PT97867A - Sistema aperfeicoado de gravacao de sinais dde video - Google Patents

Description

Descrição referente à patente de invenção de SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD., sul-coreana, industrial e comer -ciai, com sede em 416, Maetan-dong, Kwonsun-gu, Suwon-city, Kyounggi-do, República da Coreia, (inventores: Christopher H. Strolle, Chandrakant B. Patel, Werner F. Wedam, residentes nos E.U.A., Jung-Wan Ko, residente na Coreia do Sul, Raymond Schnitzler, residente nos E.U.A., e Jong-Kyung Yuri. residente na Coreia do Sul), para SISTEMA APERFEIÇOADO DE GRAVAÇÃO DE SINAIS DE VÍDEO".

DESCRIÇÃO

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um sistema de processamento de sinais para um gravador de cassetes de video (VCR) que proporciona uma melhor qualidade de vídeo, ao mesmo tempo que também compatibilidade retrógada para a reprodução de cassetes de vídeo gravadas por este sistema aperfeiçoado nos VCR correntes.

Os gravadores de cassetes de vídeo domésticos gravam informação de vídeo em cassetes de fita de vídeo num de vários formatos. 0 sistema VHS, bem conhecido produz uma qualidade degradada da imagem, principalmente porque hà • uma resolução horizontal insuficiente.Um sistema VHS melhorado 1

popularmente denominado Super VHS (S-VHS), produz uma melhor qualidade de imagem, gravando um sinal de vídeo com largura de banda completa na cassete de fita de vídeo, proporcionando assim uma melhor qualidade de imagem. Um tal sistema exige uma fita de melhor qualidade na cassete e mecanismos de gravação e reprodução e circuitos de melhor qualidade. Porém, o sistema S-VHS não é compatível com os VCR de VHS normalizados. Isto é, embora um VCR S-VHS possa reproduzir cassetes gravadas em qualquer VCR S-VHS ou VHS, um VCR VHS normalizado não pode reproduzir cassetes gravadas nos VCR S-VHS. ros É há muito tempo um objectivo dos engenhei de vídeo aumentar a quantidade de informação transmitida através de um canal de banda estreita dado, tal como o NTSC, que está limitado à largura de banda de 4,2 MHz. Devido a que as frequências de fotogramas e de linhas são usualmente fixas, a limitação da largura de banda traduz-se numa limitação da resolução horizontal. Em alguns casos, a largura de banda do canal é limitada a 3 MHz ou mesmo a 2,5 MHz, resultando daí uma imagem com resolução horizontal insuficiente.

Desde há muito se reconheceu que o espectro de vídeo tem buracos nos quais a energia do sinal é muito pequena. 0 sistema de cor NTSC representa um sistema que utiliza um desses buracos para transmitir a informação de cor. No sistema NTSC, a informação de cor é gravada numa subportadora cuja frequência é escolhida muito cuidadosamente de modo que se verifique uma perturbação mínima quando de visualiza um sinal de côr num receptor a preto e branco. Especificamente, a frequência da subportadora de côr é intercalada horizontal, vertical e temporalmente de modo a minimizar a diafonia entre as componentes de luminância e crominância do sinal de vídeo compósito.

Reconheceu-se, mais ou menos na altura . da adopção do sistema NTSC, que tais buracos de frequências ] poderiam ser também usados para transmitir informação horizontal adicional para aumenta a resolução horizontal da imagem 2

reproduzida. Nestes sistemas, a informação horizontal de frequência elevada foi intercalada com a informação horizontal de baixa frequência de uma maneira análoga à da informação de crominância no sistema NTSC de televisão a cores· Um artigo intitulado "Reduction of television bandwidth by frequency in-terlace",por Hovson, contém uma descrição de um tal sistema, que opera no domínio analógico. Mas este sistema não podia reproduzir com precição a imagem com largura de banda completa na sua forma original porque não era susceptivel de eliminar completamente os artefactos resultantes do entrelaçamento de frequências, que se minifestam por um desenho de pontos raste-jantes incómodo.

Mais tarde foram desenvolvidas técnicas de processamento do sinal de vídeo digitais obtidos por amostragem, utilizando a amostragem sub-Nyquist (por vezes denominada sub-amostragem) para atacar este problema. Estas técnicas implicavam a substituição de todas as amostras de ordem ímpar numa primeira linha de vídeo por uma amostra de valor zero e depois, na linha seguinte, a substituição de todas as amostras de ordempar por uma amostra de valor zero. Nos fotogramas alternados, invertiam-se estes padrões. A patente alemã 821 00286.2, intitulada "Verfahren zum Ubertragung von Fernsehsignale uber einen ge-normten bandbreitbegrenzten Ubertragunsfcanal und Anordnung zum Durchfuhren des Verfaheren", depositada em 1 de Janeiro de 1982, pelo Prof.Wendland et al, descreve princípios para desfasar a sub-amostragem e a compressão da largura de banda, aplicados aos sistemas avançados de televisão. Esta patente também descreve técnicas para a realização prática de sistema de televisão de acordo com os princípios descritos.

Teoricamente, a técnica da dobragem de frequências de Howson e a técnica de amostragem sub-Nyquist não equivalentes. Mas, embora equivalentes teoricamente, os últimos sistemas digitais de dados obtidos por amostragem proporciona- 3

ram uma reconstrução melhorada da imagem recebida, devido à existência de técnicas combinadas de linhas e fotogramas, que não se tinham ainda desenvolvido na altura do sistema de Hov-son. As técnicas de amostragem sub-Nyquist foram no entanto desenvolvidas, para sistemas digitais de dados obtidos por amostragem completa, como técnicas de redução de dados. Os sinais gerados por estes sistemas não se destinavam a sér transmitidos através de canais analógicos de banda estreita.

Num artigo intitulado "Development of HDTV Receiving Equipment Based ou Band Compression Technique (MUSE)" por Kojima et al, na IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.CE-32, Na 4, NOV 1986, pag. 759-768, descrever-se um outro esquema de compressão de dados que consegue obter a compressão da largura de banda fazendo a amostragem de cada elemento de imagem uma vez em fotogramas alternados. Este esquema funciona bem para imagens não móveis. Para imagens móveis, desenvolve-se umvector de movimento, e varia-se adaptativamente a frequência actual de exploração de cada elemento de imagem em resposta ao vector de movimento, de modo que se transmite uma amostra do elemento de imagem em fotogramas alternados, em média, mas mais frequentemente quando esse elemento de imagem está a representar uma imagem movimento. A patente US 4 831 463, publicada em 16 de Maio de 1989, de Faroudja, descreve aparelhos para processar um sinal de vídeo que possui uma largura de banda pré-determi-nada para transmitir a informação de vídeo através de um canal de largura de banda limitada, por exemplo uma fita magnética.

No aparelho descrito nesta patente, um pré-processador do sinal de vídeo inclui um filtro com espectro em forma de pente para produzir um buraco espectral, tal como atrás se define, entre áreas espectralmente activas no espectro do sinal de vídeo. Um circuito de dobragem dobra as componentes de vídeo de alta frequência em torno de uma frequência de dobragem pré-determinada de modo que a componente dobrada de altas frequências fica si-[ tuada no buraco espectral previamente feito no sinal de vídeo. 4

Um filtro passa-baixo filtra depois o sinal de vídeo dobrado resultante, de modo que a sua largura de banda seja cerca de metade da largura de banda do sinal de vídeo original. 0 sinal resultante pode depois ser transmitido através do canal com largura de banda limitada.

Esta patente descreve, além disso, um pós--processador que recebe um sinal dobrado do canal de largura de banda limitado. 0 pós-processador inclui um circuito de desdobramento que desdobra o sinal recebido em torno de uma freqnên cia de desdobramento pré-determinada, um filtro com espectro em pente processa depois o sinal desdobrado para remover as componentes de "alias" resultantes do processo de desdobramento 0 sinal produzido por este filtro com espectro em pente aproxima-se estreitamente do sinal de vídeo original em termos de largura de banda e conteúdo de informação.

Tanto o artigo de Howson como a patente de Faroudja descrevem sistemas de dobragem que, se forem incorporados num VCR aperfeiçoado, não produzirão cassetes susceptí-veis de ser reproduzidas nos VCR presentes, sem introduzir artefactos inaceitáveis. Isso deve-se principalmente à grandeza da componente dobrada de alta frequência presente no interior da componente de baixa frequência, na cassete gravada anterior-mente. A grandeza da componente dobrada de alta frequência é suficientemente grande para introduzir artefactos intoleráveis numa imagem produzida a partir de um sinal de vídeo do qual não se tenha removido adequadamente a componente dobrada de alta frequência. É desejável que um sistema de gravação de vídeo aperfeiçoada possa gravar sinais de vídeo com largura de banda numa cassete de qualidade normal maior do que a dos gravados pelos VCR presentes, mas que mantenham a compatibilidade com os presentes VCR e não exijam fitas magnéticas ou mecanismos de gravação e de reprodução de qualidade especialmente t . elevada. Isto é, é desejável que as cassetes de qualidade formal 5

que são gravadas usando o sistema aperfeiçoado possam ser reproduzidas, sem artefactos visuais notáveis, nas VCR presentes (mesmo que o VCR presente não possa reproduzir o sinal de largura de banda completa gravado numa tal cassete).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Segundo os princípios da presente invenção, um sinal de vídeo de largura de banda completa é transmitido através de um codificador que gera um sinal com uma componente de baixa frequência com uma componente de frequência elevada de pequene amplitude dobrada, nela contida. Os sinais produzidos na saída do codificador são gravados numa cassete de vídeo.

Quando se faz a reprodução por um VCR segundo os princípios da presente invenção, pode recuperar-se a componente dobrada de alta frequência e amplitude reduzida e reproduzir-se o sinal de vídeo com largura de banda completa. Quando se faz a reprodução num VCR actual, a componente de frequência elevada tem um nível suficientemente baixo para que não produza qualquer interferência prejudicial.

Howson não considerou a compatibilidade retrógrada, incluindo em vez disso um filtro de pré-ênfase, o que eleva o nível das componentes de frequência elevada para minimizar o efeito de diafonia pelas componentes de luminância de baixa frequência durante a transmissão do sinal dobrado através do canal. Se se reproduzisse uma cassete de vídeo gravada por um VCR VHS, modificado para incluir o sistema descrito por Howson num VCR VHS normal, a interferência das componentes de altafrequência com pré-ênfase que não foram removidas produziram uma imagem ainda mais indejesável que a produzida pelo sistema de Faroudça. A patente de Faroudja não inclui qualquer discussão de compatibilidade com os meios de gravação e os apa-

relhos pré-existentes, a não ser a menção de que é um objecto da invenção. Não há qualquer ensinamento sobre quaisquer aparelhos ou processos para obter essa compatibilidade retrógrada. Como atrás se descreveu, um sistema segundo a patente de Fa-roudja não e compatível retrogradamente devido ao elevado nível das frequências elevadas de luminância e das frequências baixas de luminância.

DESCRICÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos anexos, as figuras representam: A fig. 1, um esquema de blocos da secção de gravação de um gravador de vídeo segundo a presente invenção; A fig. 2, um esquema de blocos de um codificador que pode fazer parte da secção de gravação da fig.l; A fig. 3, um esquema de blocos mais pormenorizado de uma parte do codificador ilustrado na fig.2;

As fig. 4a e 4b outros esquemas de blocos de uma parte do codificador da fig. 3*

A fig. 5, A fig. 6, A fig. 7, A fig. 8, A fig. 9, um esquema de blocos mais pormenorizado de uma parte do codificador ilustrado na fig.2; um esquema de blocos de um circuito de dobragem adap-tativo que faz parte do codificador da fig.2; uma forma de realização alternativa de uma parte do sistema de dobragem adaptativo ilustrado na fig.6; um esquema de blocos de uma parte de reprodução de um gravador de vídeo segundo a presente invenção; um esquema de blocos com mais pormenor de um descodi-ficador na parte de reprodução ilustrada na fig.8; A fig. 10, um esquema de blocos com mais pormenor de uma parte do circuito de dobragem adaptativo ilustrado na fig. 9; e A fig. 11, um esquema de blocos mais pormenorizado de uma outra parte do circuito de dobragem adaptativo ilustrado na fig. 9. 7

DESCRICÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

Nas figuras omitiram-se os circuitos de atraso de igualização, por uma questão de simplicidade. Um especialista da técnica do projecto de processadores de sinais de vídeo compreenderá a necessidade de tais circuitos temporizadores para alinhar temporalmente de maneira apropriada os elementos de imagem sujeitos a atrasos diferentes nos diferentes trajectos do processamento, devido ao processamento diferente efectuado nos diferentes trajectos. Um especialista na matéria compreenderá onde se tornam necessários tais atrasos e qual o valor que eles devem ter, não sendo esses atrasos aqui discutidos.

Além disso, nas figuras, são usados vários filtros para filtrar nas direcções horizontal, vertical e temporal, com características quer de passa-alto, quer de passa--haixo. Um especialista na matéria do projecto de processamen-do sinal de vídeo compreenderá que tais filtros podem ser construídos como filtros com espectro em pente, conhecidos, e compreenderão como escolher apropriadamente o tempo de atraso das linhas de atraso, o número de derivações e as ponderações dessas derivações. Consequentemente, não se discutirá adiante em pormenor o projecto de tais filtros com espectro em pente, a menos que tal projecto seja importante por outras razões.

Também nas figuras e na descrição pormenorizada seguinte várias formas de realização construídas segundo a presente invenção, são orientadas para um sinal de vídeo NTSC. Um especialista na matéria compreenderá como podem al-terar-se as formas de realização para processar um sinal de vídeo PAL, um sinal de vídeo SECAM ou um sinal de vídeo de acoí do com qualquer outra norma. Tais formas de realização poderiam ainda ser construídas segundo a presente invenção. A fig. 1 é um esquema de blocos de uma

S

parte de uma secção de gravação de um gravador de sinais de vídeo segundo a presente invenção. Na fig.i, um terminal de entrada (5) está acoplado a uma fonte (não representada) de um sinal de vídeo; por exemplo, um sinal de vídeo compósito NTSC. 0 terminal de entrada (5) está ligado a um terminal de entrada de um codificador (10). Um primeiro terminal de saída do codificador (10) está ligado a um terminal de entrada de um circuito de gravação de luminância (20), semelhante aos que se encontram nos VCR actuais. Um terminal do circuito de gravação de luminância (20) está ligado a uma cabeça de gravação (40) num mecanismo de accionamento da fita normal, semelhante aos que se encontra nos VCR actuais. Um segundo terminal do codificador (10) está ligado a um terminal de entrada de um circuito de gravação de crominância (30), semelhante aos que se encontram nos VCR actuais. Um terminal de saída do circuito de gravação de crominância (30) está também acoplado à cabeça de gravação (40). A cabeça de gravação grava o sinal fornecido à mesma, na fita magnética (não representada), numa cassete de vídeo normal.

Em funcionamento, o codificador (10) recebe um sinal NTSC com largura de banda completa e gera um sinal de luminância (Lr)# que tem a mesma largura de banda reduzida que um sinal de luminância normal produzido por um VCR actual, mas com uma componente de frequência elevada com amplitude reduzida dobrada nele contida. 0 sinal de luminância (Lr) contém assim toda a informação proveniente do sinal NTSC com largura de banda completa, dentro da largura de banda reduzida, que pode ser gravada na cassete. Isso permite usar cassetes e mecanismos de gravação e de reprodução de qualidade normal. Além disso, a amplitude reduzida do sinal de alta frequência dobrado não provocará qualquer artefacto prejudicial, se a cassete gravada for depois reproduzida num VCR normal. 0 circuito de gravação da luminância (20) grava o sinal (Lr) exactamente da mesma maneira que o sinal de luminância com largura de banda reduzida num VCR normal. Num VCR VHS, 9

por exemplo, este sinal é modulado em frequência e ocupa uma banda de frequências em torno de 1,4-5,9 MHz. 0 codificador (10) produz também um sinal compósito (c + Mr) que deve ser fornecido ao circuito de gravação de crominância (30). Este sinal compósito inclui o sinal de crominância normal (C), como uma componente, e um sinal representativo do movimento (Mr), como outra componente. A componente do sinal representativa do movimento pode ser usada para processar o sinal de luminância desdobrado durante o processamento de reprodução, de uma maneira que se descreve mais adiante. 0 circuito de gravação de crominância (30) grava o sinal (C+ Mr) exactamente da mesma maneira que o sinal de crominânciti é gravado num VCR normal. Num VCR VHS, este sinal é modulado a cerca de 529 KHz. Este sinal de crominância é combinado com o sinal deluminância (atrás descrito) e gravado na fita de vídeo na cassete. A fig. 2 é um esquema de blocos mais pormenorizado do codificador (10) ilustrado na fig. 1. Na fig. 2, um terminal de entrada (105) está acoplado ao terminal de entra, da (5) (da fig. 1). 0 terminal de entrada (105) está ligado a um terminal de entrada de um conversor analógico/digital (A/D) (102). Um terminal de saída do A/D (102) está ligado a terminais de entrada respectivos de um separador adaptativo do sinal de luminância (104), de um separador do sinal de movimento (106) e de um separador do sinal de crominância (114). Um terminal de saída do separador adaptativo do sinal de crominância (104)está ligado a um terminal de entrada de um circuito adaptti tivo de dobragem (108). Um terminal de saída do circuito adaptíi tivo dedobragem (108) está ligado a um terminal de entrada de um conversor digital-analógico (D/A) (110). Um terminal de saída do D/A (110) está ligado ao terminal de entrada do circuito de gravação de luminância (20) (fig. 1).

Um terminal de saída do separador do sina:, de movimento (106) está ligado a um terminal de entrada de co- 10 —' mando do separador adaptativo do sinal de luminância e a um terminal de entrada do circuito (16) de combinação dos sinais de crominância/movimento. Um terminal de saída do separador de crominância (114) está ligado a um terminal de entrada do circuito (116) de combinação dos sinais de crominância/movimento e a saída do circuito de combinação de crominância/movimento está ligada a um terminal de entrada de um segundo conversor digital/analógico (D/A) (118). Um terminal de saída do D/A (118) está ligado a um terminal de saída (125). 0 terminal de saída (125) está ligado ao terminal de entrada do circuito de gravação de crominância (30) (fig. 1).

Em funcionamento, o codificador da fig. 2 primeiramente converte o sinal de vídeo compósito no terminal (105) num sinal de vídeo (V) compósito digital de dados multi-bits, obtido por amostragem, utilizando o A/D (102). A frequência de amostragem é escolhida de uma maneira que se descre ve com mais pormenor mais adiante. Para um sinal NTSC, a frequência de amostragem pode ser escolhida igual a cerca de 10 MHz, por exemplo. 0 sinal (V) é fornecido ao separador adaptativo de luminância (104), que extrai a componente de luminância (L); ao separador do sinal de movimento (106), que extrai um sinal (M) representativo do movimento; e a um separador de crominância (114), que extrai a componente do sinal de crominância. O sinal de luminância (L) extraído, é depois processado pelo circuito adaptativo de debragem (108). Este circuito dobra as componentes de alta frequência do sinal de luminância (L) para trás, para as componentes de baixa frequência, e filtra o sinal resultante de modo que toda a informação no sinal de luminância (L) de largura de banda completa fica contido num sinal de luminância dobrado (Lf) que tem uma largura de banda de cerca de 2,5 MHz. 0 circuito adaptativo de dobragem (108) será descrito mais adiante com mais pormenor 0 sinal de luminância dobrado (Lf) é convertido num sinal analógico (Lr) no D/A (110). Este sinal tem uma forma que pode 11

ser gravada numa cassete de vídeo pelos circuitos de gravação de luminância (20) (fig. 1). 0 sinal de movimento (M) extraido e o sinal de crominância (C) extraido são combinados num sinal compósito único (C + M) no circuito de combinação (116) do sinal de crominância/movimento. Um circuito de combinação dos sinais de crominância/auxiliar, que pode ser usado como circuito de combinação de sinais de crominância/movimento (116), está descrito com mais pormenor no pedido de patente copendente NS 07/531 070 intitulado "Color-Under Cbroma Channel Encoded With Auxiliary Signale", depositado em 31 de Maio de 1990 pelo inventor Strolle et all. 0 sinal (C+M) é convertido num sinal analógico (C + Mr) pelo D/A (118). Este sinal tem uma forma que pode ser gravada numa cassete de vídeo por circuitos (30) (fig. 1) de gravação de crominância normais.

Como é conhecido na técnica do processamento dos sinais de vídeo, pode utilizar-se um filtro passa--baixo dos fotogramas, com espectro em forma de pente (filtros passa-baixo temporais) para extrair a componente de luminância sem qualquer perda de resolução espacial. Mas, na presença de movimento, introduzem-se artefactos no sinal de luminância extraídopelo filtro de espectro em forma de pente de fotogramas. Podem também usar-se filtros passa-baixo de linhas, de espectro em pente (filtros passa-baixo em pente verticais) para extrair a componente de luminância, mesmo na presença de movimento. Porém, a luminância extraída por filtros com espectro em forma de pente de linhas têm uma menor resolução diagonal. É preferível extrair o sinal de luminância usando a filtragem com filtros de espectro em pente de fotogramas, a menos que haja movimento numa área da imagem, caso em que é preferível usar filtragem com filtros de espectro em pente de linhas, nessa área. A fig. 3 é um esquema de blocos mais pormenorizado de uma parte do codificador da fig. 2. Na fig. 3, - 12-

um terminal de entrada (205) está ligado ao terminal de saída do A/D (102) (da fig. 2). 0 terminal de entrada (205) está ligado a terminais de entrada respectivos de um filtro passa-alto vertical (HPF) (202), de um filtro passa-alto temporal (HPF) (204), de um filtro de banda horinzontal (BPF) (206) e a terminais de entrada diminuendos respectivos de subtractores (208) o (210). Um terminal de saída do HPF vertical (202) está ligado c. um terminal de entrada de um filtro passa-alto (HPF) horizontal (212).. Um terminal de saída do HPF horizontal (212) está ligado a um terminal de entrada diminuidor do subtractor (208). Um terminal de saída do subtractor (208) está ligado a um primeiro terminal de entrada de dados de um interruptor "soft" (214). Um terminalde saida do interreptor (214) está ligado a um terminal de saída (215). 0 terminal de saída (215) está ligado ao terminal de entrada do circuito adaptativo de dobragem (108)(fig. 2).

