CN85107249A - 载波彩色信号的录制与再生设备 - Google Patents

Abstract

一个载波彩色信号录制与再生设备，用于将从彩色图像信号中分离出来的载波彩色信号转换成某一预定信号形式以便将其录制在某一记录媒质上，并在重放时，从上述记录媒质取出的重放信号中获得一个原始信号形式的再生载波彩色信号。该设备包括一个装有预加重电路的录制系统以及一个装有去加重电路的重放系统。

Description

本发明涉及一种载波彩色信号的录制与再生设备，特别是涉及到这样一种载波彩色信号的录制与再生设备，在这种设备中，载波彩色信号受到予加重，以便将其录制在磁性记录媒质上，并且在再生时，再生了的载波彩色信号受到去加重，从而随着噪声的降低，恢复一原始再生的载波彩色信号。

在磁带录像机（VTR）或其同类的录制与再生设备中，先从要被录制和再生的彩色图像信号中分出亮度信号和载波彩色信号，然后都须经受预定的信号处理。之后，为了录制和再生，将这两个信号加倍。常规的过程有时是这样进行的，即在载波彩色信号中通过类似于亮度信号的行相互关系来减小噪声。更具体来说，再生的载波彩色信号一般具有行相互关系，但是混入再生载波彩色信号中的大多数噪声很少具有此行相互关系，鉴于这个事实，输入和输出再生载波彩色信号在1行延迟电路中混合，用以消除没有此行相互关系的噪声，并且通过限幅器将噪声混入再生的载波彩色信号中，由此可以抵消这些噪声，从而去取出噪声已被减小了的再生载波彩色信号。

然而在具有减噪电路的、用于没有行相互关系的再生载波彩色信号的传统录制与再生设备中，没有行相互关系的信号成分和噪声一起从输入的再生载波彩色信号中减去。因此，就遇到一个问题。其垂直空间频率特性（垂直分辨率）变坏了。

鉴于上述情况，本申请人已经在日本的专利申请NO.138872/83中提出过一种如图13所示的载波彩色信号的录制与再生设备。在图13中，在标准的电视系统（NTSC，是国家电视系统委员会确定的制式，或PAL，是相位逐行倒相的制式）中，将进入输入端1的彩色图像信号加到低通滤波器2上。从而过滤出亮度信号来，同时加到带通滤波器3上，从而过滤出载波彩色信号。将亮度信号加到录制亮度信号处理电路4上，在这里，它受到预定的信号处理。例如频率调制（FM）。另一方面，将载波彩色信号加到预加重电路5，在这里，在帧的垂直方向上出现的一行扫描期间（1H）内的每个信号成分，都受到预加重，以便对它给出一个具有预加重特性的载波彩色信号，在这当中，其垂直方向空间频率中的高电平成分，同低电平成分相比，在电平上是相对地增大了。此后，将该信号加到录制载波彩色信号处理电路6上，在这里，将该信号转换成适于用作磁录制和再生的预定信号形式。例如，将其频率降低。将转换成为所要求的信号形式的亮度信号和载波彩色信号取出后加到录制放大器7上，在这里，把它们相混合并放大，然后通过旋转记录磁头录制在磁带9上。

另一方面，在再生时，将已被录制在磁带9上的信号通过旋转再生磁头10再生出来，该再生的信号经前置放大器11加到高通滤波器12和低通滤波器13上。例如，把调频的亮度信号通过高通滤波器12滤出来，然后通过亮度信号再生处理电路14解调成在其原始频率带上的亮度信号。另一方面，将转换成低通并由低通滤波器13记录的载波彩色信号从再生信号中进行分离并滤波。然后，将该载波彩色信号加到载波彩色信号再生处理电路15上，在这里，它被恢复成原始信号形式。成为再生的载波彩色信号。将该再生的载波彩色信号加到去加重电路16上，使之对预加重电路5在垂直空间频率上的电平特性有一个互补的特性。这种去加重特性是一个这样的特性，其中，垂直空间频率的高频部分，和低频部分相比，在电平上是相对衰减的。因此，已经接受预加重的再生载波彩色信号在去加重电路16中被恢复成受到预加重之前的原始波形并从中取出，然后将其加到混合电路17上，在这里，该信号与来自亮度信号再生处理电路14的再生亮度信号相混合。由此，将一个减小了的噪声成份的再生彩色图像信号从混合电路中提取出来送到输出端18。

由于垂直空间频率的电平特性受到去加重电路16的去加重，再生的载波彩色信号中的信噪比可以得到提高，而且由于把通过加重电路16使垂直空间频率恶化的电平特性的加重，以及通过预置于录制系统中的预加重电路5的记录，所以，从输出端18取出的是一个信噪比得到提高的，而且垂直空间频率的电平特性没有变劣的再生彩色图象信号。

下面来描述预加重电路5。图14是一个用以说明预加重电路5的一种具体实施方案的系统方框图。在图14中，将载波彩色信号加到输入端20并且分离开来，例如，从一个NTSC制式的彩色图像中分离出来，再加到减法电路21和22上，减法电路21输出的载波彩色信号加到1行延迟电路23上，在这里，信号被延迟一个水平扫描周期。之后，把这个信号通过系数电路24乘以一个系数K₁（例如0.76）然后加到相位调整器25上。假如由1行延迟电路23所得到的延迟时间正好是1行，则相位调整器可以省去。然而，实际上由一行延迟电路所得到的延迟时间并不正好是1行，在这种情况下，系数电路24的输出信号在不作任何相位调整的情况下，被送到减法电路21上，去进行相对于输入载波彩色信号的减法运算，这就等效于减小系数K₁，这样就无法得到所要求的预加重。

