tǒng)的方框圖;
圖6和7示出圖1所示的輔助信號編碼和譯碼用的設備的細節(jié)。
圖1示出數(shù)字編碼的輔助信號(A)從組分(B)直至組分(E)逐步詳細的情況。組分(A)是基本的輔助信號，它含有例如聲頻、視頻、同步和控制信息和綜合數(shù)據(jù)。該組分含有一系列時分復用宏數(shù)據(jù)塊。一個宏數(shù)據(jù)塊是兩個接續(xù)同步標志(SF)之間的一個數(shù)據(jù)塊。同步標志周期性地以59、94赫的場速率出現(xiàn)，基本上與主信號的垂直同步信號相重合。同步標志表示由于維持各場主信號與輔助信號之間的一種適當關系而達到系統(tǒng)同步化的第一階段(a first level)。
如組分(B)所示的，每個同步標志用獨特的11比特二進制標記“01111111110”表示。每個宏塊包括一個聲頻數(shù)據(jù)塊和一個視頻數(shù)據(jù)塊，兩者均含時間壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)。每個視頻數(shù)據(jù)塊含有一場擴充信號的時間壓縮的視頻信息。雖然一個宏塊中的比特數(shù)是固定的，但是在一個時間壓縮的視頻塊中的比特數(shù)卻各場不同。
每個視頻塊含有一系列復用的行塊(LB)，每個復用的行塊都含有時間壓縮的視頻信息，如組分(C)所示。每個行塊用一個水平“帶子”表示，且含有用于每兩個色差信號(例如R-Y和B-Y)(如組分(D)中以C1和C2指定的)中的每一個的一個組12個連續(xù)水平掃描行的亮度信息和一組4個連續(xù)水平掃描行的色度信息。每個行塊的亮度和色度信息以時分復用的形式存在。大部分視頻信號處理規(guī)定在行塊內(nèi)進行，視頻信號時間壓縮參數(shù)則每個行塊調(diào)整一次。每個視頻塊還含有誤差保護塊EP，每個誤差保護塊含有用于誤差檢測和校正或補償用的信息。
各行塊的持續(xù)時間一般不一樣。每個行塊前面有一個表示行塊標志的15比特標志(如組分(E)所示)，或某特定行塊是某一給定圖像場的第一塊(如組分(D)所示)時則有一個場標志。場標志和行塊標志表示系統(tǒng)同步化的第二階段。每個行塊標志以一個8比特頭標“01111110”開始，這在傳輸比特型式中是獨特的。在時間壓縮視頻塊的數(shù)據(jù)上出現(xiàn)傳輸差錯時，行塊標志有利于使差錯局限于行塊內(nèi)，從而限制了差錯的蔓延。
各行塊標志含有一個獨特的行塊標記，該標記包括8比特頭標和3比特行塊號以及4比特性能指示PI，如組分(E)中所示。性能指示PI用以控制量化參數(shù)(后面即將談到)。行塊號是水平行塊(即“帶子”)在480行場內(nèi)水平行塊的模8計數(shù)值，它使電視接收機對一場以內(nèi)的行塊妥善定位，以便重新構(gòu)成圖像，由于各行塊(哈夫曼)編碼信息量是變化無常的，因而15比特行塊標志出現(xiàn)的時間間隔不規(guī)則。為確保各標志碼在視頻塊中的獨特性，在視頻數(shù)據(jù)中每五個二進制1比特型式(即“11111”)之后將二進制0比特插入壓縮視頻塊數(shù)據(jù)內(nèi)。這個塞入的比特是在電視發(fā)射機上進行的，而在電視接收機處則在識別頭標數(shù)據(jù)之后要除掉這個在每五個連續(xù)二進制1比特之后的二進制0比特。該塞入比特和除掉的比特的過程確保該壓縮視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)二進制1比特不多于五個，從而防止在標志數(shù)據(jù)方面的誤差。
場標志除了獨特的9比特頭標(011111110)后面有一個2比特場號以外都與行塊標志相似。如前所述，場標志在含有多個行塊的一場內(nèi)的第一行塊前面。每個場標志命名FN標志，這里N為0與3之間的一個整數(shù)。這里使用四個場標志名稱，即F0-F3，因為在本系統(tǒng)中令主信號遲后于輔助信號，以確保由于傳送和譯碼該時間壓縮輔助信號的可變長度的代碼需要時間而在最后組合這些信號時的同步性。具體地說，延遲四個場周期允許長達三個場周期用于傳送輔助信息，一個場周期用于對輔助信號單個場可能產(chǎn)生的傳輸數(shù)據(jù)進行譯碼。為減小對電視接收機造價的影響，對主信號的延遲是在電視發(fā)射機上提供的。盡管在電視發(fā)射機處的延遲量和電視接收機對可變長度的代碼進行譯碼需要一定的延遲量都會變化，但可變長度的編碼信號總延遲時間是四個場周期。