Um terminal de saída do HPF temporal (204) está ligado a um terminal de entrada de um filtro passa-alto (HPF) horizontal (216) e a um terminal diminuendo de um subtractor (218). Um terminal de saída do HPF horizontal (216) está ligado a terminais diminuidores respectivos dos subtractores (210) e (218). Um terminal de saída do subtractor (210) está ligado a um segundo terminal de entrada do interruptor "soft" (214).

Um terminal de saída do subtractor (218) está ligado a uma entrada de um detector da amplitude do sinal (220). Um terminal de saída do detector de amplitude (220) está ligado a um terminal de entrada do expansor do sinal (222). Um terminal de saída do expansor do sinal (222). Está ligado a um terminal de saída (225) e a um terminal do comando do interruptor "soft" (214). 0 terminal de saída (225) está ligado ao terminal de entrada do sinal de movimento do circuito (116) de combinação dos sinais de crominância/movimen-to (fig. 2). 13

Um terminal de saída do BPF horizontal (206) está ligado a um terminal de entrada de um desmodula-dor do sinal de crominância (224). Um terminal de saída do des-modulador do sinal de crominância (224) está ligado a um terminal de entrada de um processador anti-diafonia (226). Um terminal de saída do processador anti-diafonia (226) está ligado a um terminal de saída (235). 0 terminal de saída (235) está ligado a um terminal de entrada do sinal de crominância do circuito (116) de combinação dos sinais de crominância/movimento (fig. 2).

Em funcionamento o sinal HV^p filtrado horizontalmente e verticalmente por filtros passa-alto, produzido pelos HPF vertical (202) e horizontal, (212) ligados em sé-· rie, contém toda a informação de crominância presente no sinal de vídeo compósito (V), além de toda a informação espacial de pormenor. Esta informação é subtraída do sinal de vídeo compósito pelo subtractor (208), para produzir um sinal de luminância derivado espacialmente. 0 sinal de luminância derivado aspacialmente (Ls), produzido pelo subtractor (208) contém portanto apenas informação de luminância, mas tem resolução diagonal reduzida. O sinal HT^p filtrado temporalmente e horizontalmente por filtros passa-alto, produzido pelos HPF temporal (204) e horizontal (216) ligados em série, contém também toda a informação de crominância presente no sinal de vídeo compósito, além de toda a informação de pormenor temporal. Esta informação é subtraída do sinal de vídeo compósito pelo subtractor (210), para produzir um sinal de luminância derivado temporalmente (L-j). 0 sinal de luminância derivado temporalmente (LT), produzido pelo subtractor (210) contém portanto apenas informação de luminância com resolução espacial completa, mas tem resolução temporal reduzida. 0 sinal filtrado temporalmente por filtros passa-alto (τ^ρ) proveniente do HPF temporal (204) contém informação de movimento, a frequências horizontais baixas e informação de crominância a frequências de luminância elevadas. — 14 —

- Assim, ο sinal de saída proveniente do HPF horizontal é subtraído do sinal filtrado temperalmente por filtros passa-alto (Thp) para formar um sinal(Hip T^p) filtrado horizontalmente por um filtro passa-baixo e filtrado temporalmente por um filtro passa-alto, que é um sinal representativo de movimento -bipolar. Este sinal varia em função, quer da amplitude do movimento na imagem (isto é, quanto mais rápido for o movimento, maior é o sinal), quer do contraste da parte de movimento da imagem. Este sinal tem a amplitude máxima nas bordas os objec-tos com grande contraste relativamente ao fundo contra o qual se movem. Onde o fundo e o objecto em movimento têm intensidades próximas, o sinal de movimento é fraco. Além disso, os objectos em movimento rápido com bordos suaves também produzem sinal de movimento fraco. Finalmente, mesmo com objectos de elevado contraste e movendo-se rapidamente, o sinal de movimento é usualmente forte apenas no interior de vários elementos de imagem da borda em movimento.

Para minimizar o efeito destas variações no sinal, o detector de amplitude (220) detecta a amplitude do sinal de movimento a partir do subtractor (218) e produz um sinal de um só bit que indica ou a presença ou a ausência de movimento desse elemento de imagem. Um detector de amplitude: (220) conhecido pode incluir um multiplexador que possui um terminal de entrada de comando que responde a um bit de sinal algébrico do sinal de movimento. 0 sinal de movimento (HipT^p) seria ligado a um primeiro terminal de entrada do multiplexador e a um terminal de entrada de um circuito algébrico nega-dor. Um terminal de saída do circuito algébrico negador seria ligado a um segundo terminal de entrada do multiplexador. 0 terminal de saída do multiplexador produz a grandeza (valor absoluto) do sinal de movimento. Se o bit de sinal algébrico for um "0" lógico, que indique, por exemplo, que o valor do sinal de movimento é positivo, então o multiplexador liga o primeiro terminal de entrada, que transmite o sinal de movimento, ao terminal de saída. Se o bit do sinal algébrico for um [ "l" lógico, indicando que o valor do sinal de movimento é ne- - 15 -

gativoi então o multiplexador liga o segundo terminal de entrada, que transmite o valor aritmético negativo do sinal de movimento (que seria um sinal com um valor positivo) ao terminal de saída.

Este sinal de amplitude é depois fornecido a um circuito comparador conhecido. 0 circuito comparador compara o sinal de amplitude a um valor de limiar pré-determinado. Se o sinal de amplitude exceder o valor do limiar, então o circuito comparador produz um sinal de saída que é um sinal lógico "1". Se o sinal de amplitude for menor do que o valor do limiar, então o circuito comparador produz um sinal de saída que é um sinal lógico "0". A saída deste comparador é um sinal de um só bit que é um "1" lógico na presença de movimento e um "0" lógico no caso contrário.

Este sinal de movimento de um só bit é expandido vertical e horizontalmente pelo expansor do sinal (222). Em alternativa, o sinal pode ser expandido temporal, vertical e horizontalmente pelo expansor do sinal (222). Um aparelho para a expansão de um tal sinal de um só bit representativo do movimento está descrito no pedido de patente Ns 07/ /531 057, intitulado "Control Signal Spreader", depositado em 31 de Maio de 1990 por Ko et al. Este sinal (M) de movimento expandido, produzido pelo expansor de sinal (222), é um sinal digital multibits cujo valor diminui gradualmente desde um valor máximo, nas áreas de movimento (tal como são indicadas pelo sinal binário de um só bit com o valor lógico "1")/ até um sinal com o valor zero, na zona em torno da área com movimento nas direcções vertical e horizontal (e, optativamente, temporal). Este sinal de movimento (M) é usado por outras partes do codificador para processar adaptativamente o sinal de vídeo (V).

Como atrás se descreveu, na ausência de movimento, o sinal de luminância (l) é de preferência o sinal de luminância derivado temporalmente (Liy); mas, na presença - 16 -

de movimento» o sinal de luminância (L) é de preferência o sinal de luminância derivado temporalmente, o interruptor "soft" (214) variará continuamente a proporção dos dois sinais de entrada (lt) e (ls) em resposta ao valor do sinal de movimento (M). Se o valor do sinal de movimento (M) for zero» ou próximo de zero» indicando que o grau de movimento é zero ou quase zero» então o interruptor "soft" produz um sinal de saída (L) que é totalmente (Lip)· Se ° valor do sinal de movimento (M) for um máximo, ou próximo de um máximo, indicando um elevado grau de movimento, então o interruptor "soft" (214) produz um sinal de saída (L) que é totalmente (Lg). Para valores intermédios do sinal de movimento (M), o sinal de saída contém uma certa proporção de cada um dos sinais de entrada (Lip) e (Lg). Mais adiante descreve-se o funcionamento do interruptor "soft" (214). A componente de crominância modulada (C) é extraída do sinal de vídeo compósito (F), de uma maneira conhecida, usando um BPF horizontal (206). 0 sinal de crominância é desmodulado para a banda básica pelo desmodulador do sinal de crominância (224). 0 sinal de crominância na banda básica é processado para reduzir a diafonia das pistas adjacentes, pelo elemento anti-diafonia (226). 0 elemento anti--diafonia (226) pode ser, por exemplo, um filtro passa-baixo vertical, que pode ser realizado praticamente como filtro passa-baixo com aspectro em forma de pente, com duas derivações.

Na fig. 3, o HPF vertical (200) e o HPF temporal (204) são ambos sensíveis ao sinal de vídeo compósito (V), Como são realizados praticamente como filtros de espectro em pente, podem compartilhar as linhas de atraso.

As fig. 4a e 4b são esquemas de blocos mais pormenorizados que ilustram o aparelho da fig. 3 numa forma construtiva mais eficiente, compartilhando linhas de atraso, sempre que possível, A fig. 3 ilustra numa parte do codificador (10), que é preliminarmente aplicável no processa- 17

mento de um sinal de vídeo NTSC. Um especialista na matéria compreenderá como construir um codificador (10) segundo a presente invenção para processar um sinal de vídeo PAL, um sinal de vídeo SECAM ou um sinal de vídeo de acordo com qualqer outra norma. A fig, 4a tem as mesmas referências para os elementos equivalentes da fig. 3 e esses elementos não se descrevem em pormenor de novo.

Nas fig. 4a e 4b/ um terminal de entrada (305) está ligado ao terminal de saída do A/D (102) (fig. 2). 0 terminal de entrada (305) está ligado a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor (208), a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor (210), a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor ponderado (316), cuja entrada tem um factor de ponderação de 1/2, e a um terminal de entrada de dispositivos de atraso ligados em série (310) e (312). 0 dispositivo de atraso (310) produz um sinal no seu terminal de saída, que é o sinal no seu terminal de entrada atrasado de um período de tempo igual a um periodo de varrimento horizontal (1H). 0 dispositivo de atraso (312) produz um sinal no seu terminal de saída, que é o sinal no seu terminal de entrada atrasado de um período de tempo igual a um varrimento de fotograma menos um período de varrimento horizontal (1F-1H).

Um terminal de saída do dispositivo de atraso (1F-1H) (312) está ligada a um terminal de entrada diminuendo do subtractor ponderado (316), cuja entrada é ponderada com o coeficiente -1/2. A combinação dos dispositivos de atraso (310) e (312) e do subtractor ponderado (318) forma o HPF temporal (204), como filtro passa-alto de trama de espectro em pente de duas derivações, de concepção conhecida, produzindo o sinal (T^p).

