CN1043114C - 视频信号的交替折叠和/或展开电路 - Google Patents

Abstract

在用于把分布在全带宽上的、含有色度信号和亮度信号的视频信号记录到具有有效有限带宽的记录介质上并把所记录的亮度和色度信号再现成全带宽视频信号的视频记录/再现装置中的视频信号交替折叠和/或展开电路，采用了借助sub-Nyquist取样的频率折叠技术，以把未折叠的原始信号和通过把全带宽视频信号折叠到有限带宽上获得的信号交替地进行记录，从而在重放中用频带补偿再现全带宽的视频信号。由此降低信道间的交扰从而获得高分辨率的清晰图象。

Description

视频信号的交替折叠和/或展开电路

本发明涉及在视频记录/重放装置中交替折叠和/或展开视频信号的电路，该装置采用频率折叠技术，以在记录介质上记录全带宽的视频信号；更具体地，本发明涉及交替折叠和/或展开视频信号电路，其中通过以预定周期交替记录有限带宽上的折叠信号及未折叠的原始信号以降低信道间的交扰，来重现全带宽的视频信号。

在韩国三星电子株式会社(Samsung Electronics Co.Ltd.)提交的美国专利申请序号第07/569,029号中，描述了用频率折叠技术在记录介质上记录全带宽视频信号的传统视频记录/重放装置。

根据上述专利申请，全带宽视频信号经用于产生预定信号的编码器提供；且此信号通过借助于Sub-Nyquist取样把降低了幅度的高频成份信号折叠在低频成分上从而具有低频成分。来自编码器的信号随后被记录在录相带上。在此，可恢复具有降低的幅度的折叠高频成分，从而重现全带宽的视频信号。

根据美国专利第4,831,463号所述的装置的方法，一亮度(luma)高频成分在通过一带宽或降低分辨率的介质之前，被折叠到中频带谱上，且通过展开该亮度高频成分而恢复原始信号。在此，为了提供较窄的电视信号带宽，用梳状滤波器和Sub-Nyquist取样在中频带谱中处理高频成分。

但是，上述美国专利所述装置的一个问题是，当传送记录在信道上的一个场的折叠视频信号时，加载到低频带上的高频亮度成分造成的交扰降低了图象质量。

本发明就是要解决上述问题，因而本发明的一个目的，是提供在视频记录/重现装置中交替折叠和/或展开视频信号的电路，该装置采用频率折叠技术记录和/或重现全带宽的视频信号，其中为了降低信道间的交扰，交替地记录通过把一个全带宽视频信号折叠在有限带宽上而得到的信号及未折叠的原始信号，随后重现全带宽视频信号。

为了达到本发明的上述目的，提供了一种视频信号的记录装置，它包括用于在记录介质上记录视频信号的记录装置，其中视频信号的交替折叠电路包括：

用于接收来自信号输入源的视频信号的输入端；

频率折叠部分，用于通过用折叠载波信号来调整经输入端输入的全带宽亮度信号中的高频亮度信号并把调制信号折叠到有限低频亮度频带上，而产生具有有限带宽的折叠亮度信号；

选择部分，用于交替地选取来自频率折叠部分的折叠亮度信号和由预定周期从输入端进入的亮度信号，并把选定的信号送到记录装置。

另外，还提供了一视频重现装置，用于把通过将全带宽视频信号折叠在有限带宽上获得的折叠信号及未折叠的原始信号交替记录在记录介质上，并随后把记录信息重现为全带宽亮度信号，其中视频信号的交替展开电路包括：

读出装置，用于重现记录在记录介质上的信息；

频率展开部分，用于把读出装置重现的信号中折叠在有限低频亮度信号上的高频亮度信号展开到原来所占的频率中；以及

选择部分，用于以预定周期选取来自频率折叠部分的全带宽亮度信号或由读取装置重现的有限频带亮度信号。

另外，提供了一种视频记录/重现装置，它具有用于在记录介质上记录视频信号的记录装置及用于重放记录在记录介质上的视频信号的读取装置，其中视频信号的交替折叠/展开电路包括：

用于接收视频信号的输入端；

频率折叠器，用于通过把来自输入端的全带宽亮度信号的高频亮度信号折叠到有限低频亮度频带上，产生有限带宽的折叠亮度信号；

第一选择器，用于交替选取来自频率折叠器的折叠亮度信号和来自输入端的视频信号，从而将选定的信号以预定的周期提供给记录装置；

频率展开器，用于在读取装置重现的信号中展开折叠在有限低频亮度频带上的高频亮度信号，以使折叠的高频亮度信号上具有其原有频带；以及

第二选择器，用于以预定周期交替地选择来自频率折叠器的全带宽亮度信号及由读出装置重现的有限带宽亮度信号。

通过结合附图详细描述本发明的最佳实施例，将使本发明的上述目的及其他优点变得更为明了。在附图中：

图1用于解释在水平和垂直轴上分布的NTSC视频信号的频带，以便于理解本发明；

图2是线路图，显示了根据本发明的视频信号交替折叠电路的一个实施例；

图3A和3B是图2中所示的调制脉冲发生器产生的信号的同步图；

图4是详细线路图，显示根据本发明的视频信号交替展开电路的一个实施例；

图5A是详细框图，显示了图4中所示的时间适配折叠器；

图5B是详细框图，显示了图4中所示的空间适配展开器；

图6A、6B和6C显示了图4所示的视频信号交替展开电路的某些部分的运行特性。

如图1所示，NTSG电视信号存在于沿横向频率轴的±5MHz内及±525/4fυ内(以Hz为单位且fυ为垂直频率；对NTSC系统为60Hz且对PAL系统为50Hz)。

