專利名稱:一種在窄帶頻道中傳輸高清晰度電視圖象的系統(tǒng)及專供該系統(tǒng)用的發(fā)射機和接收機的制作方法
本發(fā)明涉及一種電視圖象傳輸系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中發(fā)射部分包括一圖象信息分量產(chǎn)生部件;用以過濾所述圖象信息分量的反折疊濾波器;一用以根據(jù)圖象信息分量產(chǎn)生表示其運動的參數(shù)的圖象運動分析器;一反折疊濾波器的輸出部件，用以將子取樣電路的輸入端耦合至反折疊濾波器的輸出端，所述輸出部件由表示運動的參數(shù)控制;一發(fā)射機電路，用以經(jīng)過傳輸頻道發(fā)射來自子取樣電路的信息分量;以及一信息多路調(diào)制器，用以在來自子取樣電路的信息以外，將一門限部件的輸出信息供給發(fā)射機電路。在該系統(tǒng)中，接收部分包括一用以接收發(fā)射的信息分量的接收機電路;用以過取樣接收到的信息的內(nèi)插濾波器;一用以接收表示運動的參數(shù)的接收機部件;一內(nèi)插濾波器的輸出部件，用以供給有用的信息;以及一多路信號分離器電路，用以一方面將接收的取樣施加于內(nèi)插濾波器而另一方面從接收到的取樣中將從門限部件產(chǎn)生的信息分離。
本發(fā)明也涉及專用于該系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機。
這一種系統(tǒng)滿足了在高清晰度電視圖象的傳輸中的許多重要應用。在這種傳輸中遇到的問題是不得不使用具有窄通帶的傳輸頻道，這種通帶不能傳輸以演播室水平記錄的圖象的全部信息分量，因此必需揀選信息分量，而只傳送那些有可能在接收機側(cè)提供最佳可能質(zhì)量的圖象的信息分量。
在一篇由二宮右一(Yuichi Ninomiya)等人所著的、發(fā)表在《NHK研究所》1984年9月第304期上的題為《單頻道HDTV廣播系統(tǒng)-繆斯(Muse)》的文章中，以及歐洲專利申請EP-A 0，146，713號中，公開了上述型式的系統(tǒng)，它提供了解決這個問題的答案。而且反折疊濾波器由兩個濾波器組成，其中一個對靜止圖象起作用，而另一個對活動圖象起作用。
這已知系統(tǒng)的缺點是當這些圖象包含靜止景象時和當圖象包含活動景象時傳輸?shù)膱D象的清晰度之間存在差異。換句話說，在這兩種情形里這清晰度從單個變成雙倍，當運動只是微小而涉及圖象的大部分時尤其明顯。
本發(fā)明的目的是提供一種上述確定型式的系統(tǒng)，該系統(tǒng)很大程度克服了此缺點。
為此，上述確定型式的電視傳輸系統(tǒng)的特征在于，在發(fā)射部分中，反折疊濾波器的數(shù)目至少為三個，且門限部件也對反折疊濾波器的輸出部件起作用，以及在接收部分中內(nèi)插濾波器的數(shù)目至少為三個，而多路信號分離器電路將發(fā)射部分的門限部件輸出信息供給內(nèi)插濾波器的輸出部件的控制輸入端，但另一方面發(fā)射和接收部分的濾波器輸出部件是轉(zhuǎn)換開關。
下列參照附圖所作出的說明，給出了非限制性的實例，可以使人們更好地理解怎樣來實施本發(fā)明。
圖1表示本發(fā)明的圖象傳輸系統(tǒng)。
圖2表示本發(fā)明所使用的濾波器的一般結(jié)構。
圖3表示本發(fā)明最佳實施中使用的濾波器的傳輸特性。
圖4表示根據(jù)最佳實施例的子取樣電路。
圖5的目的是說明子取樣操作。
圖1中所示的本發(fā)明的系統(tǒng)是由發(fā)射部分10和接收部分20兩個部分組合而成。這兩個部分是由傳輸頻道30互相連接。待發(fā)射的圖象由高分辨率電視攝象機35記錄，該電視攝象機以每秒50圖象的速率通過1250行掃描操作將一景象解析。攝象機供給三種信號亮度信號Y和色差信號U和V。為簡化說明起見，將只敘述亮度信號Y，但要理解下文較詳細敘述的處理操作，也適用于U和V信號。此攝象機35的輸出信號Y此后被取樣。然后樣本以108兆赫的速率產(chǎn)生。因為只允許以13.5兆赫的速率傳輸時，必需借助于子取樣器40實行子取樣操作，就是說所有起源于攝象機35的所有樣本中，只有某些將被發(fā)射。在對樣本進行這處理操作以前，由攝象機35產(chǎn)生的樣本，必須提交反折疊濾波操作，該濾波操作是由濾波器排45來實現(xiàn)的。濾波器排45的輸出信號可以經(jīng)過濾波器排45的輸出部件46傳輸?shù)阶尤悠?0。此輸出部件46是由運動分析器48提供的控制參數(shù)控制的。在子取樣操作以后，樣本由發(fā)射電路50進一步進行處理，以使它們適應于傳輸頻道30。
