DE69526194T2 - Approximationsfehlerkompensation in einem Dekodierer für digitales Videosignals - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Signalverarbeitung und genauer gesagt auf digitale Filterung, die zum Beispiel in einem Fernsehsignal-Dekodierer verwendet werden kann.
• Gegenwärtige digitale terrestrische oder Satelliten- Fernsehübertragungskanäle sind in der Bandbreite höchst beschränkt. Dies bedeutet, dass ausgefallene Modulationsverfahren verwendet werden müssen, um soviel Bandbreite wie möglich zu erhalten. Ein gemeinsamer Faktor, der der Verwendung irgendeines dieser ausgefallenen Modulationsverfahren unterliegt, ist die Notwendigkeit, Rauschen und Kanalverzerrung in dem Demodulations-Prozess des Fernsehempfängers zu minimieren. Dies ist erforderlich, um eine genaue Signal-Wiedergewinnung sicherzustellen. Die Notwendigkeit, Kanalverzerrungen in digitalen Fernsehempfängern zu minimieren, erfordert oft die Verwendung von Entzerrungs- oder Geisterbild-Beseitigungs-Netzwerken. Diese Netzwerke verwenden üblicherweise eine digitale Filterung oder eine andere Signalverarbeitung, die zahlreiche arithmetische Multiplikationen beinhaltet. Beispielsweise werden Koeffizienten mit einer Länge von ,m' Bits mit Daten mit einer Länge von ,n' Bits multipliziert, um Daten mit einer Länge von ,m + n' Bits zu erzeugen. Es ist oft unpraktisch und teuer, eine Daten-Bus-Breite von ,m + n' Bits innerhalb des Filter-Netzwerks zu verwenden. In der Praxis werden die Daten üblicherweise verkürzt, so dass sie durch weniger Bits dargestellt werden, und die am wenigsten bedeutsamen Bits werden ausrangiert.
• In dem Dokument US-A-4,750,146 ist erläutert, dass der mittlere Verkürzungsfehler eines Filters bestimmt wird und dieser Filter durch Addition des mittleren Verkürzungsfehlers zu der positiven Eingangs-Abtastung und Subtraktion des mittleren Verkürzungsfehlers von der negativen Eingangsabtastung kompensiert wird. Es wird vorgeschrieben, dass mit mittlerem Verkürzungsfehler der Durchschnitt der Verkürzungsfehler gemeint ist, die durch die Multiplikationen in dem digitalen Filter- Multiplikations-Schaltungen erzeugt werden.
• Wenn jedoch Datenwerte verkürzt werden, wird ein Durchschnitts-Verkürzungsfehler in die Daten eingeführt. Der Durchschnittswert dieses Fehlers für eine einzelne Verkürzungsstufe ist gleich einer Hälfte des am wenigsten bedeutsamen Bits (LSB) des verkürzten Wertes. Der Verkürzungsfehler erscheint als Gleichstrom-Vorspannung in der resultierenden Reihe von Datenwerten und erhöht sich im Verhältnis zu der Zahl der Verkürzungsstufen, die nacheinander die Daten verarbeiten. Beispielsweise ist nach "Y" Verkürzungsstufen die resultierende Durchschnitts-Gleichstrom-Offset-Komponente (nachfolgend als Offset- Fehler bezeichnet) in den Daten gegeben durch:
• Offset-Fehler = Y * LSB/2,
• Worin LSB das am wenigsten bedeutsame Bit der verkürzten Zahl ist.
• Dieses Ergebnis nimmt eine konstante Skalierung von Daten durch alle Verkürzungsstufen an. Wenn Verkürzungen mit verschiedenen Skalierungen während der Verarbeitung durchgeführt werden, dann wird der Offset-Fehler in den Daten geändert. Dann ist der Offset-Fehler gleich der Summe der Verkürzungsfehler bei jeder Stufe. Der Verkürzungsfehler bei jeder Stufe ist jedoch gleich dem Produkt des LSB/2-Verkürzungsfehlers multipliziert mit dem geeigneten Skalierungsfaktor bei jeder Stufe.
