CN1105459C - 用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器 - Google Patents

用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器 Download PDF

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Abstract

一种用于转换一个数字视频信号的采样频率以执行一个点顺序制彩色差分信号转换操作的多相滤波器，其中数字视频信号包括一个亮度信号和一个彩色差分信号，该彩色差分信号包括两个彩色差分信号分量。该多相滤波器适用于产生多个通常被用于处理亮度信号和彩色差分信号的多相滤波器系数并在处理彩色差分信号的两个分支单元中处理产生的多相滤波器系数。从而本发明具有缩小硬件体积，减少相关成本的效果。

Description

用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器
技术领域
本发明一般涉及用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器，特别涉及一种能够以一个简单的硬件结构对一个数字视频信号的亮度和彩色差分信号Y和RY/BY进行滤波的用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器。
背景技术
一般地，一个SD VCR的输入条件为一个13.5MHZ的亮度信号Y和一个13.5MHZ的彩色差分信号RY/BY。为了在将一个14.3MHZ(4FSC)的数字视频信号加到SD VCR上的情况下满足SD VCR的输入条件，这个14.3MHZ的数字视频信号要被转换成一个14.3MHZ的模拟视频信号，然后再被转换成一个13.5MHZ的模拟视频信号。这个13.5MHZ的模拟视频信号再被转换成一个13.5MHZ的数字视频信号。可替换地，这个14.3MHZ的数字视频信号可根据一个频率抽样程序被直接转换成一个13.5MHZ的数字视频信号，如图1所示。
图1是一个说明现有的用于数字频率转换的N支(TAP)多相滤波器结构的简略方块图。如图所示，现有的N支多相滤波器由一个延迟组和一个系数组构成。延迟组包括多个用于顺序延迟输入数据的延迟单元，系数组包括多个系数单元，每个系数单元输出一个与延迟组中相应的延迟单元的输出数据相乘的多相滤波器系数。在系数组的每个系数单元中，存在K个不同的由一个计数器周期和重复输出的多相滤波器系数。
现有的N支多相滤波器还包括一个加法器，用于将延迟组中延迟单元的输出数据与系数组中相应的系数单元的多相滤波器系数相乘得到的所有结果相加。加法器的输出作为该多相滤波器的最后输出以类似方式提供给一个普通数字滤波器。应注意，多相滤波器与数字滤波器之间的不同点在于是否执行一个多相滤波器系数的调整。换言之，由于没有多相滤波器系数的调整，数字滤波器根据输入信号执行一个不准确的操作。多相滤波器能执行多相滤波器系数调整以弥补数字滤波器的弱点。
图2是一个说明利用了图1中的现有N支多相滤波器的点顺序制彩色差分信号转换方法的简略方块图。图3A到3G是图2的操作图。为了将14.3MHZ的亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY分别转换成13.5MHZ的亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY，14.3MHZ的亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY首先被互相分离，然后分离开的彩色差分信号RY/BY又被分离成彩色差分信号分量RY和BY。然后，分离开的亮度信号Y以及彩色差分信号分量RY和BY被相应的多相滤波器滤波。
换言之，在使用7支多相滤波器的情况下，一个如图3A所示的彩色差分信号RY/BY被分离成一个如图3B所示的彩色差分信号分量RY和如图3C所示的彩色差分信号BY。滤波结果如图3D所示。
另一方面，被分离的如图3E所示的彩色差分信号BY按照如图3F所示的多相滤波器系数，以旋转(CONVOLUTION)方式被滤波。滤波结果如图3G所示。
但是，上述的将14.3MHZ的数字视频信号转换成一个14.3MHZ的模拟视频信号，然后又将其转换成一个13.5MHZ的模拟视频信号，再被转换成一个13.5MHZ的数字视频信号的方法有一个缺点，它将在各个转换步骤引起某个信号丢失，从而导致无效的信号处理。
