CN1033785C - 视频信号记录或/重放系统 - Google Patents

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Abstract

一种用来在有限带宽介质上记录全带宽视频信号的改进的视频信号记录系统。这种记录系统包括耦合到输入端子上的用来响应于运动表示信号自适应地处理复合视频信号并产生亮度信号和已组合信号的解码器，还公开了一种用来重现这一预先录下的视频信号的改进的视频信号重放系统。这种重放系统包含用来从介质上复原该预先录下亮度信号的亮度信号重放电路，以及用来从介质上复原预先录下已组合的色度和运动信号的色度信号重放电路。

Description

视频信号记录或/重放系统
本发明涉及盒式录像机(VCR)的信号处理系统，该系统使我们得到改进的图像质量，同时在现有盒式录像机上重放利用这种改进系统记录的视频盒式带时，保持了反向兼容性。
现有家用盒式录像机以几种格式之一把视频信息记录到盒式录像带上。周知的VHS(格式录像机)系统主要因为水平分辨率不够高，引起图像质量递降。一段称为超VHS(S-VHS)的强化的VHS系统通过把全带宽视频信号记录在盒式录像带上得到图像改善，由此而得到质量改进的图像。这样的系统要求带盒内质量较高的磁带以及质量较高的记录和重放机械结构和电路。但是，S-VHS系统对于标准的VHS盒式录像机不能反向兼容。也就是说，虽然S-VHS盒式录像机能够重放以S-VHS或标准VHS盒式录像机上记录的盒式带，而标准的VHS盒式录像机不能重放以S-VHS盒式录像机上记录的盒式带。
增大通过给定窄带通道(例如，带宽限定为4.2MHz的NTSC通道)所传输的信息量，一直就是电视工程师的目标。因为帧频和行频通常是固定的，所以，对带宽的限制就转化为对水平分辨率的限制。在某些情况下，通道的带宽被限制到3MHz甚至2.5MHz，结果导致图像的水平分辨率不够高。
早已认识到，视频频谱具有一些空隙，在这种空隙内信号能量很小。NTSC彩色系统代表利用这种空隙之一来载送彩色信息的系统。在NTSC系统中，把彩色信息记录在彩色副载波上，非常仔细地选择彩色副载波的频率，使得在黑白接收机上显示彩色信号时出现的干扰为最小。具体地讲，把彩色副载波的频率在水平、垂直、以及时间方向上都交错开来，使全视频信号亮度与色度分量之间的串扰最小。在采用NTSC系统前后，已认识到这样的频率空隙也能用来传输附加的水平信息，以便提高重现图像的水平分辨率。在这样的系统中，使高频水平信息与低频水平信息以类似于NTSC彩色系统中色度信息交错的方式交错开来。Howson所写题为“利用频率交错来压缩电视带宽”的论文包括了对工作于模拟领域中的这样一个系统的描述。但是，这一系统不能以其原始形式精确地重现全带宽图像，因为这一系统不能把由频率交错所引起的赝象(这种赝象表现为使人讨厌的点蠕动图样)完全去除。
为了着手解决这个问题，利用付奈奎斯特取样(有时称为付取样)开发了一些取样数据数字视频信号的处理方法。这些方法包括，用数值为零的样值来代替第一视频行内的每一个奇数样点，接着，在下一电视行内，用数值为零的样值来代替每一个偶数样点。在另一帧中，倒换这种样式。
在Wendland教授等人于1982年1月1日提交题为“通过标准化带限传输通道传输电视信号的方法以及这种方法的实施”的82100286.2号德国专利申请书描述了偏置付取样原理和将其应用于高级电视系统时所形成的带宽压缩。该专利还描述了一些用来根据所述原理实现电视系统的方法。
理论上讲，Howson的频率折叠方法和付奈奎斯特取样方法是等效的。虽然这两种方法在理论上是等效的，但是，由于后者的取样数据数字系统由于存在行和帧梳状滤波技术而提供了改进的接收图像的再现，而在提出Howson系统时，梳状滤波技术尚未研制出来。但是，付奈奎斯特取样方法是作为数据压缩技术针对数据数字系统进行全取样而开发的。这种系统所产生的信号并没有意于通过窄带模拟通道。
Kojima等人于1986年11月份在IEEE Transaotionson Consumer Electronios第CE-32卷第4期第795-768页所写论文“基于频带压缩方法(多重付奈奎斯特取样编码，MUSE)的高清晰度电视接收设备的研制”中描述了另一种数据压缩方案，该方案通过每隔一帧对每一个像素取样一次来实现带宽压缩。对于不运动的图像，这种电路工作得很好。对于运动的图像，产生了运动矢量，每一个像素的实际取样频率响应于该运动矢量而自适应地变化，使得平均地看每隔一帧传输该像素的一个样值，但当该像素表示运动图像时，其样值的传输就会变得更为经常。
1989年5月16日颁布给Faroudja的第4,831,463号美国专利描述了用来处理视频信号的设备，该视频信号具有预定的带宽以使视频信息通过限带通道(例如，磁带)。在该专利所描述的设备中，视频信号预处理器包括一梳状滤波器，以便在视频信号频谱的频谱有效区域之间产生诸如以上所述的频谱空隙。折叠电路围绕着预定的折叠频率折叠视频信号的视频高频分量，选择该预定的折叠频率使折叠后的高频分量位于视频信号中前已形成的频谱空隙内。接着，低通滤波器对于所形成的已折叠视频信号进行滤波，使已折叠视频信号的带宽为原始视频信号带宽的 左右。接着，可以通过限带通道把所形成的信号传输出去。
该专利还描述了接受来自限带通道的已折叠的信号的后置处理器。后置处理器包括展开电路，该展开电路围绕着预定的展开频率展开所接受的信号。接着，梳状滤波器对于已展开的信号进行处理，以便把展开处理所形成的混迭分量去除。该梳状滤波器所产生的信号在带宽和信息含量方面都非常近似于原始的视频信号。
Howson的论文和Faroudja的专利都描述了折叠系统，如果把这种折叠系统引入到改进的盒式录像机中，还产生不了能够在现有盒式录像机上重放而不引入不可接受的赝象的盒式带。这主要是由于在以前记录的盒式带上存在于低频分量范围内的已折叠高频分量的量值过大。该已折叠高频分量的量值足够大，以致不能从视频信号中适当地把已折叠的高频分量去除，使不可容忍的赝象引入到从该视频信号中重现的图像中去。
所需要的是在改进的录像系统中能够在标准质量的盒式带上记录比现有盒式录像机所记录带宽更宽的信号，但要保持对现有盒式录像机的反向兼容性，而且不要求质量特别高的磁带或记录和重放机械结构。也就是说，所需要的是利用改进系统记录的、标准质量的盒式带能够在现有盒式录像机上重放而无明显的可视赝象(即使现有盒式录像机不可能重现在这样盒式带上记录的全带宽信号)。
根据本发明的原理，使全带宽视频信号通过编码器，该编码器产生具有低频分量和折叠到该低频分量中去的已幅度压缩的高频分量的信号。把编码器输出端所产生的信号记录到盒式录像带上。
当利用根据本发明原理的盒式录像机重现时，可以把已折叠的已幅度压缩的高频分量复原，可以重现该全带宽视频信号。当在现有盒式录像机上重现时，高频分量的电平足够低，因此，并非任何干扰都会产生不良后果。
Howson系统并未涉及反向兼容性，取而代之地包括了预加重滤波器，该预加重滤波器提升亮度信号的高频分量，以便在通过通道传输已折叠信号的期间内，使来自亮度低频分量的串扰影响最小。如果在标准的VHS盒式录像机上重放利用包括Howson所描述系统的改进VHS盒式录像机记录的盒式录像带，不能去除的预加重的高频分量的干扰将产生比Faroudja系统所产生的更加不良的图像。
Faroudja专利并未包括对预先存在的记录介质和设备的兼容性的任何讨论，更没有把这一点当作他的发明的一个目的加以叙述。该专利没有用来实现反向兼容性的任何设备或方法的教导。如上所述，根据Faroudja专利的系统不是反向兼容的，因为在亮度低频范围内的已折叠的亮度高频的电平较高。
在附图中：
图1为根据本发明原理的录像机记录部分的方框图；
图2为图1记录部分的一部分的编码器方框图；
图3为图2所示编码器的一部分的更详细方框图；
图4a和4b为图3所示编码器的一部分的更详细方框图；
图5为图2所示编码器的一部分的更详细方框图；
图6为图2编码器的一部分的自适应折叠电路的方框图；
图7为图6所示自适应折叠系统的一部分的另一实施例；