FN場標志與輔助信號數(shù)據(jù)的一部分和主信號的一個場有關。對于N等于在1與3之間(包括3在內(nèi))的一個具體的數(shù)值，F(xiàn)N標志告訴電視接收機在該標志后面的輔助數(shù)據(jù)將與從當前的主信號場偏離出來的第N個主信號場相組合。舉例說，若場23的輔助信號數(shù)據(jù)是在主信號的場20期間開始傳送，則該數(shù)據(jù)段前面會有場標志F3。場標志F0的用途不同，后面將要談到。
場標志FN包括一個9比特頭標和場延遲號N的2比特碼，如圖1的組分D所示。由于在視頻數(shù)據(jù)上進行了比特塞入和比特消除的操作來確保行塊標志8比特頭標型式的獨特性，因而場標志的9比特頭標在視頻數(shù)據(jù)中也是獨特的。為確保用于同步標志SF(組分A和B)的11比特型式的獨特性，也在含有視頻和聲頻信息的綜合數(shù)據(jù)信號上進行編碼器的比特塞入和接收機的比特消除操作。在此情況下，在綜合數(shù)據(jù)中每個8個連續(xù)的二進制1比特之后插入二進制0，在接收機處在識別出同步標志SF之后，將插入的比特從綜合數(shù)據(jù)中去除;除了在壓縮數(shù)據(jù)級(compressed data level)就組分D和E如上述那樣進行比特塞入和消除的操作以外，還進行這個操作。
現(xiàn)在結(jié)合圖2、3和4說明場標志的工作情況。圖2示出了來自高清晰度源的信號，圖3示出了在發(fā)射機輸出端處的主信號，兩者都有指定的場號。圖4示出了處理輔助信號的發(fā)射機輸出數(shù)據(jù)緩沖器的填充量(fill level)的操作情況。數(shù)據(jù)緩沖器和有關設備將在下文討論。從圖3主信號比圖1所示的原源信號遲后四個場周期，而輔助信號(圖4)則比原源信號遲后一個場周期。前面已談過了要延遲四個場周期的原因。在發(fā)射機進行編碼操作期間，用于輔助信號數(shù)據(jù)的一個場延遲在減去原源信號信息的編碼主信號信息時是需要的。例如，當輔助信號的場1分量表示主信號的場1與原源信號的場1之間的差別時，可以看出，輔助信號的場1分量只有在主信號和原源信號的場1分量從它們的整體中可以得出之后才能得到。
圖4示出宏塊單元中發(fā)射機輸出緩沖器的填充量，這里宏塊含有可在一個場周期內(nèi)傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)。因此內(nèi)含兩個宏塊數(shù)據(jù)的緩沖器如果不加上新數(shù)據(jù)，則在兩個場周期內(nèi)會變空。在圖4下部、形狀不規(guī)則的實線表示緩沖器的瞬時填充(占用)程度。在圖4上部的鋸齒形線表示在各不同的時間點上能放入緩沖器內(nèi)的最大數(shù)據(jù)量，以便數(shù)據(jù)及時到達接收機來譯碼。數(shù)據(jù)緩沖存儲器的含量達到這個最大值時，停止編碼。
一個例子用以說明處理輔助信號的場1。在曲線內(nèi)的兩條虛線示出場1
前和最后的數(shù)據(jù)比特離開緩沖器的時間。第二條虛線到達零點之后主信號的場1(圖3)立即開始發(fā)射。這就是說，在主信號場1開始發(fā)射之時，接收機將已收到輔助信號場1所有的編碼比特。在發(fā)射主信號場1期間(歷時，1個場周期)，接收機能對輔助信號譯碼。在編碼算法中進行各種變化以避免緩沖器溢出和由此引起的停止編碼。這是通過對性能指示PI值所規(guī)定的每個行塊的壓縮參數(shù)進行選取來實現(xiàn)的。該指示為緩沖器填充量與最大填充量之差的函數(shù)。
在每場編碼開始時，場標志符FN就插入到緩沖器內(nèi)。主信號場偏移號N的值是從數(shù)字3(前面講過，緩沖器的最大容量為3個塊數(shù)據(jù))減去該緩沖器內(nèi)數(shù)據(jù)塊的整數(shù)值。例如場1的數(shù)據(jù)在F3之后，因為場1編碼開始時，在該緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)塊少于一個。從圖4顯然可以看出，在發(fā)送主信號場號-2期間，場1的數(shù)據(jù)開始發(fā)送，而且F3會告訴接收機該數(shù)據(jù)應與場1結(jié)合，即從場-2開始，用3個場使其向前偏移，以得出場號1。