• Die Tatsache, dass der Offset-Fehler proportional zu der Zahl von Verkürzungsstufen ist, bedeutet unter der Annahme einer konstanten Skalierung, dass eine Fehler-Ansammlung auftritt. Diejenigen Systeme, die eine beträchtliche Anzahl von aufeinanderfolgenden Verkürzungen ausführen, wie z. B. Fernsehempfänger, die digitale Filter enthalten, sind besonders anfällig für eine Fehler-Ansammlung. Eine Fehler-Ansammlung vermindert den Rauschabstand des empfangenden Systems, was zu einer verschlechterten Funktion des Empfängers führt.
• Eine Vorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung erzielt die kostenwirksame Vermeidung einer Signalverschlechterung, die durch einen durch Verkürzung induzierten Offset-Fehler verursacht wird. Die Vorrichtung vermeidet auch die Kompliziertheit, die Schwierigkeiten und die Kosten einer Rundungs-Operation jedesmal, wenn die Daten verkürzt werden. Ausserdem ist die Vorrichtung insbesondere nützlich in Verbraucherprodukten wie fortschrittlichen und hochauflösenden Fernsehempfängern und damit zusammenhängenden Systemen.
• Ein Gerät gemäss der vorliegenden Erfindung kompensiert den durch Verkürzung in eine digitale Signalverarbeitung eingeführten Fehler. Der Erfinder hat erkannt, dass die Kompensation des Offset-Fehlers, der in die Daten als Folge einer oder mehrerer Verkürzungen eingeführt wurde, durch Addieren eines Kompensationswertes zu den verarbeiteten Daten erreicht werden kann. Bei einem offenbarten Ausführungsbeispiel verwendet die Vorrichtung ein Steuer-Netzwerk, um einen Gleichstrom-Offset- Kompensationswert zu erzeugen, der zu den verarbeiteten Daten addiert wird, um die Kompensation auszuführen.
• Es kann mehr als ein Kompensationswert ausgewählt und angewendet werden. Dies kann zum Beispiel geschehen, wenn die zahl der Verkürzungsstufen in einem konfigurablen System auswählbar ist. Dann kann der verwendete Kompensationswert in Abhängigkeit von der ausgewählten System-Konfiguration ausgewählt werden.
• Der zu verwendende Kompensationswert kann aus der Kenntnis der Zahl und des Typs von Verkürzungen vorherbestimmt werden, die in dem System auftreten, oder er kann gemessen werden.
• Fig. 1 ist ein Blockschaltbild mit einem digitalen Filter, bei dem die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
• Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Messung des durch die Verkürzung induzierten Offset-Fehlers in den verarbeiteten Daten.
• Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines fortschrittlichen Fernsehempfängers mit einem Entzerrer, der die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwenden kann.
• Fig. 1 zeigt ein digitales Verarbeitungssystem der Art, die in Entzerrerfunktionen in fortschrittlichen Fernsehempfängern verwendet werden kann. Ein gesendetes Fernsehsignal wird von einem Eingangs-Prozessor 10 empfangen und verarbeitet, was in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird. Digitale Video- Ausgangsdaten von dem Prozessor 10 werden dann weiter durch ein digitales Signalfilter 20 gefiltert. Das Filter 20 enthält mehrere Abschnitte, von denen jeder aus einem Multiplizierer (22), einem Addierer (24) und einer Verzögerungs-Schaltung (26) in Form eines Filters mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls (FIR) besteht. Verkürzungen können beispielsweise bei jedem Multiplizierer-Element innerhalb des Filters 20 auftreten.
• Komplexe oder reelle Filter-Koeffizienten (CN ... C2, C1) mit einer Länge von m Bits werden mit Daten mit einer Länge von n Bits multipliziert, um Daten mit einer Länge von m + n Bits am Ausgang jedes Multiplizierers zu erzeugen. Es ist oft unpraktisch und teuer, eine Daten-Bus-Breite von m + n Bits innerhalb des Filters zu verwenden. In der Praxis werden die Daten oft verkürzt, so dass sie durch weniger Bits dargestellt werden, wobei die am wenigsten bedeutsamen Bits ausrangiert werden, um die verkürzten Daten zu erzeugen.