Um terminal de saída do dispositivo de atr^i so (1H) (310) está ligado a um terminal de entrada diminuidor do subtractor (314). A combinação do dispositivo de atraso 1H (310) e do subtractor (314) forma o HPF vertical (202) como filtro passa alto de espectro em pente de duas derivações, de concepção conhecida, produzindo o sinal (T^p). 18

Um terminal de saída do subtractor (218) está ligado a um rectificador (220), um expansor horizontal (318) e um expansor vertical (320)., ligados em série. A combinação do rectificador (220), do expansor horizontal (318) e do expansor vertical (320) forma o expansor do sinal (222) (fig. 3) e funciona como atrás se descreveu. 0 restante da fig. 4a é igual ao ilustrado numa parte da fig. 3, excepto que a fig. 3 não visa mostrar a precisão dos tempos. Os HPF horizontais (212) e (216) podem ser filtros passa-alto digitais normais, tendo cada um deles uma frequência de corte de cerca de 2 MHz. Prefere-se um filtro passa-alto de espectro em pente horizontal com 15 derivações, fornecendo uma característica de resposta para a qual -6dB corresponde a 1,75 MHz. A fig. 4b ilustra um outro esquema de blocos maís pormenorizado do aparelho ilustrado na fig. 3. Na fig. 4b, os elementos que são análogos aos da fig. 4a têm o mesmo número de referência e não se descrevem em pormenor adiante.

Na fig. 4b, o terminal de entrada (305) está ligado a um terminal de entrada diminuidor de um subtrac-tor (314), a um terminal de entrada diminuidor de um subtrac-tor ponderado (316) cuja entrada tem um factor de ponderação 1/2 e a um terminal de entrada do dispositivo de atraso 1H (310) e do dispositivo 1F-1H (312), ligados em série. Um terminal de saída do dispositivo de atraso 1H (310) está ligado ao terminal de entrada diminuendo do subtractor (314), a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor (208) e a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor (210). A combinação do dispositivo de atraso 1H (310) e do subtractor (314)forma o HPF (202) como filtro de espectro em pente com duas derivações de concepção conhecida, produzindo o sinal <Vhp)· 19

Um terminal de entrada do dispositivo de atraso (1F-1H) (312) está ligado a um terminal de entrada di-minuidor do subtractor ponderado (316), cuja entrada tem uma ponderação com o factor 1/2. A combinação dos dispositivos de atraso (310)e (312) e do subtractor ponderado (316) forma o HPF temporal (204) como filtro passa-alto de espectro em pente, de fotogramas, de concepção conhecida, produzindo o sinal Thp·

Um terminal de saída do subtractor ponderado (316) está ligado a um terminal de entrada de um HPF horizontal (216) e a um terminal de entrada diminuendo de um subtractor (218). Um terminal de saída do HPF horizontal (216) está ligado aum terminal de entrada de um segundo dispositivo de atraso 1H (217) e a um terminal de entrada diminuidor do subtractor (218). Um terminal de saída do dispositivo de atraso 1H (217) está ligado a um terminal de entrada diminuidor do subtractor (210). 0 restante da fig.4b é igual ao ilustrado nas fig. 3 e 4a.

Em funcionamento, a forma de realizaçao da fig.4 difere da da fig. 4a na distribuição dos tempos. Na fig. 4a o elemento de imagem no terminal de entrada (305) pode ser considerado como o "elemento de imagem corrente". 0 elemen to de imagem corrente é o elemento de imagem do qual são subtraídos, nos subtractores (208) e (210), os elementos de imagefi filtrados espacial e temporalmente nos filtros passa-alto HPF (212) horizontal e HPF horizontal (216) para formar respecti-vamente os sinais (Lg) e (Lij) dos elementos de imagem filtrados espacial e temporalmente nos filtros passa-baixo.

Além disso, o elemento de imagem corrente é o elemento de imagem do qual é subtraído o elemento de imagem desfasado no tempo pelo dispositivo de atraso 1H (310) para formar o sinal V^p do elemento de imagem filtrado no filtro passa-alto vertical.

Na fig. 4b porém, o elemento de imagem corrente é tomado no terminal de saída do dispositivo de atraso 1H (310). É deste elemento de imagem que são subtraídos os 20

elementos de imagem filtrados especialmente e temporalmente nos filtros passa-alto» provenientes do HPF (212) horizontal e do HPF (216) horizontal» para formar respectivamente os sinais Lg e Lt dos elementos de imagem filtrados espacialmente e temporalmente nos filtros passa-baixo. Para igualizar o atra·· so introduzido pelo dispositivo de atraso 1H (310) no elemento de imagem corrente» o dispositivo de atraso 1H (217) é incluído no trajectodo sinal HT^p filtrado temporalmente no filtro passa-alto proveniente do HPF horizontal (216). Além disso, o elemento de imagem corrente é o elemento de imagem do qual é subtraído o elemento de imagem desfasado no tempo pelo dispo·· sitivo de atraso 1H (310) para formar o sinal V^p do elemento de imagem filtrado no filtro passa-alto vertical. A fig. 5 é um esquema de blocos mais pormenorizado do interruptor "soft" (214) ilustrado nas fig. 3 e 4. Na fig. 5, um terminal de entrada (405) está ligado ao terminal de saldado subtractor (312) (fig.3). O terminal de entrada (405) está ligado a um primeiro terminal de entrada de um multiplicador (404). Um terminal de saída do multiplicador (404) está ligado a um primeiro terminal de entrada de um adicionador (412). Um terminal de saída do adicionador está ligado a um terminal de saída (435). O terminal de saída está ligado ao circuito adaptativo de dobragem (108) (fig.2).

Um terminal de entrada (415) está ligado a um terminal de saída do subtractor (208) (fig.3). 0 terminal de entrada (415) está ligado a um primeiro terminal de entrada de um multiplicador (408). Um terminal de saída do multiplicador (408) está ligado a um segundo terminal de entrada do adicionador (412). Um terminal de entrada (425) está ligado a um terminal de saída do expansor de sinal (222) (fig.3). O terminal de entrada (425) está ligado a um terminal de entrada da tabela de consulta (410). Um primeiro terminal de saída da tabela de consulta (410) está ligado a um segundo terminal de entrada do multiplicador (404) e um segundo terminal de saída da tabela de consulta (410) está ligado a um segundo terminal de entrada do multiplicador (408). 21

Em funcionamento/ o multiplicador (404) faz variar à escala, o sinal de luminância derivado temporalmente (LT), segundo um factor de escala K, e o multiplicador (408) faz variar à escala, o sinal de luminância derivado espacialmente (Lg) segundo um factor de escala 1-K. 0 adicionador (412' soma os dois sinais alterados à escala, para produzir o sinal de luminância (L). 0 sinal de movimento expandido (M) proveniente do terminal de entrada (425) á aplicado à entrada da tabe la de consulta (410). A tabela de consulta produz dois facto-res de escala que estão relacionados com o valor do sinal de comando (M). 0 primeiro factor de escala (K) é a fracção do sinal de luminância derivado temporalmente (Lip) que deve estar no sinal de luminância de saída (L). 0 segundo factor de escala 1-K é a fracção do sinal de luminância derivado espacialmente (Lg) que deve estar no sinal de saída de luminância (L). A soma de K com 1-K é 1. A função K(M) é escolhida de modo tal que quando M for zero ou próximo de zero (grau de movimento baixo), K é 1 (toda a luminância derivada temporalmente) e 1-K é 0 (nenhuma luminância derivada temporalmente; e quando M for máximo ou próximo do máximo (elevado grau de movimento) K, é 0 (nenhuma luminância derivada temporalmente e 1-K é 1 (tudo luminância derivada espacialmente). A função K(m) é contínua e pode ser linear ou não linear. Quando o valor do sinal de movimento M variar gradualmente desde zero até ao máximo, a fracção do sinal de luminância derivado temporalmente (Lt) diminui gradualmente e a fracção do sinal de luminância derivado especialmente(Lg) aumenta gradualmente. A tabela de consulta (410) pode ser realizada praticamente, de uma maneira conhecida, sob a forma de uma memória morta (ROM) multibis com um terminal de entrada (425) ligado aos seus terminais de entrada de endereços. Um primeiro subconjunto dos seus terminais de dados de saída está ligado ao terminal de entrada do sinal (K) do multiplicador (404) e um segundo subconjunto está ligado ao terminal de entrada do sinal (1-K) do multiplicador (408). 22

Em funcionamento, o sinal de movimento (M) tem acesso às posições de memória de ROM em terminais de entrada de endereços, onde cada valor separado de sinal M pode ter acesso a uma posição de memória diferente. Cada posição de memória tem uma primeira parte (que está ligada ao segundo subconjunto de terminais de saída de dados), pré-programada com o valor K correspondente ao valor M que tem acesso a essa posição e uma segunda parte (que está ligada aao segundo subconjunto de terminais de saída de dados), pre-programada com o valor 1-K correspondente a esse valor do sinal de movimento M. A fig, é um esquema de blocos do circuito adaptativo de dobragem (108) ilustrado na fig. 2. Na fig. 6, um terminal de entrada (505) está ligado ao terminal de saída do separador adaptativo de luminância (104) (fig.2). 0 terminal de entrada (505) está acoplado a um terminal de entrada de um filtro passa-alto (HPF) horizontal (502) a um terminal de entrada de um filtro passa-baixo (lpF) horizontal (512), a um primeiro terminal de entrada de um adicionador ponderado (522) cujo sinal de entrada está ponderado com um factor 1/2 e a um primeiro terminal de entrada de dados de um interruptor "soft" (508). Um terminal de saída do interruptor "soft" (508) está ligado a um terminal de entrada de dados de um modulador (518). Um terminal de saída do modulador (518) está ligado a um segundo terminal de entrada do adicionador ponderado (522) cujo sinal de entrada está ponderado com um factor 1/2. Um terminal de saída do adicionador ponderado (522) está ligado a um terminal de entrada do filtro passa-baixo (LPF) (510). Um terminal de saída do LPF (510) está acoplado ao terminal de saída (515). 0 terminal de saída (515) está ligado ao D/A (110^ (fig.2).

Um terminal de saída do HPF horizontal (502' está ligado a um terminal de entrada do detector de nível (504' Um terminal de saída, do detector de nível (504) está ligado a um terminal de entrada de comando do interruptor "soft" (508; Um terminal de saída do LPF horizontal (512) está ligado a um , segundo terminal de entrada de dados do interruptor "soft" (50 * 8). 23

Um terminal de entrada (525) está ligado a uma fonte (não representada) de um sinal de portadora de do-bragem com uma frequância ff. 0 terminal de entrada (525) está ligado a um terminal de entrada de um sinal de relógio do modu-lador (518).