图8为根据本发明原理的录像机重放部分的方框图；
图9为图8所示重放部分中解码器的更详细方框图；
图10为图9所示自适应展开电路的一部分的更详细方框图；以及
图11为图9所示自适应展开电路另一部分的更详细方框图。
在这些图中，为了简化起见，已把均衡的延时略掉了。熟悉视频信号处理器设计技术的人知道，由于在不同的处理通路中执行了不同的处理，所以，为了把在不同的处理通道上受到不同延时的像素在时间上正确地对齐，需要这样的均衡延时。熟悉这种技术的人应当了解哪里需要这样的延时，以及每一个延时必须是多长，因此，下面将不讨论这样的延时。
此外，在这些图中，为了在水平、垂直以及时间方向上滤波，使用了具有高通和低通响应特性的各种滤波器。熟悉视频信号处理器设计技术的人知道，这样的滤波器可以象已知的梳状滤波器设计那样来构成，并且应当了解如何正确地选择延时线的延时时间间隔、抽头数目和各抽头的加权值。因此，除非由于其它理由使这样的设计是重要的，其他情况下将不再讨论这样的梳状滤波器的详细设计。
还有，在这些图以及下面的详述中，根据本发明原理构成的各种实施例是以NTSC制视频信号为指导。熟悉这种技术的人应当了解，如何改变这些实施例以便处理PAL制视频信号、SEOAM制视频信号或者根据任何其它制式标准的视频信号。这样的实施例仍然能够根据本发明的原理来构成。
图1为根据本发明原理的录像机记录部分的一部分的方框图。图1中，输入端子5耦合到视频信号(例如NTSC全视频信号)源(未示出)上。输入端子5耦合到编码器10的输入端子上。类似于现有盒式录像机中所看到的那样，编码器10的第一输出端子耦合到亮度记录电路20的输入端子上。类似于现有盒式录像机中所看到的那样，亮度记录电路20的输出端子耦合到标准走带机构中的记录磁头40上。类似于现有盒式录像机中所看到的那样，编码器10的第二输出端子耦合到色度记录电路30的输入端子上。色度记录电路30的输出端子也耦合到记录磁头40上。该记录磁头把送到其上的信号记录在标准盒式录像带盒中的磁带(未示出)上。
在工作时，编码器10采用标准的全带宽NTSC信号，并且产生具有与现有盒式录像机所产生标准亮度信号相同的带宽压缩了的亮度信号Lr。但是，把那种具有已幅度压缩了的高频分量的分量折叠到该已压缩了的带宽中去。因此，亮度信号Lr在能够在盒式带上记录的已压缩的带宽范围内，包含来自全带宽NTSC信号的全部信息。这容许使用标准质量的盒式带，以及标准质量的记录和重放机构。此外，如果接着在标准盒式录像机上重放这样记录的盒式带，已折叠高频信号的已压缩幅度将不引起不良的赝象。亮度记录电路20以与在标准盒式录像机中记录已压缩带宽的亮度信号严格相同的方式记录Lr信号。例如，在VHS盒式带录像机中，这一信号是频率调制的，并且占据1.4-5.9MHz左右的频带。
编码器10还产生要送到色度记录电路30上的复合信号C＋Mr。这一复合信号包括作为一个分量的标准色度信号(C)以及作为另一个分量的运动表示信号(Mr)。在重放处理期间内、可以以下述方式利用运动表示信号分量来处理已展开的亮度信号。色度记录电路30以与标准盒式录像机中记录色度信号严格相同的方式记录C+Mr信号。在VHS盒式录像机中，该信号被调制到629KHz左右上。把这一色度信号与上述亮度信号组合起来，并记录在带盒中的录像磁带上。
图2为图1所示编码器10的更详细方框图。图2中，输入端子105耦合到图1的输入端子5上。输入端子105耦合到模/数(A/D)转换器102的输入端子上。模/数转换器102的输出端子耦合到自适应亮度信号分离器104、运动信号分离器106以及色度信号分离器114的各输入端子上。自适应亮度信号分离器104的输出端子耦合到自适应折叠电路108的输入端子上。自适应折叠电路108的一个输出端子耦合到数/模转换器(D/A)110的一个输入端子上。数/模转换器110的一个输出端子耦合到第一输出端子115上。输出端子115耦合到图1的亮度记录电路20的输入端子上。
运动信号分离器106的输出端子耦合到自适应亮度信号分离器104的一个控制输入端子上和色度/运动信号组合电路116的一个运动信号输入端子上。色度信号分离器114的一个输出端子耦合到色度/运动信号组合电路116的一个色度信号输入端子上，色度/运动信号组合电路116耦合到第二数/模转换器(D/A)118的一个输入端子上。数/模转换器118的一个输出端子耦合到输出端子125上。输出端子125耦合到图1的色度记录电路30的输入端子上。
在工作时，图2的编码器首先利用模/数转换器102把输入端子105上的全视频信号转换成为取样数据多位数字全视频信号V。该取样频率以下面更全面描述的方式来选择。对于NT8C信号，该取样频率可以选择为例如10MHz左右。把信号V送到提取亮度分量L的自适应亮度分离器104上、送到提取运动表示信号M的运动信号分离器106上还送到提取色度信号分量的色度信号分离器114上。
由自适应折叠电路108对于所提取的亮度信号L进行进一步处理。该自适应折叠电路108把亮度信号L的已衰减的高频分量反向折叠到频率较低的分量中去并且对所形成的信号进行滤波，使得全带宽亮度信号L中的全部信息包含到带宽约为2.5MHz的折叠的亮度信号Lf中。下面将更详细地描述自适应折叠电路108。在数/模转换器110中，把已折叠的亮度信号Lf转换成为模拟信号Lr。这一信号能够被图1的亮度记录电路20记录在盒式录像带上。
所提取的运动信号M与所提取的色度信号C在色度/运动信号组合电路116中组合成单一的复合信号C＋M。发明人Strolle等于1990年5月31日提交的题为“利用辅助信号编码的彩色下置式色度通道”的第07/531,070号共同未决的专利申请书中，较详细地描述了可以用作色度/运动信号组合电路116的色度/辅助信号组合电路。利用数/模转换器118，把C＋M信号转换成为模拟信号。C＋Rr。这一模拟信号C＋Rr能够以图1的标准色度记录电路30记录在盒式录像带上。
正如在视频信号处理技术中已知的那样，帧梳状低通滤波器(时间低通滤波器)可以用来不损失空间分辨率地提取亮度分量。但是，当存在着运动时，在帧梳状滤波所提取的亮度信号中介入了赝象。行梳状低通滤波器(垂直梳状低通滤波器)，甚至当存在着运动时也可以用来提取亮度分量。但是，利用行梳状滤波所提取的亮度已使对角线分辨率下降。除非在图像的某一个区域中存在着运动，最好是利用帧梳状滤波来提取亮度信号，在图像的某一个区域中存在着运动的情况下，最好是在那个区域中利用行梳状滤波。
图3为图2所示编码器10的一部分的更详细方框图。图3中，输入端子205耦合到图2的模/数转换器102的输出端子上。输入端子205耦合到垂直高通滤波器(HPF)202、时间高通滤波器(HPF)204、水平带通滤波器(BPF)206的相应输入端子上以及减法器208和210的相应被减数输入端子上。垂直高通滤波器202的输出端子耦合到水平高通滤波器(HPF)212的输入端子上。水平高通滤波器212的输出端子耦合到减法器208的减数输入端子上。减法器208的输出端子耦合到软开关214的第一数据输入端子上。软开关214的输出端子耦合到输出端子215上。输出端子215耦合到图2的自适应折叠电路108的输入端子上。
时间高通滤波器204的输出端子耦合到水平高通滤波器(HPF)216的输入端子和减法器218的被减数输入端子上。水平高通滤波器216的输出端子耦合到减法器210和218相应的减数输入端子上。减法器210的输出端子耦合到软开关214的第二数据输入端子上。
减法器218的输出端子耦合到信号幅度检波器220的一个输入端子上。信号幅度检波器220的输出端子耦合到信号扩张器222的一个输入端子上。信号扩张器222的输出端子耦合到输出端子225和软开关214的控制输入端子上。输出端子225耦合到图2的色度/运动信号组合电路116的运动信号输入端子上。
水平带通滤波器206的输出端子耦合到色度信号解调器224的输入端子上。色度信号解调器224的输出端子耦合到抗串扰处理器226的输入端子上。抗串扰处理器226的输出端子耦合到输出端子235上。输出端子235耦合到图2的色度/运动信号组合电路116的色度信号输入端子上。
