專利名稱：視頻信號變換裝置及其中使用的噪聲抑制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)顯示器的寬高比使輸入視頻信號的水平顯示長度改變的視頻信號變換裝置，還涉及與此視頻信號變換裝置共同工作的噪聲抑制器。
電視接收機(jī)的一種發(fā)展傾向是大型化、圖像高質(zhì)量化。近來，高清晰度電視接收機(jī)等寬高比為16∶9的顯示裝置已進(jìn)入實用化階段。以NTSC制式為代表、寬高比為4∶3的普通電視信號若顯示在這種寬高比為16∶9的顯示裝置中，則本應(yīng)為圓形的圖像會變形成橫向較長的橢圓形，因此，為了正確顯示圖像，需要能改變視頻信號水平顯示長度的視頻信號變換裝置。另外，為了滿足圖像高質(zhì)量化的要求，使圖像清晰的噪聲抑制器也很重要。
下述裝置是一種普通的視頻信號變換裝置。該裝置同步于寫入地址信號存儲視頻信號數(shù)據(jù)，并同步于讀出地址信號讀出已存入的數(shù)據(jù)。在該裝置中，若使讀出地址信號與寫入地址信號頻率不同，就能改變視頻信號的水平顯示長度。但是，此方法需要頻率不同的時鐘脈沖，因而裝置的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且時鐘脈沖之間容易發(fā)生干擾，難有對策。
本發(fā)明目的在于提供將普通電視圖像以正確形狀清晰地顯示于寬高比不同的大型顯示裝置中用的有效視頻信號變換裝置、噪聲抑制器，進(jìn)而提供具有噪聲抑制功能的視頻信號變換裝置。
本發(fā)明另一目的在于提供電路結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便的視頻信號變換裝置、噪聲抑制器，進(jìn)而提供有噪聲抑制功能的視頻信號變換裝置。
本發(fā)明的視頻信號變換裝置包括存儲輸入視頻信號數(shù)據(jù)的存儲器，讀出上述存儲器中根據(jù)視頻信號變換率而確定的地址(復(fù)數(shù))，及其下一地址(復(fù)數(shù))的內(nèi)容的裝置(下文稱為地址信號發(fā)生器)，對上述讀出的視頻信號數(shù)據(jù)(復(fù)數(shù))進(jìn)行插值運算，以獲得變換后的視頻信號的裝置(以下稱為內(nèi)插濾波器)，采用頻率一定的時鐘脈沖進(jìn)行上述存儲器的視頻信號數(shù)據(jù)存儲及讀出，但一次水平顯示中讀出的地址(復(fù)數(shù))數(shù)量隨視頻信號的變換率變化，因而變換后的視頻信號一次水平顯示長度與輸入視頻信號長度不同。
本發(fā)明更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)及效果在下文的詳細(xì)說明中將更為明顯。


圖1示出本發(fā)明一個實施例的視頻信號變換裝置電路圖。
圖2是用于說明圖1實施例的動作的時序圖。
圖3是表示圖1實施例中輸入信號與輸出信號之間關(guān)系的圖線。
圖4示出本發(fā)明第2實施例的電路圖。
圖5是用于說明圖4實施例的時序圖。
圖6示出圖4實施例中輸入信號與輸出信號的關(guān)系。
圖7示出本發(fā)明第3實施例的電路圖。
圖8是用于說明圖7中地址發(fā)生電路動作的時序圖。
圖9是用于說明圖7中噪聲抑制動作的波形圖。
圖10是用于說明圖7實施例的動作的時序圖(其一)。
圖11是用于說明圖7實施例的動作的時序圖(其二)。
圖12是表示圖7實施例中輸入信號與輸出信號之間關(guān)系的圖線。
