数字亮度处理系统技术方案

数字亮度处理电路包括第一余弦滤波器，它与并联联结的第二低通滤波器和第三滤波器（它对高频的衰减要比对低频衰减小）串联联结．第三滤波器包括可变比例装置．第二滤波器的输出联结到合成装置的一个输入，第三滤波器的输出联接到合成装置的第二个输入．合成装置的输出为处理电路的输出通道．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于处理视频信号亮度分量，特别是关于建立希望的亮度分量幅频响应的装置，比如在数字电视接收机中。为了改善图象的锐度和细节清晰度，希望通过提高亮度信道的高频响应来改善亮度信道的瞬态响应。提高视频信号中幅度跃变的陡度，可在主观上改善视频信号处理系统的响应;而且在跃变以前的瞬间产生一个前冲，并在跃变以后的瞬间产生一个上冲，也可以改善响应。人们还知道，利用一种装置把沿着延时线或类似器件中各端子(通常称为抽头)上产生的延时信号以预定方式组合起来，能够形成理想的幅频和(或)相频特性，而且基本上不引入相位非线性或者相位失真。这种装置有时称为“横向均衡器”或者“横向滤波器”，在美国专利局专利申请号№2，263，376〔A.D.布鲁梅因(A.D.Blumlein)等人〕的文件中已经进行了一般性叙述。在电视系统或者处理复合信号以提供预定的信号传输特性(例如，增强选定频率的信号)的相似系统中，希望在亮度通道内包括峰化电路，该峰化电路能够迅速自适应于对视频信号中亮度信号分量高频部分的控制(例如，相对增强或者峰化)。例如，希望根据接收到电视信号的质量，对于某些频率较高部分亮度信号的幅度，进行可控制的增强。图1表示一个传输函数，当用于亮度信号时，能使重现图象在主观上得到很理想的改善。本专利技术直接涉及有关的装置，可用于一般地模拟数字视频信号处理系统中亮度通道的这种传输函数。对于数字电视接收机，为了提供成本低的电视接收机，这种装置必须用最少的部件来实现。为了实施哪怕一种简单的数字处理功能，都需要大量的器件。例如为了把两个8位信号相加，就需要200只以上的晶体管。很容易理解，为了在器件数量方面易于管理而且成本低，要实现电视系统中数字硬件所必要的处理功能，每个功能部件必须设计成与理想响应特性相当的最简单结构。根据这种限制性要求，因而在优选的实施例中开发了仅需要一个乘法器电路的峰化电路。根据本专利技术的装置是由一个有限脉冲响应(FIR)滤波器所实现的数字亮度处理电路组成，该滤波器包括第一余弦FIR滤波器，它与并联联接的第二和第三FIR滤波器串联联接。第二FIR滤波器产生低通滤波器响应。第三FIR滤波器对于高频部分的衰减小于对于低频部分的衰减。第三FIR滤波器包括可变比例装置，其输出通道与合成装置的一个输入通道相联接。第二FIR滤波器的输出通道联接到合成装置的第二个输入通道，合成装置的输出通道就是处理电路的输出通道。根据本专利技术的装置可以用为数字视频信息处理器中的峰化电路。可以由改变加到可变比例装置中的比例系数，来调节峰化电路的高频响应。用移位各自的取样来实现全部滤波器加权元件，使得所需要的滤波器硬件减少到最低限度。附图为图1为电视接收机中视频信号亮度分量的已峰化的幅频响应曲线，该接收机在主观上增强了重现图象;图2为含有数字峰化电路的数字电视接收机的部分框图;图3和图6为一般模拟图1传输响应曲线的FIR滤波器电路的逻辑框图;图4为可变比例电路的方框图，该电路可用于图3和图6的电路;以及图5是图3电路所呈现的传输函数的相对幅频特性，其中可变比例电路的系数K等于、小于、和大于1。图7为简化的核化电路的方框图。在附图中，细线表示模拟或者一位数字(比如时钟)信号的通路，粗线表示多位数字信号(比如脉冲编码调制的二进制信号)的信号通路。为了在主观上增强显示图象中垂直线的跃变，在电视接收机中使用了亮度峰化电路。代表比较陡的跃变信号，一般包含高频信号分量。相对于低频分量来说，增强亮度信号高频分量的幅度响应，可以有选择地增强跃变。然而，必须注意保证亮度信号的较高频的峰化不要引起这些高频分量的振铃。因此，整个峰化响应必须在频谱高端逐渐滚降下来，还要保证在伴音信号分量的频率范围内有高值的衰减。另外，最理想的是峰化响应具有线性的相位特性。