在工作时，由串联耦合的垂直高通滤波器202和水平高通滤波器212产生的已水平和垂直高通滤波的信号HVhp，除了包括全部空间细节信息以外，还包括存在于复合视频信号V中的全部色度信息。利用减法器208，把这一色度信息从复合视频信号中减掉，以便产生空间导出的亮度信号。因此，由减法器208产生的空间导出的亮度信号Ls只包括亮度信息，但其对角线分辨率降低了。由串联耦合的时间高通滤波器204和水平高通滤波器216产生的已时间和水平高通滤波的信号HThp，除了包括全部时间细节信息以外，还包括存在于复合视频信号V中的全部色度信息。利用减法器210，把这一色度信息从复合视频信号中减掉，以便产生时间导出的亮度信号LT 。因此，由减法器210产生的时间导出的亮度信号LT只包括全空间分辨率的亮度信息。但其时间分辨率降低了。
来自时间高通滤波器204的已时间高通滤波的信号Thp包括水平低频的运动信息以及在高亮度频率的色度信息。因此，把来自水平高通滤波器的输出信号从已时间高通滤波的信号Thp中减掉，以便形成已水平低通滤波的已时间高通滤波的信号Hlp Thp，该信号是双极性运动的表示信号。信号Hlp Thp作为图像中双向运动的幅值(也就是说，运动得越快，该信号就越大)以及图像运动部分对比度的函数而变化。当物体向着背景运动，在物体相对于该背景具有大对比度时物体的边缘上的信号Hlp Thp具有最大幅值。在背景与运动着的物体在亮度上很接近的地方，运动信号较弱。此外，具有模糊边缘且快速运动的物体也产生弱运动信号。最后，甚至是运动快对比度大的物体，运动信号通常也只是在运动边缘的几个像素的范围内较强。
为了使信号中这些变化的影响最小，幅值检波器220检测来自减法器218的运动信号的幅值，并且产生指示出该像素存在着运动或不存在着运动的单一位信号。一种已知的幅值检波器220可以包括具有控制响应于所加运动信号的符号位的输入端子的多路转换开关。运动信号Hlp Thp耦合到多路转换开关的第一输入端子和算术非电路的输入端子上。算术非电路的输出端子耦合到多路转换开关的第二输入端子上。多路转换开关的输出端子产生运动信号的幅值(绝对值)。如果符号位是逻辑“ 0”它指示出运动信号值例如为正值，则多路转换开关把载有运动信号的第一输入端子耦合到输出端子上。如果符号位是逻辑“1”它指示出运动信号值为负值，则多路转换开关把载有运动信号(该运动信号为正值的信号)的算术负值的第二输入端子耦合到输出端子上。
接着，把该幅值信号送到已知的比较器电路上。比较器电路把该幅值信号与预定的门限值相比较。如果幅值信号超过该门限值，比较器电路则产生等于逻辑“1”信号的输出信号。如果幅值信号小于该门限值，比较器电路则产生等于逻辑“0”信号的输出信号。该比较器的输出为单一位信号，当存在着运动时，为逻辑“1”当不存在运动时，为逻辑“0”。
利用信号扩张器222对于该单一位运动信号进行垂直和水平扩张。换言之，可以利用信号扩张器222对于该信号进行时间、垂直和水平扩张。1K0等人1990年5月31日提交题为“控制信号扩张器”的第07/531,057号专利申请书中描述了用来扩张这样的单一位运动表示信号的设备。由信号扩张器222产生的扩张运动信号M为多位数字信号，其数值从运动区域中的最大值(正如由具有逻辑“1”值的单一位双电平信号指示出的那样)逐渐下降到在运动区域周围的区域内、在垂直和水平方向上(以及随意地，在时间上)数值为零的信号。这一运动信号M被编码器的其它部分所利用以自适应地处理视频信号V 。
如上所述，当不存在运动时，亮度信号L最好是时间导出的亮度信号LT；但是，当存在着运动时，亮度信号L最好是空间导出的亮度信号LS。软开关214交响应于运动信号M的数值，连继续地改变这两种输入信号LT和LS的比例。如果运动信号M的数值等于零或接近于零，指示出不运动或低强度运动，软开关则产生完全等于LT的输出信号L。如果运动信号M的数值等于最大值或接近于最大值，指示出高强度的运动，软开关214则产生完全等于LS的输出信号L。在运动信号M为中间值时，输出信号则包括这两种输入信号LT和LS每一个的某种比例。下面将更详细地描述软开关214的工作。
利用水平带通滤波器206以已知的方法从复合视频信号V中提取已调制的色度分量C。利用色度信号解调器224把该色度信号解调成为基带色度信号。利用抗串扰单元226对于基带色度信号进行处理，以减小相邻磁迹的串扰。抗串扰单元226例如可以是诸如可以两个抽头的行梳状低通滤波器来实现的垂直低通滤波器。
图3中，垂直高通滤波器202和时间高通滤波器204都响应于复合视频信号V。由于这些滤波器是以梳状滤波器来实现的，所以，它们可以共享延时线。图4a和4b以更有效的构成形式(只要有可能，就共用延时线)示出图3设备的更详细方框图。图3示出准备用于处理NTSC视频信号的编码器10的一部分。熟悉这种技术的人将了解如何根据本发明原理来构成编码器10，以便处理像PAI视频信号、SECAM视频信号或者以任何其它标准为依据的视频信号。图4a中，那些与图3中相同的单元具有与图3中相同的标号，对于这些单元下面将不再详述了。
图4a和4b中，输入端子305耦合到图2的模/数转换器102的输出端子上。输入端子305耦合到减法器208的被减数输入端子、减法器210的被减数输入端子、减法器314的被减数输入端子、加权减法器316的其输入值以
Figure C9110562600221
加权的被减数输入端子以及串联耦合的延时器件310和312的输入端子上。延时器件310在其输出端子上产生一个信号，该信号为在其输入端上以时间间等于一行扫描周期(1H)的间隔延时的信号。延时装置312在其输出端子上产生一个信号，该信号为在其输入端上以时间间隔等于一帧扫描周期减掉一行扫描周期(1F-1H)的间隔延时的信号。1F-1H延时装置312的输出端子耦合到加权减法器316(其输入值以 加权)的减数输入端子上。延时装置310、512以及加权减法器316的组合形成时间高通滤波器204，作为以已知设计用来产生信号Thp的两个抽头的帧高通梳状滤波器。
一行延时装置310的输出端子耦合到减法器314的减数输入端子上。一行延时装置310与减法器314的组合形成垂直高通滤波器202，作为以已知设计用来产生信号Thp的两个抽头的行梳状滤波器。
减法器218的输出端子耦合到串联耦合的整流器220、水平扩张器318以及垂直扩张器320上。整流器220、水平扩张器318以及垂直扩张器320的组合形成图3的信号扩张器222，其工作如上所地
除了图3并不意于表示定时精度以外，图4a的其余部分与图3中那一部分所示及以上所述的相同。水平高通滤波器212和216可以是标准的数字高通滤波器，每一个滤波器的拐点频率均为2MHz左右。优选15个抽头的水平梳状高通滤波器，以得到-6dB点为1.75MHz的响应特性。
图4b示出图3所示设备的另一更详细方框图。图4b中，那些与图4a中相同的单元具有与图4a中相同的标号，对于这些单元，下面也不详述了。
图4b中，输入端子505耦合到减法器514的减数输入端子、加权减法器316(其输入信号以 加权)的被减数输入端子和串联耦合的一行延时装置310和1F-1H延时装置312的输入端子上。减法器314的一行延时输入端子耦合到减法器208的被减数输入端子以及减法器210的被减数输入端子上。一行延时装置310与减法器514的组合形成垂直高通滤波器202，作为以已知设计用来产生信号Vhp的两个抽头的行梳状滤波器。
1F-1H延时装置312的输出端子耦合到加权减法器316(其输入信号以
Figure C9110562600232
加权)的减数输入端子上。延时装置310、312以及加权减法器516的组合形成时间高通滤波器204，作为以已知设计用来产生信号Thp的两个抽头的帧高通梳状滤波器。
加权减法器316的输出端子耦合到水平高通滤波器216的输入端子和减法器218的被减数输入端子上。水平高通滤波器216的输出端子耦合到第二一行延时装置217的输入端子和减法器218的减数输入端子上。一行延时装置217的输出端子耦合到减法器210的减数输入端子上。图4b的其余部分与图3和4a所示相同。