Como atrás se descreveu, nos sistemas de dobragem do sinal de luminância da técnica anterior, as frequências elevadas de luminância eram dobradas para trás, para as frequências baixas de luminância com a mesma amplitude ou com uma amplitude maior. Quando da reprodução num VCR que não possuia meios para remover estas frequências de luminância de de frequências elevadas, apareciam artefactos altamente inde-sejados nas imagens reproduzidas. A combinação do HPF (502) horizontal, do detector de nível (504) do LPF horizontal (512) e do interrup- /* tor "soft" (508) forma um supressor adaptativo de picos (506) que reduz a amplitude das frequências elevadas da luminância a um nível tal que, se for reproduzido num VCR que não tem meie para as remover, não se produzem os artefactos que conduzam a uma imagem inaceitável. O supressor adaptativo de picos (506] produz um sinal de luminância sem picos (LD). 0 supressor adaptativo de picos funciona da seguinte maneira. 0 HPF horizontal (502) extrai a componente de luminância de alta frequência. 0 nível das frequências elevadas da luminância é detectado no detector de nível (504). O detector de nível (504) funciona de uma maneira conhecida como detector de envelope para produzir um sinal que tem um valor da amplitude máxima do sinal de luminância de frequência elevada. 0 interruptor "soft" (508) pode ser construí do da mesma maneira que o interruptor "soft" (214) (fig.3) incluindo multiplicadores para variar à escala cada sinal de dados, e um adicionador para somar os sinais modificados à escala, e uma tabela de consulta para gerar os factores de escala em resposta ao sinal de comando. 24 0 LPF horizontal (512) produz um sinal no qual as frequências elevadas de luminância são atenuadas relativamente às frequências baixas de luminância. Quando o nível de luminância de altas frequências tal como é detectado pelo detector de nível (504) for zero ou próximo de zero, então as frequências elevadas não necessitam de ser atenuadas, e o sinal de saída (LD) do interruptor "soft" (508) é completamente obtido a partir do terminal de entrada (505) que transmite o sinal de luminância não filtrado (L). Ã medida que aumenta o nível de luminância de frequências elevadas, é necessária atenu ar ás altas frequências de luminância. Nesta situação, a propor ção do sinal de luminância não filtrado (L) diminui no sinal de saída (LD) proveniente do interruptor "soft" (508) e aument^. a proporção do sinal de luminância filtrado no filtro passa--baixo. Quando o nível de luminância das altas frequências for máximo ou próximo do máximo então é necessário atenuar as frequências elevadas no grau máximo e os inal de saída (LD) proveniente do interruptor "soft" (508) provém totalmente do LPF horizontal (512). Os valores de K e 1-K (como se ilustram na fig.5 e no texto de descrição correspondente) são escolhidos de modo a executar a operação de supressão de picos atrás des-criata. 0 sinal de luminância sem picos (LD) é depois modulado em torno de uma portadora de dobragem com uma frequência ff no modulador (518). A frequência de dobragem é escolhida de modo a maximizar a distâncaia entre a portadora de dobragem e o sinal de luminância na banda básica mas direc-ções temporal,vertical e horizontal. A portadora de dobragem está de preferência situada a meio da frequência vertical máxima e a meio da frequência temporal máxima (isto é no chamado

-C buraco de Fukinuki) nas dimensões temporal e vertical, e a cerca de 5 MHz nas direcções horizontais. Isso maximiza a distância espectral entre a portadora de dobragem e as componentes vertical e temporal de frequências mais baixas do sinal de luminância. 0 modulador (518) pode ser um multiplicador 25

de quatro quadrantes normalizado ou, se se escolher a frequência de amostragem adequadamente um modulador do tipo +1,-1. modula um sinal sujeito a uma amostragem por uma frequência iagual a metade da frequência de amostragem, negando aritmeti-mente amostras alternadas. Por exemplo se se escolher a frequência de amostragem a cerca de 10 MHz, então a frequência de dobragem será de 5 MHz, com a frequência actual escolhida de modo a satisfazer os critérios anteriores relativos à distância vertical e temporal à DC vertical e temporal. 0 sinal de saída contém uma componente com a frequência igual a metade da frequência de amostragem bandas laterais superior e inferior centradas em torno da frequência igual a metade da frequência de amostragem contendo a informação espectral contida no sinal de entrada.

Um tal modulador com terminais de entrada e de saida de dados e um terminal de entrada de relógio, pode ser construido usando multiplexador com um primeiro terminal de entrada de dados ligado ao terminal de entrada de dados do modulador. Liga-se também um negador aritmético ao terminal de entrada de dados do modulador. Um terminal de saída do nega·· dor aritmético é ligado a um segundo terminal de entrada de dados do multiplexador. Um terminal de saída do multiplexador está ligado ao terminal de saida do modulador. um sinal de relógio de dobragem que tem uma frequência igual a metade da frequência do relógio de amostragem está ligado a terminal de entrada de relógio do multiplexador. 0 sinal oscila entre um valor lógico "1" e um valor lógico "0", à frequência de amostragem e pode ser gerado por um flip-flop ligado ao sinal de relógio de amostragem.

Em funcionamento, quando o sinal de relógio de dobragem for um sinal lógico "1" o multiplexador liga o sinal não negado proveniente do terminal de entrada do modulador ao seu terminal de saída. Quando o sinal de relógio de dobragen for um sinal lógico "0" então o multiplexador liga o sinal negado proveniente do negador aritmético ao seu terminal de saída. Deste modo, reproduz-se um sinal modulado. A banda late··

26 ral inferior do sinal modulado contém uma imagem espectral do sinal de luminância sem picos de largura de banda de 4,2 MHz, mas com as frequâncias invertidas. Isto é, o sinal de luminância sem picos está dobrado em torno da frequência de dobragem - as frequências baixas de luminância na banda básica sem picos estão dobradas para a vizinhança dos 5 MHz e as frequências elevadas de luminância da banda básica sem picos de 4,2 MHz, por exemplo, estão dobradas para a vizinhança de 800 KHz. 0 sinal de luminância dobrado sem picos é então combinado com o sinal de luminância na banda básica no adicionador ponderado (522). Este sinal compósito é depois filtrado pelo filtro passa-baixo (510), que tem uma banda de passagem suficientemente estreita para eliminar toda a parte do sinal que não passa através do canal de banda estreita. Para um VCR, a banda de passagem do LPF (510) seria de cerca de 2,5 MHz. 2n-

Os filtros HPF horizontal (502) e LPF horizontal (512) sao ambos sensíveis ao mesmo sinam de luminância (L) e podem compartilhar os elementos de linhas de atraso, da mesma maneira que os filtros (202) e (204) compartilham os elem tos de linhas de atrazo comuns, como se ilustra nas fig. 4a e 4b. Um especialista na técnica do processamento de sinais de vídeo compreenderá como devem projectar-se tais filtros que compartilham os elementos de linhas de atraso. A fig. 7 é uma forma alternativa de realização de uma parte do supressor adaptativo de picos (506) ilustrado na fig. 6. Na fig. 7, um terminal de entrada (605) está ligado ao terminal de saída do separador adaptativo do sinal de luminância (104) (fig. 2). 0 terminal de entrada 605) está ligado a um primeiro terminal de entrada de um adicionador (606) e a um terminal de entrada de dispositivos (602) e (604) de atraso do período (IP) de um elemento de imagem, ligados em série. Um terminal de saída do dispositivo de atraso IP (602) está ligado a um primeiro terminal de entrada de um multiplicador (612). Um terminal de saída do multiplicador (612) está 27

ligado a um primeiro terminal de entrada de um adicionador (610). Um terminal de saída do adicionador(610) está acoplado a um terminal de saída (615). O terminal de saída (615) está ligado ao terminal de entrada do modulador (518) (fig. 6).

Um terminal de saída do dispositivo de atré-so IP (604) está ligado a um segundo terminal de entrada do adicionador (606). Um terminal de saída do adicionador (606) está ligado a um primeiro terminal de entrada do multiplicador (608). Um terminal de saída do multiplicador (608) está ligado a um segundo terminal de entrada do adicionador (610).

Um terminal de entrada (625) está ligado ao terminal de saída do detector de nível (504) (fig. 6). 0 terminal de entrada (625) está acoplado a um terminal de entrada de uma tabela de consulta (614) que pode também ser realizada numa memória ROM, como atrás se descreveu). Um primeiro e um segundo termionais de saída da tabela de consulta (614) estão ligados a segundos terminais de entrada respectivos do multiplicador (608) e (612). 0 funcionamento da parte do supressor de picos (506) ilustrado na fig. 7 difere do ilustrado na fig. 6 na cooperação entre o interruptor "soft" (508) e o LPF horizontal (512). Num supressor de picos, o nível das frequências baixas no sinal de entrada é baixado no sinal de saída. Na forma de realização ilustrada na fig. 6, isso é feito variando a proporção do sinal de luminancia filtrado no filtro passa-baixo e do sinal de luminancia não filtrado no sinal de saída (LD).

Na fig. 7, o LPF horizontal (512) e o interruptor "soft” (508) partilham os adicionadores (606) e (610).

Num filtro com espectro em forma de pente, passa-baixo, com três derivações, as derivações de entrada e de saída dos dispositivos de atraso ligados em série recebem cada uma peso de 1/4 e a derivação do centro recebe um peso de 1/2, antes de serem adicionadas entre si para gerar o sinal - 28 -

filtrado pelo filtro passa-baixo. No caso de um supressor de picos, uma certa proporção do sinal da derivação do centro, que representa o sinal de entrada nao filtrada, apropriadamente atrasado para combinação com o sinal filtrado no filtro passa--baixo, é somada ao sinal filtrado pelo filtro passa-baixo. Estas duas operações podem ser efectuadas pelos mesmos elementos de variação à escala e de combinação. 0 adicionador (606) soma as derivações de entrada e de saída os dispositivos de atraso ligados em série. (Não faz qualquer diferença que cada uma das derivações de entrada e saída sejam pesados com o factor 1/4 e depois somadas, ou as derivações de entrada e de saída sejam somadas e depois a soma afectada com peso de 1/4). Esta soma é depois ponderada pelo multiplicador (608), que recebe o factor de ponderação Kl da tabela de consulta (614). A derivação do centro é ponderada pelo multiplicador (612), que recebe o factor de ponderação K2 da tabela de consulta (614). Estes factores de ponderação não estão relacionados de modo que K2 seja igual a 1-K1, como no interruptor "soft" ilustrado na fig. 5.

