CN1164126C - 避免彩色通道中过大信号电平的电视接收机、其电路及方法 - Google Patents

Abstract

具有行延迟线的电视接收机，在彩色电视接收机中，会出现因行延迟线的信号重复引起的电压超量，尤其是在有100%幅度的峰值白色时，所述电压超量会干扰公知对比度扩展器的工作方法并影响图像重现。本发明的目的在于减小基于行延迟线的工作方法的这种电压超量。在每种情况下控制解码器组合级(4，9)的增益因子，使得其输出电压幅度(B-Yout、R-Yout)减小或增大。

Description

避免彩色通道中过大信号电平的 电视接收机、其电路及方法

技术领域

本发明涉及在彩色通道中具有行延迟线的电视接收机。

背景技术

在电视接收机中越来越多地采用所谓的对比度扩展器。它们用于在信号幅度较小时提高增益和对比度，从而获得主观上好的图像再现。这种对比度扩展器即使在不同的信号源或发射机(它们满幅调制到不同的量值)的情况下也能补偿电平差，并主观地改善图像再现。这种信号调整可以在视频级的CVBS或YUV信号、或RGB信号中进行。总的来说，计算出RGB信号的幅度，并且作为此幅度的函数，分别以所需的方式对增益和对比度进行调整。

已知在某些信号构成中，会出现幅度超过峰值白色值的情况，即幅度构成大于100％的视频电平。这些包括，例如由频率响应仰角或图像改善电路以及垂直彩色/白色转换引起的过冲，在所述的垂直彩色/白色转换中，来自PAL延迟线的彩色分量在转换后附加到第一白线上。这些电平大于100％的信号在采用对比度扩展器时会引起不希望的对比度减小。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路，防止了由彩色分量产生的幅度大于100％的信号达到最大的可能量值。

按照本发明的一个方面，提供一种用于电视接收机的电路，包括具有彩色通道、亮度通道和在彩色通道中的行延迟线的信号处理装置，其中来自行延迟线的输入的未延时的视频彩色信号或副载波频率彩色信号和来自行延迟线的输出的延时的信号被送至组合级的输入端和产生输出电压的后续放大器，其特征在于：所述放大器各具有一个相关的增益因子，可由控制信号来控制，提供了求值电路，所述求值电路接收未延迟的信号以及延迟的信号，并产生控制信号，所述求值电路控制放大器的增益因子，使得它们的输出电压的幅度根据彩色通道中的实际信号状态而改变，以避免RGB路径中的信号电平超过峰值白色电平。

按照本发明的另一方面，提供一种用于电视接收机的电路，包括具有彩色通道、亮度通道和在彩色通道中的行延迟线的信号处理装置，其中来自行延迟线的输入的未延时的视频彩色信号或副载波频率彩色信号和来自行延迟线的输出的延时的信号被送至组合级的输入端和产生输出电压的后续放大器，其特征在于，所述放大器各具有一个相关的增益因子，可由控制信号来控制，并且一个求值电路设置在亮度通道中，求值电路包括下述装置，该装置用于在亮度信号电平低于一特定门限值时将增益因子控制到一个相应的第一值，而在亮度信号电平高于所述特定门限值时将增益因子中的至少一个控制到第二值，所述第二值小于第一值。

本发明的在彩色通道中具有行延迟线的电视接收机电路，其中来自行输入的未延时的视频或彩色副载频信号和来自行输出的延时的信号被送至组合级的输入，组合级的输出电压馈给彩色通道，组合级的增益因子是可控的，且提供了求值电路，所述求值电路在每种情况下控制组合级的增益因子，使得它们的输出电压的幅度作为亮度和/或彩色通道中特定的信号状态的函数而改变。

因此本发明在于控制解码器组合级分别的增益因子，使得当特定的信号状态出现在亮度和/或彩色通道上时，改变各级输出电压的幅度。

根据一个实施例，根据本发明的解决方案基于以下的思想和考虑。彩色电视接收机在彩色通道要么包括一条延迟线，用于对载频彩色信号延时一行时间，要么-如果应用了基带延时的原理-包括两条延迟线，每条延时一行时间，通常集成在一块集成电路中，用于解调的色差信号。此延迟线的效果是，行n相应的彩色信号也参与了时间上紧跟的行n+1的图像重现。让我们假设下面一个实际中经常出现的实例：行n是具有彩色分量的行，例如为一蓝行，而行n+1作为垂直方向上从彩色向黑/白转换的结果，为具有100％白色的纯白行，因而其中彩色通道中的色度信号，也就是说，例如信号R-Y和B-Y或U和V，为零。然而在行n+1中，来自行n的信号也附加出现在行延迟线的输出。因此，来自行n的彩色信号在行n+1的图像重现中也有效，而在纯白行n+1中本身并未接收到彩色信号。在形成RGB信号的矩阵运算中，此信号加在本来正确的100％白色的信号上，结果更令人不满意地造成一个幅度超过100％的信号，即所谓的过度白。