而且，上述的根据一个频率抽样程序将这个14.3MHZ的数字视频信号直接转换成一个13.5MHZ的数字视频信号的方法也有一个缺点，它需要多个分别相应于数字视频信号的亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY的多相滤波器，从而增加了硬件体积和相关成本的增加。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一个用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器，其多相滤波器系数被共用于一个数字视频信号的亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY的转换步骤中，以使得通过一个简单的硬件结构对亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY滤波。
依据本发明，通过提供一种用于转换一个数字视频信号的采样频率以执行一个点顺序制彩色差分信号转换操作的多相滤波器，实现本发明的上述和其它目的，其中数字视频信号包括一个亮度信号和一个彩色差分信号，该彩色差分信号包括两个彩色差分信号分量，该多相滤波器包括用于产生多个被共用于处理亮度信号和彩色差分信号的多相滤波器系数并在处理彩色差分信号的两个分支单元中处理产生的多相滤波器系数装置。
上述装置包括第一延迟组，该第一延迟组包括多个用于顺序延迟亮度信号的第一延迟单元；第二延迟组，该第二延迟组包括多个用于顺序延迟彩色差分信号的第二延迟单元；一个系数组，该系数组包括多个用于产生多个被共用于处理亮度信号和彩色差分信号的多相滤波器系数的系数单元；第一乘法器组，包括多个第一乘法器，每个乘法器将来自第一延迟组中一个相应第一延迟单元的输出数据与来自系数组中一个相应系数单元的多相滤波器系数相乘；一个加法器组，用于在二支单元中将所有来自系数组中系数单元的多相滤波器系数相加，该加法器组包括多个第一加法器，每个第一加法器将来自系数组中两个相应系数单元的多相滤波器系数相加；第二乘法器组，包括多个第二乘法器，每个乘法器将来自第二延迟组中一个相应的奇数的第二延迟单元的输出数据与来自加法器组中一个相应的第一加法器的输出数据和系数组中最后一个系数单元的输出数据相乘；第二加法器组，用于将第一乘法器组中第一乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的亮度信号输出；第三加法器，用于将第二乘法器组中第二乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的彩色差分信号输出；以及一个计数器，用于每隔一个时钟改变来自系数组中系数单元的多相滤波器系数。
上述装置适用于在二支单元中处理产生的多相滤波器系数以便每隔两个时钟对相同的彩色差分信号分量进行滤波。
附图说明
下面将结合附图详细描述说明本发明。
图1是一个说明现有的用于数字频率转换的N支多相滤波器结构的简略方块图；
图2是一个说明利用了图1所示的N支多相滤波器的点顺序制彩色差分信号转换方法的简图；
图3A到3G是图2的操作图；
图4是一个说明依据本发明的用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器结构的简图；以及
图5A到5C是图4所示的多相滤波器的操作图。
具体实施方式
参照图4，示出了一个依据本发明的用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器的结构。该多相滤波器由第一和第二延迟组1和2以及一个系数组3构成。第一延迟组1包括多个用于顺序延迟一个数字视频信号的亮度信号Y的延迟单元，第二延迟组2包括多个用于顺序延迟一个数字视频信号的彩色差分信号RY/BY的延迟单元。系数组3，该系数组被用于产生多个与来自第一和第二延迟组1和2中的延迟单元的输出数据相乘的多相滤波器系数。系数组3包括多个系数单元。
该多相滤波器还由第一和第二乘法器组6和8以及一个加法器组7构成。第一乘法器组6包括多个乘法器，每个乘法器将来自第一延迟组1中一个相应的延迟单元的输出数据与来自系数组3中一个相应系数单元的多相滤波器系数相乘。加法器组7，用于在二支单元中将所有来自系数组3中系数单元的多相滤波器系数相加，加法器组7包括多个加法器，每个加法器将来自系数组3中两个相应系数单元的多相滤波器系数相加。第二乘法器组8，包括多个乘法器，每个乘法器将来自第二延迟组2中一个相应的奇数延迟单元的输出数据与来自加法器组7中一个相应的加法器或系数组3中最后一个系数单元的输出数据相乘。