Pelo contrário, quando for detectado um nível zero ou baixo de luminância nas altas frequências pelo detector de nível (504) (fig. 6), o sinal de luminância não filtrado é o desejado. Neste caso o factor de escala Kl é zero e o factor de escala K2 é 1. A soma dos sinais de escala é produzida pelo adicionador (610) que, neste caso, é o sinal de luminância não filtrado (L). Quando for detectado pelo detector de nível (504) um nível máximo ou próximo do máximo das altas frequências do sinal de luminância, então é desejado o sinal de luminância filtrado pelo filtro passa-baixo. Neste caso, o factor de escala Kl é 1/4 e o factor de escala K2 é 1/2, Quando o nível das frequências elevadas de luminância aumenta gradualmente desde zero até ao máximo, o factor de escala Kl varia de maneira contínua de 1 até 1/2 e o factor de escala K2 varia de maneira contínua de zero até 1/4. Deste modo, o sinal de 29

saída do supressor adaptativo de picos apresenta as porções de sinais de luminância não filtrados e filtrados pelo filtro passa-baixo variando gradualmente de maneira contínua em resposta ao nível das altas frequências do sinal de luminância.

Na descrição anterior, a curva caracterís-tica de resposta do filtro com espectro em forma de pente de três derivações era uma simples cosinusoide elevada. Poderiam pré-programar-se factores de ponderação diferentes na realização da tabela de consulta (614) numa memória ROM para obter características de resposta para o filtro de espectro de pente (512)Além disso, as larguras das bandas mortas nos níveis de frequência elevada de luminância iguais a zero e ao valor máximo, e a característica da variação contínua das proporções do sinal de luminância não filtrado e filtrado no filtro passa·· -baixo, em resposta ao nível das frequências elevadas do sinal de luminância, podem também ser alteradas. 0 aparelho descrito atrás pode ser usado para gravar um sinal de vídeo com largura de banda completa numa cassete de vídeo normal, que pode então ser reproduzida num VCR normal, sem artefactos indesejados. 0 aparelho descrito adiante pode ser usado para extrair as frequências elevada-das do sinal de luminância dobrado para as frequências baixas de luminânciae regenerar o sinal de vídeo com largura de banda completa quando da reprodução de uma tal cassete de vídeo ante-riormente gravada. A fig. 8 é um esquema de blocos de um sistema de reprodução segundo a presente invenção. Na fig. 8, uma cabeça de reprodução (50) está incorporada num accionador de fita normal (não representado) de um VCR normal. A cabeça de reprodução (50) está acoplada a terminais de entrada respecti-vos de um circuito de reprodução do sinal de luminância (60) e de um circuito de reprodução do sinal de crominância (80).

Um terminal de saída do circuito de reprodução (60) do sinal de luminância está ligado a um primeiro terminal de entrada 30 de um descodificador (70) e um terminal de saída do circuito de reprodução (80) do sinal de crominância está ligado a um segundo terminal de entrada do descodificador (70). Um terminal de saída do descodificador (70) está ligado a um terminal de saída (15). 0 terminal de saída (15) está acoplada ao circuito de utilização (não representado), que pode ser, por exemplo, um recptor de televisão, para reproduzir as imagens anteriormei|-te gravadas na cassete de vídeo, ou um jaque de saída (Y-C), tal como é o caso num VCR super-VHS.

Em funcionamento, a cabeça.de reprodução (50) fornece o seu sinal quer ao circuito (60) de reprodução de luminância, quer ao circuito (80) de reprodução de crominância, de uma maneira conhecida. 0 sinal de luminância dobrado gravado previamente ocupa uma banda de frequência de cerca de 1,4 a 5,9 MHz e o sinal de crominância mais o sinal de movimento gravados previamente ocupa uma banda de 1 MHz de frequência em torno de 629 KHz. Os circuitos de reprodução de luminância processam o sinal de luminância dobrado, de uma maneira usual, para produzir o sinal de luminância dobrado de reprodução (Lpb). Os circuitos de reprodução de crominância processam a crominância mais o sinal de movimento para produzir o sinal de reprodução de crominância mais o sinal de movimento C + Mp^. Estes sinais são depois processados pelo descoficador (70) que extrai o sinal de movimento do sinal de crominância e utiliza o mesmo para auxiliar a componente de luminância de alta frequência dobrada e reconstruir o sinal de luminância de largura de banda completa. 0 sinal de luminância de largura de banda completa reconstruído e os sinais de crominância são depois combinados para formar um sinal de vídeo compósito no terminal de saída (15). A fig. 9 é um esquema de blocos mais porme. norizado do descodificador (70) ilustrado na fig. 8. Na fig.9, um terminal de entrada (705) está ligado terminal de saída do circuito de reprodução de luminância (60) (fig. 8). 0 terminal de entrada (805) está ligado a um terminal de entrada de um cirt- 31

cuito de restabelecimento de nível (802). Um terminal de saída do circuito de restabelecimento de nível (802) está ligado a um terminal de entrada de um conversor analógico-digital (A/D) (804). Um terminal de saída do A/D (804) está ligado a um terminal de entrada do corrector de base de tempo (TBC) (806). Um terminal de saída do TBC (806) está ligado a um terminal de entrada de dados de um circuito adaptativo de desdobramento (808). Um terminal de saída do circuito adaptativo de desdobramento (808) está ligado a um primeiro terminal de entrada do gerador de sinal de vídeo compósito (810). Um terminal de saída do gerador de (810) do sinal de vídeo compósito está ligado a um terminal de saída (815). O terminal de saída (815) está ligado a circuitos de utilização (não representados)# por exemplo um receptor de televisão para reproduzir as imagens que foram previamente gravadas na cassete# ou um jaque de saída (T-C).

Um terminal de entrada (825) está ligado ao terminal de saída do circuito (80) (fig. 8) de reprodução de crominância. 0 terminal de entrada (825) está ligado a um terminal de entrada de um circuito de restabelecimento de nível (812). Um terminal de saída do circuito (812) está ligado a um terminal de entrada de um conversor analógico/digital (A/D) (814). Um terminal de saída do A/D (814) está ligado a um terminal de entrada de um corrector de base de tempo (TBC)(816). Um terminal de saída do TBC (816) está ligado a um terminal de entrada de um separador (818) dos sinais de cro-minância/movimento. Um primeiro terminal de saída: do separador (818) do sinal de crominância/movirnento está ligado a um segundo terminal de entrada do gerador do sinal de vídeo compósito (810). Um segundo terminal de saída do separador (818) do sinal de crominância/movirnento está ligado a um terminal de entrada de controlo do circuito adaptativo de desdobramento (808).

Em funcionamento, os elementos superiores na fig. 9 operam de modo a extrair o sinal de luminância com a largura de banda completa do sinal de luminância com largura de 32 banda reduzida gravado anteriormente na cassete. 0 circuito de restabelecimento do nível (802) funciona, de uma maneira conhecida, para fixar o nível do preto do sinal de luminância recuperado num valor digital pré-determinado no A/D (804).

Por exemplo, o nível do preto poderia ser fixado num sinal digital 16, para um A/D que tenha uma faixa dinâmica de 0 a 255. 0 A/D (804) produz um sinal digital multibis obtido por amostragem, representando o sinal de luminância dobrado de reprodução. 0 TBC (806) funciona de modo a corrigir quaisquer imprecisões de distribuição de tempos que tenham sido introduzidas pela deriva no mecanismo de fita ou em quaisquer outras origens de imprecisão da distribuição de tempos, produzindo o sinal de luminância dobrado recuperado (Lf *) (onde * indica um sinal de reprodução que representa o mesmo sinal que anteriormente foi gravado na cassete).

Os elementos inferiores da fig. 9 efectuam a extracção do sinal de crominância mais do movimento anteriormente gravado na cassete. 0 sinal de crominância mais movimento é um sinal bidireccional, de modo que a tensão zero deste sinal é fixada a um sinal digital de 128 dos 255 do circuito de restabelecimento do nível (812). 0 A/D (814) produz um sinal digital multibis obtido por amostragem que representa o sinal de crominância mais movimento e o TBC (816) funciona por forma a corrigir quaisquer impercisões da distribuição de tempos neste sinal e produz um sinal recuperado de crominância e movimento C + M *.

Quando gravados, os sinais de crominância e de luminânciaestavam em sincronismo de fase. Mas passaram por dois trajectos independentes separados, no circuito de gravação (fig.l), e são multiplexados por divisão do tempo na cassete. Este processamento separado pode introduzir imprecisões de fase entre dois sinais que não são compensadas nos dois TBC (806) e (816) separados. 0 pedido de patente No. 07/631 144, intitulado "Apparatus for restoring the correct phase relation of the chroma and luinance signals passed through separate paths" depositado em 31 de Maio de 1990, de 33

Ko et alf descreve em pormenor aparelhos para restaurar a relação de fase apropriada entre os sinais de crominância e de luminância. 0 separador do sinal de crominância/movimen-to (818) processa o sinal recuperado de crominância mais mo-vimento C + M para produzir um sinal recuperado de movimento M *, queé fornecido ao terminal de entrada de controlo do circuito adaptativo de desdobramento (808) e um sinal de crominância C * que é fornecido ao terminal de entrada de crominância do gerador (810) do sinal de vídeo compósito. 0 pedido de patente atrás referido AML 1017 descreve em pormenor o separador do sinal de crominância / sinal auxiliar, que pode ser usado como separador (818) do sinal de crominância/movimen to, não sendo este circuito aqui descrito com mais pormenor. 0 circuito (808) adaptativo de desdobramento desdobra as frequências elevadas de luminância que foram antes dobradas para as frequências baixas de luminância, e restaura o sinal de luminância com a largura de banda completa L *. Este sinal L * com largura de banda completa é forneci do ao terminal de entrada de luminância do gerador (810) do sinal de vídeo compósito. 0 gerador (810) de sinal de vídeo compósito opera, de uma maneira conhecida, para combinar o sinal de luminância L * e o sinal de crominância C * para formar um sinal de vídeo compósito normalizado. Este sinal pode ser usado por qualquer equipamento que utilize um tal sinal, por exemplo um televisor. A fig. 10 é um esquema de blocos mais pormenorizado de uma parte do circuito adaptativo de desdobramento (808) tal como se ilustra na fig. 9. Na fig. 10, um terminal de entrada (905) está ligado a um terminal de saida do corrector de base de tempo (806) (fig.9). 0 terminal de entrada (905) está ligado a um terminal de entrada de um filtro passa-alto (HPF) (904) e a um primeiro terminal de entrada de um adicionador (902). Um terminal de saída do adicionador (902) está ligado a um terminal de saída (915). 0 terminal de saída (915) produz o sinal de luminância desdobrado Luf 34

que é fornecido ao restante do circuito adaptativo de desdobramento ilustrado na fig. 11 (em baixo).

