專利名稱：壓縮視頻信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮視頻信號處理裝置，包括用于有選擇地提供不同頻率的同步信號的可編程同步系統(tǒng)，其中的一個(gè)特定實(shí)例是為顯示以MPEG壓縮形式傳送的不同模式的視頻信號而提供不同的幀同步頻率。在本文中，MPEG是指由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的動態(tài)圖象專家組(Motion PictureExperts Group)發(fā)起的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
這里將在MPEG視頻信號接收機(jī)的環(huán)境中描述本發(fā)明，但是不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明局限于視頻信號的使用場合或局限于MPEG信號處理系統(tǒng)。
壓縮的視頻信號的MPEG標(biāo)準(zhǔn)的非常靈活之處在于可以壓縮和傳輸具有不同顯示模式的視頻信號。例如，可以壓縮幀頻各不相同的源信號，而兼容的接收機(jī)可望有能力以適宜的幀頻再現(xiàn)和顯示相應(yīng)的信號。特別要提及，當(dāng)前正在由FCC(美國聯(lián)邦通信委員會)進(jìn)行審查中的“大聯(lián)盟高清晰度電視系統(tǒng)”(the Grand Alliance High Definition Television system)接納了具有29.97002997...Hz或30.000000Hz幀頻的MPEG壓縮視頻信號。該壓縮的信號含有指示出接收信號幀頻的數(shù)據(jù)字段，根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)字段，服從大聯(lián)盟系統(tǒng)的接收機(jī)自適應(yīng)地重新配置以便以所指示的幀頻來顯示該收到的信號。
系統(tǒng)級別的MPEG壓縮信號含有時(shí)間標(biāo)記形式的同步信號。這些時(shí)間標(biāo)記以27MHz的視頻信號壓縮系統(tǒng)時(shí)鐘信號為基準(zhǔn)。這些時(shí)間標(biāo)記中的一個(gè)稱作顯現(xiàn)時(shí)間標(biāo)記(Presentation Time Stamp)或PTS，它出現(xiàn)在壓縮信號的視頻級別中、與進(jìn)行壓縮的源信號的幀的出現(xiàn)相同步、并且對于將要由各個(gè)接收機(jī)顯示解壓縮幀的精確時(shí)間起決定性作用。第二個(gè)稱作系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)(System Clock Reference)或SCR的時(shí)間標(biāo)記包含在壓縮信號的系統(tǒng)級別之中。在該系統(tǒng)級別內(nèi)，將壓縮的視頻信號分割成一些精確設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)包。上述那些SCR就包含在這些數(shù)據(jù)包中，這些SCR表示出有關(guān)數(shù)據(jù)包形成/發(fā)送的精確時(shí)間。各個(gè)接收機(jī)利用這些SCR來使接收機(jī)中的系統(tǒng)時(shí)鐘同步到壓縮裝置中的系統(tǒng)時(shí)鐘。
將接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘同步到壓縮裝置系統(tǒng)時(shí)鐘，使得各個(gè)接收機(jī)分類緩存所接收的信號所需的存貯器容量為最小。接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘作為一種標(biāo)準(zhǔn)被解壓縮裝置利用來對壓縮信號進(jìn)行解碼。因?yàn)榻邮諜C(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘與各PTS被作為基準(zhǔn)的壓縮裝置系統(tǒng)時(shí)鐘同步，所以解碼后信號的顯示也可以通過該接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘來定時(shí)。然而，在廣播信號接收機(jī)中使用信號時(shí)鐘基準(zhǔn)則有一些缺點(diǎn)。例如，發(fā)送次數(shù)不多的數(shù)據(jù)常?？赡鼙粊G失或不可靠，必須對解壓縮信號作差錯(cuò)掩蓋處理。這些處理勢必打斷解碼數(shù)據(jù)的正常流動，并且可能妨礙與有關(guān)的PTS相應(yīng)的幀的正常顯示。還有，可能產(chǎn)生各種顯示特點(diǎn)，例如停格(freeze frame)，這也打斷了各PTS與系統(tǒng)時(shí)鐘的適當(dāng)聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種壓縮視頻信號處理裝置，包括用于有選擇地提供不同頻率的同步信號的可編程同步系統(tǒng)。