在設計上是從來沒有場標志F0的。這個標志是每當緩沖器空時(即緩沖器下溢情況)，留給填充字符用的。當沒有視頻數(shù)據(jù)準備傳送時，必須傳送填充字符以將頻道填滿。字符這時不能輸入緩沖器中，因為還不知道編碼器的輸入將來會產(chǎn)生多少數(shù)據(jù)。在緩沖器的輸出端處需要有一個復用器，以使緩沖器下溢時引起填充字符F0的傳送。
圖5示出使用本發(fā)明的信號處理技術(shù)的對頻道高清晰度電視系統(tǒng)。在M.A.Isnardi等人的美國專利4，888，641中詳細描述了圖5的系統(tǒng)，但單元516、518和519以及輔助信號編碼器542和譯碼器534的具體實施方式
除外。概括地說，來自信號源510(例如電視攝象機)的寬頻帶寬屏幕高清晰度電視(HDTV)信號Y、I和Q加到發(fā)射機512上。亮度信號Y占用0赫與20兆赫之間的頻帶。色度信號I和Q含有占用0赫與10兆赫之間的頻帶的信息。信號Y、I和Q經(jīng)由Isnardi等人的美國專利4，855，811所述的那種單頻道編碼器514編碼，以形成與NTSC制兼容的電視信號。編碼信號N+1幀延遲裝置516延遲之后，將其從數(shù)字形式被轉(zhuǎn)換成模擬形式，然后由單元517和天線515作為清晰度提高了的電視主信號發(fā)送出去。天線515發(fā)送的電視信號，被標準NTSC制接收機522的天線520接收，也被含有一譯碼器525和寬屏幕顯示器528的清晰度提高了的寬屏幕電視機(LEDTV)的天線524接收。譯碼器525是美國專利4，855，811所述的那一種，用以將所收到的信號譯碼成為組分EDTV亮度和色度分量(constituent EDTV luminance and chrominancecomponents)Y′、I′和Q′。這些分量的圖象信息由單元528顯示出來。
輔助信號編碼器542將表示“單元528待顯示的寬屏幕EDTV信號與來自信號源510的原寬屏幕HDTV信號之差”的信號△Y、△I、△Q進行編碼。這個差值是從來自信號源510的各原HDTV信號Y、I和Q減去從譯碼器540輸出的信號Y′、I′和Q′得出的。譯碼器540可與譯碼器525相同。來自編碼器542(如圖1所示)的輔助數(shù)字信號由N幀大小的緩沖器518處理之后，由發(fā)射機單元519和相關的天線530發(fā)送出去。單元516提供的延遲要比緩沖器518的幀大小大一個幀。
由天線530發(fā)射的輔助信號和由天線515發(fā)射的主信號都由與寬屏幕HDTV接收機相關的天線532來接收。該接收機包括一個譯碼器534，用以對主信號和輔助信號進行譯碼，并用以將譯碼組分亮度和色度信號進行加法組合，以產(chǎn)生寬屏暮HDTV的各分量信號Y″、I″和Q″，這些信號適合用寬屏幕HDTV顯示裝置536來顯示。在本實施例中，假設HDTV源的圖象寬高比為5∶3，則可以是525行逐行掃描，也可以是1050行按2∶1隔行掃描。更高頻率成分和校正因EDTV編碼過程引起的人為差錯所需要的成分都進行數(shù)字編碼，并在數(shù)字輔助信號里發(fā)送出去。
圖6更詳細地示出了一圖5輔助信號編碼器542和緩沖器518的配置情況。輸入的視頻數(shù)據(jù)都經(jīng)歷可變長度編碼過程，眾所周知，這種編碼過程包括由單元612進行量化和由單元616進行哈夫曼平均信息量編碼。具體地說，利用量化閾值和階梯值參數(shù)(該階梯值參數(shù)是每個行塊一次選取作為性能指示信號PI值的函數(shù)，該信號PI是從輸出數(shù)據(jù)緩沖器625作為反饋信號得到的)對輸入的視頻信號進行量化。如前所述，PI信號表示輸出緩沖器625的“填充”情況，因而可以改變量化過程。
