CN1112026C

CN1112026C - 数字彩色信号的调制装置

Info

Publication number: CN1112026C
Application number: CN97113056A
Authority: CN
Inventors: 竹井彰启
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: DE69729912T2; EP0810797B1; US6061101A; JPH09322189A; CN1171008A; EP0810797A3; EP0810797A2; DE69729912D1

Abstract

本发明的目的是利用不使用对正弦波和余弦波进行相乘的乘法器和ROM的简单电路对彩色信号进行调制。本发明的数字彩色信号调制装置包括第一选择器1，第二选择器3和第三选择器3。第一选择器1和第二选择器2分别以半周期把该数字彩色信号的U信号成分和V信号成分提供到第三选择器3。第三选择器3交替地选择与副载波组合的这些信号之一。输入信号反相，且第四选择器4交替地选择贯穿路径6和反相路径7的输出之一，从而产生调制输出。

Description

数字彩色信号的调制装置

本发明涉及数字彩色信号的调制装置，该装置对数字彩色信号进行调制，以便将数字彩色图象数据转换成普通彩色电视机的模拟信号。

在数字计算机中工作的彩色图象处理电路采用的是R(红)、G(绿)、B(兰)信号的组合来表示一个彩色图象。相反，彩色电视机中使用的是经过组合而利用射频电波发送的亮度信号和色度信号，更具体地说，采用的是亮度信号(Y信号)和色差信号，该色差信号表示的是每一个色度信号的成分和亮度信号之间的差。为了将信号传送到彩色电视机，要求在计算机中的信号处理改变信号的形式。此时要事先计算下列信号成分：U信号成分，表示B信号成分减去Y信号成分，和V信号成分，表示R信号成分减去Y信号成分。U信号成分使用正弦波调制而V信号成分使用余弦波调制。在相加之后，这两个信号成分被发送到彩色电视机。

有时，上述的普通的数字彩色信号调制装置会出现下列的问题。为了用正弦波调制在彩色数字信号中的U信号成分和用余弦波调制V信号成分，就要求有用于输入该U信号和V信号成分的电路，以及将这些成分和这些波信号分别地相乘的电路。这就需要一个存储正弦值的ROM(只读存储器)和另一个存储余弦值的ROM，以便执行三角函数。

而且，这种相乘取决于在计算机中的时钟信号。为了在与预定的彩色副载波的频率的相同的频率下执行相乘，就必须有各种的ROM来适应在各种计算机中的各种时钟频率；就是说，每一个ROM提供与分别的时钟频率无关的三角函数的具体值。因此，为了应用于加有不同的时钟频率的各种的计算机，基本的条件是具有若干种类的ROM。

结果是，在一个数字彩色信号调制装置中的ROM不同于在另一个数字彩色信号调制装置中的ROM，而且这些ROM还不同于在又一个数字彩色信号调制装置中的ROM；简言之，数字彩色信号调制装置的类型随着对应于各种时钟频率的ROM的类型的增加而增加。

相对应，能够在各种时钟频率下工作的数字彩色信号调制装置要求具有各种ROM，从而使得其体积趋于增大。

本发明的目的在于提供数字彩色信号调制装置，它能够在不经相乘和三角函数的条件下实现对于数字彩色信号的调制。

根据本发明的一个方案，一个数字彩色信号调制装置包括：第一选择器，用于选择一个U信号成分和第一彩色同步信号之一；第二选择器，用于选择一个V信号成分和第二彩色同步信号之一；第三选择器，用于以作为彩色副载波的第二频率的两倍的第一频率交替地选择来自该第一选择器和第二选择器的输出之一；贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；反相路径，用于将该第三选择器的模拟性质的输出进行极性的反相，和第四选择器，用于以第二频率交替地选择来自贯穿路径和反相路径的输出之一。

从下面给出的详细的描述和最佳实施例的附图，本发明将能够被更充分的了解，这些最佳实施例只是以实例的方式给出，而无意对于本发明进行限制。

图1是表示第一实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图2是表示第一实施例的数字彩色信号调制装置的操作的时序图；

图3是一个比较实例的框图；

图4是表示第二实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图5是表示第二实施例的数字彩色信号调制装置的操作的时序图；

图6是表示第三实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图7是表示第三实施例的数字彩色信号调制装置的操作的时序图；