Um terminal de saída do HPF (904) está ligado a um terminal de entrada de um modulador (906). Um terminal de saída do modulador (906) está ligado a um terminal de entrada de um filtro passa-baixo vertical (LPF) (908). Um terminal de saída do LPF vertical está acoplado a um seguno terminal de entrada do adicionador (902). Um terminal de entrada (925) está ligado a uma fonte (não representada) de um sinal de portadora de desdobramento LUf. 0 terminal de entrada (925) está ligado a um segundo terminal de entrada do modulador (906

Em funcionamento» o sinal de entrada Lf * é o sinal de luminância dobrado com largura de banda limitada. 0 HPF horizontal filtra as frequências abaixo do sinal de luminância dobrado que contém informação de crominância. Quando o sinal da banda lateral de luminância é dobrado em torno da portadora de dobragem a 5 MHz pelos circuitos de gravação, o sinal de luminância de frequência mais elevada» a cerca de 4,2 MHz, é dobrado para cerca de 700 KHz. Assim a frequência de corte do HPF horizontal é de preferência 750 KHz. Este sinal filtrado por um filtro passa-alto é depois desdobrado em torno da frequência de desdobramento que é de cerca de 5 MHz (sendo a frequência actual escolhida de acordo com os critérios atrás descritos quando se fez a descrição do modulador (518) (fig.6) pelo modulador (906). Tal como no caso do modulador (518) (fig.6), o modulador (906) pode ser construído de uma maneira conhecida utilizando um multiplicador de quatro quadrantes, ou pode ser um modulador do tipo +1, -1, utilizando um sinal de relógio com a frequência igual a metade da frequência de amostragem, que neste exemplo pode ser de cerca de 10 MHz. 0 sinal desmodulado proveniente do modulador (906) é depois filtrado pelo LPF (908) vertical. 0 processamento efectuado pelo LPF vertical (908) pode ser descrito como a determinação de uma média que aumenta a relação sinal/ruído 35

do sinal resultante. Este sinal é adicionado ao sinal de lumi-nância dobrado recebido Lf * do terminal de entrada (905) no adicionador (902). 0 sinal não dobrado resultante LUf consiste num sinal de luminância desdobrado com a largura de banda completa centrado em torno do DC temporal, vertical e horizontal e uma imagem do sinal de luminância com a largura de banda completa centrada em torno da portadora de desdobramento que tem uma frequência igual a metade da frequência temporal vertical e a uma frequência horizontal de cerca de 5 MHz. Esta imagem do sinal de luminância tem de ser removida. A fig. 11 é um esquema de blocos mais pormenorizado de uma segunda parte de um circuito adaptativo de desdobramento (808) ilustrado na fig. 9. Na fig. 11 um terminal de entrada (1005) está ligado ao terminal de saída do adicionador (902)(fig. 10). 0 terminal de entrada (1005) está ligado a terminais de entrada respectivos de um filtro passa--baixo temporal (LPF) (1004) e de um LPF espacial adaptativo (1006). Um terminal de saida do LPF temporal (1004) está ligado a um primeiro terminal de entrada de dados do interruptor "soft" (1008). Um terminal de saída do interruptor "soft" (1008) está ligado a um terminal de entrada de um adicionador, de picos adaptativo (1010). Um terminal de saída do circuito adicionador de picos adaptativo (1010) está ligado a um terminal de saída (1015). 0 terminal de saída (1015) está ligado ao terminal de entrada do gerador (810) (fig.9) do sinal de vídeo compósito.

Um terminal de saída do LPF espacial adaptatijvo (1006) está ligado a um segundo sinal de entrada de dados do interruptor "soft" (1008). Um terminal de entrada (1025) está ligado ao terminal de saída do sinal de movimento do separador (818) (fig. 9) do sinal de crominância/movimento. 0 terminal de entrada (1025) está ligado a um terminal de entrada de controlo do interruptor "soft" (1008).

Como atrás se descreveu relativamente à portadora de dobragem, a frequência da portadora de desdobramento 36

é escolhida por forma a maximizar a distância entre o sinal de luminância na banda básica e a imagem de lnminância nas direc-ções temporal» vertical e horizontal. Mas as caracteristicas espectrais do sinal de luminância desdobrado afectam a forma espectral do sinal de luminância desdobrado e o sinal de imagem Assim, as caracteristicas espectrais do sinal de luminância gravado têm de ser usadas para filtrar adaptativamente o sinal de luminância desdobrado com a largura de banda completa.

Quando o grau de movimento for baixo, o sinal de luminância desdobrado situa-se nas frequências baixas de luminância (junto da DC temporal) e o sinal de imagem de luminância situa-se justamente na direcção temporal da portadora de desdobramento, que foi escolhida para ficar afastada da DC temporal. Na presença de movimento, o sinal de luminância ocupa uma largura da banda temporal mais extensa. Neste caso, a imagem pode sobrepor-se temporariamente com o sinal de luminância desdobrado, e a imagem tem de ser removida espacialmente. 0 LPF espacial adaptativo (1006) opera por forma a separar espacialmente adaptativamente o sinal de luminância desdobrado do sinal de imagem de luminância filtrando espacialmente adaptativamente o sinal de luminância desdobrado Luf. 0 pedido de patente AML (1004), intitulado "Impro-ving the removal of the folding carrier and sidebands from an unfolded video signal", depositado em Agosto de 1990 de Ko et al, descreve com mais pormenor um LPF espacial adaptativo que pode ser usado como LPF espacial adaptativo (1006) na fig. 10, e não será aqui discutido em pormenor. 0 interruptor "soft" controla a proporção dos sinais separados temporalmente, desdobrados e separados espacialmente adaptativamente de luminância com a largura de banda completa, a incluir no sinal de luminância desdobrado, em reposta ao sinal M* de controlo de movimento recuperado. Quando o nivel do movimento for zero ou próximo de zero, a saída 37

do interruptor "soft" (1008) provém, completamente do LPF (tem poral 1004). Ã medida que aumenta a amplitude do movimento, gre dualmente, diminui a proporção da entrada proveniente do LPF temporal (1004) e aumenta a proporção da entrada proveniente dc LPF espacial adaptativo (1006). Na presença de níveis relativamente elevados do movimento, a saída do interruptor "soft" (1008) é proveniente do LPF espacial adaptativo (1006). A saída do interruptor "soft" (1008) é um sinal de luminância sem picos LD*. (Este sinal foi privado dos picos para atenuar as frequências elevadas de luminância para permitir a compatibilidade retrógada). Este sinal é então provido de picos, adaptativamente, no circuito (1010). 0 supressor de picos adaptativo (506) (das fig.6 ou 7 ) funcionava de modo a não proporcionar qualquer supressão de picos quando a componente de frequências elevadas do sinal de luminância era zero ou quase zero e proporcionava um nível da máxima supressão dos picos quando a componente de frequências elevadas tinha um nível relativamente elevado. Inversamente, quando o nível da , componente de frequência elevada do sinal de luminância sem picos era zero ou quase zero, então não se efectuava qualquer supressão de picos, não sendo necessário introduzir os picos. Quando o nível da componente de frequências altas do sinal de luminância sem picos era mais elevado, então foi efectuada uma certa supressão de picos, sendo necessária uma certa adição de picos.

Num adicionador de picos, volta a adi-cionar-se a um sinal uma certa quantidade da parte de um sinal de frequências elevadas. Neste caso, tem de usar-se um adicionador de picos para realçar as frequências elevadas de luminância para restaurar o seu nível original antes da atenuação. 0 adicionador adaptativo de picos (1010 pode ser construído de maneira análoga à do supressor adaptativo de picos (506) (fig.6 ou 7). Numa forma de realização de um adicionador adaptativo de picos, como se ilustra na fig.6 pode substituir-se o filtro passa-baixo horizontal (512) por um filtro passa-alto horizontal. Nesta forma de realização, as ca-racteristicas de frequência do detector de frequências eleva- 38

das de luminância HPF (502) pode ser diferente da caracterís-tica de frequência do HPF (512) de adição de picos. Numa segunda forma de realização, pode eliminar-se o LPF (512) e o terminal de saída do HPF horizontal (502) pode também ser ligado ao segundo terminal de entrada do interruptor "soft" (508). Numa terceira forma de realização, pode modificar-se o circuito ilus trado na fig. 7 para efectuar esta função. Ά fig. 7 ilustra uma combinação de um filtro com espectro em pente horizontal (512) e o interruptor "soft" (508). Na descrição da fig. 7, os factores de escala Kl e K2 da tabela de consulta (614) fornecidos aos multiplicadores (608) e (612) foram escolhidos por forma que o filtro com espectro (512) se comporte como filtro passa-baixo. Mas a tabela de consulta (614) pode também ser pré-programada para ter um filtro de espectro em pente (512) que actua como filtro passa-alto. Um filtro passa-alto de três derivações normalizado que apresente uma resposta em coseno elevado tem as derivações exteriores com pesos -1/4 e a derivação central com o peso +1/2. Assim, se a tabela de consulta (614) for pré-programada apropriadamente, o filtro com espectro em pente (512) pode funcionar como filtro passa-alto.

Fazendo agora referência à fig. 6, na presença defrequências elevadas iguais a zero no sinal de luminância reconstruído LD*, o detector de nível (504) gera um sinal com o valor zero. Na presença de um nível máximo das frequências elevadas, o detector de nível (504) gera um sinal máximo. Fazendo de novo referência à fig. 7, quando o nível detectado da componente de frequências elevadas do sinal sem picos for relativamente elevado, então o sinal de luminância reconstrui-do filtrado por um filtro passa-alto é transmitido para o terminal de saída. Neste caso, o factor de escala Kl é -1/4 e o factor de escala K2 é 1/2, e as frequências elevadas são realçadas relativamente às frequências baixas. Quando diminuir o nível da componente de frequências elevadas do sinal de lumi- 39

nância sem picos, gradualmente, a proporção do sinal de lumi-nância sem picos filtrado através de um filtro passa-alto é diminuída de maneira contínua, e a proporção do sinal de lumi-nância sem picos não filtrado é aumentada de maneira contínua. Quando o nível detectado da componente de frequência elevadas do sinal de luminância sem picos for zero ou próximo de zero, então o sinal de luminância sem picos é transmitido para o terminal de saída. Neste caso, o factor de escala Kl é zero e o factor de escala K2 é 1, não havendo qualquer realce do nível. Pré-programando apropriadamente a tabela de consulta (614), a adição adaptativa de picos pode ser feita pela operação inversa da supressão de picos adaptativa feita no canal de gravação. Mas, pode ser desejável que o nível máximo do aumento de nível aplicado ao sinal de luminância sem picos seja limitado a um valor menor o que o valor máximo teoricamente necessário para reconstruir completamente o sinal de luminância original.

Durante a gravação, é possível derivar um sinal de movimento para a separação adaptativa do sinal de crominância/luminância do próprio sinal de vídeo compósito.

Pode introduzir-se um falso movimento pelo sinal de crominância, mas o falso movimento no separador do sinal de crominância/lu-minância podeser eliminado filtrando por filtros passa-baixo verticalmente e horizontalmente o sinal temporariamente filtrado por filtros passa-alto. Devido ao facto de as bandas laterais de crominância não se estenderem abaixo de 2 MHz, a filtragem horizontal assegura que se elimina o falso movimento.