工作时，图4b的实施例与图3a在定时方面不同。图4a中，可以把输入端子305上的像素看作是“当前像素”。当前像素是这样的像素；在减法器208和210中，从该像素中，把来自水平高通滤波器212和水平高通滤波器216的已空同和时间高通滤波的像素减掉，以分别形成已空间和时间低通滤波的像素信号LS和LT。此外，当前像素是这样的像素即从该像素中，把由一行延时装置310取代的像素减掉，以形成已垂直高通滤波的像素信号Vhp。
但是，图4b中的当前像素取自一行延时装置310的输出端子。就是这一当前像素即从该像素中，把来自水平高通滤波器212和水平高通滤波器216的已空间和时间高通滤波的像素减掉，以分别形成已空间和时间低通滤波的像素信号LS和LT 。为了均衡由一行延时装置310引入到当前像素中的延时，在来自水平高通滤波器216的已时间高通滤波的信号HThp的信号通路中，包括一行延时器件217。此外，当前像素是这样的像素即从该像素中，把一行延时装置310要取代的像素减掉，以形成已垂直高通滤波的像素信号Vhp。
图5为图3和4中所示软开关214的更详细方框图。在图5中，输入端子405耦合到图3的减法器312的输出端子上。输入端子405耦合到乘法器404的第一输入端子上。乘法器404的输出端子耦合到加法器412的第一输入端子上。加法器412的输出端子耦合到输出端子4 35上。输出端子435耦合到图2的自适应折叠电路108上。
输入端子415耦合到图3的减法器208的输出端子上。输入端子415耦合到乘法器408的第一输入端子上。乘法器408的输出端子耦合到加法器412的第二输入端子上。输入端子425耦合到图3的信号扩张器222的输出端子上。输入端子425耦合到查寻表410的输入端子上。查寻表410的第一输出端子耦合到乘法器404的第二输入端子上，查寻表410的第二输出端子耦合到乘法器408的第二输入端子上。
工作时，乘法器404以换算系数K对于时间导出的亮度信号LT进行换算，乘法器408以换算系数1-K对于空间导出的亮度信号Ls进行换算。加法器412把这两个已换算的信号相加，以产生亮度信号L 。
把来自输入端子425的扩张运动信号M加到查寻表410的输入端子上。查寻表产生两个涉及控制信号M值的换算系数。第一换算系数K是在亮度输出信号L中时间导出亮度信号LT应占的比例。第二换算系数1-K是在亮度输出信号L中空间导出亮度信号Ls应占的比例。K与1-K之和等于1。这样来选择函数K(M)即当M等于零或接近于零时(低强度运动)K等于1(全为时间导出的亮度)且1-K等于0(无空间导出的亮度)；当M等于最大值或接近于最大值时(高强度运动)，K等于零(无时间导出的亮度)且1-K等于1(全为时间导出的亮度)。函数K(M)是连续的，并且可以是线性或非线性的。当运动信号M的数值从零逐渐变化到最大值时，时间导出亮度信号LT的比例逐渐减小，空问导出亮度信号LS的比例逐渐增大。
查寻表410可以以已知的方式作为多位只读存储器(ROM)来实现，该只读存储器具有耦合到其地址输入端子上的输入端子425。只读存储器数据输出端子的第一分组耦合到乘法器404的K信号输入端子上，其第二分组耦合到乘法器408的1-K信号辅入端子上。
工作时，利用在地址输入端子上的运动信号M访问只读存储器的存储单元，在地址输入端子上的M信号可以采用的每一个不同值，访问一个不同的存储单元每一个存储单元具有以K值预编程的第一部分(该第一部分耦合到数据输出端子的第一分组上)和具有以1-K值预编程的第二部分(该第二部分耦合到数据输出端子的第二分组上)该K值对应于访问该单元的M值；该1-K值对应于运动信号M的值。
图6为如图2所示自适应折叠电路108的方框图。图6中，输入端子505耦合到图2的自适应亮度分离器104的输出端子上。输入端子505耦合到水平高通滤波器(HPF)502的输入端子、水平低通滤波器(LPP)512的输入端子、加权加法器522(其输入信号以 加权)的第一输入端子以及软开关508的第一数据输入端子上。软开关508的输出端子耦合到调制器518的数据输入端子上。调制器518的输出端子耦合到加权加法器522(其输入信号以
Figure C9110562600261
加权)的第二输入端子上。加权加法器522的输出端子耦合到低通滤波器(LPF)510的输入端子上。低通滤波器510的输出端子耦合到输出端子515上。输出端子515耦合到图2的数/模转换器110上。
水平高通滤波器502的输出端子耦合到电平检波器504的输入端子上。电平检波器504的输出端子耦合到软开关508的一个控制输入端子上。水平低通滤波器512的输出端子耦合到软开关508的第二数据输入端子上。
输入端子525耦合到频率为ff的折叠载波信号源(未示出)上。输入端子525耦合到调制器518的时钟信号输入端子上。
如上所述，在先有技术的亮度信号折叠系统中，亮度高频以相同或更大的幅度反向折叠到亮度低频中去。当在未作把这些已折叠的亮度高频去除准备的盒式录像机上重放时，在重现图像上出现不良的赝象。
水平高通滤波器502、电平检波器504、水平低通滤波器512以及软开关508的组合形成一自适应去重电路(depeaker)506，该自适应高频去重电路506把亮度高频的幅度减小到这样的程度即如果在未作把这些亮度高频去除准备的盒式录像机上重现时，膺象不应使图像达到不可接受的地步。自适应高频去重电路506产生已去重的亮度信号LD 。
自适应去重电路以下述方式工作。水平高通滤波器502提高频亮度分量。在电平检波器504中，检测亮度高频的电平。电平检波器504以已知的方式作为包络检波器工作，以便产生具有高频亮度信号最大幅度值的信号。
软开关508可以以与图3的软开关214相同的方式来构成，软开关508包括用来对于每一个数据信号进行换算的乘法器、用来把已换算的数据信号相加的加法器以及用来响应于控制信号产生换算系数的查寻表。
水平低通滤波器512产生一个信号，在该信号中亮度高频相对于亮度低频受到了衰减。当由电平检波器504检测的亮度高频的电平等于零或接近于零时，则不需要衰减该亮度高频，且来自软开关508的输出信号LD完全等于来自载有未滤波亮度信号L的输入端子505的信号。随着亮度高频的电平增大，则亮度高频就需要衰减。在这种情况下，在来自软开关508的输出信号LD中未滤波亮度信号L的比例减小，且已低通滤波亮度信号的比例增大。当亮度高频的电平等于最大值或接近于最大值时，就需要最大限度地衰减该亮度高频，使来自软开关508的输出信号LD完全等于来自水平低通滤波器512的信号。选择K和1-K的值(正如图5所示和相应正文中所讨论的那样)来执行上述高频去重操作。
接着，在调制器518中，已去重的亮度信号LD调制在频率为ff的折叠载波周围。选择折叠频率，使得在时间、垂直和水平方向上折叠载波与基带亮度信号之间的距离为最大。最好是把折叠载波在垂直和时间方向上放在最高垂直频率之半和最高时间频率之半〔即在所谓Fukinuki空隙内〕及在水平方向上的5MHz左右处。这使折叠载波与亮度信号的在垂直和时间方向上较低频率分量之间的频谱距离为最大。
模块518可以是标准的四象限乘法器，或者，如果正确地选择了取样频率，模块518就可以是+1、-1型的调制器。+1、-1型调制器以等于取样频率之半的频率以每隔一个样值做一次算术非运算的方法对于已取样的信号进行调制。例如，如果取样频率选择约为10MHz则折叠频率约为5MHz，选择实际频率以满足上述关于与垂直和时间直流的垂直和时间频谱距离的准则。输出信号包括具有取样频率之半频率的分量，以及中心在取样频率之半左右、包含着输入信号中所含有的频谱信息的上、下边带。
这样的具有数据输入端子、数据输出端子和时钟输入端子的调制器，可以利用具有耦合到调制器数据输入端子上的第一数据输入端子的多路转换开关来构成。算术非门也耦合到调制器的数据输入端子上。算术非门的输出端子耦合到多路转换开关的第二数据输入端子上。多路转换开关的输出端子耦合到调制器的输出端子上。频率等于采样时钟频率之半的折叠时钟信号耦合到调制器的时钟输入端子上，该时钟输入端子耦合到多路转换开关的控制输入端子上。这种折叠时钟信号以取样频率在逻辑“1”与逻辑“0”的数值之间交变，并且可以利用耦合到取样时钟信号上的触发器来产生。