图8是表示第四实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图9是表示第五实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图10是示出的是第四和第五实施例的操作的示意图；

图11是表示第六实施例的数字彩色信号调制装置的框图；

图12是表示第七实施例的数字彩色信号调制装置的框图。

下面将对于本发明的最佳实施例进行描述。

<第一实施例>

图1是表示第一实施例的数字彩色信号调制装置的框图。如图1所示，该装置包括第一选择器1和第二选择器2；第三选择器3，选择所输出的信号之一；第四选择器4输出调制的数字彩色信号。从第四选择器4输出的信号在由D/A(数字-模拟)转换器5转换成模拟信号之后送到一个彩色电视机未示出的视频端。该数字彩色信号的输入时序是由频率4倍于彩色副载波的一个控制时钟信号所控制。

数字彩色信号的U信号成分11和彩色同步信号SCU13，作为U信号成分被送到第一选择器1。在色同步信号插入控制脉冲BFP22的控制下，经过输出线15，第一选择器1有选择地将U信号成分11和彩色同步信号13之一送到第三选择器3。彩色同步信号13被插入到存在于彩色电视信号的每一个水平扫描期中的一个消隐期中。以彩色同步信号13的插入时序，彩色同步信号插入控制脉冲22控制着第一选择器1的切换。

第二选择器2接收该数字彩色信号的V信号成分12和彩色同步信号SCV14，作为V信号成分，以便经过输出线16有选择地输出这两个信号之一送到第三选择器3，其中与第一选择器1的情况相似，第二选择器2是在彩色同步信号插入控制脉冲22的控制之下。

第三选择器3周期地交替输出第一选择器1的输出信号和第二选择器2的输出信号，其中的选择是受控于控制信号23，以便实现以两倍于彩色副载波的频率进行切换。

在第三选择器3和第四选择器4之间，平行地放置着贯穿路径6和反相路径7。贯穿路径6包括有把第三选择器3的输出信号前送到第四选择器4的路径。而且，反相路径7包括比特反向器18和加法器19，将″1″加到图1输出的输出信号。反相路径7把输入的数字彩色信号的比特反相并把″1″加到反相的信号，这样就提供了与输入信号的极性相反的模拟信号。这样给出在后描述的一个正弦波和一个余弦波。

第四选择器4有选择地周期地输出来自贯穿路径6和反相路径7的输出信号之一。用于控制第四选择器4的控制信号24具有的频率和提供调制的数字彩色信号的彩色电视中的彩色副载波的频率相同。

图2示出了第一实施例的数字彩色信号调制装置的操作的一个时序图，其中的参考符号(a)表示输入到第一选择器1的数字彩色信号的U成分；(b)表示输入到第二选择器2的数字彩色信号的V成分；(c)是输入的时钟信号，控制数字彩色信号，它的频率被设置成是在彩色电视机中的彩色副载波的频率的四倍；(d)是彩色同步信号插入控制脉冲BPF，在每一个水平扫描周期的具体的前沿都保持高电平；(e)频率是彩色副载波的两倍的时钟信号，控制着第三选择器3；(f)贯穿路径6的输出信号A；(g)反相路径7的输出信号B；(h)与彩色幅载波相同的频率；(i)第四选择器4的输出信号C；(j)应该原本地与U信号成分相乘的正弦波；和(k)应该原本地与V信号成分相乘的余弦波。

如图2(a)、(b)和(c)所示，U信号成分和V信号成分是与输入时钟同步地被提供的，而且，它们的值在改变，其中的值由表示该数字彩色信号电平的几个比特组成。

如图2(d)所示，在消隐期中把预置成″0″的彩色同步信号插入控制脉冲BFP保持成″1″，使得第一选择器1和第二选择器2有选择地输出都属于彩色同步信号的U信号成分SCU13和V信号成分SCV14。第三选择器3以两倍于彩色副载波的频率交替地选择输入彩色同步信号12和14，从而产生在图2的(f)示出的信号A。经过贯穿路径6，信号A被送到第四选择器4，同时由反相路径7转换成在图2(g)中示出的信号B。与信号A相似，从模拟角度来说信号B极性与信号A相反，也被送到第四选择器4。

