專利名稱:在正交行和列上排列數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種在具有恒定時基的正交行和列上排列數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備,該數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)不必具有恒定時基。
電視接收機(jī)越來越多地使用數(shù)字信號處理,例如100Hz或120Hz的重放。為此目的,采用A/D變換器將模擬視頻信號數(shù)字化,數(shù)字地處理并在此后采用D/A變換器再變換為顯示在畫面屏幕上的模擬信號。
當(dāng)今的電視接收機(jī)使用一個行耦合的時鐘系統(tǒng)作為A/D和D/A變換器的時鐘,因?yàn)檫@產(chǎn)生一個正交的像素陣列用于畫面屏幕上的信號處理。這樣的時鐘柵的缺點(diǎn)在于它的不可預(yù)知的產(chǎn)生,特別是每當(dāng)錄像機(jī)用作為信號源時,因?yàn)樗鼈儼l(fā)射不穩(wěn)定的或不標(biāo)準(zhǔn)的信號。
本發(fā)明的目的是提供一種排列或顯示基本上在一個恒定時基上的圖像信號或數(shù)據(jù)的方法,其中可以避免這種時鐘問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種運(yùn)用本發(fā)明方法的設(shè)備。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種運(yùn)用本發(fā)明方法的電視接收機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明,不穩(wěn)定的視頻信號(至少是對于它們的時基),特別是從一個錄像機(jī)或類似的圖像信號源產(chǎn)生的視頻信號借助于來自輸入端的A/D變換器的石英振蕩器的自激(free-wheeling)時鐘而被數(shù)字化。自激時鐘代表系統(tǒng)時鐘,借助于它或從它導(dǎo)出的一種方式,隨后的數(shù)字信號處理也進(jìn)行,包括在圖像信號、聲音信號、數(shù)字信號處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和/或地址或者偏轉(zhuǎn)輸出中的可能的D/A變換。
使用這種方法還可以處理對于它們的時基是標(biāo)準(zhǔn)的或穩(wěn)定的視頻信號。然而,這個系統(tǒng)時鐘控制的視頻信號同樣出現(xiàn)在一個正交行耦合的陣列中是有利的。電視接收機(jī)的水平偏轉(zhuǎn)也能有益地用系統(tǒng)時鐘或相應(yīng)的從那里導(dǎo)出的時鐘來同步,結(jié)果,例如1152個系統(tǒng)時鐘脈沖(在18MHz系統(tǒng)時鐘的情況下)總能在每一行提供1152個像素。然后當(dāng)在顯示器上顯示時,假想的輸入信號像素列的相關(guān)像素被精確地一個在另一個下面放置。
然而,總的來說頻率偏移發(fā)生在來自錄像機(jī)的視頻信號的水平頻率和電視接收機(jī)的水平頻率之間。盡管如此,電視接收機(jī)的水平偏轉(zhuǎn)不再必須與輸入信號同步。電視接收機(jī)的水平偏轉(zhuǎn)當(dāng)然應(yīng)該與相應(yīng)的內(nèi)部時鐘同步地運(yùn)行,但是,顯象管偏轉(zhuǎn)或顯示器選址和系統(tǒng)時鐘在原理上不再必須相對于電視接收機(jī)輸入信號同步。
為了不必使用理論上無限大的緩存器,垂直偏轉(zhuǎn)或垂直選址與輸入信號同步。因此產(chǎn)生矛盾,一方面偏轉(zhuǎn)或顯示選址應(yīng)該相對于輸入信號不同步,但另一方面應(yīng)該在平均上相對于它同步,根據(jù)本發(fā)明通過使顯象管或顯示器工作在可變的畫面頻率或垂直頻率但行頻率是不可變的來消除該矛盾。水平頻率不再與輸入信號的頻率存在固定的關(guān)系;然而垂直頻率遵循電視接收機(jī)輸入信號的頻率。
在電視接收機(jī)中垂直和水平頻率或偏轉(zhuǎn)之間標(biāo)準(zhǔn)的固定關(guān)系不再繼續(xù)存在。每一場再現(xiàn)的行的數(shù)量可以波動并且在錄像機(jī)信號的情況下也將是如此。
