CN1066358A - 兼容传输信号类型辅助信息的方法 - Google Patents

Abstract

在电视信号线路上兼容传输信号类型辅助信息 的方法。为避免改变或损害垂直消隐时间的现行分 配形式，把此种辅助信息传输到电视信号的最先或最 后的有效图象行中无图象信号的一半中，或传输到至 少每帧一行之背景黑暗区中。这样，能够由一在瞬态 意义下早起动和/或晚结束的色同步信号，和/或由 一配置在此色同步信号之后或在瞬态意义下与此色 同步信号重合的数据信号，来构成一识别信号。

Description

本发明涉及在电视信号线路上兼容传输信号类型辅助信息的方法。

在用常规的行数和单场帧频（未来的超PAL制或标准）上兼容传输宽屏幕16∶9的彩色电视信号时，已知用内插法从每四连继行获取三行，然后可在画幅比为4∶3的常规电视接收机中重现，称为信箱（letterbox）型信号。为使此种宽频幕接收机能据所接收的信箱型信号再生原有的彩色电视信号，就必须在与原始图象成分有关的信箱型信号频带中传输数字辅助（附加）信息。至少在过渡时期，由于常规信号与信箱型信号两者都是通过既有的电视通道传输，每一种信号都必须能通过适当的识别码分辨，而识别码则关系到源信号的源（摄象机或电视电影扫描机）以及图象成分中出现运动时的数据。必须传送合适的识别信号（状态位）作为信号类型的辅助信息。由于所有称之为信号类型的辅助信息（超PAL制辅助信息）与相联的图象信号精确相关，就必须使之严格地与此图象信号联系在一起传输。但是在现有的PAL制式的垂直消隐期间中，是没有空余行用于这一目的的。例如在德国，16号行（数据行）是由VPS信号及其它供内部广播用的控制信号所占用。17、18与19号行则为测试信号占用。电视文字广播则由11至15号行以及20与21号行传输。22号行则专供信噪比测量用。其它的欧洲国家采用了不同的分配计划。1至10号行由于老式电视接收机的同步特性仍不能分配给辅助信号。

本发明之目的是在不改变或不损害迄今所用的垂直消隐期间分配的条件下，给出能够传输信号类型辅助信息的技术。这项任务是通过权利要求1与4所明确的方法解决的。

这对于信箱型信号的16∶9接收机（超PAL制接收机），区别下列的兼容电视信号类型是有利的：

a）制式信号，

b）无辅助信息的信箱型信号（letterbox  signals），

c）有辅助信息的信箱型信号，

d）来自隔行扫描的源信号（摄象机），

e）来自电影扫描的源信号（‘逐行的’原样），

f）静态的或动态的图象成分。

因此，为了能够确切无误地作出这种判定和选择解码与重现，在广播（发射机）一侧输送适当的识别码，将会是有利的。这种用于信号类型的识别码应在整个欧洲范围内是一致的。这样一种信号类型的识别码能够方便地在CVBS信号中的（各）位置上以兼容的方式传输，而这些位置则是与各自制式无关按同一方式应用的。

原则地说，本发明的方法在于这样的事实：为了在电视信号行上兼容传输信号类型辅助信息（16），可以采用以下两种方式之一。

要末由一个具有预热的（warm-up）起始的与用户（需要的）信息数据的数据包来形成这种信号类型的辅助信息，由此，在接收机一侧，此种预热的信息数据可用来以正确的相位来恢复用户信息数据的数据时钟脉冲，同时起始的信息数据用来对用户信息数据选址和有选择地识别用户信息数据的开始，而这一数据包括在，电视信号之第一或最末没有图象信号的有效图象扫描行的一半内传输，由此，在那些改进了的16∶19接收机中，选择出有数据所占有的那半行，同时对其中所含有的信号类型辅助信息作出评价;

或是，在传输和/或存储之前，将一识别信号加到电视信号之背景黑暗区（rear  black  porch）至少每帧一行，其中所含有信号类型辅助信息在那种改进了的16∶9接收机中进行评价;

这样，上述的信号类型辅助信息包括了下述类型电视信号中的至少两类：

制式（标准）信号（无信箱型信号，无辅助信息）;

无辅助信息的信箱型信号;

来自影片源带有辅助信息的信箱型信号;

来自摄象机源带有辅助信息的信箱型信号，特别是带有静态或动态的场或帧图象成分之间的区别。

本发明的其它特征在于：存在一超前于上述预热信息数据的脉冲，它的振幅相应于数据的最大电平，而其宽度包括着此数据的时钟周期的倍数;

特征在于：所说的用户信息数据是以这样的方式输送，使得每个数据包的不例相与倒相形式是顺序地传输;同时，在接收机一侧，相关的不倒相信号形式被加置各个倒相信号形式上以确定传输误差，据此，不等于零的合成信号和便表明有传输误差;