第四选择器4以图2(h)示出的的彩色副载波的频率有选择地输出贯穿路径6的信号A和反相路径7的信号B，从而在消隐周期内，首先输出U信号成分的彩色同步信号SCU，再输出与信号SCV反相的彩色同步信号SCV+1，第三输出与信号SCU反相的彩色同步信号SCU+1，最后输出信号的彩色同步信号SCV。结果是，对应于输出SCU和SCU+1的模拟值构成了正弦波的最大值和最小值，而输出SCV+1和SCV的模拟值构成了图2(j)和(k)的余弦值。对于这些值进行的平滑处理提供了U信号成分与正弦波的相乘，和V信号成分与余弦波的另一个相乘。

在消隐期过后，经过第一和第二选择器把U信号成分和V信号成分送到第三选择器3。这将给出对应于正弦波和余弦波的峰值的信号值，其极性依次改变。

总之，第一选择器1和第二选择器2用于以应该适当的时序插入彩色同步信号；第三选择器3和贯穿路径6及反相路径7提取峰值，这些峰值具有该正弦波和余弦波的正极性和负极性；而且，第四选择器4交替地选择贯穿路径6和反相路径7的输出，从而产生调制的数字彩色信号。

如上所述，基于彩色副载波频率，交替地选择根据原始的U信号成分SCU、原始的V信号成分SCV、与之反相的信号SCU+1和SCV+1之一，使之不采用乘法器和用于三角函数的ROM，就能给出调制的数字彩色信号。

图3的是一个表示出第一实施方案效果的比较方案。框图示出了用于调制的一个传统的电路。与第一实施例相似，电路包括第一选择器1和第二选择器2。第一选择器1和第二选择器2分别将输出信号送到乘法器31和32。其中的U信号成分与用于正弦波的ROM33相乘，而其中的V信号成分与用于余弦波的ROM34相乘。加法器35将乘法器31的输出信号和乘法器32的输出信号相加，从而实现数字彩色信号的调制。

如图3所示，该电路要求乘法器31和32，通常它们是十分复杂的，而且还需要用于三角函数的ROM；尤其是该RMO33和34只是在一个预定的时钟信号的条件下才工作。因此，这样的电路趋于使得电路的构成的复杂，以及要求每一个都要适应于各自的时钟的用于三角函数的多个ROM。

<第二实施例>

图4的框图示出了本发明的彩色信号调制装置的第二个实施例。其中的相同于第一实施例的参考符号表示同一个部件。该装置还包括分别接在第一选择器1和第二选择器2之后的取样电路26和27，以及接收其输出的第三选择器3。取样电路26以四倍于彩色副载波的频率对第一选择器1的输出进行取样，而取样电路27以相同的方式对于第二选择器2的输出进行取样。该装置使得传送到第一和第二选择器1和2的数字彩色信号受控于一个自由时钟；由于取样电路26和27的每一个都是以四倍于彩色副载波的频率进行取样，之后信号送到第三选择器3。这就使得对于来自第三选择器的输出信号的处理与第一实施例相同。结果是，装置能够依赖于自由频率的时钟信号对数字彩色信号进行处理。

图5示出了第二实施例的操作时序图，其中的(a)和(b)表示分别输入到第一选择器1和第二选择器2的数字彩色信号的U信号成分和V信号成分，其中的信号成分的输入是以不同于四倍彩色副载波的频率进行的；(c)是四倍彩色副载波的频率；(d)彩色同步信号插入控制脉冲；(e)是第一选择器1的输出D；(f)是第二选择器2的输出E；(g)是取样电路26的输出F；(h)取样电路27的输出G；(I)是两倍彩色副载波的频率；(j)第三选择器3的输出H；(k)彩色副载波的频率；和(l)第四选择器的输出C。

虽然输入到第一选择器1和第二选择器2的信号不是同步于在图5中的(e)(f)和(k)的彩色副载波的频率，但是图5(g)和(h)中的具有两倍彩色副载波的频率的信号F和G被图5中(g)(b)采样电路26和27送到第三选择器3。在此之后，执行与第一实施例相同的处理，因此产生图5(l)的信号。