鉴于上述情况，通过相位调整器25调整系数电路24输出信号的相位，以至使得所说的相位与精确延迟一行的载波彩色信号的相位一致，从而得到所要求的预加重特性。

减法电路21完成运算。在这一减法运算中，从输入端20加进来的载波彩色信号减去相位调整器25的输出信号。这里，在NTSC制式中，载波彩色信号的色副载波频率，如所周知，是行扫描频率的227.5倍，并且由于系数为0.5，使得色副载波从一行的开始到终点之间相差半个周期，即180°。因此，在出现线的相互关系的情况下，从相位调整器25取出的同时又被精确延迟1行了的载波彩色信号与来自输入端20的输入载波彩色信号反相;因而该载波彩色信号实际上是加上前一行上的载波彩色信号而且从减法电路21中取出。减法电路21输出的载波彩色信号加到1行延迟电路23和系数电路26上，在这里，载波彩色信号被乘以一个系数K₂（例如，0.14），之后经相位调整器27加到减法电路22上。

减法电路22释放出一个由减法运算所得到的信号。作为已预加重的载波彩色信号。在这一减法运算中，输入的载波彩色信号减去相位调整器27输出的载波彩色信号。相位调整器27对输入到减法电路22上的两个载波彩色信号进行精确的相位调整。输出端28的输出信号是一个预加重特性的载波彩色信号，在这一预加重特性中，输入载波彩色信号沿帧的垂直方向的空间频率的高电平成分，与低电平相比，在电平上是被相对地增大了。这样，所说的载波彩色信号就作为预加重电路5的输出信号（一个要被预加重的载波彩色信号）被释放出来了。

加到输入端20上的载波彩色信号有一个如图15（A）所示的波形。在图15（A）中，时间间隔a₁表示一个垂直消隐的时间间隔，时间间隔a₂是a₁的一部分，在a₂中存在一个垂直同步脉冲和一个在垂直消隐时间间隔中的等效脉冲，时间间隔a₂是a₁的一部分，在a₂中存在一个色同步信号。时间间隔a₄表示一个垂直扫描周期。在其中存在有色同步信号和载波彩色信号。将示于图15（A）中的载波彩色信号其垂直空间频率的高频成分，和低频相比，在电平上被图14所示的预加重电路所增大，因此具有如图15（B）所示的波形，然后，这个波形被释放到端子28上，在旋转双磁头型磁带录像机的情况下，图15（B）所示的载波彩色信号中，在垂直消隐时间间隔起始位置之前几行示于b₁的位置上指示出一个变换点，在该变换点之前和之后，再生载波彩色信号的相位是不连续的。这里，将预加重电路在垂直方向的时间常数和电平增大程度建立到一个是以减小噪声的数值上，前一场的信号对下一场变换点之后垂直扫描周期中信号的开始部分有影响，从而在再生帧的上部出现色调干扰和幅度干扰;而且，由于扭曲失真也改变了行的周期。

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一套载波彩色信号的录制与再生电路，这套电路通过前述预加重电路和去加重电路的操作在垂直扫描期间和垂直消隐期间之间有差别这样一种设置来克服上面提及的各种问题。

进一步来说，将示于图16（A）中的载波彩色信号加到输入端20。而且将在行的相互关系上，是高电平的，并且在一场之中任一行扫描周期内有如图16（A）所示波形的载波彩色信号加到输入端20上。在帧的中部附近，其波形与图16（A）所示波形相同的载波彩色信号，例如，从输出端28中取出来。然而，即使这种载波彩色信号的输入。在行相互关系中是高电平，并且其1行延迟电路23的频率特性同输入的载波彩色信号的频带相比较是窄的时候，以致无法提供它所要求的1行延迟电路23。也要在1行延迟电路23的输出端出现诸如模糊不清的失真。这样，一个具有如图16（B）所示过渡特性恶化的信号波形的载波彩色信号出现在减法电路21的输出终端;而且一个具有如图16（c）所示的过冲和振铃失真的载波彩色信号从减法电路21取出，加到输出端28上。尤其是，这种失真随着系数电路24系数的增加，以便提高信噪比（信号与噪声之比）时而变得更大，这与提高信噪比的改善程度正相矛值。特别是，在图16（A）到（C）中示于CB段的色同步信号中的失真要引起载波彩色信号处理电路（例如，自动相位控制（APC）电路和自动色度控制（ACC）电路）操作的不方便。这些电路用色同步信号的幅度和相位作为基准，这就使得再生图像的质量下降。

另外，图17（A）用图示说明预加重电路5输入载波彩色信号的一场的信号。为了说明起见，图17（A）示出同一饱合度的载波彩色信号。只有在要传输的回扫线删除期间之中的色同步信号周期内的色同步信号示于图17（A）中的X。此外，在垂直回扫线删除期间之外的载波彩色信号是这样的信号，在这些信号中，将图像期间内的色同步信号与载波彩色信号（为便于说明，称之为调制的彩色信号），在时间系列上作交替合成。这是众所周知的。然而，在图17（A）中，为了说明起见。仅仅将调制的彩色信号波形，连续地表示为垂直回扫线删除期间以外的周期之中的y，而不包括其中同步信号。实际上，该调制的彩色信号是间歇传输的，而为了便于观察，将示波器上的时间轴调小了，这样，这些信号看来就如同图17（A）中y上所示那样，宛如连续一般。

当允许图17（A）所示的载波彩色信号通过预加重电路5时，在一场开头的几个周期中的色同步信号x在幅度上。例如，比图17（B）所示的帧的中心部分附近的色同步信号为大，这是因为在非传输期间之前立即出现了载波彩色信号，以及行的相互关系。在载波彩色信号的录制处理电路6中，将这个幅度值部分和调制的彩色信号一起在传输前借助于ACC电路抑制成如图17（C）所示的形式。当这个信号被引进去加重电路16时，其色同步信号和调制的彩色信号在再生载波彩色信号的场开始几行期间，会失去它们的互补特性，其结果，如图17（D）所示，它的幅度要变得小于录制时的幅度。因此，表现出在帧的上部颜色变淡。

因此，本发明进一步的目的是提供一种载波彩色信号的录制与再生设备，这种设备可以克服以上所得到的各种问题。在这种设备的设置中，使得在其色同步信号的传输期间，完全停止预加重和去加重电路的操作。