• Wenn jedoch eine Reihe von Datenwerten verkürzt wird, wird ein Durchschnitts-Verkürzungsfehler in die Daten eingeführt. Der Durchschnittswert dieses Fehlers für eine einzelne Verkürzungsstufe ist gleich einer Hälfte des am wenigsten bedeutsamen Bits (LSB) des verkürzten Wertes. Dieser Durchschnittswert rührt von der Tatsache her, dass der Verkürzungsfehler, der in jeder Stufe auftritt, willkürlich ist und zwischen null und einem LSB der verkürzten Wertes liegt. Daher ist der Durchschnittswert des verkürzungsfehlers bei jeder Stufe eine Hälfte des LSB des verkürzten Wertes. Der Verkürzungsfehler erscheint als Gleich- Vorspannung in der Reihe von Datenwerten, die der Verkürzung folgen und erhöht sich im Verhältnis zur Zahl der Verkürzungsstufen zu, die nacheinander die Daten verarbeiten. Beispielsweise ist nach "Y" Verkürzungsstufen der resultierende Durchschnitts-Gleichstrom-Offset in den Daten (Offset-Fehler) gegeben durch:
• Offset-Fehler = Y * LSB/2,
• worin LSB das am wenigsten bedeutsame Bit der verkürzten Zahl ist.
• Dieses Ergebnis nimmt eine konstante Skalierung von Daten in allen Verkürzungsstufen an. Dies bedeutet, dass das LSB der verkürzten binären Zahlen denselben Wert bei jeder Verkürzungsstufe darstellt. Eine veränderbare Skalierung von Daten im Gegensatz zu einer konstanten Skalierung von Daten kann beispielsweise von einer Verarbeitung herrühren, die Verschiebungen verwendet, um die Daten mit Faktoren von 2, 4, 8 ... usw. zu multiplizieren oder durch diese zu teilen. Dann kann das LSB der verkürzten binären Zahlen verschiedene Werte in jeder Verkürzungsstufe darstellen. Bei diesem Beispiel kann das LSB der verkürzten binären Zahlen sich um Faktoren von 2, 4, 8 ... usw. unterscheiden. Wenn daher Verkürzungen mit unterschiedlichen Skalierungen während der Verarbeitung durchgeführt werden, wird der Offset-Fehler in den Daten geändert. Wenn die Datenskalierung nicht konstant ist, gleicht der Offset-Fehler der Summe der Verkürzungsfehler in jeder Stufe. Der Verkürzungsfehler in jeder Stufe gleicht jedoch dem Produkt des LSB/2-Verkürzungsfehlers, multipliziert mit dem geeigneten Skalierungsfaktor in jeder Stufe. Der geeignete Skalierungsfaktor bei einer bestimmten Verkürzungsstufe ist der Faktor, mit dem die Daten in der Stufe relativ zu den nominalen (nicht skalierten) Daten multipliziert werden. Bei dem letzten Beispiel würde der geeignete Skalierungsfaktor in einer bestimmten Verkürzungsstufe der 2, 4, 8 ... usw. Faktor sein, der dazu verwendet wird, die Daten relativ zu den nicht skalierten Daten zu multiplizieren/dividieren.
• Der gefilterte Datenausgang des Filters 20 enthält im stationären Zustand die Summe der Produkte der Eingangsdaten und der verschiedenen konstanten Koeffizienten (CN ... C2, C1). Dadurch enthalten die Ausgangsdaten von dem Filter 20 eine Summierung der Verkürzungsfehler jeder Multiplizierstufe. Demzufolge ist der Offset-Fehler des Filters 20 ein Ergebnis der Verkürzungsfehler-Ansammlung und proportional zu der Zahl der Verkürzungsstufen unter der Annahme konstanter Skalierung der Daten in jeder Verkürzungsstufe.