本發(fā)明的壓縮視頻信號處理裝置，其特征在于所述壓縮視頻信號處理裝置包括壓縮視頻信號源(11)；反向傳輸處理器(13)，包括用于提供與包含在解壓視頻信號中的時(shí)間標(biāo)記同步的系統(tǒng)時(shí)鐘的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器，其中所述系統(tǒng)時(shí)鐘被連接到所述反向傳輸處理器以至少部分地激勵(lì)所述反向傳輸處理器；解壓縮裝置(14)，所述解壓縮裝置連接到反向傳輸處理器；并包括與所述系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器分開的和連接到所述解壓縮裝置以至少部分地激勵(lì)所述解壓縮裝置的象素時(shí)鐘產(chǎn)生器；以及同步信號電路(14，16，20)，所述同步信號電路連接到所述象素時(shí)鐘產(chǎn)生器，并響應(yīng)所述解壓縮裝置而有選擇地產(chǎn)生同步信號以在多個(gè)顯示頻率之間控制一個(gè)解壓縮視頻信號顯示頻率。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的兼容MPEG的視頻信號接收機(jī)的方框圖；
圖2是圖1接收機(jī)的接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器的方框圖；圖3是實(shí)施本發(fā)明的用于提供視頻信號顯示同步信號的可編程同步信號產(chǎn)生器的方框圖；圖4、7和8是實(shí)施本發(fā)明的用于提供視頻信號顯示同步信號的其他形式的可編程同步信號產(chǎn)生器的方框圖；圖5和6是可在圖4裝置中實(shí)現(xiàn)的另外兩種可編程分頻器的方框圖；圖9是表示用于在圖8裝置中產(chǎn)生垂直同步信號的可編程計(jì)數(shù)器編程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，發(fā)送的壓縮視頻信號，例如MPEG兼容的信號，在天線10被檢測到并且被施加到調(diào)諧器-解調(diào)制器11。調(diào)諧器-解調(diào)制器11可包含均衡電路和模數(shù)變換器。在系統(tǒng)控制器16的控制下，調(diào)諧器-解調(diào)制器調(diào)諧到需要的頻道，檢測和解調(diào)制所需頻率的載波并且將基帶數(shù)字信號提供到前向糾錯(cuò)(FEC)電路12。電路12可包括用于糾正在接收信號中由發(fā)送引起的差錯(cuò)的里德-索洛蒙(Reed-Solomon)糾錯(cuò)和網(wǎng)格(trellis)解碼電路。糾錯(cuò)后的信號加到反向傳輸處理器13。
反向傳輸處理器執(zhí)行多種功能，包括從時(shí)分復(fù)用的數(shù)據(jù)包流中分離出需要的壓縮信號數(shù)據(jù)包、從選出的數(shù)據(jù)包中提取數(shù)據(jù)包中的有效數(shù)據(jù)(payload)、對加密的信號有效數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、分類緩存選出的信號以及產(chǎn)生接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘。一個(gè)示范性的反向傳輸處理器電路可以在美國專利第5,459,789號中找到。分離后的壓縮音頻信號加到音頻信號解壓縮器15，分離后的壓縮視頻信號加到視頻信號解壓縮器14，分離后的數(shù)據(jù)信號例如節(jié)目指南加到可包含微處理器的系統(tǒng)控制器16。
視頻信號解壓縮器含有與解壓縮存貯器17配合的電路以對接收的視頻信號進(jìn)行解壓縮。解壓縮的視頻信號裝入存貯器17的一部分，可用于以適當(dāng)?shù)膸l的顯示。在本例中解壓縮器14還包括根據(jù)本發(fā)明的顯示器時(shí)鐘產(chǎn)生器。顯示器時(shí)鐘產(chǎn)生器提供象素頻率、水平行頻和場/幀頻信號。象素頻率信號用于至少從顯示存貯器讀出解壓縮的信號，也可用于解壓縮處理自身。行頻和場/幀頻信號加到偏轉(zhuǎn)電路20以產(chǎn)生施加到顯示裝置(未示出)的信號。