將每個取樣值的大小與相關的行塊的量化器閾值進行比較。如果取樣值超過量化器閾值，則取樣值用其與閾值的差值代替。取樣值的符號保持不變。然后，根據(jù)某給定行塊的量化器階梯值，對新的取樣值進行均勻量化。這是通過用階梯值對取樣值定標之后將定標的取樣值截尾只取其整數(shù)等效值來實現(xiàn)的。量化器階梯值和閾值用量化器參數(shù)選取單元614每一個行塊調(diào)整一次，量化器參數(shù)選擇單元614根據(jù)某特定行塊的緩沖器性能指示反饋信號PI來控制量化器612的工作。特定行塊的特性指示信號PI連同其它行塊識別信息(圖1組分E)一起發(fā)送給接收機，以確保接收機譯碼過程的準確性。用定標系數(shù)或階梯值通過單元614改變量化器參數(shù)有利于允許幾個量化器使用一個哈夫曼碼查詢表。亮度分量和兩個輔助色差信號分量在由單元616進行哈夫曼編碼之前由復用器(MUX)615一起進行時分多路復用。單元616對非零取樣值進行可變長度編碼，并對零取值進行游程長度編碼。實際編碼視頻數(shù)據(jù)比特跟在15個比特的始標(preamble)(圖1，組成部分D、E)后面。對于一個具體的行塊而言，這些視頻數(shù)據(jù)比特包含亮度數(shù)據(jù)和兩個色度數(shù)據(jù)。
在哈夫曼編碼器616中，頻繁出現(xiàn)的值用短的代碼來編碼，出現(xiàn)的可能性較小的值則用長的代碼編碼。所有預定碼都存儲在查詢表(PROM)中。對輸入值進行取樣以確定它們是否含零值或非零值。對每一個非零值發(fā)送出相應的代碼。遇到頭一個零值時，計數(shù)器復位，對后面的每一個零值，計數(shù)器就加1。這就是零值的“游程”。游程以非零值或達到圖像行的末端時終止。不然也可以將最大的游程設定到一個行塊內(nèi)像素的總數(shù)。在零游程終了時，就發(fā)送相應于該游程值的代碼，接著是結(jié)束該游程的非零值(如有的話)的代碼。
當來自單元616的哈夫曼編碼信號傳送到數(shù)據(jù)緩沖器625之前，借助于單元618進行比特塞入和標志插入的操作。單元618接收來自標志發(fā)生器620的獨特15比特場標志或行塊標志(圖1，組分D和E)，上述這些標志的作用是場或行塊識別和分離數(shù)據(jù)。標志發(fā)生器620響應從主信號得出的并表示主信號場號的“場識別”信號，并產(chǎn)生獨特的9或8比特的場或行塊頭標數(shù)據(jù)和獨特的2或3比特的場或行塊號數(shù)據(jù)，如圖1所示。發(fā)生器620還響應來自緩沖器625的4比特PI信號，又響應與MUX 615相關的邏輯電路所產(chǎn)生的定時信號，以便為場標志數(shù)據(jù)和行塊標志數(shù)據(jù)的建立適當?shù)亩〞r關系。
由標志發(fā)生器620加到單元618的場或行塊標志信號的過程涉及以下步驟。在處理開始時，單元620等候主信號的“場識別”信號。“場識別”信號表示主信號的開始，還表示該場號。檢測出該信號時，就為場標志FN計算2個比特的場號，場標志FN表示主信號場與壓縮輔助信號場之間的關系。若沒檢測出“場識別”信號，則計算3個比特的行塊號。從數(shù)據(jù)緩沖器得出PI值，將其與9比特的場頭標和1比特的場號組合，以形成場標志，或與8比特的行塊頭標和3比特的行號組合以形成行塊標志。該數(shù)據(jù)根據(jù)“定時”信號一起復用。由單元618將來自發(fā)生器620的15比特的場或行塊標志復接成為數(shù)據(jù)流。
由于量化器612和哈夫曼編碼器616產(chǎn)生可變長度的代碼，因而壓縮數(shù)據(jù)速率在時間上也是可變的。但是，數(shù)字輔助信號信道是個固定速率的信道。因此在輸出調(diào)制解調(diào)器630前面的數(shù)據(jù)通路中設有異步緩沖器625。該緩沖器的大小與在于一個比特離開哈夫曼編碼器616的時間與這同一比特進入接收機處的相應的哈夫曼譯碼器的時間之間的最大延遲有關。緩沖器大小為0.9兆比特且視頻信道速率為17.5兆比特/秒時，最大延遲為51毫秒或約為三個場的間隔。如前所述，本系統(tǒng)規(guī)定有4個場間隔的延遲時間，或約為66.73毫秒，使其有長達一個場間隔來譯碼。前面也提到，緩沖器占用狀態(tài)(填充程度)被用來通過反饋信號PI控制視頻編碼過程中的量化量。這起了輸入到緩沖器625的輸入比特流的流量控制機構(gòu)的作用。緩沖器占用狀態(tài)每一個行塊檢查一次。單元614使用了“用以給量化器612提供閾值和定標系數(shù)量化器參數(shù)”的查詢表作為信號PI的值的函數(shù)，以便對下一個行塊編碼。4個比特的性能指示信號PI可使用多達16組量化器參數(shù)。