根据本发明，该设备包含一个装有预加重电路的录制系统。在这个预加重电路中，至少包含垂直消隐周期的一个预定期间上的时间常数或者其时间常数和垂直方向的电平放大程度二者都被做成小于上述预定期间之外的期间上的时间常数和垂直方向电平放大程度，而且要提供的上述载波彩色信号，其垂直空间频率的高电平成分，与低电平成分相比较，在电平上相对地是放大后再释放出去的。该设备还包括一个装有去加重电路的再生系统。该去加重电路，在上述预定期间和其他期间中，对上述预加重电路在有关的各个期间中的特性上有一个特性互补，其中再生的载波彩色信号的垂直高电平成分，和低电平相比较，相对地是衰减后再释放出去的。

根据本发明，该设备还包括这样一个装有预加重电路的录制系统。在该预加重电路中加给载波彩色信号，对于除了一个色同步信号的输入期间之外的期间中的载波彩色信号来讲，其垂直空间频率的高电平成分，和低电平成分相比较，在电平上相对地是放大后再释放出去的，而对于色同步信号来说，是完全停止其操作的。该设备还包含这样一个装有去加重电路的再生系统。在该去加重电路中，将恢复成原始信号形式的再生载波彩色信号加上去，对上述预加重电路特性所做的，将垂直空间频率的高电平成分和低电平成分相比较，在电平上做相对地衰减这样一种特性的互补，只给除色同步信号期间之外的期间中的再生载波彩色信号做，而对该色同步信号，这种操作是完全停止的，即色同步信号不受到预加重和去加重。本发明的具体实施方案，以下将结合图1到图12加以描述。

图1示出根据本发明的设备，其录制系统中预加重电路的第一个具体实施方案的方框图，图2是根据本发明的设备，其再生系统中的去加重电路的第一具体实施方案的方框图。除了图13中的预加重电路5和去加重电路16与本申请人提出的录制与再生设备中的预加重电路和去加重电路不同之外，本发明的设备在结构上与图13所示设备是类似的。图1中与图14中相同的部分标以相同的参考数字，并不再予以说明。被延迟电路23延迟一行的载波彩色信号加到开关电路30的30a端。该载波彩色信号从开关电路30的30b端或30c端移出。从30b端移出的信号在系数电路24中被乘以一个系数K₁（例如0.76）;从30c端移出的信号在系数电路31中被乘以一个系数K₂（例如0.56），二者同时加到相位调整器25上。

减法电路21输出的载波彩色信号加到1行延迟电路，然后在系数电路26中被乘以一个系数K₂（例如0.14），之后再加到开关电路32的32b端上。同时，上述信号在系数电路33中被乘以一个系数K₄（例如，0.69），然后再加到开关电路32中的32c端。开关电路32将32b端或32c端中的一个信号从32a端移出，并加到相位调整器27上。

34端接收到一个如图15（D）所示的开关脉冲，该脉冲是由一个转筒的旋转检测信号形成的，且比如说具有50%的占空比和30赫的频率，并且将该脉冲加到脉冲发生器35上。脉冲发生器35检测到开关脉冲的上和下，从而去产生一个如图15（E）所示的垂直消隐脉冲，这里假设垂直消隐周期中的一个高电平，并将上述脉冲加到开关电路30和32上。开关电路30和32，在垂直消隐脉冲低电平期间分别连接到30a和30b以及32a和32b上;在高电平期间分别连到30a和30c以及32a和32c上。

因此，在垂直周期中，载波彩色信号的加权是由系数电路24和26实现的，而且预加重电路的时间常数和沿垂直方向的电平增大程度与图7中所示的一样。在垂直消隐期间，载波彩色信号的加权是由系数电路31和33实现的。此时，预加重电路的时间常数和电平增大程度大约为图7所示的一半。因此，从图1的28端释放出去的载波彩色信号具有如图15（c）所示的波形。同时，在图15（c）所示的载波彩色信号中，转换点之前和之后的相位是不连续的，但是前一场的信号并不对下一场的垂直扫描周期中的开始部分产生影响。

下面结合图2说明去加重电路的一个具体实施方案。在图2中，将一个恢复成原始带通的再生载波彩色信号加到40端，然后把再生的载波彩色信号加到减法电路41和加法电路42上。将减法电路41的输出信号经过1行延迟电路43加到开关电路44上，并从开关电路44的44b端或44c端移出。分别让从44b和44c移出的信号各自通过系数电路45和46，经过相位调整电路47反馈并加进减法电路41中。将减法电路41的输出信号经过系数电路48和49加到开关电路50的50b端和50c端，并将开关电路50的50b端或50c端之任一端的信号从50a中移出并通过相位调整器51加到加法电路42上。将系数电路45和46的系数L₁和L₃设定为，例如，0.87和0.74，而将系数电路48和49的系数L₂、L₄设定为0.13和0.26。

将进入到52端的开关脉冲加到脉冲发生器53上，在脉冲发生器53上产生出类似于图15（E）所示的垂直消隐脉冲，并且将它们加到开关电路44和50上。在脉冲的低电平期间，开关电路40和50连接到44a和44b端以及50a和55b端，在高电平期间，则连接到44a和44c端以及50a和55c端。

因此，在垂直扫描期间，将再生载波彩色信号是在系数电路45和48上加权。在垂直消隐期间，加权是在系数电路46、49上实现的。此时，其时间常数和垂直方向的电平增大程度大约为使用系数电路45和48时的一半。

加法电路42在54端释放出一个信号，该信号是由来自输入端40的再生载波彩色信号和来自相位调整器51的信号相加而得到的。该输出信号是一个具备有去加重特性的再生载波彩色信号（叫做去加重的再生载波彩色信号）。在该去加重特性中、输入再生载波彩色信号在一帧上的垂直方向空间频率的高电平成分，和低电平相比较，在电平上相对地是衰减的。进一步说，该去加重特性是当在图1电路中使用系数电路24和26时和当使用系数电路45和48时刚好与预加重电路的特性相互补的特性;并且是当使用系数电路31和33和当使用系数电路46和49时刚好与预加重特性相互补的特性。