工作时，当折叠时钟信号为逻辑“1”信号时，多路转换开关就把来自调制器输入端子上的不倒相信号耦合到多路转换开关的输出端子上。当折叠时钟信号为逻辑“0”信号时，多路转换开关就把来自算术非门的已倒相信号耦合到多路转换开关的输出端子上。以此模式，重现了已调制的信号。已调制信号的下边带包括带宽为4.2MHz已去重的但在频率方面已被颠倒了的亮度信号频谱镜像。也就是说，已去重的亮度信号围绕着折叠频率被折叠了——已去重的基带亮度低频被折叠到5MHz附近中去；已去重的例如为4.2MHz的基带亮度高频，被折叠到800KHz附近中去。
接着，在加权加法器522中把已折叠的已去重的亮度信号与基带亮度信号组合起来。接着，利用低通滤波器510对于该复合信号进行低通滤波，低通滤波器510的通带窄到足以把不能通过窄带通道的信号全部滤掉。对于盒式录像机，低通滤波器510的通带约为2.5MHz。
水平高通滤波器502和水平低通滤波器512都响应于同一亮度信号L，并且可以以与滤波器202和204共享同一延时线单元(如图4a和4b所示)相同的方式来共用延时线单元。熟悉视频信号处理器设计技术的人应知道如何设计这样的共享延时线单元的滤波器。
图7为图6所示自适应去重电路506一部分的另一实施例。图7中，输入端子605耦合到图2的自适应亮度信号分离器104的输出端子上。输入端子605耦合到加法器606的第一输入端子以及串联耦合的单一个像素时间间隔(1P)延时装置602和604的输入端子上。1P延时装置602的一个输出端子耦合到乘法器612的第一输入端子上。乘法器612的一个输出端子耦合到加法器610的第一输入端子上。加法器610的一个输出端子耦合到输出端子615上。输出端子615耦合到图6的调制器518的输入端子上。
1P延时装置604的一个输出端子耦合到加法器606的第二输入端子上。加法器606的一个输出端子耦合到乘法器608的第一输入端子上。乘法器608的输出端子耦合到加法器610的第二输入端子上。
输入端子625耦合到图6的电平检波器504的输出端子上。输入端子625耦合到查寻表614的一个输入端子上(如上所述，该查寻表也可以以只读存储器来实现)。查寻表614的第一和第二输出端子耦合到乘法器608和612的相应第二输入端子上。
图7所示去重电路506那部分的工作与图6所示的软开关508和水平低通滤波器512之间的协作不同。在去重电路中，输入信号的高频电平在输出信号中降低了。在图6所示的实施例中，这是通过改交已低通滤波亮度信号与未滤波亮度信号在输出信号LD中的比例来实现的。图7中，水平低通滤波器512和软开关508共享加法器606和610。
在标准的三个抽头低通梳状滤波器中，串联耦合的延时装置的输入和输出抽头中每一个在把它们加到一起以产生低通滤波的信号以前都接受 的加权，而中心抽头接受 的加权。在去重电路中，把某一比例的表示未滤波输入信号的适当延时的以便与低通滤波的信号组合起来的中心抽头信号加到已低通滤波的信号上。可以利用相同的换算和组合单元来执行这两步的操作。
加法器606把串联耦合的延时装援的输入抽头和输出抽头相加(不论是把输入和输出抽头中每一个都以
Figure C9110562600303
加权再相加，还是把输入和输出抽头相加再以 加权都没有区别)。接着，利用接受来自查寻表614的加权系数K1的乘法器608把该和值加权。利用接受来自查寻表614的加权系数K2的乘法器612把中心抽头加权。这些加权系数如图5所示软开关中那样与等于1-K2的系数K2无关。
相反地，当图6的电平检波器504检测出零或低电平的亮度高频时，未滤波亮度信号正是所需要的。在这种情况下，换算系数K2等于零且换算系数K2等于1。加法器610产生已换算的信号之和，在这种情况下，该和值为未滤波的亮度信号L。当电平检波器504检出最大或接近于最大电平的亮度高频时，已低通滤波的亮度信号就是所需要的。在这种情况下，换算系数K1等于
Figure C9110562600311
，换算系数K2等于
Figure C9110562600312
当亮度高频的电平从零逐渐增大到最大值时，换算系数K1从0以连续方式变化到
Figure C9110562600313
，换算系数K2从0以连续方式变化到 。在这种方式下，自适应加重电路的输出信号中，未滤波亮度信号与已低通滤波亮度信号的比例响应于亮度高频的电平以连续方式逐渐改变。
在以上描述中，三个抽头的低通梳状滤波器的响应特性为单调上升的余弦波。可以把不同的加权系数预编程到只读存储器实现的查寻表614中，以便为低通梳状滤波器512实现不同的响应特性。此外，亮度高频电平为零和最大值时的止带宽度和未滤波亮度信号与已低通滤波的亮度信号的响应于亮度高频电平而连续改变的比例的特性都可以改变。
上述设备可以用来在标准盒式带上记录全带宽视频信号，接着，这种标准盒式带可以在标准盒式录像机上重放而无不良的赝象。下面描述的设备可以用来提取已折叠到亮度低频中去的亮度高频，并且，当重放以前记录的这样的盒式带时，可以用来再生全带宽视频信号。
图8为根据本发明重放系统的方框图。图8中，把重放磁头50设置在标准盒式录像机的标准走带机构(未示出)中。重放磁头50耦合到亮度信号重放电路60和色度信号重放电路80的相应输入端子上。亮度信号重放电路60的输出端子耦合到解码器70的第一输入端子上，色度信号重放电路80的输出端子耦合到解码器70的第二输入端子上。解码器70的输出端子耦合到输出端子15上。输出端子15耦合到应用电路(未示出)上，该应用电路可以是诸如用来重现以前记录在盒式录像带上的图像的电视接收机或是超一VHS盒式录像机中的亮-色输出插口。
工作时，重放磁头50以已知方式将其信号送到亮度量放电路60和色度重放电路80上。以前记录的已折叠的亮度信号约占1.4-5.9MHz的频带，以前记录的色度加运动信号在629KHz周围占1MHz的频带。亮度重放电路以常用的方式处理已折叠的亮度信号，以便产生重放的已折叠的亮度信号Lpb。色度重放电路处理色度加运动信号，以便产生重放的色度加运动信号C＋Mpb。接着，利用解码器70对这些信号进行处理，解码器70从色度信号中提取运动信号，并且，利用该运动信号帮助展开已折叠的高频亮度分量并重构全带宽亮度信号。重构的全带宽亮度信号与色度信号随之组合起来以在输出端子15上形成复合视频信号。
图9为图8所示解码器70的更详细方框图。图9中，输入端子805耦合到图8的亮度重放电路60的输出端子上。输入端子805耦合到箝位电路802的输入端子上。箝位电路802的输出端子耦合到模/数转换器(A/D)804的一个输入端子上。模/数转换器804的一个输出端子耦合到时基校正器(TPC)806的一个输入端子上。时基校正器806的一个输出端子耦合到自适应展开电路808的一个数据输入端子上。自适应展开电路808的一个输出端子耦合到复合视频信号发生器810的第一输入端子上。复合视频信号发生器810的输出端子耦合到一个输出端子815上。输出端子815耦合到诸用来重现以前记录在盒式带上的图像的电视接收机或亮-色输出插口的应用电路(未示出)上。
输入端子825耦合到图8的色度重放电路80的输出端子上。输入端子825耦合到箝位电路812的输入端子上。箝位电路812的输出端子耦合到模/数转换器(A/D)814的一个输入端子上。模/数转换器814的一个输出端子耦合到时基校正器(TBC)816的一个输入端子上。时基校正器816的输出端子耦合到色度/运动信号分离器818的输入端子上。色度/运动信号分离器818的第一输出端子耦合到复合视频信号发生器810的第二输入端子上。色度/运动信号分离器818的第二输出端子耦合到自适应展开电路808的控制输入端子上。