圖1示出本發(fā)明一個實施例的視頻信號變換裝置電路圖。其中，行存儲器1從地址0開始依次存儲輸入信號，再讀出時，若指定的地址為An，則讀出An的數(shù)據(jù)Dn和相鄰地址An+1的數(shù)據(jù)Dn+1。計數(shù)器4從0開始逐一對視頻信號的水平取樣脈沖進(jìn)行計數(shù)。乘法器5將所給的第1基準(zhǔn)值與計數(shù)器4的輸出值相乘。加法器6將乘法器5輸出的整數(shù)部分與計數(shù)器4的輸出相加，其和輸出用于指定行存儲器1的讀出地址。減法器7用行存儲器1的輸出Dn去減輸出Dn+1。乘法器8將減法器7的輸出與乘法器5輸出的小數(shù)部分相乘。加法器9將行存儲器1的輸出Dn與乘法器8的輸出相加后，得到總輸出信號。
圖1的電路動作如下(參照圖2)。在下文中，為了便于說明，規(guī)定第1基準(zhǔn)值為1/3。首先，輸入信號從地址0開始，依次存儲在行存儲器1中。接著，乘法器5將計數(shù)器4從0開始逐一計數(shù)的值與基準(zhǔn)值相乘，產(chǎn)生乘積輸出。該乘積輸出分成整數(shù)部分與小數(shù)部分。整數(shù)部分利用加法器6與計數(shù)器4的輸出相加，該和輸出用于指定行存儲器1的讀出地址。讀出所指定的地址An與其相鄰地址An+1中存儲的數(shù)據(jù)Dn和Dn+1兩個數(shù)據(jù)，并饋給減法器7。減法器7向乘法器傳送所收到的兩個數(shù)據(jù)的差值。乘法器8將該差值乘以乘法器5輸出的小數(shù)部分。加法器9在行存儲器1中讀出的數(shù)據(jù)Dn上加以乘法器8的輸出。結(jié)果得到圖3所示的壓縮視頻信號。如上所述，通過對行存儲器1中讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插，只用一種時鐘脈沖就能進(jìn)行視頻信號的壓縮。
上文中為了方便而將第1基準(zhǔn)值定為1/3，但該值不限于1/3，可以采用0到1之間任意的一個數(shù)。設(shè)第1基準(zhǔn)值為x，則輸入視頻信號的變換率為1/(x+1)。
圖4示出本發(fā)明的第2實施例。其與圖1實施例的不同點在于設(shè)置了計數(shù)器4輸出值和第2基準(zhǔn)值均可選擇的開關(guān)電路10。與第1實施例動作上的區(qū)別在于開關(guān)電路10選擇第2基準(zhǔn)值的情形。圖5示出該狀態(tài)下的動作。第1基準(zhǔn)值為4/5，第2基準(zhǔn)值為0。與圖2中第1實施例動作的差異是乘法器5輸出的整數(shù)部分本身指定讀出地址。反復(fù)在同一地址下讀出，可得到圖6所示的擴(kuò)展視頻信號輸出。如上所述，第2實施例的電路可用一開關(guān)電路轉(zhuǎn)換壓縮和擴(kuò)展兩種功能。
圖4中，第1基準(zhǔn)值可設(shè)定為0至1之間的任意值。設(shè)第1基準(zhǔn)值為y，則輸入視頻信號的水平擴(kuò)展率為1/y。第2基準(zhǔn)值可任意設(shè)定，擴(kuò)展的部分由該值決定。
圖7示出本發(fā)明的第3實施例。其中包含有噪聲抑制電路。圖中，減法器101從輸入視頻信號a中減去存儲器120所存儲的信號。乘法器102將減法器101的輸出信號b乘以第3基準(zhǔn)值B?；鶞?zhǔn)值B設(shè)定為與噪聲抑制率相對應(yīng)的數(shù)值(0-1.0)，該值由噪聲的發(fā)生頻度及性質(zhì)決定。減法器103將輸入信號a減去乘法器102的輸出信號c。地址發(fā)生電路112選擇存儲器120的地址，以控制信號的寫入及讀出。上述減法器101和103、乘法器102、存儲器120以及地址發(fā)生器112構(gòu)成噪聲抑制器。