來自存貯器17的解壓縮視頻信號加到信號變換器18，該信號變換器含有對信號重新格式化以便顯示的電路。例如，信號變換器可以包括將4∶2∶0格式的視頻信號變換成4∶2∶2格式的裝置和將非隔行顯示的信號變換成隔行顯示信號的裝置等等。
從單元18提供的變換后信號的格式是Y、R-Y和B-Y。這些信號加到色矩陣19去產(chǎn)生數(shù)字的R、G和B信號，這些信號還可包括對比度、亮度和顏色校正控制。數(shù)字R、G和B信號加到數(shù)模轉(zhuǎn)換電路21，以將R、G和B信號各自變換成適用于顯示器驅(qū)動器電路(未示出)的模擬形式。
圖2表示舉例的接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器25。在本實(shí)施例中，從前向糾錯(cuò)電路12來的數(shù)據(jù)耦合到反向傳輸處理器32和SCR數(shù)據(jù)包檢測器31。反向傳輸處理器32從各個(gè)傳輸數(shù)據(jù)包有效數(shù)據(jù)中分離出傳輸數(shù)據(jù)包頭標(biāo)數(shù)據(jù)。反向傳輸處理器32響應(yīng)該傳輸頭標(biāo)數(shù)據(jù)將視頻信號有效數(shù)據(jù)(這里稱為服務(wù)數(shù)據(jù)1)加到例如視頻解壓縮裝置14，并將輔助數(shù)據(jù)(這里稱為服務(wù)數(shù)據(jù)2)加到適當(dāng)?shù)闹T如系統(tǒng)控制器16之類的輔助數(shù)據(jù)處理單元。典型地包含在輔助數(shù)據(jù)中的各個(gè)SCR經(jīng)路經(jīng)選擇存貯到存貯器單元34。
SCR數(shù)據(jù)包檢測器31可以是安排來識別傳輸數(shù)據(jù)包頭標(biāo)中適當(dāng)標(biāo)幟的匹配濾波器，該SCR數(shù)據(jù)包檢測器在出現(xiàn)含有一SCR的傳輸數(shù)據(jù)包時(shí)產(chǎn)生一控制脈沖。該控制脈沖加到鎖存器35，鎖存器35響應(yīng)控制脈沖而存貯由本地計(jì)數(shù)器36當(dāng)前表示出來的計(jì)數(shù)值。本地計(jì)數(shù)器36設(shè)置成對由例如電壓控制振蕩器(VCO)37提供的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器36安排成與對應(yīng)計(jì)數(shù)器對同一數(shù)目的模(modulo)計(jì)數(shù)，該對應(yīng)計(jì)數(shù)器位于信號編碼器裝置(未示出)中，該信號編碼器裝置產(chǎn)生包含在傳輸數(shù)據(jù)包內(nèi)的SCR。
電壓控制振蕩器37產(chǎn)生典型值為27MHz的接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘信號。由時(shí)鐘控制器39提供的經(jīng)低通濾波的誤差信號控制該電壓控制振蕩器37。該誤差信號可以按以下方法產(chǎn)生。將時(shí)刻n來到的SCR稱作SCRn，將同時(shí)存貯在鎖存器35中的計(jì)數(shù)值稱作Ln。時(shí)鐘控制器讀出相繼的SCR和L值，形成與下列差值成比例關(guān)系的誤差信號E|SCRn-SCRn-1|-|Ln-Ln-1|誤差信號E被利用來調(diào)節(jié)電壓控制振蕩器37使其表現(xiàn)的頻率趨向于消除該誤差信號E。由時(shí)鐘控制器39產(chǎn)生的誤差信號的形式可以是脈沖寬度調(diào)制的信號，低通濾波器38可以用模擬元件實(shí)現(xiàn)。
在另一種配置的裝置中，計(jì)數(shù)器36可以在啟動時(shí)進(jìn)行初始化，以表示與第一次檢測的SCR相等的計(jì)數(shù)值。此后可以產(chǎn)生與差值(SCRn-Ln)成比例的誤差信號。然而這種裝置要求有復(fù)雜得多的計(jì)數(shù)器電路和將第一次接收的SCR加到計(jì)數(shù)器的路由電路。
以上兩種裝置中，電壓控制振蕩器的自由振蕩頻率必須相當(dāng)接近編碼器/壓縮器中系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率。
在圖2中，有第二時(shí)鐘產(chǎn)生器26。該時(shí)鐘產(chǎn)生器26與圖4裝置中所示的VCXO相結(jié)合以產(chǎn)生象素顯示時(shí)鐘。時(shí)鐘產(chǎn)生器26的工作與時(shí)鐘產(chǎn)生器25的工作相似，因此不予細(xì)述。