这种行延迟线上出现的情况现在可由本发明的电路检测出来，并且在所述的实例中，行延迟线输出上的干扰彩色信号在行n+1中被切断。因而本发明尤其消除了在行至行(即在垂直方向上)的从彩色向黑/白转换时由于过度白而产生的图像干扰。电路上的花销很低，因为本发明的电路可以和实际的PAL解码器一起实现在一块集成电路上。

在PAL彩色电视接收机中，如果信号只出现在延迟线输出上，则彩色解码器的组合级的增益因子最好控制至值零。

本发明一改进结构包括以下部分：在基带延迟线组合级中，通常每一个有一加法级，来自行延迟线输入和输出的两个时间上连续的行n和n+1的色差信号相加。这导致色差信号幅度加倍，在整个电路计算中也考虑到了这一点。即使采用工作在彩色副载波频率范围内的延时解码器，载频色差信号的幅度也加倍，因为直接或延时的色度信号相加或相减。考虑到PAL切换，这将导致载频信号+2U和±2V。在行n和行n+1之间从黑/白向彩色发生突变时，彩色副载波幅度在行n为零，而在行n+1为一特定值，取决于相应的色饱和度。这意味着在行n+1中，来自两个时间上连续的行的两个彩色副载波不出现在加法级和减法级上，因而上述的幅度增加不会发生。因此，根据本发明的此改进结构，在这种情况时，组合级输出上的信号幅度被以因子2即6dB放大，纠正了过小的幅度。

在SECAM的情况下，不幸的是考虑到色差信号的行顺序制发送，上述方法不能总产生无歧义的结果，因而此应用必须限制在PAL中。亮度信号的询问-作为上述方法的替代或补充-在此提供了一种与标准无关的补救方法。

不管是什么彩色标准，所有电视标准都设计为将Y电平定义为从根本上没有彩色叠加于其上的白色。因此为了切断或至少减小彩色信号或色差信号，只要在亮度信号通路(例如彩色副载波陷波电路的下游)在鉴别出100％白色时询问亮度信号幅度就可以了。

可以很容易地导出一参考值，用于通过通常使用的测试线的峰值检波进行的白色鉴别。如果信号中没有白色参考值，则有必要使用一固定的参考电压，它尽量精确地对应于另外会有的实际白色值(或稍低于期望的白色值)。

为了防止电路响应亮度信号中的过冲，可以通过位于求值电路上游的低通滤波器来将其减小。此时，必须考虑亮度信号的附加延时。

本发明的主要目的是提供一种电视接收机，其中最大限度地避免了由彩色信号分量产生的大于100％幅度的信号。

本发明的电视接收机具有上面已结合本发明的电路描述过的优点。

最后，本发明的一个目的是提供一种方法，借助于该方法避免了由彩色信号分量产生的大于100％幅度的信号。

按照本发明的一种控制彩色解码器电路中具有可控增益因子的放大器的方法，每个放大器具有一个相应的彩色信号，该方法包括下列步骤：a)通过计算延迟的和未延迟的信号，估计彩色通道中存在的实际彩色信号状态；b)按照下列可替换方式控制增益因子c)如果相应延迟信号的信号电平变为0，增大增益因子；或者d)如果同时存在延迟的和未延迟的相应信号，其中第一值是标称增益因子，将增益因子设置为第一值；或者e)如果仅存在延迟的相应信号，将增益因子设置为第二值，其中选择增益因子的第二值，以避免输出信号电平超过峰值白色并且第二值小于第一值。

按照本发明的一种控制彩色解码器电路中具有可控增益因子的放大器的方法，该方法包括下列步骤：a)计算亮度信号的信号电平；b)如果亮度信号的信号电平低于一特定门限值，将增益因子设置为第一值；以及c)如果亮度信号的信号电平大于特定门限值，将增益因子中的至少一个设置为小于第一值的第二值。