过去人们已经发现当产生线性相位分量时，图1所表示的一般频率响应曲线产生理想的峰化特性。图2是数字电视接收机的部分方框图，表示主要信号处理电路，其中包括亮度峰化电路。在图2中由天线10接收广播电视信号，并且加到传统的调谐器和中频(IF)电路12。把来自电路12的基带模拟全电视信号加到模-数转换器(ADC)14的输入端，该转换器14以诸如彩色副载波频率四倍的速率对信号进行取样，并且产生模拟信号的数字表示。由时钟发生器16产生的取样信号来控制ADC14，该时钟发生器16可以是对于数字化的全电视信号中色同步基准分量敏感的锁相环电路。把来自ADC14的取样输出送到梳状滤波器18，该滤波器有选择地分离出全电视信号的亮度和色度分量。把色度分量送到色度处理电路20，该电路包括增益控制功能，滤波电路和彩色混合信号的解码电路，这里把色度信号进行适当调整以便用于彩色矩阵变换电路26。把来自梳状滤波器18的亮度分量加到亮度处理电路22，该电路包括亮度控制和垂直清晰度增强功能等。把来自亮度处理电路22调整过的亮度信号，加到亮度峰化电路24，该电路有选择地增强亮度信号较高频分量的幅度特性。把来自亮度峰化电路24已峰化的亮度信号加到彩色矩阵变换电路26，并在那里与处理过的色度信号适当组合起来，用以产生红(R)、绿(G)和蓝(B)的彩色信号用于驱动显象管。图3是峰化电路，包括延迟级、加法器和乘法器单元47。乘法器单元47的型式是它用一个恒定系数来标度所加的信号。乘法器47最好是这样的型式，即其比例系数K在电学上是可变的，由加到其控制输入端50的控制信号来控制，使得峰化函数能够自适应于所加亮度信号的状态。理想情况是，比例系数K是线性变化的，以便提供一个较宽的自适应范围。图3中的亮度取样被送到输入通道30，并且由加法器48的输出通道49提供已峰化的取样。亮度取样信号被联接到延迟元件31的输入通道，该通道将其串行地输入到加法器电路51。亮度取样同时还被加到加法器电路51的第二个输入通道。由延迟元件31和加法器电路51构成了第一FIR滤波器，加法器51输出所呈现的传输函数，相对于加到通道30的输入取样是余弦响应。以转换符号“Z”表示时，传输函数由等式(1)来描述S51/SIN＝1+Z-1(1)其中，S51和SIN分别为加法器51的输出通道和输入通道30中信号取样的值。把来自加法器51的取样输出加到第二滤波器(它包括电路元件32、33、34、35、38、41和42);并加到第三滤波器(它包括电路元件33、35、36、37、39、40、43、44、45、46和47)。电路元件33、35、42、43和45是延迟元件，该延迟元件以一个取样周期来延迟信号取样;并且是例如以取样速率时钟同步的锁存器。电路元件34、36和39为乘2器。假定取样是n位脉冲编码调制(PCM)的二进制码，则乘2器可以是布线电路，该电路变更或移动在各位位置上的各个取样的有效位，即向左移动一位位置(当PCM码的最左位为最高有效位时)。电路元件32、37、38和40是二进制加法器;以及电路元件44和46是设计为适合于信号格式(例如，2的补数)的二进制减法器。电路元件41是比例电路，该电路用4除取样。对于二进制PCM取样，电路元件41可以是布线电路，该电路变更各取样位的有效位，即向右移两位位置。第二滤波器在感兴趣的频率范围内，提供具有固定增益系数的一般低通响应。第三滤波器在感兴趣的频率范围内，提供具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理数字视频亮度信号的处理电路，包括：具有一个与所述视频亮度信号源相联接的输入通道（３０），并且具有一个输出通道的一个第一有限脉冲响应（ＦＩＲ）滤波器（３１、５１），该第一ＦＩＲ滤波器呈现出余弦传输函数；具有一个与所述第一Ｆ ＩＲ滤波器的输出通道相联接的输入通道，并且具有一个输出通道的一个第二ＦＩＲ滤波器（３２、３３、３４、３５、３８、４１、４２），该第二ＦＩＲ滤波器呈现出一般低通频率响应；具有一个与所述第一ＦＩＲ滤波器输出通道相联接的输入通道，并且具有一个 