• Der Erfinder hat erkannt, dass die Kompensation dieses Offset-Fehlers in den Ausgangsdaten des Filters 20 durch Hinzufügung eines Kompensationswertes zu den verarbeiteten Daten erzielt werden kann. Da ferner der Offset-Fehler, für den die Kompensation erwünscht ist, ein zeitlich unveränderliches Gleichstromsignal in Bezug auf sowohl die Koeffizienten des Filters 20 als auch auf die im Filter 20 verarbeiteten Daten ist, kann der Kompensationswert irgendwo in dem Signalverarbeitungsweg des Filters 20 hinzugefügt werden. In Fig. 1 wird die Kompensation des Offset-Fehlers durch Hinzufügung eines Gleichstrom-Offset- Kompensationswertes (nachfolgend als Kompensationswert bezeichnet) zu dem sonst unbenutzten Eingang des Addier-Elementes ausgeführt, das dem Eingang im Filter 20 am nächsten ist. Alternativ könnte beispielsweise die Hinzufügung dieses Wertes auch extern zu dem Filter 20 durchgeführt werden. In diesem Fall könnte eine externer Addierschaltung so ausgebildet werden, dass der Kompensationswert den Eingangs- oder Ausgangsdaten des Filters 20 hinzugefügt wird.
• Der Kompensationswert, der in dem Filter 20 hinzugefügt wird, wird durch einen Speicher 40 geliefert, z. B. ein Register. Der Speicher 40 kann auch ein RAM oder irgendeine andere Speichervorrichtung mit der Möglichkeit von Lese- und Schreibadressen sein. Bei einer Ausführungsform kann der Kompensationswert aus einer Kenntnis der Zahl und des Typs von Verkürzungen, die in dem Filter 20 auftreten, vorherbestimmt werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass das Filter 20 Y Verkürzungsstufen enthält und eine konstante Datenskalierung bei jeder Verkürzung verwendet, wird der Offset-Fehler in den Ausgangsdaten (Y * LSB/2) im Speicher 40 in negativer Form gespeichert, um den Kompensationswert zu liefern. Dieser Kompensationswert wird den verarbeiteten Daten über die Eingangs-Addierstufe 24n hinzugefügt, um die Kompensation zu erzielen. Der Kompensationswert kann dem verarbeiteten Datenweg an jedem Punkt zugefügt werden, wo es eine bekannte Verstärkungsbeziehung zwischen dem Hinzfügungspunkt und dem Filterausgang gibt. In Fig. 1 hat der Hinzufügungspunkt in der Addierstufe 24n eine konstante Verstärkungsfaktor-Beziehung zum Filterausgang, und es gibt eine konstante Skalierung der Daten während der Verarbeitung.
• Die Größe des Kompensationswertes hängt von der Zahl und der Skalierung der Verkürzungsstufen des Filters 20 ab. Wenn unterschiedliche Filter-Konfigurationen mit unterschiedlichen Zahlen von Verkürzungsstufen möglich sind, wie in Fig. 1, werden unterschiedliche Gleichstrom-Offset-Kompensationswerte benötigt. In einem solchen Fall konfiguriert beispielsweise ein Daten-Lade- und Filter-Steuer-Netzwerk 50 sowohl die Anzahl der Filterstufen als auch den Wert der von dem Filter benutzten Koeffizienten. Für diesen Zweck erzeugt das Netzwerk 50 ein Steuersignal, das die Konfiguration des Filters 20 in Abhängigkeit von einem System-Konfigurations-Signal bestimmt. Das Steuer-Netzwerk 50 ist vorzugsweise ein programmierter Mikroprozessor, der das Steuersignal als diskreten, binären, logischen Ausgangspegel liefert. Dieses Steuersignal bewirkt, dass das Filter 20 zwei verschiedene Filter-Konfigurationen aufweist, die sich beispielsweise in der Zahl der Filteranzapfungen und in dem Wert der zugeordneten Filterkoeffizienten (CN ... C2, C1) unterscheiden. Jeder Filter- Anzapfungsabschnitt besteht aus einer Addierstufe (24), einer Verzögerungsstufe (26) und einem Multiplizierer-Element (22) mit einem zugeordneten Koeffizienten-Eingang zu dem Multiplizierer- Element.