緩沖器625的內(nèi)容以等于總視頻數(shù)據(jù)速率(視頻塊大小乘以場速率)的恒定數(shù)據(jù)速率傳送到同步數(shù)據(jù)復用器(MUX)626。MUX 626將視頻數(shù)據(jù)、聲頻數(shù)據(jù)或諸如控制信息之類的混雜數(shù)據(jù)以時分復用的形式從緩沖器625傳送到輸出調(diào)制解調(diào)器630。比特塞入和同步標志插入單元628位于MUX 626與調(diào)制解調(diào)器630之間來插入同步標志SF，并執(zhí)行另一種與單元618所執(zhí)行的不同的比特塞入操作(如前所述)，以避免在復用的視頻數(shù)據(jù)與聲頻數(shù)據(jù)或諸如控制數(shù)據(jù)之類的混雜數(shù)據(jù)之間的界線處出現(xiàn)誤差。將主信號的垂直同步信號加到MUX 626上，以便產(chǎn)生“啟動”信號，從而便于將同步標志SF插入宏數(shù)據(jù)塊中(圖1，組分A)。
調(diào)制解調(diào)器630包括一些網(wǎng)絡，它們用以將來自單元628的數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制到占用6兆赫最大頻帶寬度的射頻載波上。具體地說，調(diào)制解調(diào)器630用4個比特以產(chǎn)生這時由上升余弦(raised-cosine)FIR濾波器以光譜的形式形成的數(shù)據(jù)符號。兩個基帶數(shù)字信號分別調(diào)制正交相位的射頻載波信號。調(diào)制解調(diào)器630的符號速率小于6兆赫射頻信道帶寬，這個帶寬能支持約500萬符號/秒(5兆波特)的符號速率。采用16級正交調(diào)幅，各符號載有4比特信息，這樣，20兆比特/秒的總數(shù)字數(shù)據(jù)速率可以在小于6兆赫的帶寬內(nèi)實現(xiàn)了。
圖7示出了用以在接收機內(nèi)對數(shù)字輔助信號進行譯碼的設備。圖1中的譯碼器537中可以找到輔助信號譯碼器連同與早先提到的美國專利4，888，641中所述的單元540和525相類似的主信號譯碼器一起。圖7譯碼設備的工作與圖6編碼設備相似，只是工作次序是相反的。由圖7設備提供的已譯碼的輔助信號與已譯碼的主信號相組合，以產(chǎn)生HDTV信號以供顯示。
圖7中，由天線532接收的輔助信號先由射頻解調(diào)設備(圖中未示出)進行處理，然后由調(diào)制解調(diào)器730處理，調(diào)制解調(diào)器730產(chǎn)生二進制數(shù)據(jù)輸出信號。此輸出信號加到單元728，以在壓縮數(shù)據(jù)上進行的同步標志(SF)檢測和比特消除的操作。單元728將單元628加在譯碼器的多余的“塞入”比特除掉。借助于檢測出的同步標志SF(此同步標志SF出現(xiàn)的規(guī)則時間間隔基本上與主信號的垂直同步脈沖出現(xiàn)的規(guī)則的時間間隔是一致的，單元728產(chǎn)生一個“時鐘”信號，該信號用來在分離來自單元728的信號中的視頻、聲頻和控制數(shù)據(jù)時用以對同步的去復用器(DE-MUX)726的操作定時。來自單元726的分離后的視頻數(shù)據(jù)存入緩沖器725中。
從緩沖器725輸出的信號由單元718進行比特消除和檢測場/行塊標志的操作。單元718檢測標志信息，并除掉由單元618在編碼器插入的多余的“塞入”比特(圖6)。單元718還恢復PI信號，并提供用以確定輸出視頻數(shù)據(jù)應與哪一個主信號場配用的輸出“場識別”信號。假設沒有檢測出任何視頻誤差，則來自單元718的視頻數(shù)據(jù)就傳送到哈夫曼譯碼器716。若檢測出視頻數(shù)據(jù)誤差，則可以將含有誤差的行塊挑出進行誤差處理，例如取消該行塊或用上一個行塊代替它。
收自單元718的比特流由哈夫曼譯碼器716進行譯碼，譯碼器716響應單元718所恢復的“定時”信號且含有發(fā)射機的哈夫曼編碼器所使用的代碼表的副本。在本實例中，假設已建立同步。由于收到各代碼，因而其相應的已譯碼的值得以確定。各行塊的性能指示信號PI經(jīng)提取之后用于以后的“去量化”過程中，以重新構(gòu)成各行塊。借助于場標志FN識別各種視頻塊。來自哈曼譯碼器716的輸出數(shù)據(jù)由De-MUX 715分離成亮度和色度頻帶。