必須指出每個時間單元(相應(yīng)于行頻率)的行的數(shù)量與每一場或每一幀行的數(shù)量的區(qū)別。行頻率即是說在一個625行/50Hz電視信號標(biāo)準(zhǔn)的情況下64μs(有效的行期間為52μs)的行期間在本發(fā)明中最好是恒定的,而每一場或每一幀行的數(shù)量是動態(tài)匹配的。
實(shí)驗(yàn)表明,至少在市場上有一些電視接收機(jī)(例如那些由湯姆遜公司生產(chǎn)的)很好地適于采用可變的行數(shù)量的這種工作,相反的是例如演播室的監(jiān)視器。
本發(fā)明一個很大的優(yōu)點(diǎn)是不再需要為使具有錄像機(jī)的電視接收機(jī)滿意工作而設(shè)計電視接收機(jī)的許多鎖相環(huán)(例如用于同步脈沖分離和調(diào)節(jié)、行脈沖的產(chǎn)生或偏轉(zhuǎn)、時鐘脈沖產(chǎn)生的PLL)或設(shè)計它們用于關(guān)于時基是可變的輸入信號。這使得開發(fā)新型的、更高集成度的電視接收機(jī)底盤成為可能,因而能更有效地生產(chǎn)。
原理上,本發(fā)明的方法是用于在正交的行和列中排列包含適用于同步的部分并且不必具有一個恒定時基的數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù),在基本上恒定時基上進(jìn)行圖像信號或數(shù)據(jù)的排列或顯示的每一場或每一幀的行的數(shù)量和/或每一行的像素數(shù)與相應(yīng)的圖像信號或數(shù)據(jù)的原始數(shù)量匹配,使得在每一種情況下在一個有限的時間期間內(nèi)產(chǎn)生提供用于顯示的圖像信號或數(shù)據(jù)與原始圖像信號或原始數(shù)據(jù)的同步。
原理上,本發(fā)明的設(shè)備用于在具有基本上恒定時基的正交的行和列中排列數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)的目的,該數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)包含能適用于同步的部分,并且不必具有恒定的時基,該設(shè)備配備有-比較同步部分與第一時鐘的第一裝置,第一時鐘可基于一個系統(tǒng)時鐘并且也可以是系統(tǒng)時鐘;-借助于第二時鐘以基本上恒定時基排列或顯示圖像信號或數(shù)據(jù)的第二裝置,第二時鐘基于系統(tǒng)時鐘并也可以是系統(tǒng)時鐘,特別是借助每場或每幀的一些行和/或每行的一些像素,通過與相應(yīng)的圖像信號或數(shù)據(jù)的原始數(shù)量進(jìn)行比較,使得在每種情況下通過在一個有限的時間期間內(nèi)在第一裝置的比較,被提供用于顯示的圖像信號或數(shù)據(jù)與原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)同步。
原理上,根據(jù)本發(fā)明的電視接收機(jī)在具有一個基本上恒定時基的正交行和列中排列數(shù)字化圖像信號,該信號不必具有一個恒定的時基,并且配備有-第一裝置,它比較包含在圖像信號中的同步信號與第一時鐘,該時鐘可以是基于系統(tǒng)時鐘并且也可以是系統(tǒng)時鐘;-第二裝置,它通過第二時鐘以基本上恒定的時基顯示圖像信號,該時鐘可以是基于系統(tǒng)時鐘并且也可以是系統(tǒng)時鐘,特別是借助每場或每幀的一些行,通過與圖像信號的行的原始數(shù)量進(jìn)行比較,使得在每種情況下借助于在一個圖像內(nèi)在第一裝置的比較使提供用于顯示的圖像信號與原始圖像信號同步。
通過附圖
描述了本發(fā)明的示范實(shí)施例,其中圖l示出了一個電視接收機(jī)的方框圖;以及圖2示出了用于計算內(nèi)插的像素值的信號處理器SPROC的更詳細(xì)的方框圖。
圖l中,在輸入端的輸入信號IN,尤其是視頻信號(就它們的時基而言它們可能是不穩(wěn)定的)經(jīng)由一個同步信號檢測器SDET被饋送到A/D變換器ADC,在其中它們通過例如由石英振蕩器穩(wěn)定的一個自激時鐘被數(shù)字化或被采樣。音頻或數(shù)據(jù)信號已經(jīng)被從視頻信號IN中分離,因此不需要經(jīng)由SDET引導(dǎo)。它們可以在分開的A/D變換器被數(shù)字化。視頻信號IN還可以例如以分量的形式出現(xiàn),相關(guān)的A/D變換器的數(shù)量能夠?qū)?yīng)于分量的數(shù)量,并且例如只有亮度分量經(jīng)由SDET被引導(dǎo)。