特征在于：前述识别信号是由在瞬态意义下早起动和/或晚结束的色同步信号（12）构成。

特征在于：前述的识别别信号是由一在瞬态意义下早起动和/或晚结束的色同步信号（12），和/或由一配置在此色同步信号这后或在瞬态意义下与此色同步信号重合的数据信号所构成。

特征在于：前述识别信号是存在于垂直回扫和/或垂直扫扫区中，和/或处于信箱型信号频带中。

特征在于：前述识别信号在一幅帧或一个场中重复若干次。

特征在于：所述的信号类型是由分配在每个图象中若干行上的识别信号所确定。

特征在于：数据率小于彩色载波频率的无任何正向电压的一种编码被选用作上述那种识别信号。

特征在于：前述识别信号规定了不同的信箱型信号格式。

特征在于：当于图象记录装置上重现信箱型电视信号时，前述这种识别信号便键合入此种电视信号中，说明在存储时业已对信箱型辅助信息实行了部分解码。下面通过附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是PAL制彩色电视同信号的垂直消隐期间中的信号分配示意图;

图2是依据本发明用于数字信号型辅助信息传输的，16∶9接收机的信号限幅级的电路方框图;

图3是取自无图象分量，具有常规数据信号之电视行分配的一部分;

图4是取自无图象分量，具有依据本发明所构制的数据信号之电视半行分配的一部分;

图5是在接收机一侧，用来在接收到的本发明传输的信号类型辅助信息范围内进行校正误差的有关电路细节的电路方框图;而

图6是表示沿一具有本发明的用于信号类型识别码之传输地址的CVBS信号行所截取的一部分。

图1示明了德国PAL制彩色电视信号的第一场中垂直消隐期间的现有信号分配，其中有关的电视行号标明于此图的横坐标中从图中可知，23号行的前一半被指定为超PAL制信号型数据占用。反射式的测试信号101由10号行传输，而源数据102是在16号行中传输。17号行是源测试线路，而18号与19号行是部段测试行104。22号行用于部段噪声测量装置105而标有FT的行能够传输电视文字广播。超PAL制信号型数据106的用户信息数据是按若干个数据包的形式构造的。在第一个数据包之前提供有预热（或准备）信息数据和起始的信息数据。这种预热的信息数据用来以正确的相位恢复接收机中用户信息数据的数据时钟脉冲。例如，对于常规的数据信号，存在有八个可以视作为预热信息数据的正弦振荡，其中有三个示明于图3中。特别是，此种正弦振荡是与16∶9接收机中一PLL（锁相环路）电路同步。本发明的超PLA制信号类型数据的预热信息数据，在后面将予详细说明。

起始的信息数据在此种接收机中用于用户信息数据的寻址，同时用于选择识别用户信息数据的开始。这种16∶9接收机检测由起始信息数据所表示的一预设定的识别码。一旦此接收机在所接收的信号中确定了所需的识别码后，它就能以正确的相位接受下述的用户信息数据并对之处理。

上述的用户信息数据例如已编码成双相形式，因而就能提供此种编码中固有的能简便地防止误差的优点。此外，这种信号不具有正向电压，这对于磁性记录是有利的。为了提高这种误差防止能力，可以在增大冗余度下来传输此种用户信息数据，例如可以顺序传输各个数据包之不倒向的和倒向的信号形式，正如后面将用图5预以解释的。

图2对于此种超PAL制信号型数据示意地表明了接收机的信号限幅级的结构。限幅器23在其模拟输入中接收一视频信号201，它在为此提供的时间段上接收超PAL制的信号类型数据信号。在限幅器23中，此进入的视频信号与施加到此限幅器的第二个输入的参考电压Uref相比较。此限幅器根据进入的视频信号之图象信号分量，产生一“数字式”随机信号，它在以后的评价中被抑制。仅仅是在限幅器23中被处理过的所述入之视频信号中的图象分量才与此评价有关。要是此视频信号中所含数据信号的振幅大于上述参考电压Uref，则数字信号输出202的输出电压便对应于逻辑态“高”。相反，要是此数据信号的振幅小于参考电压Uref，则此数字信号输出202的输出电压便对应于逻辑态“低”。由于这种数据信号无添差的限度唯一地取决于参考电压Uref，仔细地确定相应分量的大小至关重要。为此，同时将此视频信号输入一第一峰值电压表21中，此电压表在其输出中提供出暂时延迟的，视频信号201的最大信号振幅Umax。尚设有一以类似方式起作用的第二峰值电压表22，上述的视频信号201同样输入到电压表22中。在此第二峰值电压表22的输出中，可以利用到作相应暂时延迟的视频信号201的最小信号振幅Umin。要是前述参考电压Uref相当于此视频信号最大与最小振幅和的50%，此时就能最佳地限制此视频信号中所含的数据信号。前述参考电压Uref是由电压发生器24所产生，它的输入端输入有最大信号振幅Umax和最小信号振幅Umin。在发生器24的输出中可以利用参考电压Uref，此种电压电平对于稳态条件下的数据信号为（Umax+Umin）/2。