參照圖3，該圖表示包括在視頻解壓縮器14中的顯示時(shí)鐘產(chǎn)生器的第一個(gè)實(shí)例。雖然顯示時(shí)鐘產(chǎn)生器和系統(tǒng)時(shí)鐘是分開的，但是最好是將顯示時(shí)鐘同步到系統(tǒng)時(shí)鐘上。在圖3中，同步是通過將顯示時(shí)鐘與27MHz的接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘鎖相來實(shí)現(xiàn)的。
在圖3中，通過將顯示時(shí)鐘產(chǎn)生器鎖相到其上的系統(tǒng)時(shí)鐘除以不同的因子來產(chǎn)生不同的同步(幀)頻率。用可編程分頻器301來實(shí)現(xiàn)這一除法，可編程分頻器301在解壓縮器控制器的控制下將系統(tǒng)時(shí)鐘除以數(shù)值N。數(shù)值N根據(jù)需要的幀頻來選擇。例如，如果需要的顯示幀頻為30.000000Hz，則選擇的數(shù)值N為1000。另外，如果需要的顯示幀頻為29.97002997...Hz，則選擇的數(shù)值為1001。
倍除后的系統(tǒng)時(shí)鐘信號加到包含在鎖相環(huán)中的相位比較器302的第一輸入端，該鎖相環(huán)由環(huán)路濾波器303、壓控振蕩器(VCO)304和M倍除電路305組成。該鎖相環(huán)屬于常規(guī)設(shè)計(jì)，信號處理領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解它的操作。VCO304的輸出頻率和M倍除電路305中因子M的數(shù)值要由所希望的象素時(shí)鐘頻率來決定。例如，如果象素時(shí)鐘頻率選擇在74.25MHz，則值M必須是2750。
為了產(chǎn)生合適的幀同步信號，象素時(shí)鐘頻率加到電路306中另外的分頻器。假定每行有2200個(gè)象素，則74.25MHz時(shí)鐘用2200來除以便產(chǎn)生33.750KHz的行頻信號。最后，假定每幀有1125行，則行頻信號加到在電路306中的第二個(gè)分頻電路，將行頻信號除1125以產(chǎn)生幀頻信號。
圖3的電路產(chǎn)生出可接受的象素時(shí)鐘和可選擇的幀頻信號。然而，相位檢測器302-環(huán)路濾波器303的組合卻用比象素時(shí)鐘頻率相對低的頻率的誤差信號，這是所不希望的。克服這一缺點(diǎn)的更好的實(shí)施例示于圖4中。
圖4的系統(tǒng)產(chǎn)生不受顯著的VCO誤差信號支配的象素時(shí)鐘信號。在圖4中，象素時(shí)鐘由壓控晶體振蕩器VCXO401產(chǎn)生。VCXO的輸出頻率(在圖中未出為81MHz)可以是81MHz、74.25MHz、27MHz等等，這取決于系統(tǒng)的應(yīng)用場合。由于振蕩器的基礎(chǔ)是晶體，所以象素時(shí)鐘頻率十分穩(wěn)定，頻率偏差相當(dāng)?shù)匦?。例如，“大?lián)盟”接收機(jī)對系統(tǒng)的要求是象素時(shí)鐘頻率的變化不超過千分之一，不管幀頻是29.97002997...Hz還是30.00Hz。這樣的穩(wěn)定度用例如VCXO401的VCXO就可輕易達(dá)到。
在圖4裝置中，顯示時(shí)鐘是間接鎖相到系統(tǒng)時(shí)鐘。即，VCXO401的輸出通過SCR鎖相到編碼器或壓縮器的系統(tǒng)時(shí)鐘，其方式與接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘裝置鎖相到壓縮器系統(tǒng)時(shí)鐘相類似。在包括3倍除電路403和(圖2的)SCR處理器26的環(huán)路中實(shí)現(xiàn)所述的鎖相。
VCXO401的象素頻率時(shí)鐘輸出耦合到倍除電路404。假定每行的有效象素是1920個(gè)或每行的總象素是2400個(gè)，則安排倍除器404使得將象素頻率時(shí)鐘除以1200以提供二倍行頻的信號。此信號加到2倍除電路406以產(chǎn)生水平同步信號。
二倍行頻信號也耦合到可編程除法器405。假定每幀有1125行，為了產(chǎn)生60Hz的垂直頻率即場頻信號，可編程除法器405調(diào)整到將二倍行頻信號除以例如1125。除法器405的輸出耦合到2倍除電路407以產(chǎn)生幀頻同步信號。