此后樣本被接收部分20接收，由接收機電路60將它們恢復到它們的初始形式。這些被恢復的樣本必須通過內(nèi)插濾波器排65經(jīng)受過取樣操作。應該注意，過取樣操作在于從傳輸?shù)娜又型ㄟ^內(nèi)插產(chǎn)生附加的取樣。這些子取樣和過取樣操作在1984年法國馬松(MASSON)出版的由M.貝蘭格(Bellanger)所蓍的《信號的數(shù)字處理》(“Traitement numerique du signal”)一書的第十章中有說明。由這些濾波器排供給的有用信息分量經(jīng)過輸出部件75被供給用戶部件72。
根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)射部分10中設置有一包括n個反折疊濾波器F1、F2、F3…Fn的濾波器排;一門限部件80，用以供給一信息ki并從而根據(jù)來自運動分析器48的輸出信息作用于輸出部件46;一信息多路調(diào)制器，用以將門限電路80的輸出信息和將子取樣電路40的輸出取樣供給發(fā)射機電路50。接收部分20包括一由內(nèi)插濾波器I1、I2、I3…In組成的濾波器排65，這些濾波器與濾波器F1、F2、F3…Fn相對應;一多路信號分離器電路82，用以一方面將接收到的取樣Yi′供給濾波器排65，另一方面將來自門限部件的信息ki′供給輸出部件75的控制輸入端。
反折疊濾波器F1、F2、F3…Fn和內(nèi)插濾波器I1、I2、I3…In的結(jié)構在圖2中以一般略圖的方式示出。該結(jié)構是線性數(shù)字濾波器的結(jié)構。
這種濾波器結(jié)構首先包括一系列場存儲器100(1)、100(2)、…，每一個提供等于一場持續(xù)時間的延遲，存儲器100(1)輸入端接收待處理的數(shù)字信號E(t)。子濾波部件110(1)、110(2)、110(3)、…與這些存儲器相聯(lián)系。部件110(1)的輸入端連接至存儲器100(1)的輸入端，部件110(2)的輸入端連接至存儲器100(1)的輸出端，而部件110(3)的輸入端連接至存儲器100(2)的輸出端。只詳細表示出部件110(1)的結(jié)構。這部件包括一系列行存儲器120(1)、120(2)、…，每個行存儲器產(chǎn)生一等于行周期的時間延遲。另外，在存儲器120(1)的輸入端設置有一第一系列象素存儲器130(1)，130(2)，…，各象素存儲器產(chǎn)生一等于象素持續(xù)時間的延遲;一連接至存儲器120(1)的輸出端的第二系列象素存儲器140(1)、140(2)，…等等;這樣一直延續(xù)至所有存在的行存儲器。乘法器150(1)、150(2)、150(3)、…與存儲器130(1)和130(2)等相聯(lián)系，用以將存儲器130(1)的輸入信號、這存儲器130(1)的輸出信號和存儲器130(2)的輸出信號…乘以各自的濾波系數(shù)a1、a2、a3、…。以類似的方式，乘法器160(1)、160(2)、160(3)、…將存儲器140(1)的輸入信號、這同一存儲器的輸出信號和隨后的存儲器140(2)的輸出信號、…乘以各自的濾波系數(shù)b1、b2、b3、…。一加法器部件250供給輸出信號S(t)，該輸出信號S(t)由從所有子濾波部件110(1)、110(2)、110(3)的乘法器得到的全部信號求和取得。
現(xiàn)在總是借助于非限制性實例，參照上述的參量更詳細地敘述本發(fā)明的最佳實施例。
根據(jù)這實施例，反折疊濾波器排46是由三個濾波器F1、F2和F3組成，而與其一致，內(nèi)插濾波器排由三個濾波器I1、I2和I3組成。
這些濾波器的頻率特性是以沿三軸Fx、Fy和Ft的三維空間表示法在圖3中示出。
軸Fx代表圖象的水平清晰度，而以頻率(兆赫)表示。
軸Fy代表圖象的垂直清晰度，而以周/高(Cph)表示。
軸Ft代表時間，而以赫來度量。
濾波器F1和I1表示在圖3a。