对于视频信号201中幅度的每一变化，峰值电压表21与22中都会发生瞬态现象，对于有不同预热信息数据的数据信号，这种现象阐明于图3和图4中。

图3示明了数据信号中通常所用的预热信息数据的变化趋势。最大信号振幅Umax的电压形状由曲线‘A’表明，而曲线B则表明最小信号振幅Umin的变化趋势。曲线C表示的是根据最大与最小信号电压所求得的参考电压的变化。可以看出，首先可在时间I1之后获得一最佳参考电压。由于此参考电压决定了限幅器23的截止阈，在间隔T1中，利用受扰的信号类型数据信号就能在数字信号中实现无误差换算。与此相反，图4表明了，电平与此种数据的最大振幅Umax相应而宽度合于此种数据的时钟脉冲（定时）时间倍数的一种长度为T2的脉冲，如何超前于预热信息数据。当最佳参考电压Uref在一相当短的时间间隔便达到了之后，第一峰值电压表21的功能就会受到前述脉冲的影响。这样，此种数据接收限幅器23便正好在开始传输实际预热信息数据之时，以一种最佳方式进行工作。

图5示明一咱根据对一系列数据信号评价结果来测定传输误差的简单布置，而这一系列数据的数据包则总是以前述方式中不倒相和倒相的信号形式传输的。在所示的这种布置中包括一延迟线路51，它的信号传播时间T对应于传输一数据包所必需的持续时间。把来自数据包501的一个不倒相信号和一个倒相的信号，时时刻地并以正确的相位施加到一与延迟电路51下游相连的一加法段的输入端。于是，在传输相关的数据包的时间中，总是可以在此传输时间的后半段来从事简单的误差测试，这是因为在无误差数据信号的这种传输过程中，此段期间内不会有信号出现在加法段52的输出端502上。要是在这种数据包中增设有例如双相编码之类的误差防止手段，则当误差信号出现于加法段52的输出端502上，就可以应用适当的校正机构。

图6示明了电视扫行行中一段带有同步脉冲11、色同步信号12以及图象信号13的CVBS信号，在此背景里肩上的第一部段15能够容纳一信号类型的识别码。能够在第二部段14中将此信号类型识别码叠加到上述色同步信号上，或把此第一与第二部段用于信号类型识别码的传输。

为了保证与当前接收机的兼容性，此种信号类型的识别码必须满足几项准则。既不得对此种同步，也不得对彩色信号解码或现行的接收机的箝位有不利影响。这类边界条件可以在下述情况下得到满足，即假定此种识别信号的构形同于无任何正向电压值之编码中的数字数据信号，同时此种数据率小于彩色负载波的频率，例如1Mbit/s。由于当前接收机中彩色信号PLL的窄带性质，彩色信号的解码与彩色再现不会受到不利影响。

要是一标准的是有箱信型信号频带的PAL制信号为一16∶9接收机所接收，则那种信号类型的识别码就可以起动一种格式转换，而实现一种无信箱型信号频带的完全形式。对于色同步信号，例如可以在一修正了的振荡周期数下来简单地实现识别码，据此，16∶9的接收机例如就可通过此振荡周期的计数或通过确定此色同频信号的长度来获取必要的信息。用辅助信息在信箱型信号间作出区别是有利的，这是因为根据源的不同（影片或摄象机），为未来的16∶9接收机（超PAL制）中的色度提供了不同的处理算法。这种类型的处理方法现在能够通过信号类型识别码直接编址。

一般地说，信箱型信号行数是已知的，使得在最少情形下，这种识别码只须按帧一次送至接收机，例如每场一次。但是，为了确保这种识别，最好希望重复此种识别码。按照图6将此识别信号收容到第一个15和/或第二个14的部段中一事，此时就能在垂直的过扫描区中或甚至在垂直消隐时期间中有利地进行。

借助于例如在垂直回扫线路第一部段15中相应于彩色钢载波频率之半的某些辅助振荡，来简单地实现前述目的的可能性列述于下表中（0：无辅助振荡的线路，1：有辅助振荡的线路）：