• Das Umschalten zwischen Konfigurationen des Filters 20 kann durch Multiplexer-Vorrichtungen bewirkt werden. In Abhängigkeit von dem Pegel des logischen Steuersignals umgehen die Multiplexer vorbestimmte Abschnitte des Filters 20, leiten Eingangssignale von bestimmten Abschnitten des Filters 20 fort und führen diese umgeleiteten Signale den Eingängen von anderen Abschnitten des Filters 20 zu. Die Multiplexer sprechen auch auf das Steuersignal an, um verschiedene Koeffizientenwerte (CN, ... C2, C1) von einem Speicher (nicht dargestellt) zu gewünschten Multiplizierern des Filters 20 zu leiten. Auf diese Weise erzielt eine einfache Multiplexer-Schaltsignal-Umleitung verschiedene Filterkonfigurationen. Da sich die beiden auswählbaren Filterkonfigurationen beispielsweise in der Zahl der enthaltenen Multiplizierer unterscheiden, unterscheiden sich die Konfigurationen auch in ihrer Zahl von Verkürzungsstufen. Dies bedeutet, dass für jede Konfiguration ein unterschiedlicher Kompensationswert erforderlich ist.
• Das Steuer-Netzwerk 50 bestimmt die Konfiguration des Filters 20 mittels des Steuersignals und lädt auch den Speicher 40 mit dem Kompensationswert, der mit der Konfiguration des Filters 20 kompatibel ist. Das Steuer-Netzwerk 50 führt diese Funktionen in Abhängigkeit von einem System-Konfigurationssignal aus, das als binäres logisches Eingangspegel-Signal erzeugt werden kann, um das Netzwerk 50 von einem nicht dargestellten programmierten externen Mikroprozessor zu steuern. Das System-Konfigurationssignal selbst kann beispielsweise durch Abfühlen bestimmt werden, auf welche Weise das Eingangssignal zum Filter 20 moduliert worden ist. Eine solche Modulation kann Variationen der Impuls- Amplituden-Modulation (PAM) einschliesslich Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM), Rest-Seitenband-Modulation (VSB) und QPSK- Modulation wie bekannt einschliessen. Das System-Konfigurationssignal kann zusätzlich beispielsweise durch den Typ der Kanalverzerrung bestimmt werden, die in der Vorrichtung auftritt.
• Das Steuer-Netzwerk 50 liest den geeigneten Kompensationswert, der der ausgewählten Konfiguration des Filters 20 zugeordnet ist, aus dem Speicher 60, lädt dann den Wert in den Speicher 40. Der Speicher 60 kann mehr als einen Kompensationswert speichern und kann beispielsweise ein RAM sein, der zu einem Mikroprozessor innerhalb des Steuer-Netzwerks 50 gehört. Bei diesem Beispiel können zwei verschiedene Kompensationswerte in Abhängigkeit von dem binären (Zwei-Pegel)-Zustand des System- Konfigurationssignals erzeugt werden. Jeder Wert wird jeweils einer ausgewählten Konfiguration des Filters 20 zugeordnet.
• Der gefilterte, fehlerkompensierte Ausgang des Filters 20 wird von dem Ausgens-Prozessor 30 verarbeitet, der eine Vielzahl von Funktionen beinhalten kann. In Verbindung mit einem digitalen Fernsehempfänger können diese Funktionen beispielsweise Entwürfelungs- und Dekodierungs-Funktionen enthalten, was noch in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird.
• Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ein Verfahren zum Kompensieren von mehr als einer Filterkonfiguration zeigt, ist eine einfachere Ausführung möglich. Wenn nur eine vorbestimmte Filterkonfiguration betroffen ist, wird ein einzelner vorbestimmter Kompensationswert im Speicher 40 gespeichert, und sowohl das Steuer-Netzwerk 50 als auch der Speicher 60 werden nicht benötigt. Die anderen Elemente von Fig. 1 und ihre zugeordneten Funktionen bleiben dieselben wie zuvor beschrieben wurde.