地址發(fā)生電路112包括計數(shù)器107、乘法器108、加法器109和110，以及選擇器111。計數(shù)器107對視頻信號的水平取樣脈沖進(jìn)行計數(shù)。乘法器108將計數(shù)器107的輸出e乘以基準(zhǔn)值A(chǔ)?；鶞?zhǔn)值A(chǔ)決定視頻信號的變換率，其值為0，則無變換，越接近1，則變換率越大。加法器109將計數(shù)器107的輸出e加以乘法器108輸出信號的整數(shù)部分。加法器110給加法器109的輸出加以整數(shù)1。選擇器111以計數(shù)器107的輸出e為存儲器120的寫入地址AW(n)，以加法器109、110的輸出信號為存儲器120的讀出地址A1(n)、A2(n)，并以分時方式選擇這些寫入及讀出地址。選擇器111包含切換電路，以根據(jù)外部輸入的選擇信號選擇寫入及讀出地址，控制存儲器120。
減法器113將存儲器120的第2輸出信號D2(n)減去第1輸出信號D1(n)。第1輸出信號D1(n)是根據(jù)讀出地址A1(n)從存儲器120讀出的信號，第2輸出信號D2(n)是根據(jù)讀出地址A2(n)從存儲器120讀出的信號。乘法器114將減法器113的輸出h乘以乘法器108輸出信號的小數(shù)部分g。加法器115給乘法器114的輸出信號i加上第1輸出信號D1(n)，最后得到總輸出信號。上述減法器113、乘法器114以及加法器115構(gòu)成了視頻信號變換裝置的內(nèi)插濾波器116。
存儲器120是存儲視頻信號一條水平掃描線的行存儲器，它保持輸入視頻信號d，并根據(jù)由選擇器111供給的地址信號讀出第1～第3輸出信號D1(n)～D3(n)，例如可以用雙端口存儲器構(gòu)成。輸出信號D1(n)是對一行第n次取樣的預(yù)頻信號，而且未經(jīng)延遲立即通過讀出地址A1(n)從存儲器120讀出。輸出信號D2(n)是只比輸出信號D1(n)滯后一個取樣點的視頻信號。輸出信號D3(n)是將減法器103的輸出信號d延遲了一行的信號，并饋給減法器101的減數(shù)輸入端。計數(shù)器107將輸出e提供給選擇器111，作為寫入地址AW(n)及讀出地址A3(n)。
圖7的電路動作如下(參照圖8、圖9、圖10及圖11)。減法器101將輸入視頻信號a減去從存儲器120讀出的前一行的第3輸出信號D3(n)。這時，地址發(fā)生電路112產(chǎn)生圖8(2)、圖10(1)及圖11(1)所示那樣的地址信號，并利用圖8(6)所示脈沖進(jìn)行讀出及寫入。在圖8(6)中.0T～(3/4)T是讀出期，(3/4)T～1T是寫入期。選擇器111得到選擇信號后，依次選擇圖8(2)～(4)所示的地址信號，各地址信號又按圖8(5)所示順序饋給存儲器120。
若輸入了圖9(1)所示那樣含有噪聲的信號a，則減法器101將輸入信號a減去保存在存儲器120中的前一行信號D3(n)(參見圖9(2))，取出圖9(3)所示那樣的噪聲b。乘法器102在基準(zhǔn)值B取為1/2時，產(chǎn)生圖9(4)所示的輸出c。減法器103將輸入信號a減去乘法器102的輸出c，生成圖9(5)所示的信號d。地址發(fā)生電路112產(chǎn)生地址信號，在寫入脈沖為低(L)電平時，將信號d寫入存儲器120。該信號在寫入脈沖為高(H)電平時作為輸出信號D3(n)讀出。這樣構(gòu)成了采用存儲器120的循環(huán)濾波器，因而能降低輸入信號中含有的噪聲電平。
乘法器108輸出的整數(shù)部分f及小數(shù)部分g給到加法器109及乘法器114。加法器109將計數(shù)器107的輸出e加上整數(shù)部分f，形成讀出地址A1(n)。加法器110將讀出地址A1(n)加1，形成讀出地址A2(n)。選擇器111根據(jù)選擇信號依次切換寫入及讀出地址，輸出圖8(5)所示的地址信號。存儲器120得到讀出地址A1(n)、A2(n)后，就讀出輸出信號D1(n)及D2(n)。減法器113將輸出信號D2(n)減去D1(n)，生成信號h。信號h提供給乘法器114，再乘以乘法器108輸出的小數(shù)部分g后，產(chǎn)生信號i。加法器115將第1輸出信號D1(n)加上信號i，產(chǎn)生圖10(10)及圖11(10)所示的水平壓縮輸出信號j。