该多相滤波器还包括第一加法器4，用于将第一乘法器组6中乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的亮度信号输出，以及第二加法器5，用于将第二乘法器组8中乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的彩色差分信号输出。
在图4中，标号9表示一个计数器，用于每隔一个时钟改变来自系数组3中系数单元的多相滤波器系数。
该数字视频信号的亮度信号Y的滤波操作以图2所示的方式执行。但是，该数字视频信号的彩色差分信号RY/BY的滤波操作是以不同于图2所示的方式被执行的。即彩色差分信号RY/BY没被分成彩色差分信号分量RY和BY，而是混合在一起以点顺序制的方式被处理。而且，用于彩色差分信号分量RY和BY的多相滤波器系数被单独使用，而用于亮度信号Y的多相滤波器系数被公共使用。
下面参照图5A到5C详细描述上述依据本发明的用于点顺序制彩色差分信号转换的多相滤波器的操作。
图5A到5C是图4所示的多相滤波器的操作图。图5A示出了作为本发明核心的多相滤波器系数的处理过程。如图所示，在采用7支(7-TAP)多相滤波器的情况下，7支(7-TAP)多相滤波器的系数在两个单元中被处理。
换言之，如图5A所示，为了不经分离地处理彩色差分信号RY/BY的彩色差分信号分量RY，通过将用于彩色差分信号RY/BY的彩色差分信号分量BY的多相滤波器系数加到用于彩色差分信号分量RY的多相滤波器系数上，产生一个新的系数。
也就是，为了在彩色差分信号分量RY和BY被顺序排列并且用于彩色差分信号分量RY的奇系数和用于彩色差分信号分量BY的偶系数以对应于彩色差分信号分量RY和BY的方式排列的情况下首先处理彩色差分信号分量RY，通过将两个单元中相邻的奇系数和偶系数加和来产生新的系数。然后彩色差分信号分量RY根据新产生的系数以旋转(CONVOLUTION)的方式被滤波。
从而彩色差分信号分量RY和BY从当前位置向左或向右移动一个位置，如图5B所示，因为它们被延迟了一个周期。其结果是，彩色差分信号分量BY同彩色差分信号分量RY一样，根据新产生的系数以旋转的方式被滤波。
滤波结果如图5C所示。如图所示，滤波结果与图3D到3G所示的一样。其结果是，尽管彩色差分信号RY/BY没有被分成彩色差分信号分量RY和BY，但与被分成彩色差分信号分量RY和BY的情况的滤波效果是相同的。
显然，依据本发明，通常利用一个多相滤波器来处理亮度信号Y和彩色差分信号RY/BY。从而本发明具有缩小硬件体积，减少相关成本的效果。
尽管已公开了本发明的最佳实施例，但本领域技术人员做出的任何不离开本发明构思的修改和改进均应属于下述权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于转换一个数字视频信号的采样频率以执行一个点顺序制彩色差分信号转换操作的多相滤波器，其中数字视频信号包括一个亮度信号和一个彩色差分信号，该彩色差分信号包括两个彩色差分信号分量，其特征在于该多相滤波器包括用于产生多个被共用于处理亮度信号和彩色差分信号的多相滤波器系数并在处理彩色差分信号的两个分支单元中处理产生的多相滤波器系数的装置，所述装置包括：
第一延迟组，所述第一延迟组包括多个用于顺序延迟亮度信号的第一延迟单元；
第二延迟组，所述第二延迟组包括多个用于顺序延迟彩色差分信号的第二延迟单元；
一个系数组，所述系数组包括多个用于产生所述多个被共用于处理亮度信号和彩色差分信号的多相滤波器系数的系数单元；
第一乘法器组，所述第一乘法器组包括多个第一乘法器，每个所述第一乘法器将来自所述第一延迟组中一个相应第一延迟单元的输出数据与来自所述系数组中一个相应系数单元的多相滤波器系数相乘；
一个加法器组，用于在两分支单元中将所有来自所述系数组中系数单元的多相滤波器系数相加，所述加法器组包括多个第一加法器，每个所述第一加法器将来自所述系数组中两个相应系数单元的多相滤波器系数相加；
第二乘法器组，所述第二乘法器组包括多个第二乘法器，每个所述乘法器将来自所述第二延迟组中一个相应的奇数第二延迟单元的输出数据与来自所述加法器组中一个相应的第一加法器和所述系数组中最后一个系数单元的输出数据相乘；
第二加法器，用于将所述第一乘法器组中第一乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的亮度信号输出；
第三加法器，用于将所述第二乘法器组中第二乘法器的所有输出数据相加并将相加后的结果作为一个滤波后的彩色差分信号输出；以及
一个计数器，用于每隔一个时钟改变来自所述系数组中系数单元的多相滤波器系数。
2.如权利要求1所述的多相滤波器，其特征在于所述装置适用于在二支单元中处理产生的多相滤波器系数以便每隔两个时钟对相同的彩色差分信号分量进行滤波。
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