即频率折叠技术被用来象全带宽TV信号一样地重现有限带宽的TV信号。为做到这点，通过消除处于最大垂直频率(纵轴)的半值点以外且在1MHz和2.5MHz(横轴)之间的低频亮度成分，来象图1中箭头所示的那样变换高频亮度信号，这些信号位于相对纵轴的最大垂直频率的一半以下且在相对横轴的2.5MHz和5MHz之间的区域(斜线区)中。

图2是线路图，显示了根据本发明的视频信号交替折叠电路的一实施例的结构。

在图2中，输入端101从视频信号源(示显示)接收复合视频信号并连到同步分离器100及模-数(A/D)转换器110的输入端。亮度信号分离器(y分离器)120的输入端连到A/D转换器110的输出端，且其输出端连到水平高通滤波器(HHPF)131及第一水平低通滤波器(HLPF)134。HHPF131的第一输出端连接到多路转换器132的第一输入端(A)，且其第二输出端连到倒相器I1的输入端；倒相器I1的输出端连到多路调制器132的第二输入端(B)。加法器133的第一和第二输入端分别连到多路转换器132及第一HLPF-134的输出端，而其输出端连到第二HLPF171的输入端。HHPF131、多路转换器132、加法器133、第一HLPF134及倒相器I1组成了频率折叠器130。

构成鉴别单元的计数器141的输入端连到同步信号分离器100的水平及垂直同步信号输出端，而其第一和第二输出端则连到“同”门G1的输入端，其第三输出端连到多路转换器144的选择端SEL。“同”门G1的输出端连到“或”门G2的第一输入端、倒相器I2的输入端及“与非”门G3的第一输入端。“或”门G2的第二输入端连接到倒相器I2的输出端，且其输出端连到“平行输入-串行输出”(parallel-in-serial-out)转换器(PISO)142的复位端RST。“与非”门G3的第二输入端连到电平检测器160(T/ S)的输出端，且其输出端连接到多路转换器143的选择端SEL。

PISO 142的第一至第四输入端分别设置为二进制数“1010”，其时钟端连到未显示的、用于产生10MHz时钟信号的时钟发生器的输出端，且其输出端连到多路转换器143的第一输入端(A)及倒相器I3的输入端。多路转换器143的第二输入端(B)连到倒相器I3的输出端，且其输出端连到多路转换器144的第一输入端(A)及倒相器I4的输入端。多路转换器144的第二输入端(B)连到倒相器I4的输出端，且其输出端连到多路转换器132的选择端SEL。计数器141、PISO142、多路转换器143及144、倒相器I2、I3和I4、“同”门G1、“或”门G2及“与非”门G3组成了调制脉冲发生器(MPG)140。

帧存储器151的输入端连到y分离器120的输出端，其输出端连到减法器152的减数端。减法器152的被减数端连到y分离器120的输出端(绕过帧存储器)，其输出端连到电平检测器160及第一AM调制器172的输入端。帧存储器151及减法器152组成运动信号检测器150。

加法器173的第一输入端连到第二HLPF 171的输出端，其第二输入端连到第一AM调制器172的输出端。第二HLPF171、第一AM调制器172及加法器173组成了亮度/运动信号混合器170。

选择单元180由一多路转换器构成，其第一输入端(A)连到加法器173的输出端，其第二输入端(B)连到y分离器120的输出端，其选择端SEL连到一未显示的、用于输出头切换脉冲信号HD的伺服机构，其输出端连到数-模(D/A)转换器190的输入端。FM调制器200的输入端连到D/A转换器190的输出端，其输出端连到加法器230的第一输入端。

色度信号分离器(C分离器)210的输入端也连到输入端101。而其输出端则连到第二AM调制器220的输入端，调制器220的输出端连到加法器230的第二输入端。记录放大器240的输入端连到加法器230的输出端，其输出端则耦合到记录头250。

下面描述图2所示装置的运行。

A/D转换器110接收NTSC系统的标准全带宽复合视频信号，并将其转换成取样数据的形式，即多位的数字信号。此时，在NTSC系统中选定的取样频率约为10MHz。

y分离器120从由A/D转换器110接收的数字复合视频信号中分离出亮度信号，并把该亮度信号送给频率折叠器130及运动信号检测器150。

频率折叠器130的HHPF 131只把来自Y分离器120的亮度信号中2.5MHz之外的高频亮度信号输出给多路转换器132的第一输入端(A)，并经倒相器I1把倒相高频亮度信号输出给多路转换器132的第二输入端(B)。

频率为取样时钟频率一半的折叠时钟信号被送到多路转换器132的选择端SEL，即其控制输入端。

这里，MPG140的用于产生折叠时钟信号的计数器141计数来自同步信号分离器100的水平(H)及垂直(V)同步信号，以分离加载到来自信号源的复合视频信号上的水平及垂直同步信号。

计数器141，使用于鉴别奇或偶帧的控制信号 E/O FRAME和用于鉴别一个帧内的奇或偶场的控制信号 E/O FIELD能被输入到“同”门G1，且使用于鉴别一个场内的奇或偶数行的控制信号 E/OLINE能被输入到多路转换器144的选择端SEL。

这里，奇场是以具有未折叠频率的原始信号的形式记录在记录介质上的，而偶场则是以具有折叠频率的信号的形式记录在记录介质上的。

“或”门G2和倒相器I2每当“同”门G1的输出改变(如变成偶/奇场和偶/奇帧)时，检测变化，从而复位PISO142。从PISO142，如图3A所示的5MHz时钟信号被输出到多路转换器143的第一输入端(A)，且如图3B所示的5MHz时钟信号被经倒相器I3输出到多路转换器143的第二输入端(B)。