于是，在垂直扫描期间和垂直消隐期间将具有与预加重特性相互补的去加重特性的载波彩色信号从54端取出。

下面将说明根据本发明的设备的第二种具体实施方案。图3是在本发明设备的第二种具体实施方案的录制系统中的预加重电路方框图。图4是在本发明的设备的第二种具体实施方案的再生系统中的去加重电路方框图。在图3和图4中类同于图1和图2的部分标以相同的标识数字，其说明从图。在图3中，系数电路55和56分别相应于系数电路24和31。例如，将系统M₁近似设定为0.76，而将M₃设定为0.31。类似地，系数电路57和58分别相应于系数电路26和33。例如将系数M₂设定，近似为0.24，而将M₄设定为0.69。

把从减法电路22取出的载波彩色信号加到非线性电路59和60上，非线性电路59和60是限幅器，在限幅器中，例如，把输入信号的幅度限定到某个给定数值，而幅度小于上述给定值的输入信号不被限幅而且是不加修正地被送出去。被非线性电路59限幅的给定值在电平上比被非线性电路60限幅的给定值要小。分别从非线性电路59和60中取出的载波彩色信号分别被系数电路61和62乘以系数M₅（例如1.3）和M₆（例如，1.6）之后，再把它们分别加到开关电路63的63b端和63c端。开关电路63，在脉冲发生电路35所提供的垂直消隐脉冲的低电平期间连接到63a端和63b端;在高电平期间则连接到63a端和63c端。从而由开关电路63的63a端取出的载波彩色信号加到加法电路64上，在这里，它再加上来个输入端20的载波彩色信号，然后从输出端65输出。

因此，对由输出端65输出的载波彩色信号通过系数电路55，57和61以及非线性电路59给出一个幅度上的非线性予加重特性，而其时间常数和非线性预加重特性在垂直方向的电平增大程度则取为足以减小噪声的数值。在垂直消隐期间，非线性预加重特性是由系数电路56、58和62以及非线性电路60给出的。而其时间常数和非线性预加重特性在垂直方向和电平增大程度则大约是前述垂直周期时一半。因此，前一场的信号不会对后一场垂直扫描期间的信号产生影响。

下面再来说明图4所示的去加重电路的第二个具体实施方案。系数电路66、67、68和69分别对应于图2中的系数电路45、46 48和49，因此，系数N₁，N₂，N₃和N₄分别选为，例如，0.7，0.55，0.13，和0.45。将从减法电路77取出的再生载波彩色信号经过与非线性电路59，60具有同样结构的非线性电路70，71后，加到系数电路72、73上，在这里，再生载波彩色信号被乘以N₅（例如，0.57），N₆（例如，0.60），之后再加到开关电路74上的74b，74c端。开关电路74，在由脉冲发生电路53所提供的垂直消隐脉冲的低电平期间连接74a和74b端，而在高电平期间则连接74a和74c端，从而将74a端取出的载波彩色信号加到减法电路75上。减法电路75进行减法运算。在这一运算中，来自输入端40的再生载波彩色信号减去在垂直扫描期间通过系数电路66，68，72和非线性电路70的载波彩色信号以及在垂直消隐期间通过系数电路67、69、73和非线性电路72的载波彩色信号，从而产生一个具有与图3所示电路在垂直扫描期间和垂直消隐期间中的非线性预加重特性相互补的去加重特性的再生载波彩色信号。然后，上述的再生载波彩色信号再从输出端76输出。

图5是预加重电路和去加重电路构成一个公共电路的一种具体实施方案方框图。下面说明其再生操作。在放象中，转换其开关电路81，83，103和104，并连接到接点P。这时，将来到输入端80的再生载波彩色信号经开关电路81，减法电路84以及1行延迟电路85加到开关电路86的86a端，然后从开关电路86的86b和86c端取出。从86b端和86c端取出的信号分别经过系数电路87和88，并进一步经过相位调整器89，再反馈回来加进减法电路84中。将减法电路84的一个输出信号经过系数电路90和91加到开关电路92的92b和92c上，而从92a端取出的开关电路92的92b和92c的任一端的信号经相位调整器93加到减法电路94上，然后从来自开关电路81的再生载波彩色信号中再减去。将减法电路94的输出信号经非线性电路95、96和系数电路97、98加到开关电路99的99b和99c端，再将从开关电路99的99a端取出的信号加到减法电路100上。

另一方面，脉冲发生电路102从来自输入端101的开关脉冲产生出与图15（E）所示相类同的垂直消隐脉冲，并将比垂直消隐脉冲加到开关电路86、92和99上。因此，在垂直扫描期间，接通开关电路86，92和99的86a和86b，92a和92b以及99a和99b，而在垂直消隐期间，接通86a和86c，92a和92c以及99a和99c。用这种方法，来自开关电路81的再生彩色信号减去在垂直扫描期间经过非线性电路95和系数电路97的信号以及在垂直消隐期间经过非线性电路96和系数电路98的信号。这样，在垂直扫描期间和垂直消隐期间具有不同非线性去加重特性的，因而类似于图4所示减法电路75的输出信号的再生载波彩色信号从减法电路100中取出，并经过开关电路104，再从输出端105输出。

另一方面，在录制过程中，把开关电路81，83，103和104都连接到接点R上。因此，来自输入端80的载波彩色信号经过开关电路81，差动放大器82，开关电路83，减法电路84，1行延迟电路85，开关电路86，系数电路87或88以及相位调整器89加到减法电路84上。把从减法电路84取出的载波彩色信号加到1行延迟电路85和系数电路90和91上。把经过系数电路90或91的信号从开关电路92中出来经过相位调整器93加到减法电路94上，在减法电路94中，来自开关电路81的载波彩色信号减去上述信号，然后再加到非性性电路95和96上。