根据第二实施例，即使是具有自由频率的输入的数字信号不与该副载波同步的情况下，装置也能够调制数字彩色信号，这就使得装置对于各种调制具有通用性。

<第三实施例>

图6的框图示出了第三实施例的数字彩色调制装置。其中的相同的参考符号表示与第二实施例中相同的部分。在该装置中，取样电路26和27是分别地放置在第一选择器1和第二选择器2的前面。第一选择器1从第一取样电路26接收取样的输出，并且根据具体的时序而有选择地提供该信号。而且，彩色同步信号插入控制脉冲22与取样电路26无关地输入到第一选择器1，它是一个具有指示该彩色同步信号的一定的电平的具体值的数字信号。由于其值被保持独立于时钟信号而恒定，所以该脉冲信号可被直接输入到第三选择器3。这就是将第一取样电路26放置在第一选择器1的U信号成分的输入端之前的原因。取样电路27放置在第二选择器2之前，工作于同一个目的。

图7是表示该第三实施例的操作的时序图，其中的参考符号(a)-(d)表示的是与第二实施例相同的信号；(e)是取样电路26的输出I；(f)是取样电路27的输出J；(g)是第一选择器1的输出K；(h)是第二选择器2的输出L；而(j)是第三选择器3的输出M。包括在被输入到第三选择器3的信号中的彩色同步信号不被取样，即不产生频率成分；这不同于第二实施例。但是，第三选择器3选择的和第四选择器输出的信号与第一实施例相似。

根据第三实施例，与第二实施例相似，能够执行对于具有不同步于彩色副载波的自由频率的输入数字彩色信号的调制。

<第四和第五实施例>

图8是表示第四实施例的数字彩色信号调制装置的框图，而图9是表示第五实施例的数字彩色信号调制装置的框图。在前装置包括分别处在取样电路26和27之后的内插电路37和38。该内插电路是公知的，例如象内插滤波器，它对于相邻的信号的电平进行比较，以便在其间插入平均值或中值。

如图7所示，取样电路以四倍于副载波的频率取样输入的信号。但是对于这样进行的取样，相邻信号的电平经常由输入的信号不自然地改变，这将确定着输出信号的质量。这就是把内插滤波器37和38放置在取样电路26和27之后以便校正已经迅速改变的信号电平的原因。这样的校正最好是在取样电路26和27进行取样之后执行。因此，根据放置在第一和第二选择器1和2之前的取样电路26和27，第一和第二内插电路37和38也同样被定位。

图10示出了第四和第五实施例的数字彩色调制装置的操作的示意图。其中在上方示出了非内插的信号电平的改变，而下方示出了内插信号电平的改变。图中示出了关于以低于取样时钟信号的频率对于输入的信号进行取样的例子，其中对于信号电平彼此相同的信号10a和10b的取样跟随的是对于电平稍低的信号10c的取样。内插电路37和38对于在信号10a和10b之间的尖锐的改变进行平滑处理，从而避免由取样所引起的图象质量的确定。更具体地说，电路37和38用信号10b′替代了引起剧变的信号10b，使得变化适度。由四倍频率的取样所引起的效果可以通过以双倍的频率进行取样和在相邻的信号之间进行内插来获得。

根据第四和第五实施例，很容易执行以具有自由频率的时钟信号同步地对于输入的数字彩色信号进行的取样，另外，能够避免由于取样所引起的对于图象质量的确定。

而且，对于具有低频率时钟的输入信号来说，经过取样和内插而引起的数据量的增加将导致高质量的图象的调制。

<第六和第七实施例>

图11和12分别示出了根据本发明的第六和第七实施例的数字彩色信号调制装置的框图。第六实施例包括在取样电路26和27之前的间歇电路39和40。该间歇电路39和40是公知的抽取(decimation)滤波器，它将输入数字信号进行间歇，以便平滑相邻数字信号的电平。简言之，在进行取样之前进行的间歇防止了取样信号的某些部分在电平上的剧变。

图12的第七实施例是一个经修改的例子，其中的取样电路26和27是放置在第一和第二选择器之前。其功能和构型与第六实施例相似。

尽管第四和第五实施例在取样之后调节信号电平的改变，但在第六和第七实施例中的装置是通过适当电平的信号的选择来调节原始信号。可以根据输入信号的特性采用前者类型和后者类型之一。在两种情况中，都能够容易地实现高质量图象的调制。

而且，对于比取样频率更高的输入信号的时钟频率，间歇电路选择具有适当频率的信号，并将其输出到取样电路，从而提供更高质量的调制图象。

此外，在第五和第七实施例中的装置既不用内插电路也不用间歇电路处理彩色同步信号，所构成的第五和第七实施例的每一个还包括彩色同步信号电平的调节。这使得装置免受这些电路的影响。