多路转换器143，根据对来自“同”门G1和电平检测器160的输出执行“与非”操作的“与非”门G3的输出，选择进入第一输入端(A)的PISO142的输出或其经倒相器I3输入的倒相输出，并随后把选定的信号提供给多路转换器144的第一输入端(A)并后倒相器I4送到其第二输入端(B)。

“与非”门G3及多路转换器143的输出如表1所示。

表1

帧		奇		—偶
						场		奇	—偶	奇	—偶
“与非”门(G3)的输出	T/ S=1	1	0	0	1
						多路调制器(143)的输出	T/ S=1	A	B	B	A
T/ S=0	A	A	A	A

这里，表示运动量的运动信号的以这种方式得到的检测，使从Y分离器120分离出的一帧的亮度信号被帧存储器151所延迟，且减法器152输出一差值分量，该分量是通过从Y分离器120的现行帧输出的亮度信号中减掉前一帧的亮度信号而得到的。这样，该差值分量变成运动量(即运动信号)。电平检测器160将来自减法器152的运动信号与预置阈值进行比较。随后，由于当运动信号大于阈值时亮度信号是空间分离信号，亮度信号被水平和垂直地调制，从而产生用于频率叠合的逻辑“低”信号。同时，由于当运动信号小于阈值时亮度信号是时间分离信号，该亮度信号沿水平、垂直及时间轴受到调制，从而产生用于频率折叠的逻辑“高”信号。因此，电平检测器160提供了作为时间/空间控制信号T/ S的逻辑信号，该信号被输出到“与非”门G3的第一输入端。

多路转换器144，在用于鉴别奇或偶行的来自计数器141的控制信号 E/O LINE进入其选择端SEL时，选择多路调制器143的倒相或非倒相输出，并把选定的信号送到起垂直调制作用的多路转换器132的选择端SEL。

换言之，输入到多路转换器132的选择端SEL的信号变到折叠频率(5MHz)。当“与非”门G3的时间/空间控制信号T/ S为逻辑“高”时，来自多路转换器143的5MHz时钟信号在奇帧和奇场或偶帧和偶场时如图3A所示。该信号在奇帧和偶场或偶帧和奇场的情况下如图3B所示。相应地，时间轴调制在多路转换器143中按照PISO 143的5MHz时钟信号进行。

若“与非”门G3时/空控制信号T/ S为逻辑“低”，图3A所示的信号从多路转换器143连续输出。这样，没有进行时间轴调制。

若来自电平检测器160的信号是逻辑“高”，信号在时间上几乎没有移动(即对于静止图象)。在此状态下，多路转换器143借助时间轴处理，把高频亮度信号折叠到Fukinuki洞上。即由于高频亮度信号相对时间轴存在于15MHz内，在场单元中选择PISO142的倒相输出(图3B)或非倒相输出(图3A)，从而借助于场位移取样，把水平高频亮度信号变换到水平低频区，如图1所示。这里，借助在场单元中位移而取样的高频亮度信号出现在Fukinuki洞周围并远离相对于时间轴上的参考区上的亮度信号。

当来自电平检测器160的信号为逻辑“低”时，信号在时间上有大的运动(即对于运动图象)。在此状态下，高频亮度信号借助于空间处理而被折叠。即由于未进行场间的位移取样，多路转换器143选择第一输入(A)用于接收PISO142的输出(图3A)，且多路转换器142根据输到多路转换器144的选择端SEL的控制信号 E/OLINE，对PISO142的每行输出进行倒相。相应地，多路转换器132执行垂直调制。

简而言之，PISO142的输出变成用于水平调制的调制信号，多路转换器143的输出是用以调制时间轴的调制信号，而多路转换器144的输出则是用以相对于垂直轴调制的调制信号。

因而，时间处理的静止图象相对水平、垂直和时间轴得到调制，而空间处理的运动图象沿水平及垂直轴得到调制。

加法器133把来自第一HLPF134的2.5MHz内的低频亮度信号加到通过把时间或空间上变化的亮度信号的高频亮度信号从多路转换器132送到低频亮度信号区而获得的信号上，从而把结果输出给第二HLPF171。第一AM调制器172执行AM调制，以在预定的频带(如中心频率为2.5MHz)中提供来自运动信号检测器150的运动信号。

加法器173把来处第二HLPF171的折叠亮度信号加到AM调制运动信号上。多路转换器180根据30MHz头切换脉冲HD，选择加法器173的输出或来自Y分离器120的未折叠原始信号，从而把选定输出给D/A转换器190。加法器173的输出包括低频亮度成分和高频亮度成分(YL+YH)，来自Y分离器120的原始信号包括低频亮度信号和交叉亮度信号(YL+YD)。D/A转换器190把多路转换器180的输出信号转换成模拟形式，以把被转换的信号输出到FM调制器200。

交叉亮度信号沿水平轴位于1MHz和2.5MHz之间，并沿垂直轴处于最大频率的一半以外的频带中。

FM调制器200对来自D/A转换器190的模拟亮度信号进行频率调制，以把调频信号输出到加法器230的第一输入端。

同时，色度信号被从来自C分离器210的复合视频信号输出中分离出来，其低频成分在第二AM调制器220中被转到629KHz，从而提供给加法器230的第二输入端。

加法器230把FM调制器200的亮度信号加到来自C分离器210的AM调制色度信号上。随后借助于记录头250经记录放大器240把结果加到记录介质上。信息以场为单位加到记录介质上，其中交替地把经折叠的亮度信号加到偶场上而把未折叠原始信号加到奇场上。

图4是框图，显示了根据本发明的视频信号交替电路的一个实施例。

在图4中，重放头300与标准VCR的标准走带装置(未显示)装在一起。重放头300的重放信号输出端连到重放放大器310的输入端。亮度信号分离器320的输入端连到重放放大器310的输出端，其输出端连到FM解调器330的输入端。

A/D转换器340的输入端连到FM解调器330的输入端，其输出端连到第一HLPF351。一时间适配展开器(TAU)352的输入端连到HLPF351的输出端，且其输出端连到控制开关SW1的第一选择触点a1，其控制端耦合到调制脉冲发生器(MPG)360的输出端。

空间适配展开器(SAU)353的输入端连到第一HLPF351的输出端，且其输出端连到控制开关SW1的第二选择触点b1，其控制端耦合到MPG360的输出端。

图5A详细显示了TAU352的结构。在此，第一多路转换器21的第一输入端(A)连到图4所示的HLPF351的输出端，而第二输入端(B)接地。第一多路转换器21的选择端SEL连到MPG360的多路转换器364的输出端，其输出端连到第一HHPF22。第一垂直高通滤波器(VHPF)23的输入端连到第一HHPF22的输出端，且其输出端连到第一减法器24的减数端。第一减法器24的被减数端连到第一多路转换器21的输出端，其输出端耦合至图4中所示的控制开关SW1的第一选择触点a1。

图5B详细显示了SAU353的结构。第二多路转换器31的第一输入端(A)连到图4所示的第一HLPF351的输出端，而第二输入端(B)接地。第二多路转换器31的选择端SEL连到MPG360的多路转换器364的输出端，其输出端连到第二HHPF32的输入端。第二VHPF33的输入端连到第二HHPF32的输出端，其输出端连到第二减法器34的减数端。第二减法器34的被减数端连到第二多路转换器31的输出端，其输出端连到图4所示的控制开关SW1的第二选择触点b1。第一HLPF351、TAU352、SAU353及控制开关SW1组成了频率展开器350。

MPG360的结构与图2所示的MPG140相同。

第二LPF371的输入端连到A/D转换器340的输出端，其输出端连到第一AM解调器372的输入端。电平检测器380的输入端连到第一AM解调器372的输出端，其输出端连到控制开关SW1的控制触点及MPG360的“与非”门G13的第一输入端(T/ S)。第二HLPF371及第一AM解调器372组成运动信号分离器370。

第三HHPF391的输入端耦合到控制开关SW1的固定触点，其输出端连到第一场存储器392的输入端。第一加法器393的第一输入端连到第一HLPF351的输出端，其第二输入端连到第一场存储器392，且其输出端连到多路调制器400的第二输入端(B)。

第四HHPF394的输入端连到第一HLPF351的输出端，其输出端连到VHPF395的输入端。第四HHPF394及VHPF395组成交叉滤波器396。第二场存储器397的输入端连到VHPF395的输出端，其输出端连到第二加法器398的第一输入端。第二加法器398的第二输入端也耦合到控制开关SW1的固定触点，其输出端连到多路转换器400的第一输入端(A)。HHPF391和394、场存储器392和397、加法器393和398、及交叉滤波器396组成频率补偿器390。

多路转换器400的选择端SEL与一伺服机构(未显示)相耦合，用于输出30Hz的头切换脉冲信号HD，其输出端与D/A转换器410的输入端相连。

C分离器420的输入端连到重放放大器310的输出端，其输出端与第二AM解调器430的输入端相连接。复合视频信号发生器440的第一输入端连到第二AM解调器430的输出端，其第二输入端连到D/A转换器410的输出端。

下面，结合图5A至6C描述图4所示电路运行。

参见图4，重放头300与标准VCR的标准走带装置(未显示)装在一起。重放放大器310放大来自重放头300的再现信号。Y分离器320从来自重放放大器310的复合视频信号中分离出亮度信号，以便把亮度信号Y输出到FM解调器330。

A/D转换器340从FM解调器330接收具有有限带宽(如大约2.5MHz)的NTSC系统复合视频信号，然后把所接收的信号转成取样数据形式，即多位的数字信号。此时，在NTSC系统中选定的取样频率约为10MHz。

首先，运动信号分离器370仅把来自A/D转换器340的亮度信号Y中低于预定频带的低亮度信号经第二HLPF371输出到第一AM解调器372。第一AM解调器372采用诸如包络检波器的装置，对AM调制运动信号进行检波。

电平检测器380将检出的运动信号的电平与预定阈值进行比较，从而在运动信号电平高于阈值时输出“低”逻辑控制信号，表示再现的亮度信号在空间上被分离(即时间变化的运动图象的亮度信号)；或者，在运动信号电平低于阈值输出“高”逻辑控制信号，表示再现的亮度信号在时间上被分离(即不变的静止图象亮度信号)。频率展开器350的第一HLPF351把相对于其水平轴位于2.5MHz内的亮度信号从A/D转换器340送到TAU352和SAU353。

在TAU352，如图5A所示，作为调制器的第一多路转换器21，根据具有MPG360产生的一半取样频率的时钟信号，在奇时钟信号间隔内选择进入其第一输入端(A)的第一HLPF351的输出，或者在偶时钟信号间隔内选择零即接地的第二输入端(B)。这样,0Hz的亮度信号被调制成5MHz的信号，且2.5MHz的亮度信号被调制成2.5MHz，因而频率被展开到5MHz的带宽。

第一HHPF22，把从第一多路转换器21输出的相对其水平轴从零到5MHz的亮度信号中2.5MHz以外的亮度信号，输出到第一VHPF23。第一VHPF23，仅把高频亮度信号中在垂直方向上大于最大频率一半且大于2.5MHz的亮度信号，输出到第一减法器24的减数端。第一减法器24，从来自第一多路转换器21的全带宽亮度信号中，减去第一VHPF23的输出信号。从第一多路转换器21的输出中减去第一VHPF23的输出的原因是，要把在水平方向上大于2.5MHz且在垂直方向上大于最大垂直频率一半的频带，加到色度信号上去。由于被减的亮度信号在记录中沿时间轴得到处理(即沿水平、垂直和时间轴调制的信号)，该信号有如图6A所示的频谱特性并被送到控制开关SW1的选择触点a1。这里，输到第一多路转换器21选择端SEL的调制时钟输入是从MPG360产生的，而且，MPG360的运动与图2的MPG140相同。

在SAU353中，如图5B所示，作为调制器的第二多路转换器31，根据具有取样频率(如10MHz)的一半的频率的时钟信号(如5MHz)，在奇时钟间隔内选择不变信号(即第一HLPF的输出经其第一输入端(A)进入)，并在偶时钟间隔中选择零(即其接地的第二输入端(B))。这样，一个0MHz亮度信号调制到5MHz信号，且2.5MHz的亮度信号被调制到2.5MHz信号，从而把频率展开到5MHz的频带上。第二HHPF32，把0-5MHz亮度信号中相对其水平轴大于1MHz的亮度信号，从第二多路转换器31输出到第二垂直高通滤波器33。而且，第二VHPF33，只把亮度信号中频率在垂直方向上大于最大频率一半并在水平方向上大于1MHz的亮度信号，输出到第二减法器34的减数端。第二减法器34，从来自第二多路转换器31的全带宽亮度信号中，减去第二VHFF33的输出信号。从第二多路转换器31的输出中减去VHPF33的输出的原因是，由于场位移取样是沿时间轴进行的，故必须减掉在水平方向上大于1MHz且在垂直方向上大于最大垂直频率一半的频带，并且色度信号被加在该频带上。由于被减去的亮度信号是在记录中不受到时间上处理的信号，即它是水平和垂直调制的信号，该信号有图6B所示的频谱特性且被送到控制开关SW1的选择触点b1。这里，输入给第二多路转换器31的选择端SEL的调制时钟是在MPG360中产生的。MPG360的运动与图2所示的MPG140相同。

来自第二多路转换器31的亮度信号包括水平和垂直成分，而来自第二减法器34的亮度信号有具有受损交叉成分的低和高频成分。

控制开关SW1，根据电平检测器380输出的时/空控制信号T/S而从来自TAU352和SAU353的信号中选出一个，从而将信号输出到第三HHPF391和加法器398的第一输入端。第一场存储器392存储来自第三HHPF391的偶场的大于2.5MHz的高频亮度信号。在记录期间，由于信号未在奇场中展开并且是通过在偶场中被频率折叠而记录的，具有有限带宽并有来自HLPF351的低频亮度信号YL和交叉亮度信号YD的亮度信号(图6C)在奇场中被输出到加法器393的第二输入端及交叉滤波器396。

第一加法器393把存储在第一场存储器392中的偶场高频亮度信号加到来自第一HLPF351的奇场低频及交叉亮度信号上，从而把结果送到多路调制器400的第二输入端(B)。

交叉滤波器396的第四HHPF394把来自HLPF351的在水平方向上大于1MHz的亮度信号输出到VHPF395。随后，VHPF395把在水平方向上大于1MHz的亮度信号中对应于在垂直方向上大于最大频率一半的奇场交叉成分的亮度信号输出到第二场存储器397，以进行存贮。

第二加法器398，把控制开关SW1切换的偶场的折叠低频和高频亮度信号，加到存在第二场存储器397中的奇场交叉亮度信号上，从而把结果输出到多路转换器400的第一输入端(A)。当在奇场中30MHz的头切换信号为逻辑“高”时，多路转换器400选择其第二输入端(B)，从而选择第一加法器393通过补偿原始信号中的高频亮度信号而得到的输出。当头切换信号在偶场中为逻辑“低”时，多路转换器400选择第二加法器398通过补偿来自其第一输入端(A)的展开亮度信号中的交叉亮度信号而得到的输出。D/A转换器410把来自多路转换器400的数字亮度信号转换成模拟信号。

C分离器420从重放放大器310再现的复合视频信号中分离出色度信号，随后第二AM解调器430对色度信号进行AM解调，使之成为3.58MHz的色度信号。

复合视频信号发生器440以通常方式运行，以把来自D/A转换器410的亮度信号与来自第二AM解调器430的色度信号进行组合，以便形成标准的复合视频信号。

在上述根据本发明的视频信号交替折叠和/或展开电路中，为了把全带宽的视频信号折叠成有限带宽，在用折叠载波信号调制高频亮度信号之后，以场周期交替记录折叠在低频带亮度信号上的信号和原始信号，然后在重放期间通过频带补偿再现全带宽的视频信号，从而能降低信道间的交扰，提供高分辨率的清晰图象。

虽然本发明是结合其具体实施例进行显示和描述的，本领域的技术人员应理解，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明精神和范围的前提下，可对其细节在形式上作各种改变。

Claims (21)

1．在包括用于把带有色度信号和亮度信号的视频信号记录到具有有效有限带宽的记录介质上的记录装置(250)的视频记录装置中，一种视频信号的交替折叠电路，包括：

输入端(101)，用于接收视频信号；

频率折叠部分(130，140)，用于通过用折叠载波信号调制经所述输入端(101)输入的全带宽亮度信号中的高频亮度信号，并将该调制信号折叠在低频亮度频带上，来产生具有有限带宽的折叠亮度信号，以及

选择部分(180)，用于以预定周期交替选择来自所述频率折叠部分(130，140)的折叠亮度信号及从所述输入端(101)进入的亮度信号，并把选出的信号提供给所述记录装置(250)。

2．如权利要求1的视频信号交替折叠电路，其中所述频率折叠部分(130,140)包括：

水平高通滤波器(131)，用于从来自所述输入端(101)的全带宽亮度信号中水平地输出大于所述有限频带的高频亮度信号；

调制脉冲信号发生器(140)，用于产生调制脉冲信号；

调制器(132)，用于借助所述调制脉冲信号把来自所述水平高通滤波器(131)的高频亮度信号频移到所述有限频带中的所述低频亮度频带中；

水平低通滤波器(134)，用于输出来自所述输入端的所述亮度信号中有限频带内的低频亮度信号；以及

加法器(133)，用于把所述水平低通滤波器(134)的输出加到所述调制器(132)的输出上。

3．如权利要求1的视频信号交替折叠电路，

其中该交替折叠电路还在所述输入端(101)和所述频率折叠部分(130,140)之间，包括：模-数转换器(110)，用于把全带宽的视频信号转换成多位的数字视频信号；亮度信号分离器(120)，用于从所述数字视频信号中分离出全带宽的亮度信号；

其中所述频率折叠部分(130,140)用于用调制脉冲信号调制来自所述亮度信号发生器(120)的所述全带宽亮度信号中的高频亮度信号，以把调制的信号折叠到低频亮度频带上，从而产生具有有限带宽的折叠亮度信号；并且其中选择器(180)用于以预定周期交替选择来自所述频率折叠部分(130,140)的所述折叠亮度信号及来自所述亮度信号发生器(120)的所述全带宽亮度信号；

其中该交替折叠电路还包括数-模转换器(190)，用于把在选择器(180)中选定的亮度信号转换成模拟信号；以及

亮度信号记录器(200)，用于调制来自所述数-模转换器(190)的要记录到所述记录介质上的亮度信号。

4．如权利要求3的视频信号交替折叠电路，进一步包括：

色度信号分离器(210)，用于从输入复合视频信号中分出所述色度信号；

色度信号记录器(220)，用于幅度调制待记录到所述记录介质上的所述色度信号；以及

色度/亮度信号混合器(230)，用于混合来自所述亮度信号记录器(200)的所述亮度信号和所述色度信号记录器(220)的所述色度信号，以便把混合的信号提供给所述记录装置(250)。

5．如权利要求4的视频信号交替折叠电路，进一步包括：

运动信号检测部分(150)，用于从来自所述模-数转换器(110)的所述数字视频信号中检测运动信号；

运动信号记录器(172)，用于幅度调制来自所述运动信号检测部分(150)的所述运动信号；以及

亮度/运动信号混合器(173)，用于混合来自所述运动信号记录器(172)的所述运动信号和来自所述频率折叠器(130，140)的折叠亮度信号以把混合的信号提供给所述选择器(180)。

6．如权利要求5的视频信号交替折叠电路，其中所述视频折叠部分(130,140)包括：

水平高通滤波器(131)，用于水平输出来自所述亮度信号分离器(120)的全带宽亮度信号中高于所述有限频带的高频亮度信号；

调制脉冲信号发生部分(140)，用于产生调制脉冲信号；

调制器(132)，用于借助所述调制脉冲信号把来自所述水平高通滤波器(131)的所述高频亮度信号频移到所述有限频带内的所述低频亮度频带中；

水平低通滤波器(134)，用于输出来自所述亮度信号分离器(120)的所述亮度信号中的低频亮度信号；以及

混合器(133)，用于混合所述水平低通滤波器(134)和调制器(132)的输出。

7．如权利要求5的视频信号交替折叠电路，其中所述运动信号检测部分(150)包括：

帧延迟器(151)，用于把来自所述亮度信号分离器(120)的所述亮度信号延迟一帧；以及

减法器(152)，用于检测来自所述帧延迟器(151)的当前帧的亮度信号与前一帧的亮度信号之间的差信号。

8．如权利要求7的视频信号交替折叠电路，进一步包括电平检测器(160)，用于将来自所述减法器(152)的所述运动信号的电平与预定阈值进行比较，从而在所述运动信号大于所述阈值时输出表示空间分离亮度信号的逻辑低信号，并在所述运动信号低于所述阈值时输出表示时间分离亮度信号的逻辑高信号。

9．如权利要求8的视频信号交替折叠电路，其中所述调制脉冲信号发生部分(140)包括：

同步信号分离器(100)，用于从输入给所述模-数转换器(110)的所述复合视频信号中分离出水平和垂直同步信号；

判定器(141)，用于通过计数来自所述同步信号分离器(100)的所述水平和垂直同步信号来输出奇/偶帧鉴别信号、奇/偶场鉴别信号、及奇/偶行鉴别信号；

并行输入串行输出转换器(142)，用于输出用于水平频移的、具有等于取样频率一半的频率的时钟信号；

变化检测器(G2,12)，用于根据来自所述判定器(141)的所述奇/偶帧鉴别控制信号和所述奇/偶场鉴别控制信号，通过每当场或帧改变时检测其变化来复位所述并行输入串行输出转换器；

第一多路转换器(143)，用于通过根据来自所述电平检测器(160)的所述逻辑高信号选择来自所述并行输入串行输出转换器(142)的非倒相或倒相输出，来输出用于在时间上进行频移的调制时钟信号；

第二多路转换器(144)，用于通过根据来自所述判定器(141)的所述奇/偶行鉴别控制信号选择所述第一多路转换器(143)的所述非倒相或倒相输出，来把用于垂直频移的所述调制时钟信号输出到所述调制器(132)的控制端。

10．一种视频信号的交替展开电路，该电路在一包括一读出装置(300)的视频再现装置中，所述读出装置用于在交替地把折叠在有限频带上的全带宽视频信号和未折叠的原始信号以预定周期记录在具有有效有限带宽的记录介质上之后，以全带宽视频信号的形式再现所记录信息，所述交替展开电路包括：

频率展开部分(350,360)，用于把所述读出装置再现的信号中折叠在有限低频亮度频带上的高频亮度信号展开到其原先所占的高频频带；

选择部分(400)，用于按预定周期选择来自所述频率折叠部分(350,360)的全带宽亮度信号或由所述读出装置(300)再现的有效有限带宽的亮度信号。

11．如权利要求10的视频信号交替展开电路，

其中该视频信号的交替展开电路还在所述读出装置(300)和所述频率展开部分(350,360)之间包括读出装置(300)，用于再现记录在所述记录介质上的信息；亮度信号再现器(320,330)，用于通过解调所述读出装置(300)所再现的信息来再现亮度信号；和模-数转换器(340)，用于把所述亮度信号再现器再现的亮度信号转换成数字亮度信号；

其中所述频率展开部分(350,360)用于把来自所述模数转换器(340)的、折叠在有限带宽的低频亮度频带上的高频亮度信号展开到其原先所占的频带；

其中所述选择部分(400)用于按预定周期交替选择来自所述频率展开部分(350,360)的、包括低和高频成分的所述全带宽亮度信号和所述读出装置再现的、包括低频及交叉亮度信号的所述有限带宽亮度信号；

其中该交替展开电路还包括频率补偿部分(390)，用于当所述选择器(400)选出的信号为所述频率展开部分的输出时把所述交叉亮度信号与来自所述读出装置(300)的所述频率展开部分(350,360)的输出相混合，并在选出的信号为来自所述读出装置(300)的所述有限带宽亮度信号时把所述频率展开部分输出中的所述高频亮度信号与所述有限带宽度信号相混合；以及数-模转换器(410)，用于把所述频率补偿部分(390)的输出信号转换成模拟信号从而输出该转换信号。

12．如权利要求11的视频信号交替展开电路，进一步包括用于通过调制所述读出装置(300)所再现的信息来再现色度信号的色度信号再现器(420,430)。

13．如权利要求12的视频信号交替展开电路，进一步包括：

运动信号分离部分(370)，用于通过把来自所述模-数转换器(340)的数字视频信号频移到预定频带来分离运动信号；

电平检测器(380)，用于把来自所述运动信号分离部分(370)的所述运动信号的电平与预定阈值相比较，从而当所述运动信号大于所述阈值时输出逻辑高信号，代表在空间上分离的亮度信号；并在所述运动信号低于所述阈值时输出逻辑低信号，它代表在时间上分离的亮度信号。

14．如权利要求13的视频信号交替展开电路，其中所述运动信号分离部分(370)包括：

水平低通滤波器(371)，用于输出来自所述模-数转换器(340)的所述数字信号输出中低于预定频带的所述低频亮度信号；以及

解调器(372)，用于通过对来自所述水平低通滤波器(371)的信号进行包络检波来检波所述运动信号。

15．如权利要求14的视频信号交替展开电路，其中所述频率展开部分(350,360)包括：

第一频率展开器(352,360)，用于把来自所述模-数转换器(340)的折叠在所述有限低频亮度频带上的所述高频亮度信号时间展开到其原先所占的频带上；

第二频率展开器(353,360)，用于把来自所述模-数转换器(340)的、折叠在所述有限低频亮度频带上的所述高频亮度信号空间展开到其原先所占的频带上；

开关装置(SW1)，用于根据所述电平检测器的运动输出量选择所述第一(352,360)或第二(353,360)频率展开器，并把选定的信号输出到所述频率补偿部分(390)。

16．如权利要求15的视频信号交替展开电路，其中所述第一频率展开器(352,360)包括：

调制器(21)，用于根据调制脉冲信号，把来自所述模-数转换器(340)的、折叠在所述低频亮度频带上的所述高频亮度信号频移到其原先所占的频带上；

调制脉冲发生部分(360)，用于产生所述调制脉冲信号；

水平高通滤波器(22)，用于输出来自所述调制器(21)的在水平方向上大于第一预定频带的亮度信号；

垂直高通滤波器(23)，用于输出来自所述水平高通滤波器(22)的所述亮度信号中在垂直方向上大于最大垂直频率一半的亮度信号；以及

减法器(24)，用于从来自所述调制器(21)的全带宽的所述亮度信号中减去所述垂直高通滤波器(23)的输出。

17．如权利要求15的视频信号交替展开电路，其中所述第二频率展开部分(353,360)包括：

调制器(31)，用于根据调制脉冲信号，把来自所述模-数转换器(340)的、折叠在所述低频亮度频带上的所述高频亮度信号频移到其原先所占的频带上；

调制脉冲发生部分(360)，用于产生所述调制脉冲信号；

水平高通滤波器(32)，用于输出来自所述调制器(31)的在水平方向上高于第二预定频带的亮度信号；

垂直高通滤波器(33)，用于输出来自所述水平通滤波器(32)的所述亮度信号中在垂直方向上大于最大垂直频率一半的亮度信号；以及

减法器(34)，用于从来自所述调制器(31)的全带宽的所述亮度信号中减去所述垂直高通滤波器(33)的输出。

18．如权利要求15的视频信号交替展开电路，其中所述频率补偿部分(390)包括：

连到所述开关装置(SW1)的水平高通滤波器(391)，用于输出所述高频亮度信号；

第一场存储器(392)，用于存储来自所述水平高通滤波器(391)的高频亮度信号；

第一加法器(393)，用于把所述第一场存储器的输出与所述模-数转换器的输出相混合；

与所述模-数转换器(340)相连的交叉滤波器(396)，用于对存在交叉成分的频带的亮度信号进行滤波；

第二场存储器(397)，用于存储来自所述交叉滤波器(396)的所述交叉成分的所述亮度信号；

第二加法器(398)，用于把所述开关装置(SW1)的输出与存储在所述第二场存贮器(397)中的所述交叉成分的所述亮度信号相混合。

19．如权利要求16的视频信号交替展开电路，其中所述调制脉冲发生部分(360)包括：

同步信号分离器(331)，用于从输入给模-数转换器(340)的所述复合视频信号中分离出水平和垂直同步信号；

判定器(361)，用于通过计数来自所述同步信号分离器(331)的所述水平和垂直同步信号，输出奇/偶帧鉴别信号、奇/偶场鉴别信号、及奇/偶行鉴别信号；

并行输入串行输出转换器(362)，用于输出其频率为用于水平频移的取样频率的一半的时钟信号；

变化检测器(G12,I11)，用于根据来自所述判定器(361)的所述奇/偶帧鉴别控制信号及所述奇/偶场鉴别控制信号，通过在当场或帧变化时检测变化来复位所述并行输入串行输出转换器；

第一多路转换器(363)，用于根据来自所述电平检测器(380)的所述逻辑高信号，通过选择来自所述并行输入串行输出转换器(362)的非倒相或倒相输出，输出用于在时间上频移的调制时钟信号；

第二多路转换器(364)，用于根据来自所述判定器的所述奇/偶行鉴别控制信号，通过选择所述第一多路转换器(363)的非倒相或倒相输出，把用于垂直频移的所述调制时钟信号输出到所述调制器。

20．在用于借助记录装置把包含色度信号和亮度信号的视频信号记录到具有有效有限带宽的记录介质上并借助读出装置把所记录的亮度和色度信号再现成全带宽视频信号的视频记录/再现装置中，一种视频信号的交替折叠/展开电路，包括

输入端(101)，用于接收视频信号；

频率折叠器(130,140)，用于借助调制脉冲信号调制从所述输入端接收的全带宽亮度信号的高频亮度信号，并通过把该调制信号折叠到低频亮度频率上来产生有限带宽的折叠亮度信号；

第一选择器(180)，用于以预定周期交替选择来自所述频率折叠器的折叠亮度信号和来自所述输入端的所述亮度信号，以把选出的信号输出到所述记录装置；

频率展开器(350,360)，用于在所述读出装置再现的信号中展开折叠在所述有限低频亮度频带上的所述高频亮度信号以使所述折叠高频亮度信号具有其原先占用的频带；以及

第二选择器(400)，用于以预定周期选择来自所述频率折叠器的全带宽的所述亮度信号，和由所述读出装置再现的有效有限带宽的所述亮度信号。

21．如权利要求20的视频信号交替折叠/展开电路，

其中该交替折叠/展开电路在所述输入端(101)和所述频率折叠器(130,140)之间包括：第一模-数转换器(110)，用于把所述全带宽视频信号转换成多位数字视频信号；亮度信号分离器(120)，用于从所述数字视频信号中分离出全带宽的亮度信号；

其中所述频率折叠器(130,140)用于借助调制脉冲信号调制来自所述亮度信号分离器的所述全带宽亮度信号中的高频亮度信号，以把该调制信号折叠到低频亮度频带上，从而产生有限带宽的折叠亮度信号；所述第一选择器(180)用于以预定周期交替来自所述频率折叠器的所述折叠亮度信号和来自所述亮度信号分离器的所述全带宽亮度信号；

其中该交替折叠/展开电路还包括第一数-模转换器(190)，用于把所述第一选择器中的选定亮度信号转成模拟信号；和亮度信号记录器(200)，用于调制待记录到所述记录介质上的、来自所述第一数-模转换器的所述亮度信号；

其中该交替折叠/展开电路还包括：

亮度信号再现器(320，330)，用于解调由所述读出装置再现的信息，以再现所述亮度信号；第二模-数转换器(340)，用于把来自所述亮度信号再现器的再现亮度信号转换成数字亮度信号；

其中所述频率展开器(350,360)用于把来自所述第二模-数转换器的、折叠到有限低频亮度频带上的所述高频亮度信号展开到其原先所占的频带上；

其中所述第二选择器(400)用于以预定周期交替选择来自所述频率展开器的、含有低和高频成分的全带宽的所述亮度信号和由所述读出装置再现的、含有低频和交叉亮度信号的有限带宽的所述亮度信号，

其中该交替折叠/展开电路还包括频率补偿器(390)，用于当所述第二选择器选择所述频率展开器的输出时把来自所述读出装置的所述交叉亮度信号与所述低频和高频亮度信号相混合，并在选择来自所述读出装置的有效有限带宽的所述亮度信号时将来自所述频率展开器的所述高频亮度信号与所述低频和交叉亮度信号混合；和

第二数-模转换器(410)，用于把所述频率补偿器的输出信号转换成模拟信号以进行输出。

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