附图说明

以下参考附图详细说明本发明。其中，

图1为具有色差信号视频平均的PAL解码器的方框图。

图2为解释图1电路工作方法的示意图。

图3为PAL彩色解码器(亦称延时解码器)的方框图，此解码器对接收到的、来自时间上连续的两行的被调彩色副载波进行加法和减法。

图4为解释图3电路工作方法的示意图。

图5为在亮度通道上备有求值电路的解码器的方框图。

图6为解释图5电路工作方法的示意图。

图7为以一已知方式工作的彩色解码器的一特定图像的信号轮廓。

图8为根据本发明工作的彩色解码器在与图7相同的情况下的信号轮廓。

具体实施方式

在图1中，通过对被调彩色副载波F进行解调获得的视频色差信号B-Yin，一方面从端子1直接传到加法级3的输入，另一方面经过工作在基带的行延迟线2、作为延时的信号B-Ydel传到加法级3的输入。加法级3的输出信号传到可控放大器4的输入，该可控放大器4在端子5上提供在时间上连续的两行间平均的信号B-Yout。

类似地通过解调由被调彩色副载波获得的色差信号R-Yin，以同样方式从端子6一方面直接传到加法级8的输入，另一方面经过行延迟线7、作为延时的信号R-Ydel传到加法级8的输入，加法级8的输出电压再传到可控放大器9的输入。后者相应地在端子10上提供在时间上连续两行平均的信号R-Yout。

两根延迟线2、7的输入和输出还连接到检波器和控制电路1 1的输入。如下面将详细描述的那样，电路11检测延迟线2、7的输入和输出上是否有信号，并且作为响应，产生控制脉冲S1和S2，用来作为色差信号构成的函数，将放大器4、9的增益控制为三个不同的值。

图2示出在图1中为四个互相独立的色差信号构成在延迟线2、7的输入和输出上产生的色差信号和放大器4和9的增益V4和V9，每种情况的增益都是由控制电路11设定的。如果电路采用通常的、已知的工作方法，则这里假设放大器4和9具有增益因子1。以下将一一说明图2中的四种情况。由于涉及到模拟信号，以下文中“0”表示没有信号，而“1”表示有信号。符号“X”表示增益因子V4和V9可为任意值。为了避免来自彩色信号通道的不必要的干扰，最好将其取为通常值1或值0。

第一种情况

例如如果当前和时间上的上一行为黑/白行，则信号B-Yin和B-Ydel为0。V4具有通常值1，但可为任意值，类似地B-Yout为0。因此图1电路已知的工作方法不受控制电路11的影响。

第二种情况

信号B-Yin为0，但有来自时间上的上一行的信号B-Ydel。即使在当前行没有色差信号B-Y，加法级3也会在其输出上提供信号B-Ydel。因此在这种情况下会出现开始所述的过度白色。此时在控制电路11中检测到信号构成B-Yin＝0和B-Ydel＝1。由此，获得控制脉冲S1来将放大器4的增益V4控制为0，即切断信号通路。因而以一种理想的方式抑制了在此情况下具有干扰效果的信号B-Ydel，从而，B-Yin＝0且B-Yout＝0。

第三种情况

在当前行上有信号B-Yin，而没有来自上一行的延时的信号B-Ydel。然而图1电路的计算是基于以下假设的，即由于来自时间上连续的两行的信号的结合，使得加法级3和8中的信号幅度加倍。但是在这种情况下在当前行上的信号B-Yin不会发生幅度的加倍，因为没有延时了一行时间的信号B-Ydel。此时在控制电路11中检测到第三种情况的信号构成。由此，获得控制脉冲S1来将放大器4的增益因子V4控制为值2。结果，输出信号B-Yout获得值2×B-Yin，导致又产生信号幅度加倍。

第四种情况

同时有B-Yin和B-Ydel。即如同是图1电路的“通常情况”。因此在这种情况下，增益V4由控制脉冲S1控制为通常值1。

信号R-Y在第一至第四种情况下的相同状况如图2右半部分所示。

图3示出的电路与图1相应，但在接收到的被调彩色副载波F的通路上是按照所谓的PAL延时解码器的原理工作的。正交调制的彩色副载波Fin从端子14馈给行延迟线12，而行延迟线12在其输出上提供延时了一行时间的彩色副载波Fdel。未延时的彩色副载波Fin和延时的彩色副载波Fdel馈给加法级3和减法级13的输入。使用PAL彩色副载波的行频相位切换，在级3、13将彩色副载波分解为相应于轴U和V的两个彩色副载频分量U和V。从而放大器4在端子5提供相应于轴U的彩色副载频信号Uout，并且相应地，放大器9在端子10提供符号逐行变换的彩色副彩频信号+/-Vout。如果是通常的、已知的工作方法，放大器4、9的增益因子等于1。至此描述的电路是已知的。