非线性电路95和96分别与非线性电路59和60具有同样的结构。将经过限幅并从非线性电路95，96取出的信号经系数电路97和98，再加到开关电路99上。这样，开关电路99在垂直扫描期间从系数电路97中取出信号，并在垂直消隐期间从系数电路98中取出信号，然后再加到减法电路100上，在这里，来自开关电路83的载频彩色信号再减去这个信号。将减法电路100的输出信号经过开关电路103加到差动放大器82的反向输入端。这个电路通过将去加重电路在再生时间上放进差动放大器82的反馈环，来获得具有相反特性的预加重特性。因此，从差动放大器82出来经开关电路104到输出端105取出的信号是一个类似于图3的在垂直扫描期间和垂直消隐期间经受到具有不同特性的非线性预加重的载波彩色信号。系数电路87、88、90、91、97和98的系数O₁，O₃，O₂，O₄，O₅和O₆分别选取为，例如，0.87，0.55，0.13，0.45，0.57和0.6。

根据本具体实施方案，由于提供了非线性电路95和96，使之有可能用去加重电路去减小不可能恢复成原始波形的比率（例如，令差动放大器77的增益为G，则它只包含1/G的偏差）。

在上述的具体实施方案中，将如图4所示结构的去加重电路放进差分放大器82的反馈环时，可以得出预加重特性。这里必须注意，也可以把如图3所示结构的预加重电路放进差分放大器82的反馈环中，用以获得去加重特性。

本发明并不限于上述若干具体实施方案，在上述实施方案中，例如，把相位调整器设置在系数电路的输出一边，这里必须注意，也可以把相位调整器设置在系数电路的输入一边。

在上述的若干具体实施方案中，尽管所作的描述是NTSC制式的载波彩色信号受到预加重和去加重，但是必须注意，它们也可以用于PAL制式的载波彩色信号。然而，在这种情况下，在PAL制式的载波彩色信号中，将两种色差信号之一的色付载波每一行反相一次。因此，将延迟电路23、43和85设计成具有2行的自然倍数的延迟时间。而且，非线性电路59，60，70，71，95和96也不限于是幅度限幅器。

图6是根据本发明的设备设置在录制系统中的预加重电路的第四种具体实施方案的方框图，图8是根据本发明的设备设置在再生系统中的去加重电路的第四种具体实施方案的方框图。除了预加重电路5和去加重电路16与本申请人提出的录制与再生系统设备中的预加重电路和去加重电路不同而外，本发明的设备在结构上与图13中所示的结构都是类似的。在图6中，与图14中相类似的部分标以同样的标识数字，其说明从略。在图6中，来自输入端20的载波彩色信号加到减法电路21和22以及系数电路31上。设置系数电路31是为了当接收到，例如，图7（A）所示的载波彩色信号时，将该信号调整到与取自减法电路22的具有如图7（C）所示的不包含诸如过冲和振铃输出这类失真的部分载波彩色信号（这是包含没有传输响应所致的失真的部分波形）具有同样的幅度，然后释放出来。这样，由于减法电路22输出的载波彩色信号中没有由于传输响应所致失真的波形部分的幅度与系数电路31输出载波彩色信号的幅度在同一时间几乎在同一电平上。

从减法电路22取出的预加重载波彩色信号加到开关电路32′的32a′端，从系数电路31取出的仅只在电平上受到调整但不带有预加重特性的载波彩色信号加到开关电路32′的32b′端上。另一方面，把从所记录的亮度信号中分离出来的水平同步信号经输入端34加到色同步门脉冲发生电路29上，在这里，以熟知的办法，产生一个如图7（B）所示的色同步门脉冲，该脉冲连续地，在两段时间上都是高电平;（一段时间是来自输入端20的如图7（A）所示的输入载波彩色信号中的色同步信号的传输期间T₁，另一段时间是在上述传输期间T₁的结束点之后的给定期间T₂）。而且除了在上已提及的期间之外的期间里，均为低电平。将该色同步门脉冲用作开关电路32′的开关脉冲。高电平期间（T₁+T₂）选通其32b′端的输入载波彩色信号，而低电平期间选通图7（C）所示的输入载波彩色信号。

因此，来自开关电路32′公共端的输出端28给出这样一个预加重特性，其中除了输入载波彩色信号中的色同步信号的输入期间而外的期间，就其载波彩色信号（调制的彩色信号）有关的垂直空间频率的高电平成分在电平上是相对地放大的。如图7（D）所示，取出的载波彩色信号相对于其色同步信号而言包含一个不带有预加重特性的色同步信号（示于图7（A）中的CB）。图7（D）中的CB所示出与图7（A）所示的输入载波彩色信号中的色同步信号相对应的色同步信号。由于示于图7（B）中的色同步门脉冲在色同步信号传输期间结束之后的给定期间T₂处于高电平，则从图7（C）和（D）可以看出，减法电路22输出端出现的失真成分即使在色同步信号传输期间的结束点之后也可以被消除。

按照本具体实施方案，在色同步信号中由于没有因存在预加重所致的失真成分。因而有可能解决本申请所提出的载波彩色信号的录制与再生设备中所遇到的问题。

下面，结合图8说明去加重电路的第四个具体实施方案。在图8中，端点40接收恢复成原始频带的再生载波彩色信号，并将上述再生载波彩色信号加到减法电路41，加法电路42和系数电路49′上。减法电路41的一个输出信号经1行延迟电路43，系数电路45和相位调整器47反馈回来加进减法电路41，并经系数电路48′和相位调整器51和到加法电路42上。相位调整器47，类似于相位调整器25，是用来调整相位使之得到精确的1行延迟输出的电路。系数电路45的系数L₁选为，例如，0.87，而系数电路48的系数L₂′选为，例如，0.18。

加法电路42把来自40端的再生载波彩色信号与来自相位调整器51的再生载波信号进行相加，所得到的信号，加给开关电路44′的44a′端。该输出信号是一个带有这样的去加重特性的再生载波彩色信号，（即去加重的再生载波彩色信号），在这一去加重特性中，输入再生载波信号在帧的垂直方向的空间频率的高电平成分，和低电平成分相比较，在电平上相对地是衰减的。去加重特性正好是预加重特性互补的特性，它在电平上对前述预加重特性的整个电平增大部分进行衰减。