输出通道，还包括响应于增益控制信号（５０）的一个可变比例电路４７的一个第三ＦＩＲ滤波器（３３、３５、３６、３７、３９、４０、４３、４４、４５、４６、４７），所述第三ＦＩＲ滤波器呈现出一个频率响应，该频率响应对于亮度信号的相对高频频谱的衰减要比对于亮度信号的相对低频频谱的小些；以及与所述第二和第三ＦＩＲ滤波器的输出通道相联接的合成装置（４８），用于合成所提供的已滤波的信号取样，所述合成的已滤波取样（４９）对应于已处理的数字视频亮度信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理数字视频亮度信号的处理电路，包括具有一个与所述视频亮度信号源相联接的输入通道(30)，并且具有一个输出通道的一个第一有限脉冲响应(FIR)滤波器(31、51)，该第一FIR滤波器呈现出余弦传输函数；具有一个与所述第一FIR滤波器的输出通道相联接的输入通道，并且具有一个输出通道的一个第二FIR滤波器(32、33、34、35、38、41、42)，该第二FIR滤波器呈现出一般低通频率响应；具有一个与所述第一FIR滤波器输出通道相联接的输入通道，并且具有一个输出通道，还包括响应于增益控制信号(50)的一个可变比例电路47的一个第三FIR滤波器(33、35、36、37、39、40、43、44、45、46、47)，所述第三FIR滤波器呈现出一个频率响应，该频率响应对于亮度信号的相对高频频谱的衰减要比对于亮度信号的相对低频频谱的小些；以及与所述第二和第三FIR滤波器的输出通道相联接的合成装置(48)，用于合成所提供的已滤波的信号取样，所述合成的已滤波取样(49)对应于已处理的数字视频亮度信号。2.根据权利要求1中的电路，其特征在于所述第一FIR滤波器(31、35)呈现出传输函数f1＝1+Z-1，其中Z的意思就是传统的Z转换;所述第二FIR滤波器(32、33、34、35、38、41、42)呈现出传输函数f2＝1/4(Z-1+2Z-2+Z-3);以及所述第三FIR滤波器(33、35、36、37、39、40、43、44、45、46、47)呈现出传输函数f3＝K(-2+3Z-1-2Z-2+3Z-3-2Z-4)，其中，K是一个常数。3.根据权利要求2中的电路，其特征在于所述第一FIR滤波器(31、51)包括具有一个与所述亮度信号源(30)相联接的输入通道，并且具有一个输出通道的一个延迟元件(31);该滤波器还包括具有第一和第二输入通道分别联接到所述延迟元件的输入和输出通道的一个加法器电路(51)，所述加法器电路具有对应于上述第一FIR滤波器输出通道的一个输出通道。4.根据权利要求2中的电路，其特征在于第二FIR滤波器(32、33、34、35、38、41、42)包括具有各自输出通道的第一个(33)和第二个(35)串联联接的延迟元件，第一个延迟元件具有联接到第一FIR滤波器输出通道的一个输入通道;联接到第一个延迟元件输出通道的第一个加权装置(34)，用于对来自所述第一个延迟元件的信号取样进行加权;联接到第一个延迟元件的输入通道，第二个延迟元件的输出通道和所述第一个加权装置的装置(32、38)，用于合成在那里得到的信号取样;联接到用于合成信号取样的装置的第二个加权装置(41)，用于对合成信号取样进行加权;以及具有一个与第二加权装置相联接的输入通道，并且具有对应于第二FIR滤波器输出通道的输出通道的一个第三延迟元件(42)。5.根据权利要求2中的电路，其特征在于第三FIR滤波器(33、35、36、37、39、40、43、44、45、46、47)包括具有各自输出通道的第一个(33)和第二个(35)串联联接的延迟元件，所述第一个延迟元件具有联接到所述第一FIR滤波器输出通道的一个输入通道;分别联接到第一个延迟元件输入通道和第二个延迟元件输出通道的第一个(36)和第二个(39)加权电路，用于对分别加到这里的信号取样进行加权;联接到第一个、第二个加权电路和第一个延迟元件输出通道的装置(37、40)，用于合成来自所述加权电路和所述第一个延迟元件的信号取样;第一个(44)和第二个(46)减法器电路;具有一个输出通...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨森，
申请(专利权)人：RCA许可公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]