當(dāng)輸入信號d為圖12(1)所示的斜升信號，且基準(zhǔn)值為1/3時，如圖12(2)所示，輸出信號j成為取樣點壓縮為0.75的信號，而且圖10及圖11(4)、(6)所示的地址3、7、11、15……的信息消失。但是，通過內(nèi)插濾波器110的內(nèi)插處理，輸出信號j修正成直線狀，如圖12(2)所示。
本發(fā)明的視頻信號壓縮裝置通過對基準(zhǔn)值的設(shè)定，得到了適合輸入視頻信號的噪聲抑制效果，進(jìn)而能任意設(shè)定輸入視頻信號的水平顯示長度。因此，具有可在寬高比不同的顯示裝置上顯示高質(zhì)量圖象的優(yōu)良效果。
本發(fā)明可在其它各種形式下實施，而不致脫離其精神實質(zhì)或主要特征。因此，上述實施例從各方面看都只不過是例示，不成為限定性的解釋。本發(fā)明的范圍示于權(quán)利要求，而在說明書中不作限制。再者，屬于權(quán)利要求等同范圍內(nèi)的變形及變更都處在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改變視頻信號水平顯示長度的視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號數(shù)據(jù)的存儲器，讀出上述存儲器中依視頻信號變換率而定的地址(復(fù)數(shù))及下一地址(復(fù)數(shù))的內(nèi)容的裝置，對上述讀出的視頻信號數(shù)據(jù)(復(fù)數(shù))作插值計算，以獲得變換后的視頻信號的裝置，采用一定頻率的時鐘脈沖進(jìn)行上述存儲器的視頻信號數(shù)據(jù)存儲及讀出。
2.一種視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號用的存儲器，對視頻信號取樣脈沖計數(shù)用的計數(shù)器，將上述計數(shù)器輸出乘以規(guī)定基準(zhǔn)值用的第1乘法器，用于根據(jù)上述第1乘法器輸出的整數(shù)部分與上述計數(shù)器輸出相加后所得信號來控制上述存儲器的第1加法器，求出上述存儲器的第1輸出與第2輸出之差用的減法器，將上述減法器輸出乘以上述第1乘法器輸出的小數(shù)部分用的第2乘法器，以及將上述存儲器第1輸出加上上述第2乘法器輸出用的第2加法器。
3.一種視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號用的存儲器，對視頻信號取樣脈沖計數(shù)用的計數(shù)器，將上述計數(shù)器輸出乘以規(guī)定的第1基準(zhǔn)值用的第1乘法器，用于根據(jù)上述第1乘法器輸出的整數(shù)部分與開關(guān)電路所選上述計數(shù)器輸出或者所規(guī)定第2基準(zhǔn)值相加后的信號，來控制上述存儲器的第1加法器，求出上述存儲器的第1輸出與第2輸出之差用的減法器，將上述減法器輸出乘以上述第1乘法器輸出的小數(shù)部分用的第2乘法器，以及將上述存儲器第1輸出加上上述第2乘法器輸出用的第2加法器。