另一方面，设置系数电路49′的目的与设置系数电路31的目的相类似，并将其输出的载波彩色信号加给开关电路44的44b′端。

输入端52接收从再生亮度信号中分离出来的行同步信号。并将该再生行同步信号加到色同步门脉冲发生器路29上。该色同步门脉冲电路有一个类似于图6所示的电路结构。这个电路29产生一个色同步门脉冲，这个色同步门脉冲在再生载波彩色信号传输期间中的色同步信号传输期间以及紧接其之后的给定期间处于高电平，在上述期间之外处于低电平。这个色同步门脉冲用作开关电路44′的开关脉冲;在高电平期间，开关电路44′接到44b′端，在低电平期间，开关电路44′接到44a′端。

因此，从加法电路42出来的载波彩色信号是对输入再生载波信号的色同步信号输入期间以外的期间，给出去加重特性的。把这个载波彩色信号从开关电路44′的公共端取出，进入到输出端54;而在该色同步信号传输期间，则从系数电路49′取出不带去加重特性的再生的色同步信号。

下面，说明按照本发明的设备权利要求4中所述的第五种具体实施方案。图9是根据本发明的设备，其第五种具体实施方案的录制系统中，预加重电路的方框图。图11是根据本发明的设备的再生系统中，去加重电路的方框图。图9和图11中类似于图6和图8的部分标以同样的参考数字，其说明从略。在图9中，系数电路55相应于系数电路24，并且将系数M₁取为，例如，近似为0.76。类似地，系数电路57相应于系数电路26，并且将系数M₂取为，例如，近似为0.24。

从减法电路22取出的载波彩色信号加到非线性电路59上。非线性电路59是一个限幅器，它将输入信号的幅度限制在，例如，某一给定数值，而其幅度小于上述给定数值的输入信号则不受限幅地释放出去。从非线性电路59取出的载波彩色信号在系数电路61中乘以一个系数M₅（例如，近似为1.3）;之后该信号经开关电路63′加到加法电路64上;在这里该信号加上从输入端20来的载波彩色信号，然后释放到输出端65。输出端65的输出信号作为一个具有按照载波彩色信号的幅度所作非线性预加重特性的载波彩色信号释放出去的。

假如一个如图10（A）所示的载波彩色信号进到输入端20，则一个如图10（B）所示的信号就出现在减法电路21的输出端，并且一个如图10（C）所示的信号就出现在减法电路22的输出端。它是图10（A）和图10（B）所示的两信号的差。然而，当1行延迟电路23的频率特性不恰当时，则上述信号中保留有传输响应的失真。开关电路63′受到来自色同步门脉冲发生电路29的色同步门脉冲的开关控制，以使得开关电路63′只在色同步信号传输期间和随后紧接着一给定期间是关断的，而在上述期间之外的期间是接通的。因此，如图10（D）所示的信号，从开关电路63′取出并加到加法电路64上。因此，在除色同步信号传输期间以外的期间，从加法电路64取出的是带有非线性预加重特性的载波彩色信号，而在色同步传输期间，所取出的是从输入端20加来的不加任何修正，没有预加重特性的载波彩色信号中的色同步信号。

下面，说明图11所示的去加重电路的第五种具体实施方案。系数电路66和67分别相应于图8中的系数电路45和48′，因此，系数N₁和N₃分别取为，例如，0.87和0.13。从减法电路41′取出的再生载波彩色信号，经与非线性电路59具有同一结构的非线性电路70，加到系数电路72上，在这里，信号被乘上系数N₅（例如，0.57），之后经开关电路74′加到减法电路75上。开关电路74′仅在再生彩色的色同步信号传输期间以及随后紧接着一段给定期间内是关断的，因此，由于色同步脉冲发生电路29的门脉冲的作用，在此没有载波彩色信号出现;从而阻止了系数电路72的输出信号送到减法电路75;而在上述期间之外，该开关接通，从而将系数电路72的输出信号加到减法电路75上。减法电路75完成减法运算;通过这个减法运算，在除了色同步信号传输期间以及随后紧接着的一段给定期间之外的其他期间内，来自输入端40再生载波彩色信号减去开关电路74′输出的再生载波彩色信号。并将其释放到输入端76。在色同步信号的传输期间，减法电路75将一个来自输入端40的不加任何修正的再生载波彩色信号中的色同步信号送到输出端76上。

图12是一个用一般电路构成预加重电路和去加重电路的一种整机电路的具体实施方案方框图。首先说明再生操作。在再生时，开关81，83，103和零104都转换连接到P接点。因此，来到输入端80和再生载波彩色信号经开关81，减法电路84，1行延迟电路85，系数电路87以及相位调整器89和加到减法电路84上;在这里，来自开关81后一行的再生载波彩色信号减去所说的信号。把减法电路84的一个输出信号加到1行延迟电路85并且经过系数电路90和相位调整器93加到减法电路85上。在减法电路85中，来自开关81的再生载波彩色信号减去上述输出信号，之后该信号经非线性电路95和系数电路97加到开关电路99′上。

另一方面，将来自输入端101的再生行同步信号加到色同步门脉冲发生电路29上;在这里，将该再生行同步信号转换成色同步门脉冲之后将该门脉冲用作开关电路99′的开关脉冲。在此，开关电路99′的开和关的控制与开关电路74′相类似。因此，只是除了色同步信号传输期间以外的传输期间中的信号经开关电路99′加到减法电路100上;在此减法电路100上，来自开关81的再生载波彩色信号减去上述来自开关电路99′的信号。因此，在除了色同步信号传输期间以外的期间中，从减法电路100取出的带有非线性去加重特性的再生载波彩色信号与示于图11的减法电路75的输出信号类似;该信号经开关104释放到输出端105上。在本具体实施方案中，由于提供了非线性电路95，使得有可能通过去加重电路减小无法恢复到原始波形的比率（例如，令G为差动放大器82的增益，则只出现1/G的偏差）。

另一方面，在录制时，把开关81，83，103和104都接到P接点。因此，进入输入端80的载波彩色信号经开关81，差动放大器82，开关83，减法电路84，1行延迟电路85，系数电路87和相位调整器89加到减法电路84上。从减法电路84取出的载波彩色信号加到1行延迟电路85并经系数电路90和相位调整器93加到减法电路85上。在这里，来自开关83的载波彩色信号减去这个来自相位调节的93的信号，然后再加到非线性电路95上。