参考图4，再次描述在Fin和Fdel的不同信号构成的四种互相独立的情况1-4下此电路的工作方法。

第一种情况

例如当当前行和时间上的上一行均为黑/白行时，Fin和Fdel均为0。增益因子V4和V9由控制电路11设定为值1，但也可取任意值。由于Fin＝0且Fdel＝0，彩色副载频信号Uout相应地等于0。因而已知电路不受控制电路11的影响。

第二种情况

例如在黑/白行的情况下，Fin＝0，但有来自时间上的上一行的Fdel。结果，再现将恶化，尤其是会产生RGB信号的幅度错误，因为在Fin的当前行没有彩色副载波，但来自时间上的上一行的彩色副载波Fdel会在加法级3和减法级13的输入上冒充彩色副载波。在控制电路11检测到此信号构成。由此，获得控制脉冲S1来将放大器4和9的增益因子V4和V9控制到值0。因此抑制了加法级3和减法级13的输入上的干扰信号Fdel，而且与当前行的信号内容Fin相应，Uout和Vout变为0。

第三种情况

在当前行上有彩色副载波Fin，而没有来自时间上的上一行的彩色副载波Fdel。图3电路的计算基于级3、13上的幅度加倍。然而，由于没有延时的彩色副载波Fdel，所以不会发生此幅度加倍，结果在当前行会出现过低彩色饱和度的彩色重现。再次在控制电路11中检测到此信号组成。由此获得的控制脉冲S1将增益V4和V9控制到值2。从而信号Fin幅度加倍，从而在级3、13上又产生了本身不会发生的幅度加倍。

第四种情况

同时有Fin和Fdel，因此当前行和上一行有彩色内容。这又是图3解码器的通常情况或理想情况。没有信号不存在，在级3、13中信号幅度加倍。然后通过控制电路11将值V4和V9控制到通常值1。

图5示出本发明另一个实施例。不象上述两个实施例，电路20安排在亮度信号Y的通路上，当亮度信号Yin的电平超过一特定门限值时，该电路从第一状态变为第二状态。此门限值约等于对应于峰值白色的信号电平，但最好比其略小。

电路20有输入端21，它连接到亮度信号Yin馈入的端子22。电路20的两个输出端23、24分别连接到可控放大器4和9的控制电极。

如果亮度信号Yin的电平保持在电路20的门限值以下，则电路20在其输出端23、24上分别向放大器4和9发出第一控制信号S1和S2，结果，放大器4和9的增益因子V4和V9分别等于1。这种状况与电路20的第一状态对应。

如果Yin信号的电平超过电路20的门限值，则电路20在其输出端23、24上分别向放大器4和9发出第二控制信号S1和S2，结果放大器4和9的增益因子V4和V9分别等于0。这种状况与电路20的第二状态对应。这样，保证了在亮度信号Yin的电平对应于峰值白色时不发出任何彩色信号。因而不会出现开始所述的过度白色。

为了防止检波器和求值电路20响应亮度信号的过冲，在端子22和输入端21之间设置了低通滤波器26，该滤波器滤除了亮度信号的瞬时波动。

在本实施例中，由参考电压源27提供白色参考值。白色参考值也可通过电视图像测试线的峰值检波来产生。

这种工作方法总结在图6中，也是以表的形式，其中Yin＝0表示亮度信号Yin的电平低于电路20的门限值，而Yin＝1表示超过此门限值。

不象上述两个电路11，电路20不可能在从黑/白行向彩色行转换时将增益因子V4和V9加倍。如开始时所述，在这些情况下只有彩色信号Fin，而没有延时的彩色信号Fdel。在这种构成中，不会超过亮度通道中的门限值，结果是电路不反应。

图7和8示出针对一特定图像的工作方法。以下对此特定例子的描述是参照图1的，但也可类推地用于图3和图5的电路。此图像包括黑色背景16、位于图像中央的蓝色区域17和紧跟着蓝色区域的一些白色行n+1、n+2…。