工作时，图9中上方的各单元用于从以前记录在盒式带上的已压缩带宽的亮度信号中提取全带宽亮度信号。箝位电路802以已知的方式工作，以便把复原的亮度信号的黑电平箝位到模/数转换器804中一个预定的数字值上。例如，对于具有动态范围从0到255的模/数转换器，可以把黑电平箝位到数字信号16上。模/数转换器804产生表示重放的已折叠亮度信号的已取样的多位数字信号。时基校正器806用于校正由磁带机械结构中的颤动或者由任何其它定时不准确源所引入的定时误差，并产生已复原的已折叠亮度信号Lf *(此处，*指示代表与以前记录在盒式带上的信号相同的重放信号)。
图9中下方的各单元用于提取以前记录在盒式带上的色度加运动信号。色度加运动信号为双向信号，所以，在箝位电路812中，把该信号的零电压箝位到数字信号255中的128上。模/数转换器814产生表示色度加运动信号的已取样的多位数字信号且数字时基校正器816用于校正在该信号中的任何定时误差并产生已复原的色度加运动信号C＋M*。
记录时，色度信号与亮度信号是相位同步的。但是，它们通过图1所示记录电路中两个分离的独立的通路，且在磁带上它们是频率分割多路复用的，这种分离的过程可能在两个信号之间引入在两个分离的时基校正器806和816中没有补偿掉的相位误差。Ko等人1990年5月31日提交的题为“用来复原通过分离通路的色度和亮度信号的正确相位关系的设备”的第07/631,144号专利申请书详细地描述了用来复原在色度和亮度信号之间正确相位关系的设备。
色度/运动分离器818处理已复原的色度加运动信号C＋M*，以产生送到自适应展开电路808的控制输入端子上的已复原运动信号M*，和送到复合视频信号发生器810的色度信号输入端子上的色度信号0*。前述专利申请书AML1017详细地描述了可以用作色度/运动信号分离器818的色度/辅助信号分离器，这里，将不更详细地描述该电路了。
自适应展开电路808把以前折叠到亮度低频中去的亮度高频展开，并且恢复全带宽亮度信号L*。这一全带宽亮度信号L*送到复合视频发生器810的亮度信号输入端子上。复合视频信号发生器810以已知的方式工作，以便把亮度信号L*与色度信号C*组合起来形成一个标准的复合视频信号。这一标准的复合视频信号可以被任何应用这一信号的装置(例如，电视接收机)所利用。
图10为如图9所示自适应展开电路808一部分的更详细方框图。图10中，输入端子905耦合到图9的时基校正器806的输出端子上。输入端子905耦合到高通滤波器(HPF)904的输入端子和加法器902的第一输入端子上。加法器902的一个输出端子耦合到输出端子915上。输出端子915产生送到图11(下图)所示自适应展开电路其余部分上的已展开的亮度信号Luf。
高通滤波器904的一个输出端子耦合到调制器906的一个输入端子上。调制器906的一个输出端子耦合到垂直低通滤波器(LPF)908的一个输入端子上。垂直低通滤波器的一个输出端于耦合到加法器902的第二输入端子上。输入端子925耦合到展开载波信号Luf源(未示出)上。输入端子925耦合到调制器906的第二输入端子上。
工作时，输入信号Lf *为限带宽已折叠的亮度信号。水平高通滤波器滤掉包括色度信息的低于已折叠亮度信号频率的各个频率信号。当利用记录电路在围绕5MHz左右的折叠载波来折叠边带亮度信号时，在4。2MHz左右的最高频率亮度信号被折叠到约800KHz。因此，水平高通滤波器的拐点频率最好约为750KHz接着，利用调制器906，围绕着等于5MHz左右(此处，根据上面在图6调制器518的描述中所描述的准则，来选定实际的频率)的展开频率把这一已高通滤波的信号展开。正如图6调制器518的情况那样，调制器906可以以已知的方式利用四象限乘法器来构成，或者也可以是利用频率等于取样频率之半的时钟信号的+1、-1型调制器构成，在这一实例中约为10MHz。
接着，利用垂直低通滤波器908对于来自调制器906的已解调信号进行滤波。垂直低通滤波器908所执行的处理过程可做为平均处理过程而加描述，这种处理过程提高了最终所形成信号的信噪比。加法器902中，把这一最终形成的信号加到来自输入端子905的所接受的已折叠亮度信号Lf *上。所形成的已展开信号Luf包括中心位于时间、垂直和水平直流附近的全带宽已展开的亮度信号以及中心位于已展开的载波周围的全带宽亮度信号的镜象，该展开载波的频率为最高时间频率之半、最高垂直频率之半且水平频率约为5MHz。必须把亮度信号的这一镜象去除。
图11为图9所示自适应展开电路808第二部分的更详细方框图。图11中，输入端子1005耦合到图10的加法器902的输出端子上。输入端子1005耦合到时间低通滤波器1004和自适应空间低通滤波器1006的相应输入端子上。时间低通滤波器1004的输出端子耦合到软开关1008的第一数据输入端子上。软开关1008的输出端子耦合到自适应加重电路1010的输入端子上。自适应加重电路1010的输出端子耦合到输出端子1015上。输出端子1015耦合到图9的复合视频信号发生器810的亮度信号输入端子上。
自适应空间低通滤波器1006的一个输出端子耦合到软开关1008的第二数据输入端子上。输入端子1025耦合到图9的色度/运动信号分离器818的运动信号输出端子上。输入端子1025耦合到软开关1008的控制输入端子上。
正如上面关于折叠载波所描述的那样，选择展开载波的频率，使基带宽度信号与亮度镜象信号之间在时间、垂直和水平方向上的距离最大。但是，已记录的亮度信号的频谱特性影响已展开亮度信号和镜象信号的频谱形状。因此，必须利用已记录亮度信号的频谱特性自适应地把镜象信号滤掉，并只剩下全带宽的已展开的亮度信号。
当运动强度低时，已展开亮度信号位于时间低频(接近于时间直流)上，亮度镜象信号在时间方向上位于展开的载波(该展开载波选择得远离时间直流)附近。在存在着运动的情况下，亮度信号占据较宽的时间带宽。这时，镜象信号可能在时间上与已展开亮度信号交叠，因此，必须在空间上把镜象信号去除。
自适应空间低通滤波器1006用于通过对已展开亮度信号Luf进行自适应的空间滤波，自适应地在空间上把已展开亮度的信号从亮度镜象信号中分离出来。Ko等人1990年8月提交题为“改进对从展开视频信号中的折叠载波和边带的去除”的第AML(1004)号专利申请更详细地描述了可用作图11的自适应空间低通滤波器1006的自适应空间低通滤波器，在此将不更详细讨论。
软开关1008响应于已复原的运动控制信号M*，控制包括在已展开的亮度信号中的已时间分离的和已自适应地空间分离的已展开全带宽亮度信号的比例。当运动强度等于零或接近于零时，软开关。1008的输出完全来自时间低通滤波器1004。随着运动的幅度逐渐增大，来自时间低通滤波器1004的输入的比例减小，来自自适应空间低通滤波器1006的输入的比例增大。当存在着强度比较高的运动时，软开关1008的输出就是自适应空间低通滤波器1006的输出。
来自软开关1008的输出是已去重的亮度信号LD*(该信号已去重用以衰减亮度高频，从而容许反向兼容)。接着，在自适应加重电路1010中，这一信号被自适应地加重。图6或7的自适应去重电路506在当亮度信号的高频分量等于零或接近于零时，不提供高频去重；当亮度信号高频分量的电平较高时，提供最大的去重。相反地，当已去重的亮度信号高频分量的电平等于零或接近于零时，就不需要去重也不需要加重。当已去重的亮度信号高频分量的电平较高时，就需进行某些去重也需要某些加重。
在加重电路中，把一定数量的信号高频部分反加到该信号上。在这种情况下，必须利用加重电路来提升已衰减的亮度高频，以便将其复原到衰减以前的原始电平上。
自适应加重电路1010可以以类似于图6或7的自适应去重电路506的方式来构成。在图6所示自适应加重电路的一个实施例中，可以用水平高通滤波器来代替水平低通滤波器512。在这一实施例中，亮度高频检波器高通滤波器502的频率特性可以与加重高通滤波器512的频率特性不同。在第二实施例中，可以消除水平低通滤波器512，还可以把水平高通滤波器502的输出端子耦合到软开关508的第二输入端子上。在第三实施例中，可以改变图7所示的电路以便执行这一功能。