• Eine andere Variation der Ausführungsform von Fig. 1 kann auftreten, wenn der Kompensationswert gewählt wird, um eine Gleichstromverschiebung zu kompensieren, die durch andere Funktionen als von Verkürzungsstufen verursacht werden. Beispielsweise könnten Funktionsblöcke, die Gleichstrom-Offsets gleich LSB/4 oder 2LSB einführen, durch Hinzufügung von -LSB/4- und - 2LSB-Werten zu den verarbeiteten Daten durch die oben beschriebenen Verfahren kompensiert werden.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 wird der Gleichstrom-Offset-Kompensationswert durch Messung gewonnen. In Fig. 1 wird im Gegensatz der Gleichstrom-Offset-Kompensationswert aus der Kenntnis der System-Konfiguration vorherbestimmt, insbesondere aus der Zahl und der Art der Verkürzungen, die während der Signalverarbeitung auftreten. Fig. 2 enthält ein Offset-Fehler-Meß-Netzwerk 95, das in Fig. 1 fehlt. Der Eingangs-Prozessor 10, das Filter 20, der Ausgangs-Prozessor 30 und der Speicher 40 in Fig. 2 entsprechen jedoch den gleich bezeichneten Netzwerken in Fig. 1.
• In Fig. 2 werden wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 digitale Videodaten von einem Eingangs-Prozessor 10 durch ein digitales Signalfilter 20 gefiltert. Der gefilterte Ausgang des Filters 20 wird weiter durch den Ausgangs-Prozessor 30 verarbeitet. In Fig. 2 wird das Ausgangssignal des Filters 20 jedoch auch dem Meß-Netzwerk 95 zugeführt. Hierdurch soll das Netzwerk 95 den Offset-Fehler in dem Ausgangssignal des Filters 20 messen. Das Netzwerk 95 leitet auch den negativen Wert des Offset- Fehlers ab und speichert diesen Wert als Kompensationswert im Speicher 40. Der Kompensationswert wird den Daten innerhalb des Filters 20 hinzugefügt, um eine Kompensation in derselben Weise vorzusehen, wie zuvor in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben wurde.
• Vor der Messung des Offset-Fehlers wird der im Speicher 40 gespeicherte Kompensationswert zunächst auf null gesetzt. Dies stellt sicher, dass der zu messende Offset-Fehler nicht durch irgendwelche vorherige Kompensationswerte beeinträchtigt wird, die im Speicher 40 gespeichert sind. Wenn die gefilterten Ausgangsdaten selbst eine Gleichstrom-Komponente enthalten, kann der Kompensationswert auf den negativen Wert dieser erwarteten Gleichstrom-Komponente festgelegt werden. Dann enthält der Ausgang des Filters 20 nur den Offset-Fehler, der durch die Verarbeitung des Filters 20 eingeführt wurde. Dies würde sicherstellen, dass nur die durch das Filter 20 eingeführte Gleichstrom- Komponente gemessen würde, wie es erwünscht ist. Dieses Initialisierungsverfahren wird in Abhängigkeit von einem Speicher- Rückstellsignal ausgeführt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das Rückstellsignal wird durch ein Steuer-Netzwerk geliefert, z. B. einen programmierten Mikroprozessor (nicht dargestellt), in Abhängigkeit von beispielsweise einer Einschalt-System-Rückstellung. Der Kompensationswert-Ausgang kann nur bei Auftreten des Rückstellsignals erzeugt werden. Alternativ kann der Kompensationswert periodisch auf der Basis einer periodischen Messung erzeugt werden, was von den Erfordernissen eines besonderen Systems abhängt.
• Dann wird das Ausgangssignal des Filters 20, das den Offset- Fehler enthält, durch das Netzwerk 95 tiefpaßgefiltert, um einen Gleichstromwert zu erzeugen, der dem Offset-Fehler angenähert ist. Das tiefpaßgefilterte Signal wird dann abgetastet, um den gemessenen Offset-Fehler zu erzeugen. Die Abtastung wird ausgeführt, nachdem eine ausreichende Zeit vom Start der Messung abgelaufen ist, um eine angemessene Stabilität und Genauigkeit des abgetasteten Wertes sicherzustellen. Die Zeitsteuerung der Abtastung wird durch ein Zeitsteuersignal bestimmt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Das Zeitsteuersignal wird durch ein Steuer- Netzwerk, z. B. einen programmierten Mikroprozessor (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von einem Einschaltzustand erzeugt, und kann zum Beispiel aus dem Rückstellsignal abgeleitet werden. In einem solchen Fall kann das Zeitsteuersignal durch den Mikroprozessor im Anschluss an eine programmierte Zeitverzögerung nach dem Erscheinen des Rückstellsignals erzeugt werden. Andere Verfahren zum Erhalten eines gemessenen Offset-Fehlers sind möglich. Diese enthalten beispielsweise die Verwendung eines programmierten Mikroprozessors, um den Offset-Fehler aus einer Reihe von Datenwerten zu berechnen. Diese Berechnung besteht darin, den arithmetischen Mittelwert einer ausreichend großen Reihe von Datenwerten zu nehmen, um den Gleichstrom-Offset-Wert der Daten wie bekannt anzunähern.