Claims

1.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一选择器，用于接收一个U信号成分和第一彩色同步信号，并选择该U信号成分和第一彩色同步信号之一；

第二选择器，用于接收一个V信号成分和第二彩色同步信号，并选择该V信号成分和第二彩色同步信号之一；

第三选择器，用于根据具有为彩色副载波的第二频率的两倍的第一频率的第一时钟信号，交替地选择自该第一选择器和第二选择器的输出之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

反相路径，用于将该第三选择器的模拟性质的输出进行极性的反相；和

第四选择器，用于根据具有第二频率的第二时钟信号，交替地选择来自贯穿路径和反相路径的输出之一。

2.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一取样电路，用于根据具有为彩色副载波的第二频率的四倍的第一频率的第一时钟信号，对第一选择器的输出进行取样；

第二取样电路，用于根据具有第一频率的第一时钟信号，对第二选择器的输出进行取样；

第三选择器，用于根据具有为第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地选择来自该第一取样电路和第二取样电路的输出之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

3.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置包括：

第一取样电路，用于根据具有为彩色副载波的第二频率的四倍的第一频率的第一时钟信号，对数字彩色信号的U信号成分进行取样；

第一选择器，用于接收第一取样电路的输出和第一彩色同步信号，并选择第一取样电路的输出和第一彩色同步信号之一；

第二取样电路，用于根据具有第一频率的第一时钟信号，对数字彩色信号的V信号成分进行取样；

第二选择器，用于接收第二取样电路的输出和第二彩色同步信号，并选择第二取样电路的输出和第二彩色同步信号之一；

第三选择器，用于根据第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地选择来自该第一选择器和第二选择器的输出之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

4.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一内插电路，用于调节在来自该第一取样电路的一个输出的电平中的第一改变；

第二内插电路，用于调节在来自该第二取样电路的一个输出的电平中的第二改变；

第三选择器，用于根据具有为第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地选择来自该第一内插电路和第二内插电路的输出；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

5.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一内插电路，用于调节来自该第一取样电路的一个输出电平中的第一个改变；

第一选择器，用于选择第一内插电路的输出和第一彩色同步信号之一；

第二内插电路，用于调节来自该第二取样电路的一个输出电平中的第二个改变；

第二选择器，用于选择第二内插电路的输出和第二彩色同步信号之一；

第三选择器，用于根据具有为第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地选择来自该第一选择器和第二选择器的输出之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

6.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一间歇电路，用于对第一选择器的输出电平进行平滑；

第一取样电路，用于根据具有为彩色副载波的第二频率的四倍的第一频率的第一时钟信号，对第一间歇电路的输出进行取样；

第二间歇电路，用于对第二选择器的输出电平进行平滑；

第二取样电路，用于根据具有第一频率的第一时钟信号，对第二间歇电路的输出进行取样；

第三选择器，用于根据具有为第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地选择来自该第一取样电路和该第二取样电路的输出之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

7.一个将数字彩色信号转换成模拟信号的数字彩色信号调制装置，包括：

第一间歇电路，用于对于在数字彩色信号的U信号成分中的相邻近信号的电平进行平滑；

第一选择器，用于选择第一取样电路的输出和第一彩色同步信号之一；

第二间歇电路，用于对于在数字彩色信号的V信号成分中的相邻信号的电平进行平滑；

第二选择器，用于从该第二取样电路的输出和第二彩色同步信号中选择之一；

第三选择器，用于根据具有为彩色副载波的第二频率的两倍的第三频率的第三时钟信号，交替地从第一和第二选择器的输出选择之一；

贯穿路径，用于前送该第三选择器的输出；

8.权利要求1的装置，其特征在于第一和第二时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

9.权利要求2的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

10.权利要求3的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

11.权利要求4的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

12.权利要求5的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

13.权利要求6的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

14.权利要求7的装置，其特征在于第一、第二和第三时钟信号每个都是单比特信号，并在两个值之间进行周期性变化。

15.权利要求2的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。

16.权利要求3的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。

17.权利要求4的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。

18.权利要求5的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。

19.权利要求6的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。

20.权利要求7的装置，其特征在于第一和第二取样电路的输出与第一时钟信号同步。