图宁示出水平梳状滤波器512与软开关508的组合。在图7的描述中，选择来自查寻表614的送到乘法器608和612上的换算系数K1和K2，以便把梳状滤波器512作为低通滤波器来使用。但是，也可以对查寻表614预编程，以便使梳状滤波器512作为高通滤波器来使用。标准的三个抽头的呈现出上升余弦频率响应的高通滤波器，具有以 加权的外部抽头和以 加权的中心抽头。因此，如果把查寻表614正确地预编程，梳状滤波器512就可以作为高通滤波器来工作。
现在参看图6，当再现的亮度信号LD*中存在着等于0的高频分量时，电平检波器504产生数值为0的信号。当存在着最大电平的高频信号时，电平检波器504产生最大信号。再参看图7，当已去重信号的高频分量检波电平较高时，就便已高通滤波的再现亮度信号输送到输出端子上。在这种情况下，换算系数K1等于 ，换算系数K2等于
Figure C9110562600384
，使高频相对于低频而提升。随着已去重亮度信号高频分量的电平逐渐减小时，已高通滤波的已去重的亮度信号的比例以连续方式减小，未滤波的已去重亮度信号的比例以连续方式增大。当已去重的亮度信号高频分量的检波电平等于零或接近于零时，则使未滤波的已去重的亮度信号输送到输出端子上。在这种情况下，换算系数K1等于零，换算系数K2等于1，且不提供提升。通过把查寻表614正确地预编程，自适应加重可以实现在记录通道中所进行的自适应去重的反操作。但是，所需要的是：将加到已去重的亮度信号上的提升的最大电平限制到小于为了完全再现原始亮度信号在理论上所需的最大值的一个数值。
在记录时，能够从输入复合视频信号本身导出用于自适应亮度/色度信号分离的运动信号。假运动信号可能会被引入到色度信号中，但是，这种假运动信号可以在亮度/色度信号分离器中通过对已时间高通滤波的信号进行垂直和水平低通滤波来加以消除。因为色度边带并未延伸到2MHz以下，所以，水平滤波保证把假运动信号去除。
如上所述，通过把亮度高频调制在折叠载波上，并且，通过以类似于把色度副载波置于复合视频信号中的方式把该折叠载波置于Fukinuki空隙中，而将亮度高频折叠到低频亮度信号中去。但是，对已折叠的亮度高频的下边带并无限制。实际上，全带宽亮度信号中的对角线细节当被折叠到亮度低频中去时，可以远远地伸展到空间直流以下。因为载波的折叠是以帧到帧为基础而交变的(以与直流在时间上距离最大)，所以，这些对角线细节作为假运动信号而不正确地被检测出来，且空间滤波不能在任何程度上将对这种假运动的检测去除。因此，重放时为了从已展开的亮度信号中正确地把反射的亮度信号去除，需要对运动表示信号提供分离开的通道。
熟悉视频信号处理器设计技术的人将认识到，用分离的通道将运动表示信号加到重放电路上，就容许重放电路中的运动自适应亮度再现处理来模拟记录电路中亮度/色度信号分离器的运动自适应处理。例如，如果记录电路中的亮度/色度信号分离器在图像的某一区域内选择时间处理来导出亮度信号，则在图像的同一区域内选择空间处理来再现全带宽亮度信号是不正确的。
而且，不论搞得如何好，亮度/色度信号分离处理都会把某些赝象引入到图像中去。全带宽亮度信号再现处理也将赝象引入到图像中。如果第二处理与第一处理无关，则由上一路处理所引入的赝象包含有由下一路处理在上一路处理中所引入的赝象中引入的并且加剧了的赝象。如果能够强制下一路处理跟随于上一路处理，就能大大地减小赝象的加剧。为运动表示信号提供分离的通道，就可以得到以上两种改善。
还应该指出，在单一盒式录像机中，有一些可以在记录通道和重放通道之间共享的电路。例如，调制器518和902可以是以已知方式用适当的切换矩阵构成的共享的单一调制器。此外，自适应去重电路506和自适应加重电路1010可以是通过使用适当的切换矩阵而得到的共享的单一的电路。这种切换矩阵也必须在两个分开的查寻表(一个查寻表614用于去重电路506，另一个分开的查寻表用于加重电路1010)之间切换，或对另一种信号查寻表提供切换，这种信号查寻表可以在只读存储器的地址输入端口上有分开的位，它可把ROM中的存储单元有效地分为两半，并且指示出哪半个要用于当前的操作一用于对记录的信号去重，或者对重放的信号加重。

Claims (16)

1.一个用来在一个有限带宽介质上记录全带宽视频信号的反向兼容视频信号记录系统，所述系统包括：一个用来接收一个复合视频信号的输入端(5)；耦合到所述输入端的编码装置(10)，用来产生一个具有已折叠到低频的衰减了的高频分量的有限带宽的亮度信号，所述高频分量的衰减选择得使当所述记录的全带宽信号在标准放象系统上播放时，所述衰减的高频信号不会产生讨厌的膺象，和一个包括一个彩色信号分量和一个运动分量的组合信号(C＋Mr)；用来记录所述亮度信号(Lr)的装置(20)；和用来记录所述组合信号(C＋Mr)装置(30)。
2.根据权利要求1的系统，其中所述的编码装置包括：一个运动信号分离器(106)，它耦合到所述输入端：一个自适应亮度信号分离器(104)，它耦合到所述运动信号分离器和所述输入端；一个自适应折叠电路(108)，耦合到所述自适应亮度信号分离器(104)，用来把所述亮度信号的高频分量折叠到所述亮度信号的低频上；一个耦合到所述输入端的色度信号分离器(114)，和一耦合到所述的运动信号分离器和所述色度信号分离器的色度/运动信号组合电路(116)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述的自适应折叠电路包括：一个自适应去重电路(506)；一个耦合到自适应去重电路并相应于一个折叠载波的调制器电路(518)；和一个低通滤波器(510)，它有一个等于所述有限带宽的通频带。
4.根据权利要求3的系统，其中所述自适应去重电路包括：一个耦合到所述的亮度信号分离器(104)的水平高通滤波器(502)；一个耦合到所述水平高通滤波器(502)的电平检测器(504)；一个耦合到所述亮度信号分离器的水平低通滤波器(512)；和一个软开关(508)，它具有耦合到所述亮度信号分离器的第一数据输入端，一个耦合到所述水平低通滤波器的第二数据输入端，一个耦合到所述电平检测器的控制输入端，和一个耦合到所述调制器电路的输出端。
5.根据权利要求3的系统，其中所述的自适应去重器(506)包括：耦合到所述亮度信号分离器(104)的串联地连接的第一和第二象素时间延迟器件(602，604)；一个具有耦合到所述亮度信号分离器的第一输入端和一个耦合到所述第二延迟器件的输出端的第二输入端的第一加法器；一个具有耦合到所述第一加法器的输出端的第一输入端的第一乘法器(608)；一个具有耦合到所述第一延迟器件的一个输出端的第一输入端的第二乘法器(612)；一个第二加法器(610)，它具有耦合到所述第一乘法器的一个输出端的第一输入端，一个耦合到所述第二乘法器的一个输出端的第二输入端，和一个耦合到所述调制器电路的一个输出端(615)；一个查寻表(614)，它有一个耦合到所述电平检测器的输入端和一个耦合到所述第一第二乘法器的各自第二输入端的第一第二输出端(K1，K2)。
6.根据权利要求1-5任何一个权利要求所述的系统，其中所述的编码装置(10)包括：耦合到所述输入端(5)的串联连接的时间高通滤波器(204)和第水平高通滤波器(216)；一个第一减法器，具有耦合到所述时间高通滤波器的被减数输入端和耦合到所述水平高通滤波器(216)的减数输入端；一个耦合到所述第一减法器的信号幅度检波器(220)；一个耦合到所述信号幅度检波器的信号分离器(222)，用来产生一个运动表示信号(M)；一个耦合到所述输入端(5)的串联连接的垂直高通滤波器(202)和水平高通滤波器(212)；一个具有耦合到所述输入端(5)的被减数输入端和一个耦合到所述串联耦合的垂直高通滤波器和水平高通滤波器的减数输入端的第二减法器(208)；一个第三减法器(210)，具有一个耦合到所述输入端的被减数输入端和一个耦合到所述串联连接的时间高通滤波器的减数输入端；一个软开关(214)，它具有一个耦合到所述第二减法器的第输入端，一个耦合到所述第三减法器的第二输入端，和一个耦合到所述信号分离器的控制输入端，用来产生一个亮度信号(L)；串联连接的水平带通滤波器(206)，色度信号解调器(224)和抗串扰处理器(226)；一个响应于所述亮度信号的自适应折叠电路(108)，用来产生一个具有如所述有限带宽的一样带宽的折叠亮度(Lf)信号；和一个用来组合所述色度和所述运动代表信号(C，M)的电路(116)。