4.一種噪聲抑制裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號用的存儲器，將上述輸入視頻信號減去從上述存儲器讀出的前一水平掃描期的視頻信號用的第1減法器。將上述第1減法器的輸出乘以第3基準(zhǔn)值用的第3乘法器，向上述存儲器提供將上述輸入視頻信號減去上述第3乘法器輸出后所得信號用的第2減法器，對上述輸入視頻信號取樣脈沖計數(shù)，并生成上述存儲器的地址信號用的計數(shù)器，將上述計數(shù)器輸出乘以第1基準(zhǔn)值用的第1乘法器，將上述第1乘法器輸出的整數(shù)部分加上上述計數(shù)器輸出，并生成第1讀出地址信號用的第1加法器，上述第1加法器輸出加常數(shù)，并生成第2讀出地址信號用的第3加法器，以及根據(jù)選擇信號切換上述計數(shù)器的地址信號、上述第1及第2讀出地址信號，并將所得信號提供給上述存儲器的選擇器。
5.一種視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號用的存儲器，對上述輸入視頻信號取樣脈沖計數(shù)，并生成上述存儲器的地址信號用的計數(shù)器，將上述計數(shù)器輸出乘以第1基準(zhǔn)值用的第1乘法器，將上述第1乘法器輸出的整數(shù)部分加上上述計數(shù)器輸出，并生成第1讀出地址信號用的第1加法器，上述第1加法器輸出加上常數(shù)并生成第2讀出地址信號用的第3加法器，根據(jù)選擇信號切換上述計數(shù)器的地址信號、上述第1及第2讀出地址信號，并將所得信號提供給上述存儲器的選擇器，求出根據(jù)上述第1及第2讀出地址信號讀出的上述存儲器第1與第2輸出信號之差的減法器，將上述減法器輸出乘以上述第1乘法器輸出的小數(shù)部分用的第2乘法器，以及將上述存儲器第1輸出加上上述第2乘法器輸出用的第2加法器。
6.一種具有噪聲抑制功能的視頻信號變換裝置，其特征在于，它包括存儲輸入視頻信號用的存儲器，將上述輸入視頻信號減去從上述存儲器讀出的前一水平掃描期的視頻信號用的第1減法器，將上述第1減法器輸出乘以第3基準(zhǔn)值用的第3乘法器，向上述存儲器提供將上述輸入視頻信號減去上述第3乘法器輸出后所得信號用的第2減法器，對上述輸入視頻信號取樣脈沖計數(shù)，并生成上述存儲器的地址信號用的計數(shù)器，將上述計數(shù)器的輸出乘以第1基準(zhǔn)值用的第1乘法器，將上述第1乘法器輸出的整數(shù)部分加上上述計數(shù)器輸出，并生成第1讀出地址信號用的第1加法器，將上述第1加法器的輸出加上常數(shù)，并生成第2讀出地址信號用的第3加法器，根據(jù)選擇信號切換上述計數(shù)器的地址信號、上述第1及第2讀出地址信號，并將所得信號提供給上述存儲器的選擇器，求出根據(jù)上述第1及第2讀出地址信號讀出的上述存儲器第1及第2輸出之差的第3減法器，將上述第3減法器輸出乘以上述第1乘法器輸出的小數(shù)部分用的第2乘法器，以及將上述存儲器第1輸出加上上述第2乘法器輸出用的第2加法器。
全文摘要
本發(fā)明的視頻信號變換裝置包括存儲輸入視頻信號數(shù)據(jù)的存儲器；從上述存儲器讀出依視頻信號變換率而特定的地址(復(fù)數(shù))及次一地址(復(fù)數(shù))中的內(nèi)容的地址信號發(fā)生裝置；對上述讀出的視頻信號數(shù)據(jù)(復(fù)數(shù))作插值運算，得到變換后的視頻信號的內(nèi)插濾波器。上述存儲器對視頻信號的存儲及讀出利用一定頻率的時鐘脈沖進(jìn)行，但一次水平顯示中讀出的地址(復(fù)數(shù))的個數(shù)依照視頻信號的變換率而變動，因而，所變換出的視頻信號一次水平顯示的長度與輸入視頻信號的不同。
文檔編號H04N5/44GK1083651SQ9310965
公開日1994年3月9日 申請日期1993年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月6日
發(fā)明者井澤洋介, 奧村直司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社