非线性电路95与非线性电路59和70具有同样的结构。从减法电路85取出的带有在幅度上比限定在某一给定值为大的幅度部分的输出载波彩色信号经非线性电路95和系数电路97加到开关电路99′上。另一方面，输入端101接收分离出来的要被录制的行同步信号，而后再将该信号加到色同步门脉冲发生电路29上。在录制中，色同步门脉冲发生电路29产生一个与色同步门脉冲同样的脉冲，将该脉冲作为开关脉冲加到开关电路99′上。因此，开关电路99′只允许系数电路97在除了色同步信号传输期间以外的期间中的输出信号通过，然后加到减法电路100上;在这里，来自开关83的载波彩色信号再减去这个信号。减法电路100的输出信号经开关103加到差动放大器的反向输入端。该电路通过将再生中的去加重电路置于差动放大器82的反馈环路。获得其相反特性的预加重特性。因此，从差动放大器82输出经开关104释放到输出端105的信号是一个类似于图9的在除了色同步信号传输期间以外的期间中经受非线性预加重特性的载波彩色信号，并且在色同步信号传输期间是来经受非线性预加重的色同步信号。系数电路87，90和97的系数O₁，O₂和O₅分别取为，例如，0.85，0.13和0.57。

与上述具体实施方案中，将如图11所示的去加重电路放进差动放大器82的反馈环路，从而获得预加重特性的同时，应该注意到，也可以把如图9所示的预加重电路置于差动放大器82的反馈环路，从而获得一个去加重特性。

本发明并不限于上述的具体实施方案，除此之外，例如，尽管在所有前面的具体实施方案中，相位调整器都设置在系数电路的输出一边，但也可以把它设置在系数电路的输入一边。

而且，在上述具体实施方案中所作的说明都是NTSC制式的载波彩色信号受到预加重和去加重的，同时也应该注意到，这些也是可以用于PAL制式的载波彩色信号的，然而，在这种情况下，在PAL制式的载波彩色信号中，诸色差信号中的一种色差信号的色付载波信号，每一行都要反一次相位;因此，前述的延迟电路23，43和85要设计成使之具有延迟2行的自然倍数的延迟时间。另外，非线性电路59，70和95并不局限于是限幅器。

如前所述，根据本发明的设备，包括有一个带有预加重电路的录制系统;在此预加重电路中，关于某一预定期间;至少包括一个垂直消隐期间的时间常数或期间常数和垂直方向的电平增大程度二者都被做成小于就其上述预定期间之外的期间而言的时间常数和垂直方向上的电平增大程度;同时，所要提供的上述载波彩色信号在垂直空间频率的高电平成分，和低电平成分相比较，在电平上相对地是增大后再释放出去的;还包含有一个带有去加重电路的再生系统，该去加重电路，在上述预定期间及其他期间里，相对上述预加重电路各有关期间中的特性有一个互补的特性;这其中再生的载波彩色信号的垂直高电平成分，和低电平相比较，在电平上相对地是衰减后再释放出去的。因此，与本申请人以前提出的设备类同，本发明可以使再生的载波彩色信号的信/噪比得到提高，同时，其由于去加重电路所致的垂直空间频率特性（垂直分辨率）也不会像传统的减噪电路那样由于应用了行的相互关系所遇到的使图象质量恶化的效果。还有，前一场的信号不会对下一场中垂直扫描期间的开始部分产生影响，从而防止了在帧再生的上半部发生色调干扰和幅度干扰，也防止了由于扭曲失真所造成的行周期的变化。再有，在只设置有一个非线性预加重电路或一个非线性去加重电路的录制与再生设备中，载波彩色信号的幅度对录制和再生来讲都不会那么紧张，因此这就有可能用现有的磁带录像机（VTR）录制的磁带中再生出原始信号波形的载波彩色信号，这样做，既使上述信号允许通过非线性去加重电路也不会有任何实际困难。另一方面，也可以用现有的磁带录像机。从按照本发明的设备录制的磁带中再生出原始载波彩色信号波形，而且不会有任何实际困难。由此，本发明的设备和现有的磁带录像机具有互换性。

另外，按照本发明，只有在除了色同步信号传输期间以外的期间的载波彩色信号才经受关于垂直空间频率的预加重和去加重。因此，与本申请人以前提出过的设备类同，本发明具有这样的效果，即可以使再生的色信号的信/噪比得到提高，而且，通过去加重所致的垂直空间特性（垂直的分辨率）不会像传统的减噪电路那样由于使用分行的相互关系而遭受到质量恶化。再者，既使延迟线路有这样一个特性，由于存在这种频率特性使它具有无失真地传输载波彩色信号的能力，相对于同步信号而言，并不影响上述的预加重及去加重。因此，色同步信号与由于传输特性的恶化而出现失真是无关的，因而用色同步信号的幅度和相位作为基准在一个载波彩色信号处理线路（诸如自动相位控制〔APC〕线路和自动色度控制〔ACC〕线路）的工作之中，并不会带来不方便;因而这就有可能防止再生质量的下降。再有，在场的开头几行期间，色同步信号的幅度与其他期间时一样，因此，自动色度控制（ACC）线路的工作对加重的互补特性完全没有影响，而因此改善了加重的互补特性。另外，在只装有一个非线性预加重线路或一个非线性去加重线路的录制与再生设备中，载波彩色信号的幅度在录制和再生都不是那么紧张的，因此，这就有可能从现有的磁带录像机录制的磁带中再生出原始信号波形的载波彩色信号，这种再生，既使允许上述信号通过非线性去加重电路，也不会有实际困难。另一方面，有可能采用现有的磁带录像机（VTR）从按照本发明的设备录制的磁带中再生出原始的载波彩色信号波形，而且并没有实际困难。由此，本发明的设备与现有的磁带录制机（VTR）有互换性。