這些濾波器的頻率傳輸特性具有直角平行六面體的形狀;在最佳實施例中，這平行六面體的特征是Fxo＝54兆赫Fyo＝288Cphto＝6.25赫濾波器F2和I2表示在圖3b，它們的頻率傳輸特性為在平面Fy、Fx中，在0和13.5兆赫之間有一平直部分，然后是下降區(qū)直到54兆赫，以及在平面Fy、Ft中有一額定幅度為216Cph的從0至6.25赫的梯級，此后是一幅度為72Cph的另一梯級。
濾波器F3、I3表示在圖3c，它們的頻率傳輸特性為在平面Fy、Fx中有一幅度為144的從0延伸至27兆赫的平直部分，以及此后為一至54兆赫的下降斜坡。
確定濾波器F1、F2和F3中哪個濾波器被采用的運動分析器48，是一種例如在題為《繆斯(MUSE)編碼器的運動矢量檢測器》(“A motion vector detector for MUSE encorder”)的文章中所介紹的型式，該文章由二宮右一撰寫，在1986年6月22日至25日的多倫多(加拿大)的1986國際通信會議上公布、記載于美國電氣及電子工程學會刊物1986第2卷第1280至1284頁。
于是，一移位值分配給象素的塊。門限部件80為二個二進制元素k1和k2提供這運動的指示
-當運動大體為零時，濾波器F1被選定。
-當運動只是很小時，濾波器F2被選用。
-當運動非常顯著時，濾波器F3被選用。
這些二進制元素k1和k2經(jīng)過傳輸頻道30被發(fā)送至發(fā)射機電路50。為此目的，設有一信息多路調(diào)制器85，其目的是加進這些二進制元素。
圖4是子取樣部件40的詳細示圖。
出現(xiàn)在多路信號分離器499的輸入端上的亮度取樣Yi的目的在于存儲在兩存儲器500和501中的一個存儲器中。這一存儲是以這樣的方式即當一存儲器寫入時，另一存儲器讀出在這二存儲器中交替地實現(xiàn)。多路調(diào)制器505能使來自兩存儲器500和501中的一個存儲器的信息分量經(jīng)過多路調(diào)制器85供給發(fā)射機電路50的輸入端。多路信號分離器499和多路調(diào)制器505的狀態(tài)分別由互補信號KM和KMB來確定，從而指示出當信息分量Yi出現(xiàn)在存儲器500的數(shù)據(jù)輸入端時，存儲器501的數(shù)據(jù)輸入端被耦合至發(fā)射機電路50的輸入端，而當存儲器500的數(shù)據(jù)輸入端耦合至發(fā)射機電路50的輸入端時，信息分量Yi出現(xiàn)在存儲器501的數(shù)據(jù)輸入端。
存儲器500和501的寫訪問操作依靠一計數(shù)器509來實現(xiàn)，有一代碼轉(zhuǎn)換電路510與該計數(shù)器相聯(lián)系，以便為了根據(jù)判定在存儲器500和501中實現(xiàn)有選擇訪問(該判定將在下文討論)。計數(shù)器509是以由信號FE確定的取樣速率增加，該信號FE由，例如，部件35供給。除了存儲器500和501的寫入地址外，引出一信號W，以使能寫入這些存儲器;這信號W經(jīng)過兩態(tài)多路調(diào)制器530和531被供給存儲器500和501的寫入控制輸入端WM，這二個兩態(tài)多路調(diào)制器530和531由各自的信號KMB和KM控制。信號KM和KMB是由設置在計數(shù)器509后面的一觸發(fā)器540提供;如果計數(shù)器的容量對應于高清晰度圖象的象素或取樣的數(shù)目，信號KM和KMB在各新圖象改變它們的數(shù)值。
存儲器500和501的讀出訪問操作，是直接通過一計數(shù)器545實現(xiàn)，該計數(shù)器545以由一分頻器550供給的信號的速率增加，該分頻器550將信號FE八分頻。
用分別連接至存儲器500和501的兩多路調(diào)制器588和589來提供讀出或?qū)懭氪a。
對于本專業(yè)的普通技術人員來說，很容易根據(jù)下面的考慮通過編程一只讀存儲器來提供一代碼轉(zhuǎn)換電路410首先應該注意，數(shù)字圖象本身是作為由點和行形成的一兩維的表來呈現(xiàn)的。使用表示此表的一部分的圖5，來說明實現(xiàn)子取樣操作的方式。
這表的每一點一方面由水平位置代碼H1、H2、H3、H4、H5、H6…指示，另一方面由垂直位置代碼V1、V2、V3、…、V7、…指示。