“去量化”器712利用編碼器處理量化器612所用的量化參數(shù)的倒數(shù)對來自DE-MUX 715的數(shù)據(jù)進行“去量化”?！叭チ炕逼?12根據(jù)編碼器處量化過程所使用的壓縮參數(shù)調(diào)整各行塊的非零值。在這方面，根據(jù)加到單元714經(jīng)恢復的性能指示PI的值，“去量化”器712響應參數(shù)選取單元714所產(chǎn)生的參數(shù)。單元714包括存儲有在編碼器所使用的壓縮參數(shù)的倒數(shù)的PROM，該參數(shù)是根據(jù)一個特定的行塊的PI值讀出到該行塊的單元712。非零值首先用編碼器量化過程中所使用的定標系數(shù)的倒數(shù)進行“取消定標”。然后非零值的量值按編碼器處所使用的閾值量來增加。定標和量值的調(diào)整過程不包括零值。將來自單元712的“去量化”的輸出信號與主信號數(shù)據(jù)相組合以重新構(gòu)成高清晰度的視頻圖像，供顯示用。
這里公開的設備也可用于單信道系統(tǒng)中，例如用以對單信道系統(tǒng)的DETV信號進行編碼。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號處理系統(tǒng)，其特征在于它包括用以提供含有場速率視頻信號的第一視頻信號的裝置(514)；用以提供表示不同于所述第一視頻信號所表示的圖像清晰度的數(shù)字第二視頻信號的裝置(542)。用以對所述數(shù)字第二視頻信號進行時間壓縮的裝置(616，618)；提供第一標志信號(SF)的裝置，用以使所述第二信號的視頻信息塊(B)與所述第一信號的所述場速率同步，所述視頻信息塊含有隨逐場變化的多個數(shù)據(jù)比特；和在上述視頻塊提供第二標志信號(標志D、標志E)的裝置，用以提供上述視頻塊內(nèi)視頻子塊(LB)，所述子塊歷經(jīng)相互不同的持續(xù)時間的顯現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于每個所述子塊是一個行塊，該行塊由多個圖像行組成;且每個所述視頻塊包括多個所述的行塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于每個所述的行塊前面有一個標記標志(FF;LBF)，用以識別每個所述的行塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于每個所述行塊含有時分復用視頻信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的復用視頻信息為亮度和色度信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述標記標志含有獨特的頭標數(shù)據(jù)和行塊號數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于在所述視頻塊的開頭出現(xiàn)的標記含有獨特的頭標數(shù)據(jù)和場號數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述標記標志含有數(shù)據(jù)(PI)用以控制視頻塊數(shù)據(jù)的時間壓縮參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述時間壓縮裝置包括響應所述控制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量化裝置(612)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于它還包括數(shù)據(jù)緩沖裝置(625)，用以提供表示所述緩沖器的數(shù)據(jù)占有狀態(tài)的數(shù)據(jù)控制信號;數(shù)據(jù)量化裝置(612)，含在所述時間壓縮裝置內(nèi)，響應所述控制信號;和用以將所述控制信號(PI)插入所述第二標志信號中的裝置(620)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于它包括用以將預定的數(shù)據(jù)插入所述視頻數(shù)據(jù)塊中的裝置(618)，以確保所述頭標數(shù)據(jù)的獨特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于它還包括用以將預定的數(shù)據(jù)插入所述第二視頻信號中的裝置(628)，以確保確定所述同步標志的數(shù)據(jù)的獨特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一視頻信號是個清晰度提高了的視頻信號;和所述第二信號含有高清晰度視頻信息。