不可能將二倍行頻信號(或行頻信號)除以整數(shù)來產(chǎn)生對應(yīng)于59.94005994...Hz垂直頻率信號的29.97002997...Hz幀頻信號。為了產(chǎn)生59.94005994...Hz垂直頻率信號，加到可編程除法器405的除法因子周期性地在每幀1125行和1127行之間變換。假若除數(shù)1125用“0”表示，除數(shù)1127用“1”表示，并且加到可編程除法器405的除數(shù)按照0000000111111111的模式以16幀序列反復(fù)出現(xiàn)，則平均場頻(垂直頻率)將剛好是59.95005994...Hz?？梢园凑漳Ｊ?010101101010101來安排反復(fù)的16幀序列，即，1010101101010101.1010101101010101.1010101101010101(其中加入“.”僅僅是為了指示序列之間的分界)以產(chǎn)生有效的瞬時(shí)59.94005994...Hz垂直頻率。當(dāng)該交替的除數(shù)模式加到計(jì)數(shù)器405時(shí)，二倍除電路407就提供29.97002997...Hz的幀頻同步信號。
如要產(chǎn)生隔行掃描信號，就需要上述產(chǎn)生的垂直或場頻信號。注意，在以上說明中，加到除法器405的除數(shù)是以幀頻而不是以場頻選接(toggle)的。以幀頻選接除數(shù)保證了除以1127時(shí)在幀中出現(xiàn)的額外行被分配到奇數(shù)場和偶數(shù)場這兩種場中。
如果安排相應(yīng)的解壓縮器僅輸出逐行掃描信號，則可以將除法器404調(diào)節(jié)到以2400分頻而不是以1200分頻。這時(shí)，兩個(gè)二倍除電路406和407都不必要了?？删幊坛ㄆ?05將直接提供幀頻信號。
圖5表示可以選接不同除數(shù)的示范性可編程分頻器電路。二進(jìn)制計(jì)數(shù)器501以二倍行頻信號為時(shí)鐘，并用幀頻信號復(fù)位。(為簡單起見，假定圖5的所有電路均由邊沿觸發(fā)。)由二進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供的并行輸出信號加到多個(gè)解碼器502-504。當(dāng)計(jì)數(shù)器501到達(dá)相應(yīng)的與有關(guān)解碼器有關(guān)的除數(shù)的計(jì)數(shù)值時(shí)，有關(guān)的解碼器就提供一輸出脈沖。例如，解碼器1可以響應(yīng)于除1125，此時(shí)，在計(jì)數(shù)器501輸出表示出現(xiàn)了1125個(gè)2H時(shí)鐘信號脈沖的計(jì)數(shù)值1125的情況下，解碼器1將輸出一脈沖。有關(guān)的解碼器502-504的輸出加到多路轉(zhuǎn)換器(MUX)505的有關(guān)輸入端。多路轉(zhuǎn)換器505的輸出就是垂直頻率信號。
使多路轉(zhuǎn)換器505調(diào)整得能按照除數(shù)選接模式一次將不同解碼器中的一個(gè)連接到它的輸出。選接模式由解壓縮控制器(或系統(tǒng)控制器)通過另外的多路轉(zhuǎn)換器507來選擇。
多個(gè)選接模式被裝入多個(gè)移位寄存器508-510中，其中的每個(gè)寄存器含有專用模式。有關(guān)移位寄存器中的選接模式是一用于控制多路轉(zhuǎn)換器505的控制信號的序列。這些控制信號由輸出的幀頻信號從所選的移位寄存器中移出并加到多路轉(zhuǎn)換器507的有關(guān)輸入端。這些模式通過反饋連接在各自的寄存器中重復(fù)循環(huán)以產(chǎn)生重復(fù)的選接模式。多路轉(zhuǎn)換器507根據(jù)需要的幀頻(選接模式)選擇一個(gè)移位寄存器。選接模式可以向多路轉(zhuǎn)換器505提供控制信號以持續(xù)地將一個(gè)解碼器連接到該多路轉(zhuǎn)換器的輸出上，或者順序地(以幀頻的速度)將二個(gè)或更多個(gè)解碼器的輸出端選接到多路轉(zhuǎn)換器505的輸出。對于用圖4描述的系統(tǒng)，圖5的裝置可以將多個(gè)解碼器減少到二個(gè)，其中一個(gè)表示除數(shù)1125，另一個(gè)表示除數(shù)1127。此外，只需一單個(gè)選接模式寄存器。
如果要求有大量的除數(shù)和大量的選接模式，圖5所示形式的可編程計(jì)數(shù)器就變得不實(shí)用了。圖6表示具有較多方面適應(yīng)性的另一種形式的可編程計(jì)數(shù)器。在圖6中，可編程分頻計(jì)數(shù)器606通過多路轉(zhuǎn)換器604用對應(yīng)于各有關(guān)的除數(shù)的各種數(shù)值來編程。多路轉(zhuǎn)換器604由裝載在選接寄存器605中的選接模式以幀頻的速度選接。各有關(guān)的編程數(shù)值包含在有關(guān)鎖存器601-603中，這些有關(guān)的鎖存器有連接到多路轉(zhuǎn)換器604的有關(guān)輸出接頭。由系統(tǒng)控制器和解壓縮控制器中的任一個(gè)控制器來將要求的編程數(shù)值和選接模式分別裝入鎖存器601-603和寄存器605中。解壓縮控制器響應(yīng)壓縮視頻信號而檢測當(dāng)前視頻信號的幀頻。系統(tǒng)響應(yīng)檢測的幀頻而選取存貯在系統(tǒng)存貯器(未示出)中合適的選接模式和除數(shù)，然后將它們加到合適的鎖存器601-603和寄存器605。接著，寄存器被激勵(lì)以操作多路轉(zhuǎn)換器604使計(jì)數(shù)器606調(diào)節(jié)到按照要求的交替除數(shù)順序來計(jì)數(shù)的狀態(tài)。
圖7表示的可編程同步信號產(chǎn)生器是圖3和圖4電路的混合電路。該電路包括VCXO，該VCXO直接地而不是如圖4電路那樣間接地同步到27MHz接收機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘上。圖7實(shí)施例其余部分的操作與圖4電路中相同標(biāo)號的單元的操作相同。
交替計(jì)數(shù)值或交替除數(shù)的概念可以擴(kuò)展，以提供其他不能用整數(shù)除法產(chǎn)生的幀頻。然而為了產(chǎn)生隔行掃描幀同步信號的視頻信號，由于每個(gè)隔行掃描的幀的行數(shù)為奇數(shù)，所以除數(shù)最好都是奇數(shù)?？梢允褂贸龜?shù)1121和1131之間的選接而不使用1125和1127之間的選接。通過除數(shù)之間適當(dāng)?shù)倪x接可以支持在30.107Hz和29.84Hz之間的任一幀頻。
在整個(gè)幀的序列上在大量除數(shù)之間進(jìn)行選接，使大量幀頻的產(chǎn)生成為可能。可以應(yīng)用不同序列的交替除數(shù)來產(chǎn)生不同的幀頻。此外，可對諸如微處理器之類的控制器編程，以自適應(yīng)地施加不以重復(fù)序列出現(xiàn)的不同除數(shù)。例如，設(shè)想有需要產(chǎn)生跟蹤非標(biāo)準(zhǔn)來源信號的幀同步信號，而該來源信號提供一幀同步信號。這樣的系統(tǒng)在圖8中示出。
在圖8中，象素時(shí)鐘由振蕩器800產(chǎn)生，該振蕩器可以是自由振蕩器的晶體振蕩器或是在其他實(shí)施例表示的鎖相或鎖頻環(huán)中的受控振蕩器。象素時(shí)鐘信號加到第一可編程計(jì)數(shù)器804。在這種情況下，計(jì)數(shù)器804是可編程的，使得系統(tǒng)(如圖1那樣的系統(tǒng))能容納許多種每行不同象素?cái)?shù)的格式?？梢允俏⑻幚砥飨到y(tǒng)控制器的處理器816使計(jì)數(shù)器804處于這樣的狀態(tài)，即，將象素時(shí)鐘信號除以適當(dāng)?shù)囊蜃右蕴峁┧蟮乃筋l率或二倍水平頻率(2H)信號。就是說，一旦系統(tǒng)進(jìn)行了初始化，處理器816就給鎖存器802加上對應(yīng)于該除數(shù)的數(shù)值，于是該數(shù)值接著響應(yīng)也是由處理器816提供的止動脈沖(jam pulse)JP，而被裝入計(jì)數(shù)器804。當(dāng)象素時(shí)鐘脈沖數(shù)等于2H信號的全部水平行象素周期數(shù)的一半(或等于1H信號的全部水平行總象素周期數(shù)，如果是這樣編程的話)時(shí)，計(jì)數(shù)器804就提供輸出脈沖。計(jì)數(shù)器804被每個(gè)由此輸出的各脈沖復(fù)位，于是有效地實(shí)現(xiàn)了對模W計(jì)數(shù)，其中W由設(shè)置在鎖存器802中的數(shù)值來建立。
2H信號在除法器806中2倍除以提供水平頻率信號。該2H信號也作為時(shí)鐘加到第二可編程計(jì)數(shù)器810。計(jì)數(shù)器810由設(shè)置在鎖存器808中的數(shù)值調(diào)節(jié)，以對2H信號分頻而提供垂直頻率信號。該垂直頻率信號在電路812中2倍除以產(chǎn)生幀同步信號。該幀同步信號加到計(jì)數(shù)器810的輸入控制端Jp以在每個(gè)幀周期將對應(yīng)于所要求的除數(shù)的值加到計(jì)數(shù)器810的止動輸入端(JAM INPUT)。對應(yīng)于所要求的除數(shù)的值可以是常數(shù)或可以是變數(shù)。
幀同步信號加到比較器814的一個(gè)輸入端，該比較器在本例中表示為相位檢測器。基準(zhǔn)幀頻信號REF SYNC加到比較器的第二輸入端。比較器的輸出加到處理器816。該處理器響應(yīng)由比較器提供的數(shù)值而產(chǎn)生對應(yīng)于必需的一個(gè)或多個(gè)除數(shù)的數(shù)值，并將其加到鎖存器808。注意，新除數(shù)只在完成整個(gè)幀計(jì)數(shù)之后才加到計(jì)數(shù)器810。即，計(jì)數(shù)器810在幀周期期間不被中斷來更新新計(jì)算出來的除數(shù)值。應(yīng)當(dāng)理解，由于不允許在各幀周期期間更新與除數(shù)對應(yīng)的數(shù)值，所以除了最慢的處理器幾乎各種處理器都有足夠的時(shí)間在各個(gè)幀周期期間產(chǎn)生必要的除數(shù)值序列并將其加到鎖存器808。
圖9的流程圖來表示產(chǎn)生除數(shù)值(或與除數(shù)值對應(yīng)的數(shù)值)序列的一示范性算法。在每個(gè)幀周期，該算法將對應(yīng)于六個(gè)不同除數(shù)的六個(gè)不同數(shù)值N1-N6之一加到鎖存器808。幀頻數(shù)離所要求的幀頻數(shù)越大/越小，所施加的值也越大/越小，以實(shí)現(xiàn)較快的作用時(shí)間。假定象素時(shí)鐘為81MHz，每幀約為1125行，則示范性數(shù)值(N1-N6)可以是N1＝1121；N2＝1123；N3＝1125；N4＝1127；N5＝1129；N6＝1131。該算法假定系統(tǒng)與圖8相類似，在圖8中，相位差值Φ從相位檢測器814加到控制器816。在本算法的過程中，對當(dāng)前的相位差值Φ取樣{900}，并測試{901}。如果Φ小于第一閥值TH1(表示輕微偏離REF SYNC)，則測試其極性{902}。如果極性為正，則從處理器存貯器取出對應(yīng)于除數(shù)N3的數(shù)值{904}并將其加到鎖存器808，否則將對應(yīng)于除數(shù)N4的數(shù)值加到鎖存器808{903}。然后系統(tǒng)返回步驟{900}以等待下一個(gè)相位差信號。
如果在步驟{901}Φ大于第一閥值TH1，則進(jìn)一步對照第二個(gè)更大的閥值TH2對Φ進(jìn)行測試{905}。如果Φ小于第二閥值TH2(表示偏離REFSYNC稍遠(yuǎn))，則測試其極性{906}。如果極性為正，則從處理器存貯器取出對應(yīng)于除數(shù)N2的數(shù)值{908}并將其加到鎖存器808，否則將對應(yīng)于除數(shù)N5的數(shù)值加到鎖存器808{907}。然后系統(tǒng)返回步驟{900}以等待下一個(gè)相位差信號。
如果在步驟{905}Φ大于第二閥值TH2(表示偏離REF SYNC更遠(yuǎn))，則測試其極性{909}。如果極性為正，則從處理器存貯器取出對應(yīng)于除數(shù)N1的數(shù)值{911}并將其加到鎖存器808，否則將對應(yīng)于除數(shù)N6的數(shù)值加到鎖存器808{910}。然后系統(tǒng)返回步驟{900}以等待下一個(gè)相位差信號。
可以輕易地推導(dǎo)出該算法的各種變型。例如，相位差信號在對照各種閥值測試之前先進(jìn)行濾波或積分。此外還可以對加到鎖存器的數(shù)值序列設(shè)置一些約束。例如，較大值N1(N6)的施加可以限制為不會二次出現(xiàn)在連續(xù)的幀中。作為另一種情況，一旦系統(tǒng)已基本上同步，則可以強(qiáng)制使數(shù)值N1-N3中的一個(gè)數(shù)值與數(shù)值N4-N5中的一個(gè)數(shù)值交替，等等。另一種變型可以包括偶數(shù)和奇數(shù)除數(shù)的使用。
圖8的實(shí)施例是在視頻信號處理系統(tǒng)的環(huán)境下描述的，然而電路技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，該實(shí)施例可以在需要產(chǎn)生相位或頻率跟蹤同步信號的種種系統(tǒng)中被實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮視頻信號處理裝置，其特征在于所述壓縮視頻信號處理裝置包括壓縮視頻信號源(11)；反向傳輸處理器(13)，包括用于提供與包含在解壓視頻信號中的時(shí)間標(biāo)記同步的系統(tǒng)時(shí)鐘的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器，其中所述系統(tǒng)時(shí)鐘被連接到所述反向傳輸處理器以至少部分地激勵(lì)所述反向傳輸處理器；解壓縮裝置(14)，所述解壓縮裝置連接到反向傳輸處理器；并包括與所述系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器分開的和連接到所述解壓縮裝置以至少部分地激勵(lì)所述解壓縮裝置的象素時(shí)鐘產(chǎn)生器；以及同步信號電路(14，16，20)，所述同步信號電路連接到所述象素時(shí)鐘產(chǎn)生器，并響應(yīng)所述解壓縮裝置而有選擇地產(chǎn)生同步信號以在多個(gè)顯示頻率之間控制一個(gè)解壓縮視頻信號顯示頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括將所述象素時(shí)鐘信號鎖相到所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號的電路。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于用于將所述象素時(shí)鐘信號鎖相到所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號的所述電路包括受控振蕩器，用于提供所述象素時(shí)鐘信號；發(fā)送數(shù)據(jù)包源，所述發(fā)送數(shù)據(jù)包含有系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)(SCR)；系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)提取電路，用于從所述的數(shù)據(jù)包提取所述系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)；模計(jì)數(shù)器，用于對所述象素時(shí)鐘信號脈沖或其約數(shù)計(jì)數(shù)；存貯器裝置，用于存貯由所述模計(jì)數(shù)器在預(yù)定階段提供的計(jì)數(shù)值，以產(chǎn)生本地時(shí)鐘基準(zhǔn)；控制電路，用于響應(yīng)所述系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)和所述本地時(shí)鐘基準(zhǔn)而產(chǎn)生控制信號以控制所述受控振蕩器；另一受控振蕩器，用于提供所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號；另一模計(jì)數(shù)器，用于對所述系統(tǒng)時(shí)鐘信號脈沖或其約數(shù)計(jì)數(shù)；存貯器裝置，用于存貯由所述另一模計(jì)數(shù)器在預(yù)定階段提供的計(jì)數(shù)值，以產(chǎn)生另一本地時(shí)鐘基準(zhǔn)；以及控制電路，用于響應(yīng)所述系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)和所述另一本地時(shí)鐘基準(zhǔn)而產(chǎn)生控制信號以控制所述另一受控振蕩器。
全文摘要
一種壓縮視頻信號處理裝置，包括用于有選擇地提供不同頻率同步信號的可編程同步系統(tǒng)，該處理裝置包括壓縮視頻信號源(11)；反向傳輸處理器(13)，包括用于提供與包含在解壓視頻信號中的時(shí)間標(biāo)記同步的系統(tǒng)時(shí)鐘的系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器，其中所述系統(tǒng)時(shí)鐘被連接到所述反向傳輸處理器以至少部分地激勵(lì)所述反向傳輸處理器；解壓縮裝置(14)，所述解壓縮裝置連接到反向傳輸處理器；并包括與所述系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生器分開的和連接到所述解壓縮裝置以至少部分地激勵(lì)所述解壓縮裝置的象素時(shí)鐘產(chǎn)生器；同步信號電路(14，16，20)，連接到所述象素時(shí)鐘產(chǎn)生器，并響應(yīng)所述解壓縮裝置而有選擇地產(chǎn)生同步信號以在多個(gè)顯示頻率之間控制一個(gè)解壓縮視頻信號顯示頻率。
文檔編號H04L25/40GK1440188SQ0310630
公開日2003年9月3日 申請日期1996年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月12日
發(fā)明者巴思·A·坎菲爾德, 哈羅德·布拉特 申請人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司