图1和图2分别是示出根据本发明的设备按第一种具体实施方案的录制系统和再生系统的基本部分的方框图;图3和图4分别是示出根据本发明的设备按第二种具体实施方案的录制系统和再生系统基本部件的方框图;图5是示出根据本发明的设备按第三种具体实施方案的基本部件的方框图;图6和图8是示出根据本发明的设备按第四种具体实施方案的录制系统和再生系统的基本部件的方框图;图7示出用以说明图6所示方框图的工作的信号波形图;图9和图11分别是示出根据本发明的设备按其第五种具体实施方案的录制系统与再生系统的基本部件的方框图;图10示出用以说明图9所示方框图的工作的信号波形图;图12是示出根据本发明的设备按其第六种具体实施方案的基本部件的方框图;图13是示出由本申请人以前提出过的载波彩色信号录制和再生设备的一个实施例的方框图;图14是示出由本申请人以前提出过的设备的录制系统基本部件的一个实施例的方框图;图15示出用以说明图1和图14所示方框图的工作的信号波形图;图16是用以说明图14所示方框图的工作的信号波形图;图17示出用以说明图13和图14所示方框图的工作的信号波形图。

1……彩色图像信号输入端，2……用以分离亮度信号的低通滤波器，3……用以分离载波彩色信号的带通滤波器，5……预加重电路，6……录制载波彩色信号处理电路，9……磁路，16……去加重电路18……再生的彩色图像信号输出端，20……载波彩色信号输入端，21，22，41，41′，75，77，84，85，94和100……减法电路，29……色同步门脉冲发生电路。

Claims (4)

1、一个载波彩色信号录制与再生设备，用于将从彩色图像信号中分离出来的载波彩色信号转换成某一预定信号形式以便将其录制在某一记录媒质上，并在再生时，从上述录制媒质中再生出来的再生信号中获得一个原始信号形式的再生载波彩色信号，该设备包括有一个装有预加重电路的录制系统，在该预加重电路中，相对于某一预定期间，至少包含一个垂直消隐期间的时间常数或者其时间常数和垂直方向的电平增大程度二者都被做成小于就其预定期间以外的期间而言的时间常数和垂直方向电平增大程度；并且将要提供的载波彩色信号其垂直空间频率的高电平成分，与低电平成分相比较，在电平上相对地增大后再释放出去；该设备还包括有一个装有去加重电路的再生系统，该去加重电路，在相对其预定期间和上述其他期间中，对所说的预加重电路在有关的各个期间中的特性有一个特性互补，并且再生的载波彩色信号的垂直高电平成分，和低电平成分相比较，相对地衰减后再释放出去。

2、一个载波彩色信号录制与再生设备，用于将从彩色图象信号中分离出来的载波彩色信号转换成某一预定信号形式，以便将其录制在某一记录媒质上，并在再生时，从上述记录媒质中再生出来的放像信号中获得一个原始信号形式的再生载波彩色信号，该设备包含有一个装有非线性预加重电路的录制系统，在该预加重电路中，相对于某一预定期间，至少包含一个垂直消隐期间的时间常数或者其时间常数和垂直方向的电平增大程度二者都被做成小于就其预定期间以外的期间而言的时间常数和垂直方向的电平增大程度，并且根据上述载波彩色信号的幅度，使得所要提供的载波彩色信号的垂直空间频率的高电平成分，和低电平相比较，在电平上相对地是增大后再释放出去的;该设备还包括有一个装有非线性去加重电路的再生系统，该去加重电路，在上述预定期间和其他期间中，对上述预加重电路的各个期间的特性有一个特性互补，而且在去加重电路中，根据上述再生载波彩色信号的幅度，使得恢复到上述原始信号形式的再生载波彩色信号的垂直高电平成分，和低电平相比较，在电平上相对地是衰减后再释放出去的。

3、一个载波彩色信号录制与再生设备，用于将从彩色图像信号中分离出来的载波彩色信号转换成某一预定形式，以便将其录制在某一记录媒质上，并在再生时，从上述记录媒质中再生出来的再生信号中获得一个原始信号形式的再生载波彩色信号，该设备包括有一个装有预加重电路的录制系统，在该预加重电路中加上上述的载波彩色信号，对于除色同步信号输入期间以外的期间中的载波彩色信号，其垂直空间频率的高电平成分，和低电平成分相比较，在电平上相对地是增大后再释放出去的，而对于上述色同步信号，这种操作实际上是停止的，而且是没有给出上述电平增大特性就释放出去的;该设备还包含有一个装有去加重电路的再生系统，在该去加重电路中，加给恢复成原始信号形式的再生载波彩色信号，对上述预加重电路的特性来讲的特性互补，是将垂直空间频率的高电平成分，和低电平成分相比较，在电平上作相对地衰减这样一种特性互补，而且只给除色同步信号期间以外的期间中的载波彩色信号做，而对于上述再生载波彩色信号的色同步信号，这种操作实际上是停止的，而且在不施以电平衰减特性的情况下就把它释放出去。

4、一个载波彩色信号录制与再生设备，用于将从彩色图像信号中分离出来的载波彩色信号转换成某一预定信号形式以便将它录制在某种记录媒质上，并在再生时，从上述记录媒质中再生出来的再生信号中获得一个原始信号形式的再生载波彩色信号，该设备还包含有一个预加重电路，在这一预加重电路中加上上述载波彩色信号，对于除色同步信号输入期间以外的期间中的载波彩色信号，按其幅度，使其垂直空间频率的高电平成分，和低电平相比较，在电平上得到相对地增大后，再释放出去，而对于上述色同步信号，这种操作实际上是停止下来的，在没有给予非线性增大情况下，就把它释放出去;该设备还包含有一个带有去加重电路的再生系统，在该去加重电路中，加给恢复成原始信号形式的再生载波彩色信号，对上述预加重电路的特性来讲的非线性特性互补，是根据上述再生载波彩色信号的幅度，使其垂直空间频率的高电成分，与低电平相比较，在电平上受到相对地衰减这样一种特性互补，而且只给除色同步信号期间以外期间的再生载波彩色信号做，而对于上述再生载波彩色信号中的色同步信号，这种操作实际上是停止下来的，并且在没有施以上述非线性衰减特性的情况下，就把它释放出去。

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