14.在用以接收第一電視類型的視頻信號的系統(tǒng)中的一個設備，該視頻信號含有包括下列標志的時間壓縮視頻信息(a)第一標志，用以將視頻數(shù)據(jù)塊以與場速率有關的速率同步;和(b)在所述視頻塊內(nèi)的第二標志，用以在所述的視頻塊內(nèi)識別出經(jīng)歷可變持續(xù)時間D顯現(xiàn)的子塊;其特征在于該設備包括用以檢測所述第一標志的裝置(728);根據(jù)所述第一標志提供輸出視頻塊數(shù)據(jù)的裝置(726);用以檢測所述第二標志的裝置(718);用以響應所述的輸出視頻塊數(shù)據(jù)和所述檢測出的第二標志以提供時間壓縮視頻信息的裝置(716-712);和用以將所述的解除壓縮的視頻信息與“含有清晰度與所述解除壓縮的視頻信息的圖像信息的”第二電視類型的視頻信號進行組合的裝置(534)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于每個所述子塊是含有多個圖像行的行塊;和所述視頻塊包含多個行塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于每個所述的行塊含有時分復用的視頻信息;且所述系統(tǒng)還包括響應所述的解除壓縮的信息以對所述的復用視頻信息進行去復用的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，其特征在于所述的復用信息是亮度和色度信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設備，其特征在于每個所述的行塊前面有對應于所述第二標志的標記標志，用以識別每個所述行塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，其特征在于所述標記標志含有獨特的頭標數(shù)據(jù)行塊號數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，其特征在于在視頻塊開頭的標記標志含有獨特的頭標數(shù)據(jù)和場數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，其特征在于所述標記標志含有控制視頻塊數(shù)據(jù)的時間解除壓縮參數(shù)的數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于所述時間解除壓縮裝置包括響應上述控制數(shù)據(jù)的去量化裝置(712)。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設備，其特征在于它還包括用以從所述收到的視頻信號中取消預定的數(shù)據(jù)比特的裝置(718)。
全文摘要
本系統(tǒng)對“待組合”的第一與第二(A)視頻信號同步化。第二信號是時間壓縮數(shù)字信號內(nèi)含冠以與第一信號的場率同步的場同步標志SF的綜合數(shù)據(jù)的宏塊(B)。宏塊內(nèi)含具有多個圖像行塊(C)的視頻塊。各行塊內(nèi)含前有標記標志FF、LBF的亮度和色度信息的復用視頻數(shù)據(jù)。視頻塊第一個行塊前的標志是場標志FF以識別與該視頻塊相關的掃描場的起點。視頻塊其它行塊前的標志LBF識別其它行塊。各標志含識別相關的行塊的獨特數(shù)據(jù)始標。
文檔編號H04N7/62GK1052761SQ9011006
公開日1991年7月3日 申請日期1990年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月22日
發(fā)明者吳筱波, 休·E·懷特 申請人:通用電氣公司