自激時鐘組成系統(tǒng)時鐘或從它導(dǎo)出并且從時鐘發(fā)生器裝置CLC產(chǎn)生,該裝置還提供下面描述的模塊,例如一個具有系統(tǒng)時鐘或相應(yīng)的從那里導(dǎo)出的所需的時鐘脈沖的顯示器DIS。在SDET獲得的同步信息在比較器COMP中與系統(tǒng)時鐘或從那里導(dǎo)出的所需時鐘相比較,也就是說與內(nèi)部水平頻率和垂直頻率或?qū)儆诘侥抢锏臅r鐘信息相比較。
A/D變換器ADC也可以被直接從輸入信號IN、同步信號檢測器(SDET)和/或設(shè)置在ADC后面并且因此在數(shù)字級工作的比較器(COMP)饋給信號。
所需的處理、數(shù)字化輸入信號IN的譯碼或解調(diào)發(fā)生在ADC下游的信號處理器裝置SPROC中。SPROC再將亮度和/或色度輸出信號傳輸?shù)斤@象管DIS或到顯示器。視頻信號的像素值在SPROC中以這樣一種方式被處理,使得這些像素形成一個正交的、行耦合的陣列或一個相應(yīng)的矩陣。
垂直偏轉(zhuǎn)或選址裝置VDEV以及水平偏轉(zhuǎn)或選址裝置HDEV由SPROC或CLC觸發(fā),至于它們則驅(qū)動相應(yīng)的顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈或相應(yīng)的顯示器DIS的地址輸入。以這樣一種方式驅(qū)動HDEV使得顯示的每一行包含相同數(shù)量的像素。
借助于SDET、COMP、CLC和/或SPROC使垂直偏轉(zhuǎn)或選址與輸入信號同步。在這種情況下,一個較小的緩存器可以用于SPROC。每場或每幀相應(yīng)的行的數(shù)量是變化的以便在一個稍微長的期間獲得輸入信號IN和顯示在DIS上的信號的同步。這種同步最好是在每個垂直回掃的情況下獲得。在輸入信號IN和在顯示器DIS上的顯示之間的可允許的時間上的波動決定了這種緩存器的大小。在COMP中比較的結(jié)果被直接或經(jīng)由CLC饋送到電路VDEV和SPROC。用于每個畫面中將要顯示的行數(shù)的驅(qū)動器在VDEV中是相應(yīng)地變化的。在SPROC中,對要被顯示的行的數(shù)據(jù)分配因而是匹配的,也就是說對應(yīng)將不被顯示的行的像素值輸出受到抑制。
適當(dāng)?shù)腄/A變換器可以設(shè)置在SPROC、VDEV和HDEV的輸出端,所述的變換器由系統(tǒng)時鐘或分別從那里導(dǎo)出的所需時鐘驅(qū)動。
垂直偏轉(zhuǎn)或選址裝置VDEV可以有效地通過輸入信號IN的V同步脈沖復(fù)位,然而不是立即被觸發(fā),而是只與水平偏轉(zhuǎn)或選址裝置HDEV同步。因此一個可接受的行掃描模式(沒有成對)可以在畫面屏幕上獲得。
根據(jù)ADC使用的時鐘頻率的級別以及根據(jù)輸入信號IN中的時基波動,像素樣本的時間位置可能偏離正交陣列中目標(biāo)時間位置。為了避免使用“虛假”的像素值于正交陣列,在ADC中被數(shù)字化的視頻輸入數(shù)據(jù)不是立即在SPROC中作進(jìn)一步的處理,而是如圖2所示,首先在SPROC中被送到緩存器BUF,從緩存器BUF它們經(jīng)由另一個信號處理系統(tǒng)的內(nèi)插器裝置INT被饋送到SPROC。分別用在INT中作內(nèi)插的系數(shù)組例如由CLC選擇作為相對于正交陣列的像素值的相對時間位置的函數(shù)。
輸入信號IN還可以是例如按數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)包排列的數(shù)字信號。在這種情況下,有可能例如對于每個較大的數(shù)據(jù)幀、與該數(shù)據(jù)幀的同步已完成,被估計或顯示的數(shù)據(jù)包內(nèi)容的數(shù)量是可變的。例如數(shù)據(jù)可以來源于互聯(lián)網(wǎng)或類似的數(shù)據(jù)源。