取樣Yi以正常的順序、順序的象素和順序的行到達，就是說，它們可以表現(xiàn)為(H1，V1);(H2，V1);(H3，V1);…直至行V1的末端，其后，(H1，V2);(H2，V2);(H3，V2);…直至行V2的末端等等，各行都是如此。
通過代碼轉(zhuǎn)換電路，圖5中標以A的各點首先被存儲，這就是說，對應于(H1，V1);(H3，V1);(H5，V1);…;(H2，V5);(H4，V5)的諸點;其后是點B∶(H2，V3);(H4，V3);…;(H1，V7);(H3，V7);其后是點C∶(H2，V1);(H4，V1);…;(H1，V5);(H3，V5);以及最后是點D(H1，V3);(H3，V3);(H5，V3);…;(H2，V7)…。應該注意，在這過程中所有位于偶數(shù)行V2，V4，…上的諸點可以忽略不計。
權利要求
1.一種電視圖象傳輸系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中發(fā)射部分包括一圖象信息分量產(chǎn)生部件；用以過濾所述圖象信息分量的反折疊濾波器；一圖象分析器，用以根據(jù)圖象信息分量產(chǎn)生表示其運動的參數(shù)；一反折疊濾波器的輸出部件，用以將子取樣電路的輸入端耦合至反折疊濾波器的輸出端，所述輸出部件由表示運動的參數(shù)控制；一發(fā)射機電路，用以經(jīng)過傳輸頻道發(fā)射來自子取樣電路的信息分量；以及一信息多路調(diào)制器，用以在來自子取樣電路的信息以外，將一門限部件的輸出信息供給發(fā)射機電路，在該系統(tǒng)中接收部分包括一用以接收發(fā)射的信息分量的接收機電路，用以過取樣接收到的信息的內(nèi)插濾波器，一用以接收表示運動的參數(shù)的接收機部件；一信息濾波器的輸出部件，用以供給有用的信息，以及一多路信號分離器電路，用以一方面將接收到的取樣供給內(nèi)插濾波器，另一方面從接收到的取樣中將產(chǎn)生于門限部件的信息分離，其特征在于，在發(fā)射部分中，反折疊濾波器的數(shù)目至少為三個，且門限部件也對反折疊濾波器的輸出部件起作用，以及在接收部分中，內(nèi)插濾波器的數(shù)目至少為三個，而多路信號分離器將發(fā)射部分的門限部件輸出信息供給內(nèi)插濾波器的輸出部件的控制輸入端，但另一方面發(fā)射和接收部分的濾波器輸出部件是轉(zhuǎn)換開關。
2.根據(jù)權利要求
1所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)，其特征在于，運動信息與象素的塊有關。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器是線性數(shù)字濾波器。
4.根據(jù)1至3中任一項權利要求
所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射部分中反折疊濾波器的數(shù)目和接收部分中內(nèi)插濾波器的數(shù)目是相同的。
5.根據(jù)權利要求
4所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器的數(shù)目等于3。
6.一種專用于根據(jù)權利要求
1至5中任一項權利要求
所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)的、包括該系統(tǒng)的發(fā)射部分的發(fā)射機。
7.一種專用于根據(jù)權利要求
1至5中任一項權利要求
所述的電視圖象傳輸系統(tǒng)的、包括該系統(tǒng)的接收部分的接收機。
專利摘要
此系統(tǒng)包括一發(fā)射部分(10)和一接收部分(20)。為了經(jīng)過窄帶頻道(30)發(fā)射圖象，由攝象機(35)產(chǎn)生的圖象被一電路(40)子取樣。借助于運動檢測器(48)從多個反折疊濾波器(F
文檔編號H04N7/015GK87101495SQ87101495
公開日1988年6月1日 申請日期1987年11月4日
發(fā)明者弗雷德里·豐沙拉斯, 讓-伊夫·勒扎, 帕斯卡·阿耶, 馬賽·勒科 申請人:菲利浦光燈制造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan