CN1056211A - 一种多功能电视系统 - Google Patents

Abstract

一种多功能电视系统，它包括多功能电视的摄 制、记录、发射和接收的方法和设备。它主要是采用 一种既可以传送立体电视节目，又可以传送高清晰度 电视节目的立体、高清晰度电视通用信号系统和使用 在同一机箱内同时安装了接收及处理4∶3和2∶1 图象宽高比的立体电视节目、高清晰度电视节目及普 通电视节目的电路的电视机，而且可根据节目内容需 要在立体和高清晰度画面之间来回切换，并采用4声 道立体声伴音。这一系统与现有电视系统如 NTSC、PAL、SECAM等世界主要电视制式完全兼 容，并可实现双画面、静止画面等多种功能。

Description

本发明涉及一种多功能电视的摄制、记录、传送和接收的方法及设备。

立体和高清晰度电视是两种新型电视系统，它们可以使观看者得到更加真实的艺术享受，随着人们生活水平的不断提高，要求得到更高质量的艺术欣赏和身临其境的感觉，电视的立体化和高清晰度化，将是必然的发展趋势，而立体和高清晰度电视在医学和电脑方面的应用就更加重要了。现在日本、美国、荷兰等许多国家都在研究立体和高清晰度电视，有的样品已达较高水准，如1988年第12期《无线电》上刊登的“发展中的立体电视”一文介绍的日本东芝公司88年推出的立体电视设备，就是由两个镜头的电视摄象机通过开关电路控制两个镜头交替拍慑景物，每个镜头一秒钟摄取30帧，用这样的方法制取立体录象播放时，来自两个镜头的图象交替呈现再电视屏幕上，观看者戴一副有液晶眼镜的头盔，通过馈线和录象机相连，控制眼镜与摄象时的摄象机同步切换和遮档画面，使左、右眼分别看到的是左面镜头和右面镜头分别拍摄的图象，即立体图象。又如美国利泼吞公司为了克服东芝公司立体电视由于帧频低，每只眼睛每秒只能看到30帧画面，从而造成的轻微闪烁感而推出的用高速摄象机进行拍摄及发射和接收均采用每秒120帧图象的立体电视系统。在高清晰度电视方面，最有名的是日本广播协会研究的每帧1125行，每秒扫描60场、2∶1隔行扫描，图象宽高比为16∶9的电视制式及其设备，这再1988年第12期《电子世界》上刊登的“电视技术的发展趋向”一文有过介绍。总之现在已有多种立体和高清晰度电视系统在研制和试播的过程中，但终因多种原因均未能普及，原因多种多样，有的因扫描速度低，频幕有闪烁感，有的频带太宽，给传送和接收过程造成诸多麻烦，有的立体电视虽在原有带宽内编码，但编码过于牵强，立体信号与亮度、色度信号相互串扰，有的图象质量虽较高，但与现有制式兼容性能太差等等，到目前为止仍没有一种立体或高清晰度电视系统能够推广普及。而立体和高清晰度电视从一开始就分别进行研制已形成两个不同系列的趋势，这样也使它们的发展分别受到了限制，甚至相互竞争。问题的征结在于很难找到一种方法，使一个系统既能传送立体电视节目，又能传送高清晰度电视节目，同时又不大幅度的增加信号带宽，使系统变得复杂，且还必须与现有电视系统尽可能的兼容，以便能够逐步过渡趋向普及。

本发明的目的就是提供一种完全建立在现有技术基础上的电视节目的摄制、记录、传送和接收的新方法及其使用这一方法的多功能电视系统，它既可以用来传送和接收高质量的立体电视节目，又可以用来传送和接收高清晰度电视节目，并可以用2∶1或4∶3两种图象的宽高比来实现上述节目的传送，且还能与现有主要电视制式如NTSC、PAL、SECAM等完全兼容。

本发明的目的是靠以下技术方案来实现的。

我们知道无论立体还是高清晰度电视节目，它们都有一个共同点，就是它们都必须成倍的增加信号带宽，以增加信号传送量，才能做到在屏幕上顺序高速播放相当于两个普通电视画面的立体电视和只有增加水平象素和垂直扫描行数才能达到的高清晰度画面。根据这个原理，我们可以采用同一个较大容量的信号系统来传送这两种信号。方法是，在摄制相同或不相同图象高宽比的立体及高清晰度电视节目时，可以将它们的摄象单元信号带宽设计成相同的，或虽拍摄时不同但可以用电路处理后相同，并且让它们的扫描总行数相等或相关，然后在能够比较容易恢复的前题下把上述立体、高清晰度电视信号分别用图象处理电路转换成结构、调制方式完全相同的一种立体、高清晰度电视通用信号，它可以是现有的某种电视信号，或是它们的某种组合，这种通用信号就可以采用同一个专用录象机进行记录，用完全相同的发射设备进行发射，并用一个多功能电视机进行接收。这样，电视台可以用同一套发射设备既可以发射高清晰度电视节目，又可以发射立体电视节目。观看者用同一部电视机也可收看这两种节目或是它们的组合，从而大大丰富了电视节目的表现手段。多功能电视接收机是在同一机箱内同时安装了接收及处理不同图象宽高比的立体电视节目的电路和接收及处理不同宽高比的高清晰度电视节目的电路，这两部分电路可以是公用的，也可以不公用，且装有由微机控制的图象存储处理电路，并使用同一只高清晰度显示器将立体电视节目和高清晰度电视节目分别显示出来。

例如我们可以拍摄4倍普通电视信号带宽的2∶1或4∶3图象宽高比的立体和高清晰度电视信号，并利用电视图象的相关性原理将其压缩为2倍普通电视信号带宽，这样我们就可以把它们统统转变成两个同步的普通电视信号，其中4∶3宽高比的立体电视是直接用两路普通电视信号分别传送左、右视道图象而形成的。4∶3宽高比的高清晰度电视可采用普通电视每帧图象总行数一倍的帧扫描行数，并利用两路普通电视信号分别传送每场等于普通电视一帧图象行数的单数场和双数场。2∶1宽高比电视图象的每场是直接利用普通电视每帧图象总行数的2/3而形成的，即用普通电视两帧图象来传送2∶1宽高比图象整三场。上述这些信号可用两套普通电视信号发射机采用两个不同频率的标准电视频道同时传送，并可以让两个频道或其中的一个频道所传颂的信号普通电视可以接收并形成普通电视节目。这样既做到使实际传送信号的频带宽度增加一倍而不给设备提出过高的要求，又做到不同图象宽高比的立体电视。高清晰度电视和普通电视完全兼容，接收机只要采用两套高频、中频电路和两个可以是NTSC、PAL或是SECAM等制式或同时兼有的解码器的双通道结构，同时接收两路信号，并使用由单片微型计算机做为中央控制器控制的由若干可寄存整场或整帧图象的图象存储器，利用图象存储器存取方式的不同，配合同步及扫描形成电路在中央控制器控制下产生相应的扫描就可以恢复并达到所需要的图象，而这一过程的实现可以由单片机及其软件程序来灵活的完成。在这个过程中2∶1宽高比的电视图象的传送方法是将约等于普通电视节目两帧图象总行数的2∶1宽高比的三场图象转变成普通电视两帧来传送，其中两个2∶1宽高比整场信号直接放在普通电视两帧图象每帧总行数的中间部分传送，剩下的一场2∶1宽高比图象分成四条放在普通电视两帧图象的上、下余下的两边来传送，为了让边上所传送的信号不在普通电视上显示出来，还必须将上下两边传送的四条信号在传送前对除同步信号外的部分进行隔行反向处理。在接收机中恢复上述信号时再进行相反方式的处理。伴音部分可直接利用两路普通电视信号的两个伴音信号的位置传送两路兼容制双伴音信号，形成四声道立体声伴音。另外本系统电视机在接收立体电视节目时需戴眼镜观看，为了使眼镜不妨碍观看者观看非立体电视节目和做其它事情，我们在红外遥控液晶眼镜上装了视角限制器和信号强度阀门电路，限制红外遥控信号从眼镜前方以一定强度照射在红外传感器上从而在观看者转头、低头、仰头和离开观看适合位置及电视没有立体节目不发射立体遥控信号时，液晶眼镜不工作，双片均为透明，因而给观看者带来方便。

为了适合采用两路普通电视信号传送立体、高清晰度电视节目的需要，记录这种信号的专用录象机必须采用由两组完全相同的视频电路和一套机械结构构成的双通道录象机，它的磁鼓上所装的若干视频磁头，每个是由两个小的视频磁头紧密组装在一起构成的，能在录象磁带上同时产生两个靠得很近的视频磁迹，同时记录和读出两路普通电视信号的双通道磁头构成。

本发明的优点是：（1）与现有电视系统完全兼容，即2∶1与4∶3图象宽高比的立体、高清晰度电视节目与普通电视节目互相之间完全兼容，并适合于NTSC、PAL、SECAM等世界主要电视制式，从而为立体、高清晰度电视的逐步普及铺平了道路。由于本系统采用两个标准电视频道传送，而世界上现有电视台绝大多数是用不同频率发射两套以上电视节目的，这样就可以在现有发射设备几乎不变的情况下立刻在全世界开使播放立体和高清晰度电视节目。（2）由于立体和高清晰度电视使用同一电视系统，和使用在无立体信号时双眼自动变透明的液晶立体电视眼镜，使得电视观众可以根据喜好，电视节目制做人可以根据节目内容的需要安排和观看立体或高清晰度电视节目，甚至可以在同一电视片里在需要细致表现人或物和特定气氛时用高清晰度画面，而在需要有身临其境的感觉如惊险、恐怖或宏伟场面时用立体图象，并可根据情节需要在瞬间来回切换，从而大大开拓了电视节目的表现手段。（3）由于这一系统采用两个标准电视频道而不是一个宽带信号系统，从而对设备和器件没有任何过高的要求，再加上现在市场上大规模集成电路存储器的价格一跌再跌，使得这一系统的电视接收机的大规模生产在技术上没有任何障碍，并可完全在现有电视工业的基楚上进行。由于普及型4∶3宽高比多功能电视机采用CCD器件做模拟图象存储器，免除了高速A/D、D/A变换器，不用对图象信号进行数字量化，从而图象存储器的单元数可减少一个数量级，可使整机价格降至与普通电视在同一等级，以形成与普通电视强有力的竞争地位。同时因为对全世界现有电视台和发射设备几乎不用改造就可以利用所以这一系统在经济上是可行的和合理的。（4）由于红外遥控液晶眼镜上装有视角限制器和信号强度阀门电路，使得观看者转头、低头、仰头或离开观看适合位置和矩离时及电视播放非立体节目时眼镜双片都变透明从而不影响观看者相互交谈、观看其它电视节目和做其它事情。（5）由于2∶1图象宽高比的电视节目采用75场/秒（NTSC制为90场/秒）的高速场频，所以完全解决了普通电视场频低而造成的闪烁感觉。

下面结合附图和实施例对本发明作近一步的说明。

图1是4∶3图象宽高比的多功能电视机的电路原理框图。

图2是2∶1图象宽高比的多功能电视机的电路原理框图。

图3是4∶3图象宽高比立体电视摄象机电路原理框图。

图4是4∶3及2∶1图象宽高比高清晰度电视摄象机电路原理框图。

图5是2∶1图象宽高比立体电视摄象机电路原理框图。

图6是CCD模拟图象场寄存器工作原理示意图。

其中：47-信号输入;48-写入时钟脉冲;49-纵向移位脉冲;50-读出时钟;51-信号输出;52-第三行电视信号;53-第二行电视信号;54-第一行电视信号;55-未储存信号存储单元;56-已储存信号存储单元。

图7是4∶3图象宽高比的立体、高清晰度电视和2∶1图象宽高比立体电视图象的基本象素排列和利用图象相关性恢复的高清晰度扫描行的示意图。

其中：57-单数行取样位置;58-双数行取样位置;59-利用相关性恢复的高清晰度扫描行;60-样值点;61-被恢复的原取样值;62-利用相关性产生的新样值。

图8是2∶1图象宽高比高清晰度图象的基本象素排列和利用图象相关性恢复的高清晰度扫描行的示意图。

其中：63-第一场每行取样位置;64-第二场每行取样位置;65-第三场每行取样位置;66-利用相关性恢复的高清晰扫描行;67-被恢复的原取样值;68-利用相关性产生的新样值。

图9是视频信号及其被反相后的对比示意图。

图10是2∶1宽高比的图象在4∶3宽高比图象中的位置示意图。

图11是4∶3宽高比的图象在2∶1宽高比图象中的位置示意图。

图12是液晶眼镜上的视角限制器结构示意图。

图13是多功能电视机场扫描锯齿波对比示意图。

其中：c-普通电视场扫描锯齿波;d-立体电视场扫描锯齿波;M-普通电视场周期;N-2∶1图象宽高比电视节目场周期。

图14是专用录象机磁鼓及其双通道磁头的工作原理示意图。

本系统的摄制和接收设备只要装有相应的编码器和解码器及采用相应的扫描制式就可以完全适用于NTSC、PAL、SECAM等世界主要电视制式，在接视机中如果装有多个不同制式的结码器还可以形成多制式，但为了叙述方便以下主要以我国采用的PAL制为例进行说明。

（1）4∶3图象宽高比的多功能电视接收机的基本原理。其框图如图1所示，它的高频、中频和视频部分的工作原理是，先由带有UV混合器1的全频道电视天线接收信号，然后经分配器2供给两个电控调谐器3形成两个信号通道，即基本电视信号通道（优先通道）和专用信号通道，这两个信号的不同可以用载波频率高低不同来区分。由于需要接收的两个标准电视频道是任意的，所以两个调谐器是由与中央控制器18相联的配对频道搜索电路4控制的。为了防止两路信号相互干扰，两路采用不同的中频频率。因为两路信号是通过不同频率载波传送的，所以两路信号的强弱也是不同的，必须经过与两个中放检波级5相联的双通道信号电平平衡电路6，用比较器对两路信号的平均值进行检测，并通过两个通道的AGC电路进行调节。经过中放捡波的两路视频信号分别送解码器8进行解码，解码器可以是NTSC、PAL、SECAM等不同制式的甚至可以是同时有成为多制式的。经解码器解出的两路亮度及其色差信号Y、R-Y、B-Y分别直接存入由中央控制器18控制的移位寄存器型，电荷偶合器件CCD（也可以用BBD器件）面阵组成的模拟量场寄存器组9与存储控制器10组成的图象存储处理电路。每个CCD场寄存器用约2/3的存储空间存亮度信号，用约1/3的空间存两个色差信号。比如每行图象Y信号用720个样值表示，U和V信号均用180个样值表示。这样每个通道用4个CCD场寄存器组成两个交替存入整帧图象的图象存储单元，场CCD面阵的结构和工作原理如图（6）所示。信号由第一行输入，该行的信号转移由写入时钟脉冲48控制，中间各行相当于把移位寄存器竖起来，它们的信号转移，由纵向移位脉冲49控制。当第一行被存满后，纵向移位脉冲来一次，使整行存储的信号全部下移一行，并使第一行空出，以便在第二组写入时钟脉冲到来时继续存储下一行信号。依此继续下去直至存满一场为止。信号由面阵的最下一行输出，该行的信号转移由读出时钟脉冲50控制。它的垂直列数是以每行图象的基本象素数决定的如可以取720个，每列的长度以有效行数来决定如可以取288行。存储过成是以普通电视行频速度存入整场或整帧图象信号，而以双倍的频率读出。读出是在两个通道CCD图象寄存器组之间进行的，即以双倍行频交替把两路普通电视信号合成一路立体或高清晰度电视节目并进行必要的处理。得到的一路亮度和两色差信号经矩阵电路11解出R、G、B信号送视放末极。显象管12采用具有高解象力的显象管，并使用低残留影像的荧光粉，以便可兼顾高清晰度和立体电视节目。

同步与扫描部分是从两路中放检波5后取得两路全电视信号通过识别电路7中的比较器对两路（也可能是一路）同步信号和图象信号的低频部分是否完全相同进行判别，确认其亲缘关系，并识别其可能有的在场消隐期以数字方式传送的控制信号和场单元同步信号，送中央控制器用来起动相应的控制程序。同步电路只取出基本通道一路信号并进行比常规的处理精度更高的同步处理，然后再由中央控制器18相连的扫描形成电路13中的倍频器产生普通行频二倍的高速行频及激励行输出的推动脉冲，这就是该机的行扫描频率。场扫描电路除了能产生用于普通电视节目的50场/秒逐行扫描外，还由倍频器产生二倍普通电视场频的用于立体电视节目的50帧.100场/秒隔行扫描（如图13d所示）及用于高清晰度图象的1250行/帧偶数行扫描所需要的双数场滞后半行的有间歇的场扫描锯齿波（前面提到过的1249行/帧是为了摄像时隔行扫描的信号发生方便，当然也可以采用1250行/帧。图象是按1250行设计的，因为图象存储只存储有效行，所以行数多或少一、二行是无所谓的。现在或以后提到的增加或减掉一行或半行是在场消隐期内的，并且是在混入色同步之前或是色解调之后。）下面重点谈1250行隔行扫描的实现。首先是由一个以脉宽鉴别电路为主要结构的帧同步鉴别器，鉴别场同步到来时其最后一个行周期为一行还是半行，从而识别是半帧场同步还是帧同步。此外还需要一个与正常行频（指二倍普通行频）滞后半行的行频，让它与正常行频一起形成两相行频时钟，用一个二选一开关控制这个时钟去触发一个对行频进行计数的计数器控制的线性积分器产生单个场扫描锯齿，并在每个锯齿末尾都留有一个微小的间歇量用来给滞后的锯齿再恢复原位置时留出余地。比如产生周期为624行的单个场锯齿信号，后面留出一行做为间歇量。电路根据帧同步鉴别器给出的信号来控制二选-开关决定用正常或是滞后半行的时钟去触发计数器产生单个锯齿波，这样就可产生一系列连续的由滞后半行和不滞后场交替组成的场扫描锯齿波，如图13e所示，其中从左数第一个完整锯齿为正常锯齿，第二个锯齿为滞后半行锯齿。扫描形成电路13还产生相应的枕形校正的抛物波等，最后通过行输出14及场输出15推动偏转线圈。由于场频非常低，行频也很低。如二倍行频也不过30KH_z左右，所以以上扫描波形的实现不论采用什么办法都是很容易实现的。

识别电路7还有控制信号识别的重要作用，用于识别在场消隐期如20、21行或333、334行（或在色同步后消隐脉冲期）以数字型式插入的有关配对频道位置、节目类型（如立体、高清晰度、图象宽高比、扫描方式）、伴音类型及多场同步等控制信号，并通过中央控制器18运行相应的程序以控制接收机恢复并显示相应的节目。这种方法也是允许的因为国际上规定在场消隐期17、18行及330、331行为测试行而数据信息放在20、21及333、334行中传送，在数据行中也可以用来向观众传送遥控和遥测信号，如在屏幕上显示发射台标志、起动和关掉录象机的信号等。同步与扫描部分还包括一个液晶眼镜同步信号发生器16及其红外遥控信号发射器17，用于遥控观看立体电视节目时用的液晶眼镜。当有立体节目时中央控制器18控制红外发射器17发射与节目场频相同的红外同步控制信号。

伴音电路可直接接收两种形式的伴音，一是利用两个频道的普通伴音信号直接传送左、右（L、R）声道信号，并按两路信号载波高低来区分左、右声道。二是在普通伴音频带上端两倍行频处（31.5KH_z）再设一个超音频副载波，把要传送的副声道S＝L-R以调频方式调制在该副载频上。然后再把主声道M＝L+R和已调的副载频一起用调频制调到电视射频副载频上，形成标准的兼容制立体声双伴音，即用立体声接收设备可接收普通伴音，普通电视也可接收立体伴音，但只能形成普通伴音广播。由于伴音的频谱窄，这样做是完全允许的。从而两个频道电视信号就可以形成四路立体声（也可能是两路）以达到较强的临场感。伴音电路是在两路图象中放级5取得两路伴音信号，经伴音中放级22进行接收制式所规定的伴音中频如PAL为6.5MH_z的中放捡波，然后分别送立体声解码器23进行解码，解出四个声道信号，经四路伴音低放级24放大后，再经自动扬声器配置开关25推动四个扬声器26。扬声器可按前三后一布置。如果是一路立体声或是两路普通伴音组成的立体声伴音经自动扬声器配置开关25转换只推动左、右两个扬声器工作，形成普通两声道立体声伴音。

伴音部分还可以包括一个立体伴音发射器，它只把左、右两个声道信号直接调制在两个不同超短波载频上，用微功率进行发射。它与装在液晶眼镜上的接收电路及立体声耳机配合，可以在需要时欣赏更佳的立体视、听效果。

中央控制器18由八位单片机和附加电路组成。电视机的所有控制功能的程序，包括接收不同节目（如立体、高清晰度、双画面等）的程序都是存在微机内部的存储器中。开机启动之后它通过识别电路识别接收信号、发出控制指令及通过控制母线去控制自动配对频道搜索电路、图象存储及控制器、同步及扫描形成电路等，同时还接收并识别使用者给出的键盘操作命令并运行相应的程序。此外中央控制器还有数字合成方式的调谐器节目预选、记忆、配对频道搜索、频道显示等功能。

（2）4∶3宽高比立体电视节目的形成。用两个由同一扫描发生器提供扫描信号、完全同步的高清晰度摄象单元33构成的镜头相距为2.5英寸，两镜头焦距连动整体设计安装在一起的立体高清晰度专用摄象机，工作原理如图3所示。同时拍摄同一景物，取得两路同步的信号带宽为12MH_z（NTSC制为8.4MH_z）每帧625行、每秒25帧的隔行扫描电视图象信号，即立体电视图象。这种图象的水平解象力是普通电视节目的一倍。由两路摄象单元33输出的三色信号R、G、B经矩阵电路35转变为亮度和两个色差信号Y、R-Y、B-Y，对两路的色差信号经低通滤波器36进行低通处理后每路信号都由一个高速采样保持电路37对其亮度信号进行取样，每行按普通电视基本像素数进行取样，并且单数场和双数场取样脉冲互为反相，也就是说每帧图象两场中双数场的取样时间比单数场滞后半个取样周期，即双数场所取的样值在水平方向上恰是单数场所取的所有样值间的间隔。如图7所示。这种象素的排列方式如果使用固态CCD摄象器件，可直接在器件制造时形成。经过高速采样保持电路37输出的两路亮度信号分别经编码器38与它们自己的色差信号一起编码（编码器可以是NTSC、PAL、SECAM等不同制式的，也可以是多制式的），编码时两路使用由同一同步信号发生器39产生的同步信号并分别加入由与同步信号发生器相连的、控制信号发生器40产生的控制信号形成两路信号带宽为6MH_z的普通全电视信号（FBAS），即立体全电视信号。这种信号的每一路和普通电视信号的唯一区别是：它能保证组成每帧图象的两场图象上的每个对应点在水平方向上相差半个基本象素的位置。当然也可以用两部信号带宽为6MH_z的普通摄象机拍摄由两路普通电视信号组成的立体图象，这种立体图象的水平解象力将只相当于普通电视。

立体电视信号的发射是同时用两套使用同一同步信号的电视信号发射机，用不同频率的载波，即用不同的两个电视频道发射出去。

在接收立体电视节目时，接收机用带有U.V混合器的全频道电视天线1进行接收，通过分配器2供给两个电控调谐器3，两个调谐器是由与中央控制器18相连的配对频道搜索电路4控制下工作的。当电视机开机启动之后，已被选定某一频道的基本电视通道首先开始工作，接收一个频道的电视节目。接收机通过后部的识别电路7分离出控制信号，经同步及扫描形成电路13送中央控制器识别，解出其配对频道所在位置、节目类型等控制信号内容，启动相应的控制程序，同时从记忆存储器中找出代表相应频段和频道的数字码送配对频道搜索电路4中的D/A变换器。代表频段的数码直接供给电控调谐器3，使调谐器工作在相应的频段。代表频通的数字码经D/A变换后输出的直流电平经低通滤波后驱动电控调谐器3选定相应的频道，并由AFT电路进一步稳定其工作。如果识别电路7没有发现控制信号，则中央控制器18通过D/A变换器驱动另一调谐器按固定的程序自动检索，频率自基本电视信号所在频道向高端检索，并在中放后的识别电路7中对所遇到的电视信号与基本电视通道的信号的低频部分及同步信号进行比较，一但遇到均相同者，即属同一节目的两路信号，使搜索调谐器固定下来并显示双通道电视节目标志，以便人为的加以进一步的调节。如没有发现配对频道则显示普通电视节目标志并启动相应的控制程序。

自动节目预选的工作原理与上面方法相似，当启动自动节目预选程序后，基本电视通道的调谐器由第一频道开使自低向高端自动检索，当检到一个电视台节目后，先把D/A前的有关数据量与以存入记忆存储器的原有电台数据进行比较，如没有相同的就存入记忆存储器，然后将节目计数增加一位，并且在这个频道停留几秒钟显示其节目内容，直到把整个电视频段扫描一遍后回到原频道或者中途被人为选定某一频道节目。

被两个调谐器3选定的两路信号分别经中放、检波进入解码器8解出两路亮度和它们的色差信号Y、R-Y、B-Y，直接存入个自的由CCD器件构成的模拟场图象存储单元暂存。从图象存储器9中取信号时是以二倍存入速度以场为单位交替从两路已存图象存储区中取出图象，按左第一场、右第一场、左第二场、右第二场……等的顺序读取信号，实际上每个CCD场存储器在存满一场后都要首尾相接形成闭路循环，循环两遍，也就是说每场信号读两遍，一遍与上一场同时读，一遍与下一场同时读。而且在双数场读信号时让每行读取的信号滞后半个样值周期，即恢复每帧图象双数场读取的样值在水平方向上正好落在单数场每个样值间空出的间隙上的原位置关系。这样就可以由一个特殊的电路在每取出一个样值，用这个样值形成一个象素然后再用这个样值与上一场对应行对应位置的样值求平均后再产生一个新的样值放在它后面，从而使样值数增加一倍，填补由于发送前对信号进行取样时舍去的那一半信号带宽，即对图象进行二维处理来恢复在发送前被压缩一半的原信号带宽。所谓对图象的二维或三维处理是指利用图象的相邻行或相邻帧之间存在的相关性来进行处理，利用帧内的相邻行信号进行处理称为二维处理，利用帧之间的相应行信号进行处理称为三维处理。经以上方法取出的被合成为一路的亮度和两色差信号通过具有12MH_z以上带宽的矩阵视放末级11，并使用普通电视节目两倍的水平和垂直扫描速度交替呈现在高清晰度荧光屏12上，形成左、右通道图象各25幅/秒，隔行扫描的立体电视节目，且图象的水平解象力比普通电视节目有较大幅度的提高。

观看立体电视节目是用红外遥控的液晶眼镜观看，液晶眼镜接收电视机上红外发射器17发射的红外遥控信号与电视机同步顺序切换（遮挡）左、右眼，以达到左、右眼分别观看不同的两个通道的图象的目的，即立体图象。在液晶眼镜框架上装有如图12所示的红外传感器70、视角限制器69和信号强度阀门电路及其液晶镜片驱动电路。视角限制器69用于限制红外遥控信号从眼镜正前方20至45度视角内（α）射入红外传感器70，信号强度阀门电路的作用是当红外传感器70收到的与立体节目场频相当的红外控制信号转变的电信号的强度达到一定值时，超过阀门电路中比较器的参考电压，则比较器有输出，并打开镜片驱动电路的电源使原来不工作、均为透明的两个液晶眼镜片开始工作，并与收到的信号同步遮挡左、右眼，当收到的红外信号转变的电信号低于参考电压时，比较器没有输出，则关掉镜片驱动电路的电源从而两个液晶镜片均不工作，所以都是透明的。这样的液晶眼镜当观看者转头、低头、仰头或离开观看适合的位置和距离时及电视播送非立体节目、电视机不发射立体遥控信号时，液晶眼镜收不到红外控制信号、或信号强度低于一定值，其液晶镜片均同时变透明，从而不影响观看者做其它事情或观看非立体电视节目。

（3）4∶3宽高比高清晰度电视节目的形成。用能够产生24MH_z（NTSC制为16.8MH_z）信号带宽的摄象单元拍摄1247行（NTSC制为1049行）50场隔行扫描高清晰度图象，摄象机原理如图4所示。将摄象单元33输出的三个色信号R.G.B经矩阵电路35变成亮度和两个色差信号，然后经A/D变换器41用分量编码方式进行A/D变换，变换成八比特数据量后直接以场的形式将一帧高清晰度图象按单数场和双数场分别存入RAM图象存储器43的两个帧存储区，存储过程是以基本象素为单位隔一取一的方式进行，每帧图象只存储一半的象素而单数场和双数场的存储脉冲是互为反向的即一帧图象中的单数场和双数场每行存储的象素在水平方向上相差一个基本象素的位置。当两个帧存储区各存满高清晰度一场开始用其它存储区存下一场时，两个帧存储区中各存下624.5行（实际只存有效行，通常取每场为288行每帧576行）即相当于普通电视完整一帧的图象信息，并在此时开始且在存下一场的时间内从两个帧存储器中同时以普通电视625行隔行扫描的方式和速度用同一同步信号读出信号并进行必要的处理形成两路普通电视信号。在以上的存取过程中对色度的处理与对亮度的处理是有区别的。对两色差信号按亮度信号取样频率的1/4进行取样，它们之间的简单比例关系为f_Y∶f_U∶f_V＝4∶1∶1且取样方式与亮度信号相似按隔一取一的方式进行，双数场每行所存储的色元位置在水平方向上恰好是单数场两样值的间隙。取出的色元在分别与亮度信号一起存入图象存储器43行成两路彩色电视图象信号。每个场图象存储区用2/3的空间存储亮度信号，用1/3的空间存储两色差信号，举例来说如果对高清晰度信号的取样频率为54MH_z，那么从图象存储器取出的分为两路的亮度信号每路折合取样频率为13.5MH_z，每行的取样点为864个样值。对高清晰度色差信号的取样频率用13.5MH_z那么从图象存储器取出的分为两路的两色差信号折合取样频率为3.375MH_z，每行的取样点就为216个样值，如果除去行消隐和场消隐的时间那么存储每行有效信号所需的总的存储单元数可以是Y+U+V＝720+180+180＝1080个，每场存储的有效行数可以是288行。

用以上方法形成的两路彩色电视图象信号经亮度D/A变换器45色度D/A变换器46重新变成模拟量，并在色度D/A变换的同时将其恢复成两色差信号，然后再由同步信号发生器39产生的同一组同步信号（包括色同步）的支持下将两路信号分别经编码器38编码，并由控制信号发生器40加入控制信号形成两路信号带宽为6MH_z的普通全电视信号。它们每一路都可以单独形成完整的普通电视图象，两路的不同之处只不过是形成图象的对应点在垂直方向上相差普通电视行的半行，在水平方向上相差普通电视象素的半个象素的位置。形成两路图象的对应点的色度信号也是在水平方向上相差半个普通色元的位置。即是高清晰度电视节目中每帧图象分别传送的两场的信号。这样的两路信号可用同一电视台的两套普通电视信号发射机用不同载频同时发射出去。

4∶3宽高比高清晰度电视节目的接收在解码器8之前与立体电视节目相同，在解出两路亮度和色差信号后存入CCD模拟图象寄存器9时由高速取样电路对亮度模拟量和两色差的模拟信号直接取样，取样的方式应与发送前尽量一致，如仍采用亮度信号每行720个样值，色差信号每行180个样值的方式，并分别以场为单位存入每个通道的CCD模拟图象寄存区，每次每路信号各存入普通电视一帧的内容，用两个场寄存器存，再用另外两个场寄存器存下一帧，两两交替进行。取信号时是以二倍于存储速度即以二倍普通行频，在已存一帧图象的两个场寄存器之间交替进行，顺序是：从单数场取第一行，再从双数场取第二行，再从单数场取第三行……等等，相当于逐行扫描方式读取并形成普通电视一帧图象，实际上它只是高清晰度电视节目的一场图象。再以上面说的方式从第二路信号的图象寄存区中的两个场寄存器内取出高清晰度电视节目的第二场，以此类推循环往复便形成了以二倍行频播放的1250行高清晰度电视信号。在从图象寄存器9取信号时与立体电视节目相同也要在每个CCD寄存器存满一场图象信号后首尾相接形成闭路循环，每场读两遍，并恢复双数场样值比单数场样值滞后半个取样周期的原图象位置关系且在每取出一个样值后再用这个样值与上一场对应样值求平均后行成新的样值放在它后面来恢复发送前被压缩的一半信号带宽。参看图7下半部分，为利用相关性恢复的高清晰度扫描行。

色度信号的存放必须是与亮度信号分开存放的，它们的存取与亮度信号也是有区别的，由于两路色度信号的对应行色差信号形成时的取样方式是错开半个取样周期，但在形成两路信号后发送时是对齐后采用同一组同步信号发送的而且接收后存入CCD寄存器前两路色差信号是用同一路取样脉冲同时在两路色度信号中进行取样的，这样两路的U或者是V信号是对齐后取出来的。换句话说就是保证每取出一对U或是V的样值，不论取样脉冲频率或是取样点是否与发送端一致，取出的两个基本色元在水平方向上均相差半个色元的位置即是高清晰度图象中相邻的单数行和双数行上相互错开半个色元周期的两个点或是它们之间已被转变成模拟量时连起来的两个间隙，它们虽在高清晰度图象的两行上，但这两行只相当于普通电视一行的宽度。由于普通电视图象色采的垂直解象力大于水平解象力，所以本系统对高清晰度图象色采的处理着重提高水平解象力，而保持原垂直解象力不变。方法是在取色度信号时，高速从两路对应的色差信号寄存区中一边一个样值的交替取出，形成一路U信号和V信号，这样就得到了每行样值数为普通电视一倍的色差信号，比如每行360个样值的U和V信号。但这样的色信号只有625行，为了得到1250行就必须在每两个色差信号寄存区存满两场信号时都要首尾相接形成闭路循环，并以存入速度2倍的速度高速循环两遍，即在亮度信号扫描单数场和双数场的时侯两场的色度信号都是一样的，也就是说相邻的单数行和双数行它们的色度信号是同一行信号，因此高清晰度节目垂直色度解象力仍为625行，可它的水平色度解象力比普通电视提高一倍。由于高清晰度的一场是由普通电视一帧即先后两场组成的，所以在色信号循环两遍时每遍都是在两路信号图象存储器之间一边一个样值的取信号，而每路信号又是在已存的两个普通电视场之间一边一行交替取出的。

被合成一路的高清晰度电视信号经视频带宽是普通电视近4倍的矩阵视放末级11解出R、G、B三色信号供给高清晰度显象管12以1250行/每帧、25帧/每秒、2∶1隔行扫描方式形成高清晰度电视图象。

（4）接收普通电视节目双画面显示。在普通电视图象上增加小画面的显示原理与立体、高清晰度电视节目的形成很相似，当基本电视通道已通过并在频幕上显示一路完整的普通电视节目时，另一个调谐器可由人为控制接收其它频道节目、信号通过中放级5、解码器8后存入图相寄存器9，当需要显示小画面时，显示大画面的信号扫描到需要显示小画面的位置时，大画面的亮度及色度信号被切断，而从用来形成小画面的专用通道已存图象寄存器中去读取信息，而且是等间隔的读出每行信号的一部分，比如基本象素的1/3，而在下一行扫描到相应的位置时在需要读显示小画面的信号时，间隔几行去读用来形成小画面的图象信息，比如间隔两行，这样不断进行下去，最后就在需要显示小画面的位置上得到了水平象素和垂直行数都被压缩1/3的小画面，即只有大画面面积的1/9的小画面，因为CCD图象存储器件与RAM随机存储器结构不同，存取方式不如RAM存储器灵活，所以所谓间隔几行比如两行读取信号在CCD寄存器中是指用来存储用于显示小画面的寄存器在信号存入时是每隔两行给一个纵向移位脉冲49，也就是说每收到三行信号只写入一行，如果每场为288行那么只写入其中的96行。这样一个场CCD器件就可写入3场用于小画面的内容。由于本机采用2倍行频逐行扫描方式显示普通电视节目，写入信号时是在两个场寄存器之间进行的，即用于小画面的单数场和双数场分别写入两个场CCD寄存器，两个场寄存器共写入用于小画面的6场信号，写入时单数场从第一行开始写入，双数场从第二行开始写入，这样实际写入的按整帧图象编号的行号为1、4、7、10、13、16、19……等等，它们是一帧图象等间隔的1/3的扫描行。如此4个CCD场寄存器就可得到连续的用于小画面的图象信号。从寄存器读信号是以高速读出时钟50读出的，比如用正常速度的三倍使CCD输出行内的信号高速横向移动，而用正常的取样时钟来取样，这样就只能取出每行的1/3的样值。

由于显示小画面需要占用两个信号通道中的一个，这样在播放立体和高清晰度电视节目时就只能显示普通电视画面。

为了显示立体和高清晰度电视节目，多功能电视机装备了大容量图象存储器和采用二倍普通电视行频的行频，因为行扫描的推动级需要较大的功率，频率也较高，比较难于控制。这样就要求电视机尽量采用单一的行频，因此本机在显示普通电视节目时就只能采用625行、50帧逐行扫描方式。方法是将接收到的一帧图象的两场、即单数场和双数场的信号分别放入两个场寄存器暂存，当存满一帧图象后将两个场寄存器都首尾相连形成闭路循环，并使其以存入速度的二倍高速循环两遍，每遍都是在一帧图象的两个场寄存器之间进行，一边取一行交替取出，形成两遍逐行扫描从而得到50帧/秒、625行/帧逐行扫描图象，这样还可以进一步改善普通电视节目的收看质量。

（5）2∶1宽高比多功能电视接收机。2∶1宽高比的多功能电视接收机的原理如图2所示。它是部分数字化电视机，它在高频、中频和伴音部分等基本上与4∶3宽高比专用电视机相同，它的不同之处主要是用数字图象存储器存储和处理图象信号。

中放检波后的两路信号经解码器8解出亮度和两色差信号后分别经个自的A/D变换器27，用分量编码方式变换成八比特数据量，数字化的两色差信号通过多工器28变成时分复用的色度信号，然后将亮度和色度信号同时存入由RAM虽机存储器构成的图象存储器29暂存，并在中央控制器18和存储控制器30的控制下，将两路电视信号在存取的过程中合成一路2∶1或4∶3宽高比的立体和高清晰度电视图象、然后再分别经亮度D/A变换器31和色度D/A变换器32重新变换成模拟信号，在色度D/A变换的过成中同时将色度信号重新恢复成两色差信号，最后将模拟的Y、R-Y、B-Y信号经矩阵视放末级11解出R、G、B三色信号送2∶1宽高比高清晰度显象管12进行显示。

同步与扫描部分的基本结构也与4∶3宽高比多功能电视相似，只是它的场扫描电路除了要产生4∶3多功能电视机需用的全部扫描外，还必须产生用于2∶1宽高比立体电视节目的832行/帧、75场/秒、4∶2隔行扫描的场扫描，和用于2∶1宽高比高清晰度电视节目的1248行/帧.75场/秒3∶1隔行扫描。

（6）2∶1宽高比立体准高清晰度电视节目的形成。用镜头相距为2.5英寸、场扫描频率为75场/秒（NTSC制为90场/秒）完全同步的两部高清晰度摄象单元构成的高清晰度立体摄象机，电路原理如图5所示。拍摄画面宽高比为2∶1的同一景物的图象。并采用833行/帧（NTSC制为699行/帧）2∶1隔行扫描方式。这种图象的行数833相当于4∶3宽高比高清晰度电视1249行的2/3的行数，而它的宽高比2∶1也恰好等于1249行/帧4∶3宽高比电视图象的833行所形成的图象的宽高比。这样如果我们用前述的传送4∶3宽高比高清晰度电视图象的方法传送这种图象的话，就可以在传送每一帧4∶3宽高比高清晰度图象1249行的时间内传送三场2∶1宽高比的每场为416行的图象，即三场416行基本上等于1249行。为了和普通电视机及4∶3宽高比专用电视机兼容，2∶1宽高比电视信号一场416行在变换成普通电视信号的一帧图象时416行所在位置必须在625行的中间部分，如图10所示，并利用上、下余下的两条各约104行的图象位置各传送1/4场2∶1宽高比的图象。这样在利用同时传送的两路普通电视信号在传送一帧普通电视信号的时间内可整体传送2∶1宽高比图象两场，并利用余下的四条104行正好又传送一场416行的图象，因为实际中组成普通电视画面的有效行为575行，我们可以取它为576行，取中间2∶1宽高比的图象为384行，上、下两条图象各96行，所形成的2∶1宽高比每帧图象的有效行数则为768行。而这样形成的普通电视每帧625行图象还必须分成两个普通电视场进行隔行扫描传送。实际形成的普通电视场中间2∶1宽高比处只有用来形成2∶1宽高比图象每帧有效行的1/4的行数，即192行，两边各有48行的边图象。为了使每场边上余下的上、下两条各48行所传送的信息在普通电视或4∶3宽高比多功能电视机上不被显示出来，这部分图象的视频信号（不包括同步信号）在被发射出去之前需要进行隔行反向处理。由于大多数情况下图象是相关的和渐变的，这样做使相邻两行的视频信号多数情况下基本上是反相的，即上一行最亮的地方基本上是下一行最暗的地方，而上一行较暗的地方是下一行较亮的地方。色度信号也基本上相反，如图9所示，其中a为正常视频信号，b为反相后的视频信号，由于两行靠得很近，人眼无法分辨，这样它们看上去都是灰色的，人眼对于过细的色彩条纹更无法分辨，其视觉效果均为灰色。因此当普通电视机收到这种图象时，其屏幕的上、下两边各96行处基本上为灰色的，只在中间生成如图10所示的384行.2∶1宽高比的宽幅图象。

从两个彩色摄象单元33输出的由三色信号组成的两路833行/帧、75场/秒、2∶1隔行扫描准高清晰度立体电视信号，经矩阵电路35转变成亮度和两个色差信号Y、R-Y、B-Y，对两色差信号经低通滤波器36进行低通处理后，将两路亮度和其色差信号分别用分量编码方式A/D变换器41进行A/D变换。A/D变换后的两色差信号经多工器42合成时分复用的数字色度信号，将两路亮度和色度信号分别以每路三场为一个单元同时存入由大规模集成电路RAM随机存储器构成的图象存储器43。在存入信号时对亮度信号是隔一取一进行的，只保留一半样值，而且让双数场所保留的样值恰好是单数场被舍去的样值位置，即同一帧两场图象上所保留的对应的样值在水平方向上相差一个样值的位置。

从图象存储器43中取信号时是以普通电视625行/帧、50场/秒隔行扫描方式从图象存储器43的两个存储区中同时混合提取数据，重新组成两路普通电视可接收的，每路信号可视部分只包含左面镜头或是右面镜头拍摄的画面的新的信号。以每三场为一组且为了适合普通电视隔行扫描的传送方式将一组内的三场按单数行和双数行再拆成6小场，并将其中的两小场各拆成4条，共8条分8次取出而且要与4小场取出顺序相配合行成4场如前所述的上、下两边各48行中间192行的普通电视宽幅图象的场。取图象的周期是以2∶1宽高比图象左、右各3场共6场为一个基本周期的，也就是说用两路信号在普通电视4场的时间内完成2∶1宽高比6场信号的传送，取信号的顺序如表1所示，这里列出了2∶1宽高比图象的6场，而实际上要完成一个完整的逻辑重复周期需要12场，而后面6场只是2∶1宽高比图象单数场和双数场的位置互相相反，所以不在此列出了。在表1中我们还看到每路信号单数和双数场仍有第一、第二、第三等之分，也就是说无论单数或双数场的每行都有可能由准高清晰度图象一帧内两场的对应行来表示，由于它们两行的宽度也只比普通电视一行的宽度略宽一点，这样虽然用两行表示一行，但对普通电视的解象力也只有稍微的影响。

在从存储器43取信号的同时可以直接对需要反向的两边各48行进行隔行反向处理，因为数字信号反向是很容易的，如8位二进制数取数时只要把每位数进行非处理，取出的数就是反向的。在接收机中恢复这样的行只要再进行一次非处理就可以完全恢复原状。当然也可以在两路信号经D/A变换成模拟量编码之后再进行反向处理，如先由模拟反向器形成一路反向视频信号，然后用二选一模拟开关把需要反向行除同步信号外的信号切入正常视频信号就可以了。为了能在接收机中正确的恢复反向行，需要反向的行是事先约订好的，由计数器规定每场需要反向的行号并按行号进行反向，在接收机中仍由计数器按每场约定的行进行恢复。

表 1

普通电视场	第一路信号	第二路信号	2：1宽高比电视场
				第一场	左第一场双数场第一条左第一场单数场左第一场双数场第三条	左第一场双数场第二条右第一场单数场左第一场双数场第四条	左第一场右第一场左第二场
第二场	左第二场单数场第一条左第二场双数场左第二场单数场第三条	左第二场单数场第二条右第一场双数场左第二场单数场第四条
			第三场	右第二场双数场第一条左第三场单数场右第二场双数场第三条	右第二场双数场第二条右第二场单数场右第二场双数场第四条	右第二场左第三场右第三场
第四场	右第三场单数场第一条左第三场双数场右第三场单数场第三条	右第三场单数场第二条右第三场双数场右第三场单数场第四条
			...	...	...		......
...	...	...

由图象存储器取出的两路亮度及其色度信号，分别通过亮度D/A变换器45、色度D/A变换器46变换成模拟量，并在色度信号进行D/A变换的同时将它恢复成两色差信号。将两路模拟视频信号送由一个同步信号发生器39产生的同一组同步信号支持的两个编码器38进行编码形成两路普通全电视信号，由于2∶1宽高比的立体信号在传送时需要长达12场（最基本的也要6场）的图象逻辑循环，也就是说需要普通电视8场（4场）的逻辑周期，为了能在接收时进行同步，在编码的过程中还要在场消隐期由控制信号发生器40在控制信号中每4场和8场处加入两个不同的场单元同步信号以便接收机识别并以之同步。

经过上述处理的两路普通电视信号就可以用两个不同频率的标准电视频道，用两部普通电视信号发射机同时发射出去了。

2∶1宽高比立体电视节目的接收，在高、中频部分与4∶3宽高比立体电视一样，经中放检波级5和解码器8后得到模拟量的Y、U、V信号再经A/D变换器27、多工器28形成两路亮度信号和两路时分复用的色度信号。以帧为单位将两路信号存入图象存储器29的两个帧存储区，这里存入的两帧普通电视图象实际上是2∶1宽高比电视图象共三场，也就是说取信号时应在普通电视一帧的周期内高速连续从两路信号的存储区中按照一定的逻辑关系取出三场2∶1宽高比的电视图象。

由于立体电视节目需要75场/秒、4∶2双行隔行扫描（即两场单数行场，两场双数行场），这样就需要每扫描两场，场锯齿波就应有一定的错位（双数行场滞后）两场之后再错回。因此需要锯齿与锯齿间有微小的间歇量，比如一行.半行或其它值，给滞后错位及错回留出余地。由于本机采用的实际行频是普通电视的两倍，这样实际需要错开普通行频的1/4行。产生这种场扫描的基本方法是：由宽占空比的压控方波发生器产生75赫的振荡，并用锁相电路与25赫的普通电视场频同步信号进行锁相，形成一列宽占空比的方波，再由一个脉冲延迟器产生一列比它滞后1/4普通电视行的方波，与不滞后的方波组成两相方波脉冲，由二选一模拟开关将两相脉冲和一个脉冲下降沿后能迅速放电的线性积分器连在一起，由积分器将方波转变成有间歇的锯齿波，其间歇量由其方波的占空比来控制，用一个由计数器控制的双稳态电路每两个方波翻转一次，而其输出控制二选一开关在正常和滞后方波之间来回切换，从而形成正常锯齿和滞后锯齿两两交替出现的4∶2隔行扫描。如图13f所示，其中从左数第一、第二个完整锯齿为正常锯齿，第三、第四个锯齿为滞后锯齿。这种扫描的正确工作还需要与场消隐期传送的场单元同步信号进行同步。

从图象存储器中取信号的顺序仍按表1所列出的顺序，例如：在被存在第一路信号的帧存储器中的左第一场单数场和被分成四条存在两路信号存储器中的左第一场双数场之间按行交替取出左第一场，再在第二路信号帧存储器中的右第一场的单数场和双数场之间按行为单位交替取出右第一场，最后再在被分成四条分别放在两个帧存储器中的左第二场单数场和存放在第一路信号帧存储器中的左第二场双数场之间按行交替取出左第二场。而在这两个帧存储器取信号的同时另外两个帧存储器正在顺序装入新的图象信号，两两交替进行。以两路信号每边各取出两帧普通电视图象为一个存储逻辑周期，按固定的约定好的逻辑进行读取数据，并以同步扫描电路识别的在场消隐期传送的场单元同步信号来同步，与扫描电路配合最后形成2∶1宽高比电视12场为一完整周期的图象信号，其顺序是：左第一场，右第一场，左第二场，右第二场……等等。在取信号时与4∶3宽高比高清晰度电视节目相同，每场图象也要读两遍，一遍与上一场同时读，一遍与下一场同时读，即每取出一个样值后，再用这个样值与上一场对应样值求平均后形成新的样值放在它后面，用这种方法来恢复发送前被压缩一半的信号带宽。

以上过程的完成是由中央控制器18控制的图象存储处理电路29、30和扫描形成电路13通过比较复杂的软件程序来完成的，所形成的一路亮度及其色度信号经亮度D/A转换器31、色度D/A转换器32变换成模拟量，在色度D/A变换的同时将其恢复成两色差信号，最后经矩阵视放末级11通过2∶1宽高比的高清晰度显象管12显示出来。观看者通过红外遥控液晶眼镜观看约合每秒钟左、右眼各37.5场的832行/帧，隔行扫描准高清晰度立体电视图象。

（7）2∶1宽高比高清晰度电视节目的形成。2∶1图象宽高比高清晰度摄象机的原理框图与4∶3宽高比高清晰度摄象机的框图完全一样，参照图4。用它拍摄信号带宽大于或等于24MH_z（NTSC制为16.8MH_z）、图象宽高比为2∶1、1248行/帧、每秒25帧、75场的3∶1隔行扫描电视图象。其扫描发生的方法是与4∶2隔行扫描相似的方法，只是每帧图象三场的三个场锯齿是用一个相互滞后1/3行的三相时钟并由三选一开关仑流切入仑流触发线性积分器而形成的，其中第二个锯齿比第一个滞后1/3行（准高清晰度行）的时间，第三个锯齿比第二个滞后1/3行的时间，下一帧重复上述循环，形成如图13g所示的有间歇的3∶1隔行扫描，图中从左数第一个完整锯齿为正常的第一场锯齿，第二个为滞后1/3行的第二场锯齿，第三个为滞后2/3行的第三场锯齿。按以上方法拍摄得到的亮度和两个色差信号在A/D变换取样之前用高速模拟多路开关和精确的延迟器件对第一场不延迟，对第二场每行延迟1/3个基本象素的时间对第三场延迟2/3个基本象素的时间，这样通过A/D变换存入图象存储器的一帧中三场图象的对应点，不但在垂直方向上各错开一行而且在水平方向上第二场比第一场，第三场比第二场相继超前1/3个基本象素的位置。形成如图8上半部分所示的基本象素排列。这种基本象素的排列方式，如果电视机能形成较小的象素的话，它的水平解象力可提高近三倍。在接收机中恢复这种象素排列时只需要对D/A变换时的不同场的取样时间或D/A变换后不同场的模拟视频信号进行反向的延迟就可以恢复。

用以上方法得到的亮度和两色差信号经A/D变换器41用分量编码方式进行A/D变换并将两色差信号经多工器42形成时分复用的色度信号，然后把色度和亮度信号以三场为单位交替存入图象存储器43内的两个帧存储区，且存入时仍按基本象素为单位隔一取一的方式进行，不同的是一帧图象三场中每行上的取样点可采用同样的位置。色度信号的处理与4∶3宽高比高清晰度电视相似，A/D变换时按亮度信号取样频率1/4的频率进行取样，每帧图象三场上对应点的取样位置在水平方向上各错开1/3的取样周期，经A/D变换器41变换后的两色差信号经多工器42形成时分复用的色度信号并与亮度信号一起存入图象存储器43。图象信号存入存储器的顺序是：将第一场和第二场存入第一路和第二路信号的两个帧存储区的中间部分，再将第三场384行的有效行分成四条按不同地址分别存入两个帧存储区放条的地方，形成普通电视两帧图象。

从图象存储器43中取信号时是以普通电视625行/帧、50场/秒、隔行扫描方式同时从两个帧存储区内取出数据，形成两路信号，而且每帧图象隔行取出形成两场并在取信号时将每场的边图象需反向的行进行反向处理，经过以上处理的两路信号再经亮度D/A变换器45、色度D/A变换器46变换成模拟量并同时将色度信号恢复成两色差信号，最后将两路信号用由同步信号发生器39产生的同一组同步信号支持的两个编码器38编码并由控制信号发生器40加入控制信号形成两路普通全电视信号。使用两部普通电视发射机用不同的载波发射出去。

2∶1宽高比多功能电视接收机在接收信号时将收到的两路全电视信号经解码电路8、A/D变换器27和多工器28形成数字亮度和色度信号，然后分别以帧为单位存入图象存储器29的两个帧存储区。从存储器29取信号时用与接收2∶1宽高比立体电视节目相似的方法把每两帧普通电视图象分解并拼接为2∶1宽高比高清晰度电视节目的顺序三场信号。同时恢复被反向的扫描行。同时还要用在每取出一个样值后再用这个样值与上一场对应样值求平均后形成新的样值放在它后面的方法来恢复发送端被压缩一半的信号带宽。

色度信号是与亮度信号采用不同方法处理的，取色度信号时是顺序从一帧图象的三场对应行的对应点依次取出三个样值，每场取一个，然后再取下一个点的三个样值。也就是说色度信号的取出是在三场同时进行的，把三场每行对应的样值顺序拼接起来使每行的样值数增加三倍。比如拼接前为180个样值，拼接后形成每行540个样值。每帧图象亮度信号扫描三场而色度信号重复上述过程，即使用同一个色信号形成垂直色分解力为384有效行，水平色分解力为每行540个色元的色彩解象能力，它的色水平分解能力为普通电视的三倍。

经以上处理合成一路的高清晰度图象信号经亮度D/A变换器31、色度D/A变换器32变换成模拟量，并在D/A变换时将色度信号恢复成两色差信号。亮度D/A变换器31的取样脉冲是由一个三选一模拟开关控制的相互间各差1/3个取样周期的三相时钟产生的，对每帧中三场进行不同的与发送端相反的延迟，如对第一场每行延迟2/3个样值周期，对第二场每行延迟1/3个样值周期，对第三场不延迟，这样经D/A变换后的每帧图象的模拟量就形成3∶1隔行扫描中的相邻三行中的第二行比第一行、第三行比第二行相继超前1/3个基本象素的图象亮度信号。参看图8下半部，最后经矩阵视放末级11和由扫描形成电路13用如前所述的方法产生的有间歇的3∶1、75场/秒，隔行扫描信号（参看图13g）一起在2∶1宽高比高清晰度显象管12上形成每秒25帧、75场、每帧1248行、3∶1隔行扫描的高清晰度电视图象。

（8）在2∶1宽高比电视机上显示4∶3宽高比的电视节目。因为4∶3宽高比立体、高清晰度多功能电视机只是2∶1宽高比多功能电视机的普及型机型，所以它们有几乎完全相同的原理结构。因为2∶1宽高比多功能电视机所采用的由RAM随机存储器构成的图象存储器比4∶3宽高比多功能电视机采用的由CCD移位寄存器构成的图象存储器有更好的存取和处理图象的灵活性，并且不受时间的限制，比如可对某一帧图象进行反复读取形成静止画面等。所以实际上2∶1宽高比电视机上由中央控制器18控制的扫描形成电路13和图象存储器29可产生4∶3宽高比多功能电视机所需的全部扫描方式，并能处理相应的视频图象信号，所以它可以直接接收4∶3宽高比的立体、高清晰度和普通电视节目。它的推动水平偏转线圈的扫描电压可以工作在两种值上，当识别电路在发送端传送的控制信号中没有发现2∶1宽高比的专用信号时，中央控制器控制偏转线圈工作在较小的扫描电压值上，这时它在2∶1宽高比的屏幕上所形成的图象的水平幅度就较窄，它的宽高比正好等于4∶3，如图11所示。

（9）专用录象机为了适合立体和高清晰度电视节目使用双通道传送信号的形式，专用录象机必须把两套电视节目同时记录在同一磁带上，这样专用录象机采用与立体声录音机相似的双通道磁头。也就是说不论磁鼓上有若干磁头，通常为两个，每个磁头都是由两个小的视频磁头紧密装配在一起组成，每个磁头必须能在磁带上同时产生两条靠得很近的倾斜的视频磁迹，同时记录或读出两路普通电视信号，如图14所示：71为录象磁鼓，72为磁头之一，74、75为组成磁头72的两个紧靠在一起的小磁头。当磁鼓71以78的方向转动、磁带73沿79的方向运动时，两个小磁头74和75就在磁带73上同时产生了两条视频磁迹76和77，同时记录两路普通视频信号。尽管两条磁迹靠得很近，但由于两个小磁头74、75的缝隙一个向左、一个向右各倾斜一定角度，所以在读出时仍不会引入很大的干扰。而记录在磁带边侧的控制与同步信号则与普通录象机相似只有一组，伴音信号可以是两路，也可以是四路，以便记录双声道或是四声道立体伴音，相应的音频电路也必须是多路的。专用录象机的视频电路部分也需采用双通道的形式以便同时处理两路视频信号，专用路象机除了以上所述的特殊部分，其它大部分结构几乎与普通录象机完全一样。

本发明的方法也可应用现有某种电视制式的信号做为立体高清晰度通用信号，如用日本所采用的1125行/帧，每秒60场，2∶1隔行扫描，信号带宽为30MH_z的电视制式，按本发明的原理用一路信号直接传送具有30MH_z信号带宽的562.5行，每秒左、右视道图象30帧共60帧的逐行扫描的立体电视节目，即直接用原单数场和双数场分别传送左视道和右视道图象，形成宽带通用电视系统，使用专门设计的摄象机进行摄制，用原电视机只要加装上液晶眼镜同部信号发生器及红外遥控信号发射器配合立体液晶眼镜就可观看立体及高清晰度电视节目，原电视机的其它部分包括扫描部分几乎不用动。当然它只要用于使用一个信号系统和电视机传送和观看立体、高清晰度两种电视节目的用途仍数本发明的范围。总之这种方法可移植到现有的很多标准或非标准电视制式上，或可以应用此方法设计新的电视制式。

Claims (9)

1、一种多功能电视的摄制、记录、传送和接收的方法，其特征是：在摄制立体和高清晰度电视节目时把它的摄象单元的信号带宽设计成相同的，或拍摄时虽不同，但可用电路处理后相同，且让它们的扫描总行数相关，最好相等，然后分别经图相处理电路转换成结构、调制方式完全相同的一种立体、高清晰度电视通用信号，用同一个专用录象机进行记录，用完全相同的发射设备进行发射，并用同一个多功能电视接收机进行接收，多功能电视接收机用图象存储处理电路，再将立体、高清晰度电视通用信号恢复成立体电视信号或者是高清晰度电视信号，用同一只显示器分别进行显示的方法。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是它还可以把结构不同但信号带宽相同的不同图象宽高比的电视信号经上述图象处理电路转换成立体、高清晰度电视通用信号，再用同一台相应的设备进行记录、传送和接收，多功能电视接收机用图象存储处理电路再将不同图象宽高比的立体、高清晰度电视通用信号恢复成不同宽高比的信号，用一只宽屏幕显示器分别进行显示的方法。

3、根据权利要求1所述的立体、高清晰度电视通用信号，其特征是由至少两个完全同步的普通电视信号组成，采用相应数量的普通电视信号发射机用不同频率的标准电视频道同时传送的。

4、根据权利要求1或3所述的方法，其特征是当它用两路普通电视信号传送2∶1图象宽高比的电视节目时，是将约等于普通电视两帧图象总行数的2∶1宽高比的三场图象，转变成普通电视两帧来传送，其中两个2∶1宽高比的整场信号直接放在普通电视两帧图象每帧总行数的中间部分，剩下一场2∶1宽高比图象分成四条放在普通电视两帧图象的上、下两边来传送，并将上、下两边传送的四条信号在传送前对除同步信号外的部分进行隔行反向处理，在接收机中恢复上述信号时，进行相反方式的处理。

5、一种应用上述方法的多功能电视机，它包括高频和中频电路、视频电路、同步扫描电路、伴音电路、显示器和机箱，其特征是：它在同一机箱内同时安装了接收及处理立体电视节目的电路和接收及处理高清晰度电视节目的电路，这两部分电路可以是公用的，且装有由微机控制的图象存储处理电路及使用同一只可分别显示立体及高清晰度电视节目的高清晰度显示器。

6、根据权利要求5所述的多功能电视机，其特征是内部保留用于接收普通电视节目的普通彩色电视机的基本电路。

7、根据权利要求5所述的多功能电视机，其特征是：所述的高频和中频电路是由两个接收普通电视节目的高、中频基本通道构成;所述的视频部分是由两个可以是NTSC、PAL、SECAM等制式的解码器和一组可暂存若干整场图象的图象存储器及其控制电路构成;所述的同步扫描电路是由微机控制能产生2∶1及4∶3不同图象宽高比的立体、高清晰度和不同制式电视所用的多种扫描信号的同步扫描形成电路，和一个立体眼镜同步信号发生器以及红外遥控信号发射器构成;所述的显示器可以是2∶1宽高比的;所述的伴音电路可以是由两个兼容制双伴音电路构成的4声道立体声电路。

8、根据权利要求5所述的多功能电视机，其特征是：当它接收立体图象时是用装有视角限制器和信号强度阀门电路，无信号及信号强度低于一定值时不工作，双片均为透明的红外遥控液晶眼镜来观看的。

9、一种应用上述方法的专用录象机，它包括视频电路、磁鼓和机械结构，其特征是：它是由两组完全相同的视频电路和一套机械结构构成的双通道录象机，它的磁鼓上所装的若干视频磁头，每个是由两个小的视频磁头紧密组装在一起构成的能在录象磁带上同时产生两个靠得很近的视频磁迹，同时记录和读出两路普通电视信号的双通道磁头构成。

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