在图7中，行n是蓝色区域17的最后一行。时间T1对应于蓝色区域17的宽度或持续时间，而时间T2对应于整个或部分行扫描周期。在行n中，信号Y具有在时间T1期间与蓝色区域17对应的值，而信号B-Yout具有和区域17的彩色饱和度对应的值。在Y和B-Yout之间进行矩阵运算后，这导致蓝色信号B具有图示的幅度。在蓝色区域17结尾后的第一白色行n+1中，Y具有与峰值白色对应的幅度A。由于纯白行n+1中没有彩色，所以行延迟线2的输入上没有信号B-Yin，但作为延时的信号B-Ydel仍出现在加法级3的输入上。对于行n+1中的B-Yout，这导致相应于该行幅度为一半，尽管在此行没有接收到彩色信号，因而彩色信号本身不允许出现在图像再现过程中。结果，通过对Y和B-Yout进行矩阵运算在信号B中产生了电压超量_，此电压超量超过对应于100％的白色值，因而当采用自动对比度调整电路(对比度扩展器)时就会导致图像对比度减小。在下一白色行n+2中，信号B-Y既不出现在行延迟线2的输入也不出现在其输出，结果这里又可进行正确的图像再现。

图8示出与图7相同图像的信号，但应用了新的解决方案。在行n期间，条件与图7相比没有改变。在行n+1中，控制电路11检测到在行延迟线2的输出上有行n的延时的信号B-Ydel，但由于当前白色行所以在行延迟线2输入上没有信号。因此通过在行n+1中将级4的增益因子控制到零，信号B-Yout被切断，即未被使用。由于此时在行n+1(在行n+1中没有彩色发送)中也没有信号B-Yout，所以也不会产生图7中的干扰电压超量_。行n+2中既没有未延时的也没有延时的彩色信号，与图7相比没有改变。

原则上，可选择不同于上面指定的增益因子V4和V9的值。增益因子也可在一时间点上选取不同值，即求值电路11和20可以彼此独立地改变增益因子。

Claims (5)

1.一种用于电视接收机的电路，包括具有彩色通道、亮度通道和在彩色通道中的行延迟线(2、7、12)的信号处理装置，其中来自行延迟线(2、7、12)的输入的未延时的视频频率彩色信号或副载波频率彩色信号和来自行延迟线(2、7、12)的输出端的延时的信号被送至组合级(3、8、13)的输入端和产生输出电压(B-Yout，R-Yout；Uout，Vout)的后续放大器(4、9)，其特征在于：

所述放大器各具有一个相关的增益因子(V4、V9)，可由控制信号(S1、S2)来控制，

提供了求值电路(11、20)，所述求值电路(11、20)连接到行延迟线(2、7、12)的输入端和输出端，以接收未延迟的信号(B-Yin，R-Yin；Fin)以及延迟的信号(B-Ydel，R-Ydel；Fdel)，

所述求值电路包括产生控制信号(S1、S2)的装置，用于在行延迟线(2、7、12)的输入端和输出端上均有信号时将增益因子(V4、V9)控制到各自的第一值，而只在行延迟线(2、7、12)的输出端上有信号时将至少一个增益因子(V4、V9)控制到第二值，所述第二值小于第一值，以避免RGB路径中的信号电平超过峰值白色电平。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，增益因子(V4、V9)第二值的至少一个等于零。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，求值电路(11)包括用于在行延迟线(2、7、12)的输出端上没有信号时增大至少一个增益因子(V4、V9)的装置。

4.一种电视接收机，其特征在于其配备有根据前述权利要求之一所述的电路。

5.一种控制彩色解码器电路中具有可控增益因子(V4、V9)的放大器(4，9)的方法，每个放大器具有一个相应的彩色信号，该方法包括下列步骤：

a)通过计算延迟的和未延迟的信号(B-Yin，B-Ydel；R-Yin，R-Ydel)，估计彩色通道中存在的实际彩色信号状态；

b)按照下列可替换方式控制增益因子

c)如果相应延迟信号(B-Ydel；R-Ydel)的信号电平变为0，增大增益因子(V4、V9)；或者

d)如果同时存在延迟的和未延迟的相应信号(B-Yin，B-Ydel；R-Yin，R-Ydel)，其中第一值是标称增益因子，将增益因子(V4、V9)设置为第一值；或者

e)如果仅存在延迟的相应信号(B-Ydel；R-Ydel)，将增益因子(V4、V9)设置为第二值，其中选择增益因子的第二值，以避免输出信号电平超过峰值白色并且第二值小于第一值。

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