线路n  线路n-1  信号类型

0  0  标准信号（无信箱）型信号，无辅助信息）

0  1  信箱型信号，无辅助信息

1  0  来自影片源的信箱型信号，具有辅助信息

1  1  来自摄象机源的信箱型信号，具有辅助信息

当包括有更多的行时，就能表片出多数上述信号类型。这种信号类型的识别码也能通过分布在每幅图象上的若干个行来形成，借此，例如可以提高检测的可靠性。

由电视系统传输的电影片可以具有不同的帧型。因此，此种信箱型信号的频带就会有不同的宽度。现在也能把不同的信箱型格式包括到这种信号类型识别码中，并把一识别码作为一种格式辅助装置传输。此种格式辅助装置在传输带有前述b）中的信箱型信号之标准信号时，通过适当的变更垂直偏转振幅或相应的数字处理，就能在此种16∶9接收机中触发一完整的格式表示。

为了在相应于PCT/EP91/00676与DE411979专利说明书中所述的S-VHS或Hi8记录装置中，记录下前述类型d）或e）的信箱型PAL制信号，指出以下事实是适当的：即通过一咱附加的信号类型识别码，将一种事先记录下的信箱型PAL制信号类型识别码，将一种事先记录下的信箱型PAL制信号提供给16∶9接收机供显示用。这种信号类型的识别码在从磁带再现后，能方便地键控入CVBS信号中。于是，对此种接收机可以这样地说，根据PCT/EP91/00676与DE4111979，业已实现了带辅助信息的信箱型PAL制信号的部分解码。

依据本发明所解决的用来传输识别信号的方法也可用于NTSC与SECAM系统。

Claims (12)

1、一种在电视信号行上兼容传输信号类型辅助信息(16)的方法，这种信号类型辅助信息是由具有预热(Warm-UP)、起始和用户(需要的)信息数据之数据包形成，由此，在接收机一侧，此种预热的信息数据用来以正确的相位恢复用户信息数据的数据时钟脉冲，而引种起始信息数据用来为用户信息数据定址，并用来对用户信息数据的开始进行选择识别，特征在于：上述数据包是以电视信号的最先或最后的有效图象扫描行中无图象信号的那一半来传输，而在改进的16∶9接收机中，其一半为数据所占用的行被送出，并对其中所含的信号类型辅助信息进行了评价，而此种信号类型辅助信息则包括下列电视信号类型中的至少两种：

制式信号(无信箱型信号，无辅助信息)；

无辅助信息的信箱型信号(letterbox signals)；

来自影片源的带辅助信息的信箱型信号；

来自摄象机源的信箱型信号带有辅助信息，特别是在按静态或动态考虑时，在场或帧中之图象分量有区别。

2、如权利要求1所述的方法，特征在于：存在一超前于上述预热信息数据的脉冲，它的振幅相应于数据的最大电平，而其宽度包括着此数据的时钟周期的倍数。

3、如权利要求1或2所述的方法，特征在于：所说的用户信息数据是以这样的方式输送，使得每个数据包的不例相与倒相形式是顺序地传输;同时，在接收机一侧，相关的不倒相信号形式被加置各个倒相信号形式上以确定传输误差，据此，不等于零的合成信号和便表明有传输误差。

4、在电视信号行上兼容传输信号类型辅助信息的方法，在此，在进行传输和/或存储之前，将识别信号插入到电视信号背景黑暗区中至少每帧一行上，并由改进了的16∶9接收机对其中所含的信号类型辅助信息进行评价，而其中的信号类型辅助信息则包括下述类型电视信号中的至少两类：

制式信号（无信箱型信号，无辅助信息）;

无辅助信息的信箱型信号;

来自影片源的带辅助信息的信箱型信号;

来自摄象机源的信箱型信号，带有辅助信息，特别是在按静态或动态考虑时，在场或帧中之图象分量有区别。

5、如权利要求4所述的方法，特征在于：前述识别信号是由在瞬态意义下早起动和/或晚结束的色同步信号（12）构成。

6、如权利要求4或5中所述的8方法，特征在于：前述的识别信号是由一在瞬态意义下早起动和/或晩结束的色同步信号（12），和/或由一配置在此色同步信号这后或在瞬态意义下与此色同步信号重合的数据信号所构成。

7、如权利要求4至6中一项或几项所述的方法，特征在于：前述识别信号是存在于垂直回扫和/或垂直扫扫区中，和/或处于信箱型信号频带中。

8、如权利要求4至7中一项或几项所述的方法，特征在于：前述识别信号在一幅帧或一个场中重复若干次。

9、如权利要求4至8中一项或几项所述的方法，特征在于：所述的信号类型是由分配在每个图象中若干行上的识别信号所确定。

10、如权利要求4至9中一项或几项所述的方法，特征在于：数据率小于彩色载波频率的无任何正向电压的一种编码被选用作上述那种识别信号。

11、如权利要求4至10中一项或几项所述的方法，特征在于：前述识别信号规定了不同的信箱型信号格式。

12、如权利要求4至11中一项或几项所述的方法，特征在于：当于图象记录装置上重现信箱型电视信号时，前述这种识别信号便键合入此种电视信号中，说明在存储时业已对信箱型辅助信息实行了部分解码。

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