7.根据权利要求1-5的系统，其中所述编码装置包括：一个串联连接的水平扫描周期延迟器件(310)和帧扫描周期减一个水平扫描周期的延迟器件(312)；一个第一减法器(314)，具有一个耦合到所述视频输入端的减数输入端和一个耦合到所述水平扫描周期延迟器件的被减数输入端；一个耦合到所述第一减法器的第水平高通滤波器(212)；一个第二减法器(208)，具有一个耦合到水平扫描周期延迟器件的被减数输入端和一个耦合到所述第一水平高通滤波器的减数输入端，用来产生一个空间导出的亮度(Ls)信号；一个第三加权减法器(316)，具有一个耦合到所述视频输入端被1/2加权的被减数输入端和一个耦合到所述帧扫描周期减一个水平扫描周期的延迟器件(312)的被-1/2加权的减数输入端；一个耦合到所述第三减法器的第三水平高通滤波器(216)；一个第四减法器(210)，具有一个耦合到所述水平扫描周期延迟器件的被减数输入端，和一个耦合到所述第二水平高通滤波器的减数输入端，用来产生一个时间导出的亮度信(Lr)；一个第五减法器(218)，具有一个耦合到所述第三减法器的被减数输入端和一个耦合到所述水平高通滤波器的减数输入端；和一个串联连接的整流器(220)，耦合到所述第五减法器的水平扩张器(318)和垂直扩张器(320)，用来产生一个运动代表信号(M〕。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括乘法器(404)，它响应于所述时间导出宽度信号(Lt)；一个第二乘法器(408)，它响应于所述时间导出信号(Ls)；一个加法器(412)，它具有一个耦合到所述第一乘法器的第一输入端，一个耦合到所述第二乘法器的第二输入端，和一个输出端，用来产生亮度信号(L)；和一个查寻表(410)，具有一个响应于所述运动代表信号(M)的输入端，和第一和第二输出端，用来产生加到所述第一和第二乘法器的各自第二输入端的标度因子(K，1-K)。
9.一种用来重放先前记录在有限带宽介质上的全带宽视频信号的视频信号的重放系统，所述全频带视频信号包括：一个亮度信号(Lr)，具有衰减的折叠到低频的高频分量和有限带宽，所述高频分量的所述衰减被选择得使所述的衰减的高频信号当所述被记录的全带宽信号在标准的重放系统重放时不会产生明显的膺象，，和一个组合信号(C＋Mr)，包括一个色度分量和一个运动分量；该系统包括：亮度信号重放电路(60)，用来重放所述先前记录的包括一个色度信号一个运动表示信号的复合信号；和译码装置(70)，耦合到所述亮度和色度信号重放电路(60，80)，所述译码装置包括用来提取所述运动表示信号的装置，用来去折叠所述被折叠的衰减的高频分量并产生所述全带宽亮度信号的装置，和用来产生一个构成所述全带宽亮度信号和所述色度信号的复合视频信号的装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述的译码器装置(70)包括：用来重放所述折叠亮度信号的装置(802-806)；耦合到所述亮度信号重放装置的装置(808)，用来去折叠所述亮度信号(Lf *)并产生所述宽带亮度信号(L*)；用来重放所述复合信号(C＋M*)的装置(812-818)；装置(818)，它耦合到所述亮度和运动表示信号重放装置(812-816)，用来产生所述运动表示信号(M*)和所述亮度信号(C*)；和装置(810)，响应于所述宽带亮度信号和所述亮度信号用来产生所述复合视频信号。
11.根据权利要求10的系统，其中所述的亮度信号去折叠装置(808)是一个自适应去折叠电路，该电路包括：一个耦合到所述亮度信号重放装置并具有一个用来只通过所述记录的亮度信号的通频带的高通滤波器(904)；一个耦合到所述高通滤波器和响应于去折叠载波信号的调制器(906)；一个加法器，具有一个耦合到所述亮度信号重放装置的第一输入端和一耦合到所述垂直低通滤波器(908)的第二输入端；一个耦合到所述加法器(902)的时间低通滤波器(1004)；一个耦合到所述加法器(902)自适应空间低通滤波器(1006)；一个软开关(1008)，具有一个耦合到所述时间低通滤波器的第一数据输入端，一个耦合到所述自适应空间低通滤波器的第二数据输入端，和一个响应于所述运动表示信号的扩张输入端；和一个自适应加重电路(1010)，它与所述软开关相耦合，用来产生所述宽带亮度信号。
12.根据权利要求11的系统，其中所述的自适应加重电路包括：一个耦合到所述软开关的一水平高通滤波器(502)；一个耦合到所述第一水平高通滤波器的电平检测器(504)；一个耦合到所述软开关的第二水平高通滤波器(512)；一个第二软开关(508)它具有一个耦合到所述软开关(1008)的第数据输入端，一个耦合到所述第二水平高通滤波器(512)的第二输入端，和一个耦合到所述复合视频信号产生器(810)的输出端，用来产生所述宽带亮度信号。
13.根据权利要求11的系统，其中所述自适应加重考虑(1010)包括：一个耦合到所述软开关(1008)的水平高通滤波器(502)；另一个耦合到所述水平高通滤波器的电平检测器(504)另一个第二软开关(508)，具有一个耦合到所述第一次提到的软开关(1008)的第一数据输入端，一个耦合到所述水平高通滤波器的第二数据输入端，一个耦合到所述电平检测器的控制输入端和一个耦合到所述复合水平信号产生器的输出端，用来产生所述宽带亮度信号。
14.根据权利要求11的系统，其中所述的自适应加重电路(1010)包括：耦合到所述软开关(1008)的串联耦合的第一和第二象素时间延迟器件(602，604)；一个第一加法器，具有一个耦合到所述软开关(1008)的第一输入端和一个耦合到所述的第二延迟器件的输出端的第二输入端；一个第一乘法器(608)，具有耦合到所述第一加法器(606)输出端的第一输入端；一个第二乘法器(612)，具有一个耦合到所述第一延迟器件(602)的输出端的第输入端，一个耦合到所述第二乘法器(612)的输出端的第二输入端，和一个耦合到所述复合视频信号产生器(810)的输出端(615)；和一个查找表(614)，具有一个耦合到水平高通滤波器(502)的输入端，和耦合到各自所述第一和第二乘法器(608，612)的第二输入端的第一和第二输出端。
15.一个用来在一个有限带宽介质上记录全带宽视频信号并重放先前记录的视频信号的视频信号记录和重放系统，该系统包括：
一个输入端(5)，用来接收一个复合视频信号；
一个编码装置(10)，耦合到所述的输入端(5)，用来产生具有折叠到低频的带宽限制于所述有限带宽的被衰减的高频分量的亮度信号(Lr)和产生一个组合信号(C＋Mr)，所述高频分量的衰减选择得使所述的衰减的高频信号当所述记录的全带宽信号在标准的重放系统上重放时不会产生显著的膺象，而所述组合信号(C＋Mr)包括一个亮度分量和一个运动表示分量；
用来记录所述亮度信号(Lr)装置(20)，
用来记录所述组合信号(C＋Mr)的装置(30)；
亮度信号重放电路(60)，用来重放所述先前记录的代表一个全带宽亮度信号、具有折叠到低频分量的衰减了的高频分量的有限带宽亮度信号；
组合信号重放电路(80)，用来重放所述先前记录的包括所述先前记录的亮度分量和所述的先前记录的运动表示分量的组合信号；和
译码器装置(70)，它耦合到所述的亮度和组合信号重放电路(60，80)，所述译码器装置包括用来提取先前记录的运动表示分量的装置，用来去折叠所述被折叠的衰减了的高频分量的和重放所述先前记录的全带宽亮度信号的装置，和用来产生一个由所述全带宽亮度信号和先前记录的色度信号组成的组合视频信号的装置。
16.一种配置了如前面权利要求中任何一个权利要求所述的视频信号记录和/或重放装置系统的电视接收机或视频记录和或重放装置。
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