代替電視接收機(jī),接收設(shè)備還可以是任何其他設(shè)備,例如數(shù)字錄像機(jī)或PC監(jiān)視器,它在輸出端以每種情況下行和列的一個矩陣的形式排列或顯示數(shù)據(jù)。
相反地,每場或每幀的行的數(shù)量還可以是不可變的,而每行像素的數(shù)量可以波動。在這種情況下,在HDEV和VDEV的驅(qū)動中存在適當(dāng)?shù)淖兓?。還有可能在每種情況下兩個值都是可變的或者其中一個值是不可變的,這取決于輸入信號或數(shù)據(jù)IN的相應(yīng)類型,取決于顯示的相應(yīng)類型,或取決于接收的條件或關(guān)系的相應(yīng)類型。
此外對于每場或每幀的行數(shù)和每行的像素數(shù)出有可能在原理上被固定為不可變的,但是相應(yīng)地改變水平和/或垂直消隱期間的長度。
權(quán)利要求
1.用于在正交的行和列中排列數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)的方法,該數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)包含可適用于同步(SDET)的部分并且不必具有恒定時基,其特征在于用于在基本上恒定的時基上排列或顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù)的每場或每幀的行數(shù)和/或每行的像素數(shù)與相應(yīng)的圖像信號或數(shù)據(jù)的原始數(shù)量匹配(SPROC、VDEV、HDEV),使得在每種情況下在一個有限的時間期間(COMP)產(chǎn)生用作顯示的圖像信號或數(shù)據(jù)與原始圖像信號或原始數(shù)據(jù)(IN)的同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,基于一個系統(tǒng)時鐘(CLC)的第一時鐘用于在一個恒定時基上排列或顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù),并且采用第二時鐘在輸入端進(jìn)行原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)的采樣(ADC),第二時鐘同樣是基于這個系統(tǒng)時鐘,兩個時鐘有可能是相同的或?qū)?yīng)于系統(tǒng)時鐘本身。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中,用于在一恒定時基上排列或顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù)的行的像素數(shù)在這些行的每行中是相同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法,其中存在從在輸入端采樣的(ADC)原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)內(nèi)插(INT)的像素值,這些像素值被用于在恒定時基上排列或顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一個或多個所述的方法,其中圖像信號或數(shù)據(jù)是電視信號,以及用于在恒定時基上排列或顯示圖像信號或數(shù)據(jù)的垂直頻率相應(yīng)于原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)的垂直頻率,但是每場或每幀行的數(shù)量是相應(yīng)地可變的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中垂直偏轉(zhuǎn)或選址裝置(VDEV)通過數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)的垂直同步脈沖復(fù)位,但是,不是立即被觸發(fā)而是只與水平偏轉(zhuǎn)或選址裝置(HDEV)同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法,其特征在于,為在恒定時基上排列和顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù),每場或每幀的行的數(shù)量和每行像素的數(shù)量對應(yīng)于在原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)的情況下相應(yīng)的數(shù)量,并且水平和/或垂直消隱期間的長度是可變的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中一個或多個所述的方法,其中,原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)(IN)以數(shù)據(jù)包組成,以及在每種情況下相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包不用于在恒定時基上排列或顯示(DIS)圖像信號或圖像數(shù)據(jù)。
9.用于在具有基本上恒定時基的正交的行和列上排列數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)的設(shè)備,該數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)包含可適用于同步(SDET)的部分并且不必具有恒定時基,該設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到8所述的方法,它配備有-將同步部分與第一時鐘比較的第一裝置(SDET、COMP),第一時鐘可以基于系統(tǒng)時鐘(CLC)并且還可以是系統(tǒng)時鐘;-借助于第二時鐘以基本上恒定的時基排列或顯示(DIS)圖像信號或數(shù)據(jù)的第二裝置(SPROC、VDEV、HDEV),第二時鐘基于系統(tǒng)時鐘(CLC)并且還可以是系統(tǒng)時鐘,特別是借助每場或每幀的行數(shù)和/或每行像素的數(shù)量,通過與圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)的相應(yīng)的原始數(shù)量比較,在每種情況下通過在一個有限的時間期間內(nèi)在第一裝置中的比較(COMP)使得提供用于顯示的圖像信號或數(shù)據(jù)與原始圖像信號或圖像數(shù)據(jù)(IN)同步。
10.在具有基本上恒定時基的正交的行和列上排列數(shù)字化圖像信號(IN)的電視接收機(jī),該數(shù)字化圖像信號或數(shù)據(jù)(IN)不必具有一個恒定時基,該電視接收機(jī)配備有-第一裝置(SDET、COMP),它比較包含在圖像信號內(nèi)的同步信號與第一時鐘,第一時鐘可以基于系統(tǒng)時鐘(CLC)并且也可以是系統(tǒng)時鐘;-第二裝置(SPROC、VDEV、HDEV),它借助于第二時鐘以基本上恒定的時基顯示(DIS)圖像信號,第二時鐘基于系統(tǒng)時鐘(CLC)也可以是系統(tǒng)時鐘,特別是借助每場或每幀的行數(shù),通過與圖像信號(IN)的行的原始數(shù)量相比較,使得在每種情況下借助于第一裝置中基本上在一個圖像內(nèi)的比較(COMP)將提供用于顯示的圖像信號與原始圖像信號(IN)同步。
全文摘要
電視接收機(jī)越來越多地使用數(shù)字信號處理。在這種情況下現(xiàn)今的電視接收機(jī)使用一個行耦合的時鐘系統(tǒng),因?yàn)檫@產(chǎn)生一個正交的像素陣列用于畫面屏幕上的信號處理。這樣的時鐘柵的缺點(diǎn)在于它不能預(yù)知的產(chǎn)生,尤其是當(dāng)錄像機(jī)用作為信號源時。根據(jù)本發(fā)明,借助于來自石英振蕩器的自激系統(tǒng)時鐘數(shù)字化并處理視頻信號。為了不必使用大的緩存器,垂直偏轉(zhuǎn)與輸入信號同步,但是每場或每幀的行數(shù)是變化的。
文檔編號H04N5/067GK1201322SQ98105530
公開日1998年12月9日 申請日期1998年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月13日
發(fā)明者甘戈爾夫·赫茨, 托馬斯·霍爾曼, 阿爾布雷克特·羅瑟梅爾, 雷納·施維爾 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司