• Das Netzwerk 95 leitet dann den negativen Wert des gemessenen Offset-Fehlers ab und speichert diesen Wert als Kompensationswert im Speicher 40. Schliesslich wird der Kompensationswert den verarbeiteten Daten durch das Filter 20 hinzugefügt, um eine Kompensation in der zuvor in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Art zu erzielen.
• Die beschriebenen Verfahren zum Kompensieren der Verkürzungsfehler sind von besonderem Vorteil in einem System zum Entzerren eines Impuls-Amplituden-modulierten-(PAM)-Signals, z. B. eines Quadratur-Amplituden-modulierten Signals (QAM). Ein solches Signal wird durch eine Konstellation von Symbolpunkten definiert, die in einem gitterähnlichen Schema auf einer realimaginären Ebene in bekannter Weise angeordnet sind. Fig. 3 beinhaltet einen Entzerrer dieser Art, was noch beschrieben wird. Die Kompensation für Verkürzungsfehler durch die beschriebenen Verfahren vermindern willkürliche orbitale Fehler, die individuellen Konstellationspunkten zugeordnet sind.
• Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines fortschrittlichen Fernsehempfängers, der ein Entzerrer-Netzwerk 120 enthält, das ein Filter gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Ein übertragenes Fernsehsignal, das von einer Antenne 110 empfangen wird, z. B. ein QAM-Signal, wird einem Eingangs-Prozessor 115 zugeführt. Der Eingangs-Prozessor 115 enthält üblicherweise einen Tuner und eine ZF-Stufe zur Abwärts-Umwandlung des empfangenen Signals in ein niedrigeres Frequenzband. Er kann auch beispielsweise eine automatische Verstärkungsregelung, Filter- und Zeitsteuer/Takt-Wiedergewinnungs-Netzwerke enthalten. Diese Funktionen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise in dem Bezugstext Digital Communication, Lee und Messerschmidt (Kluwer Academic Press, Boston, MA, USA, 1988) beschrieben.
• Das Ausgangssignal von der Einheit 115 wird durch die Einheit 118 demoduliert, um die Basisband-Daten aus dem modulierten Eingangssignal wiederzugewinnen. Die demodulierten Ausgangsdaten werden dann entzerrt und digital durch einen Entzerrer 120 gefiltert. Der Zweck hiervon ist in bekannter Weise die Kompensation von Verzerrungen im Datenkanal wie auch die Verminderung von Rauschen und Störungen. Daten werden während der Verarbeitung sowohl in den digitalen Filter-Multiplizierer-Elementen als auch in anderen Verarbeitungsstufen innerhalb der Einheit 120 verkürzt. Die Gleichstrom-Offset-Kompensation wird der Entzerrer-Einheit 120 gemäss den Prinzipien der Erfindung - wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben - zugeführt. Andere System- Konfigurationen der in Fig. 3 dargestellten Elemente sind auch möglich. Beispielsweise kann eine System-Konfiguration die Entzerrer-Einheit vor dem Demodulator positionieren.
• Die demodulierten, entzerrten und hinsichtlich Gleichstrom- Versatz kompensierten Ausgangsdaten von der Einheit 120 werden mittels eines Dekodierers 125 dekodiert, der beispielsweise ein Reed-Solomon-Dekodierer sein kann. Die korrigierten Datenpakete von der Einheit 125 werden dann einem Transport-Prozessor 130 zugeführt, der den Header jedes Datenpakets prüft, um Audio- und Video-Daten zu identifizieren. Der Transport-Prozessor 130 leitet die Audio- und Video-Ausgangsdaten zu geeigneten Dekodierern innerhalb der Einheit 135 weiter. Die dekodierten Audio- und Videosignale von der Einheit 135 werden jeweils einem Audio- Prozessor 145 und einem Fernseh-Video-Prozessor 140 zugeführt. Die Prozessoren 145 und 140 formatieren die Audio- und Videosignale in einer geeingeten Weise für die Wiedergabe durch die einheit 150.
• Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem fortschrittlichen Fernseh-Videosignal-Verarbeitungssystem beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass die Prinzipien der Erfindung auch allgemein bei der digitalen Signalverarbeitung anwendbar sind, bei der eine Verkürzung auftritt. In gleicher Weise ist bei Anwendung in einem Fernsehempfänger die Gleichstrom-Offset- Kompensation nicht auf die Entzerrungsfunktion beschränkt, sondern kann auch bei anderen Funktionen innerhalb des Fernsehempfängers angewendet werden, z. B. dem Demodulator. Auch kann der Speicher 60 in Fig. 1 mehrere Kompensationswerte speichern müssen, wenn die Kompensation für mehrere verschiedene Filter- Konfigurationen erforderlich ist.

Claims (11)

1. Vorrichtung mit einem digitalen Signalverarbeitungs-Netzwerk (20), das einen Signalweg mit mehreren Daten- Verkürzungsstufen (22a-22n) zur Verarbeitung eines Eingangssignals hat, wobei jede der Verkürzungsstufen (22a-22n) einen Gleichstrom-Offset-Verkürzungsfehler aufweist, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: Mittel (40, 50, 60) zur Erzeugung eines Gleichstrom-Offset-Kompensationswettes; Mittel (24n) zur Hinzufügung des Kompensationswertes zu dem Signalweg, um den Wert des Fehlers zu vermindern, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom-Offset- Kompensationswert eine Funktion von angesammelten Gleichstrom-Offset-Verkürzungsfehlern ist, wobei die Ansammlung der Offset-Verkürzungsfehler einen Wert hat, der im Verhältnis zur Zahl der Verkürzungsstufen (22a-22n) zunimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gleichstrom-Offset- Verkürzungsfehler ferner eine Funktion des Skalierungsfaktors von Daten bei jeder Verkürzungsstufe (22a-22n) ist, wobei der Skalierungsfaktor der Faktor ist, mit dem die Daten bei jeder Verkürzungsstufe (22a-22n) relativ zu nominalen, nicht skalierten Daten multipliziert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Erzeugungsmittel (40, 50, 60) einen ersten Speicher (40) zur Speicherung des Kompensationswertes enthalten.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Hinzufügungsmittel (24n) aus einem Element des digitalen Signalverarbeitungs-Netzwerks (20) bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Erzeugungsmittel (40, 50, 60) ferner ein Steuer-Netzwerk (50) enthalten, um einen aus einer Vielzahl von Kompensationswerten an den ersten Speicher (40) in Abhängigkeit von einem System- Konfigurations-Steuersignal zu liefern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Erzeugungsmittel (40, 50, 60) ferner einen zweiten Speicher (60) zur Speicherung der Mehrzahl von Kompensationswerten enthalten; und bei der das Steuer-Netzwerk (50) den gelieferten Kompensationswert von dem zweiten Speicher (60) zu dem ersten Speicher (40) in Abhängigkeit von dem Steuersignal überträgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die Erzeugungsmittel (40, 50, 60) ferner Mittel (95) zum Messen des Wertes des Fehlers enthalten, um einen Ausgangs-Meßwert zu erzeugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Meßmittel (95) ferner den Kompensationswert als Ausgang mit einem Wert liefern, der etwa gleich dem Negativen des gemessenen Wertes ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der das digitale Signalverarbeitungs-Netzwerk (20) ein Filter zur Entzerrung des Eingangssignals umfasst; und bei der das Eingangssignal ein Impuls-Amplituden-moduliertes Signal ist, das durch eine Konstellation von Symbolpunkten definiert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Impuls-Amplituden- modulierte Signal Fernseh-Videodaten enthält.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Signalweg ein Videosignal-Verarbeitungsweg ist, der ferner mit einem Videosignal-Dekodierer (135) und einer Videosignal-Wiedergabevorrichtung (150) verbunden ist.