Como atrás se descreveu, as frequências elevadas de luminância são dobradas para o sinal de luminância de baixa frequência modulando-as numa portadora de dobragem e colocando esta portadora no buraco de FuhinuKi. de maneira análoga àquela pela qual se colocou a subportadora de crominância no sinal de vídeo compósito. Mas não há restrições nas bandas laterais inferiores das frequências elevadas de luminância dobradas. De facto, o pormenor de diagonal no sinal de luminância - 40 com largura de banda completa, guando dobrado para as frequências baixas de luminância, pode estender-se completamente para baixo até à DC espacial. Devido ao facto de a portadora de do-bragem sera alternada, numa base de fotograma para fotograma (para maximizar a distância temporal à DC), estes promenores em diagonal são incorrectamente detectadas como movimento falso e nenhum grau de filtragem espacial pode remover esta detecção de falso movimento. Assim, para remover apropriadamente o sinal de luminância reflectido do sinal de luminância desdobrado na reprodução, é necessário proporcionar um canal separado pára o sinal representativo do movimento.

Dm especialista destas matérias de concepção de processadores de sinais de vídeo reconhecerá que propor-cionando-se um canal separado para fornecer o sinal representativo do movimento aos circuitos de reprodução permite-se que o processo de reconstrução da luminância adaptativa do movimento nos circuitos de reprodução imite o processamento adaptativo do movimento do separador do sinal de crominância/luminância nos circuitos de gravação. Por exemplo, se o separador dos sinais de crominância/luminância nos circuitos de gravação escolher o processamento temporal em alguma zona da imagem para derivar o sinal de luminância, seria incorrecto escolher o processamento espacial para reconstruir o sinal de luminância com largura de banda completa na mesma zona da imagem.

Além disso, o processo de separação dos sinais de crominância/luminância, independentemente da maneira correcta como é feito, introduz alguns artefactos na imagem. 0 processo de reconstrução do sinal de luminância com largura de banda completa também introduz artefactos na imagem. Se o segundo o processo for independente do primeiro processo, então os artefactos introduzidos pelo processo a montante introduzirão artefactos pelo processo a jusante, intensificando-os. A intensificação dos artefactos pode ser grandemente reduzida se o processamento a jusante puder ser forçado a seguir o processamento a montante. Proporcionando-se um canal separado para

Claims (1)

1. o sinal representativo do movimento, tornam-se possíveis ambos os aperfeiçoamentos anteriores. Deve notar-se além disso que num VCR único, há alguns circuitos que podem ser partilhados entre o canal de gravação e o canal de reprodução. Por exemplo, os modu-ladores (518) e (902) podem ser um modulador único partilhado mediante a utilização de uma matriz de comutação, que pode ser construída de uma maneira conhecida. Além disso, o supressor adaptativo de supressão de picos (506) e o adicionador adapta-tivo de picos (910) pode ser um circuito único partilhado, mediante o uso de uma matriz de comutação apropriada. Esta matriz de comutação tem também de comutar entre duas tabelas de consulta separadas, uma (614 para o supressor de picos (506) e outra separada para o adicionador de picos (910), ou em alternativa uma tabela de consulta de sinais pode ter um bit separado na porta de entrada de endereços da ROM que divida efectivamen-te as posições de memória na ROM em duas metades e indique qual a metade a usar para a operação em curso - supressão de picos para a gravação ou adição de picos para a reprodução. REIVINDICCOBS - lâ - Sistema de gravação de sinais de vídeo com compatibilidade retrógrada, caracterizada por se gravar um sina], de vídeo com largura de banda completa num meio de gravação de largura de banda limitada. - 2a - Sistema de gravação de um sinal de vídeo de acordo com a reivindicaçãol, caracterizado por compreender um terminal de entrada para receber um sinal de vídeo compósito, 42

   meios de codificação ligados ao referido terminal de entrada para produzir um sinal de luminância com frequências elevadas atenuadas dobradas para as frequências baixas e uma largura de banda limitada à referida largura de banda limitada, e um sina]. que inclui uma componente de crominância e uma componente de movimento, meios para gravar o referido sinal de luminância e meios para gravar o referido sinal de crominância e de movimento . - 3* - Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os referidos meios de codificação compreenderem: um separador do sinal de movimento ligado ao referido sinal de entrada, um separador adaptativo do sinal de luminância ligado ao referido separador do sinal de movimento e ao referido terminal de entrada e um circuito adapatativo de dobragem para dobrar as altas frequências para o referido sinal de luminância nas baixas frequências do referido sinal de luminância um separador do sinal de crominância ligado ao referido terminal de entrada e um combinador dos sinais de crominância/movi-mento ligado ao referido separador do sinal de movimento e ao referido separador do sinal de crominância. - 4a - Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o referido circuito de dobragem adaptativo compreender um supressor adaptativo de picos, um modulador acoplado ao referido circuito adaptativo supressor de picos e sensível a uma portadora de dobragem, e um filtro passa-baixo com uma banda de passagem igual à referida largura de banda limitada. - 5B - Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o referido supressor de picos adaptativo com- - 43

   preender: um filtro passa-alto horizontal ligado ao referido separador do sinal de luminância, um detector de níevel ligado ao referido filtro passa-alto, um filtro passa-baixo horizontal ligado ao referido separador do sinal de luminância e um interruptor "soft" que possui um primeiro terminal de entrada de dados ligado ao referido separador do sinal de luminância, um segundo terminal de entrada de dados ligado ao referido filtro passa-baixo horizontal, um terminal de entrada de controlo ligado ao referido detector de nível e um terminal de saída li gado ao referido modulador. - 6- Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o supressor adaptativo de picos compreender: um primeiro e um segundo dispositivos de atraso temporal de ele mentos de imagem ligados em série, ligados ao referido separador do sinal de luminância; um primeiro adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido separador do sinal de luminância, e um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo dispositivo de atra so, um primeiro multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro adicionador, um segundo multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido dispositivo de atraso, um segundo adicionador que tem um primeiro terminal ligado a um terminal de saida do referido multiplicador, um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo multiplicador e um terminal de saída ligado ao referido modulador, uma tabela de consulta que tem um terminal de entrada ligado ao referido detector de nível e um primei ro e um segundo terminais de saída ligados aos terminais de entrada respectivos dos referidos primeiro e segundo multiplicado[ res. - 7» - Sistema de acordo com a reivindicação 2, 44

   / caracterizado por o referido codificador compreender: um filtro passa-alto temporal e um primeiro filtro passa-alto horizontal ligados em série, ligados ao referido terminal de entrada, um primeiro subtractor que tem um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido filtro passa-alto temporal e um terminal de entrada diminuidor ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, um detector de amplitude ligado ao referido primeiro subtractor,um expansor de sinal ligado ao referido detector de amplitude para produzir um sinal representativo do movimento um filtro-passa alto vertical e um filtro passa-alto horizontal ligados em série, ligados ao referido terminal de entrada, um segundo subtractor com um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido terminal de entrada e um terminal de entrada diminuidor ligado aos referidos filtro passa-alto vertical e filtro passa-alto horizontal ligados em série, um terceiro subtractor que tem um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido terminal de entrada e um terminal de entrada diminuidor ligado aos referidos filtro passa-alto temporal e filtro passa-alto horizontal ligados em série, um interruptor "soft" que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido segundo subtractor, um segundo terminal de entrada ligado ao referido terceiro subtractor e um terminal de entrada de controlo ligado ao referido expansor de sinal para produzir um sinal de luminância, um filtro de banda horizontal, um desmodulador do sinal de cro-minância e um processador anti-diafonia, ligados em série, para produzir um sinal de crominância, um circuito adaptativo de do-bragem que responde ao referido sinal de luminância para produzir um sinal de luminância dobrado que tem a mesma largura de banda que a referida largura de banda limitada, e um circuito para combinar os referidos sinais de crominância e o representativo do movimento. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o referido circuito adaptativo de dobragem compreender: um supressor adaptativo de picos, um modulador 45 ligado ao referido circuito supressor de picos adaptativo e que responde a uma portadora de dobragem e um filtro passa-baixo com uma largura de banda igual à referida largura de banda limitada. - 9§ - Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o referido supressor adaptativo de picos, caracterizado por compreender: um filtro passa-alto horizontal ligado ao referido separador do sinal de luminância, um detec-tor de nível ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, um filtro passa-baixo horizontal ligado ao referido separador do sinal de luminância e um interruptor "soft" que tem um primeiro terminal de entrada de dados ligado ao referido separador do sinal de luminância, um segundo terminal de entrada de dados ligado ao referido filtro passa-baixo horizontal, um terminal de entrada de controlo ligado ao referido detector de nível e um terminalde saída acoplado ao referido modulador. - 102 _ Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o referido supressor adaptativo de picos compreender: um primeiro e um segundo dispositivos de atraso de elementos de imagem, ligados em série, ligados ao referido separador do sinal de luminância, um primeiro adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido separador do sinal de luminância e um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo dispositivo de atraso, um primeiro multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro adicionador, um segundo multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro dispositivo de atraso, um segundo adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro multiplicador, um segundo terminal de entrada li-

   gado a um terminal de saída do referido segundo multiplicador e um terminal de saída ligado ao referido modulador, uma tabela de consulta que tem um terminal de entrada ligado ao referido detector de nível e um primeiro e um segundo terminais de saída ligados a terminais de entrada respectivos dos referidos primeiro e segundo multiplicadores. - 11- -

   r Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o sistema de codificador compreender: um dispositivo de atraso do período de varrimento horizontal e um dis· positivo de atraso do período de varrimento de fotogramas menos um período de varrimento horizontal/ ligados em série, um primeiro subtractor que tem um terminal de entrada subtractor ligado ao referido terminal de entrada do sinal de vídeo e um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido dispositivo, de atraso de um periodo de varrimento horizontal, um primeiro filtro passa-alto ligado ao referido primeiro subtractor, um segundo subtractor que tem um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido dispositivo de atraso de um período de varrimento horizontal e um terminal de entrada diminuidor ligado ao referido primeiro filtro passa-alto horizontal, para produzir um sinal de luminancia separado, um terceiro subtractor ponderado que tem um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido terminal de entrada de vídeo ponderado pelo factor 1/2 e um terminal de entrada diminuidor ligado ao referido dispositivo de atraso de um período de varrimento de fotograma menos um período de varrimento horizontal ponderado com o facto -1/2, um segundo filtro passa-alto horizontal acoplado ao referido terceiro subtractor, um quarto subtractor que tem um terminal de entrada diminuendo ligado ao referido dispositivo de atraso de um período de varrimento horizontal e um terminal de entrada diminuidor ligado ao referido segundo filtro passa-alto horizontal, para produzir um sinal de luminancia separado temporalmente, um quinto subtractor que tem um terminal de entrada - 47

   diminuendo ligado ao referido terceiro subtractor com um terminal de entrada diminuidor ligado ao referido segundo filtro pas sa-alto horizontal e um rectificador, um expansor horizontal e um expansor vertical, ligados em série, ligados ao referido quinto subtractor para produzir um sinal representativo do movimento . - 125 _

   Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado ainda por compreender: um primeiro multiplicador que responde ao referido sinal de luminância derivado temporalmente, um segundo multiplicador que responde ao referido sinal de luminância derivado espacialmente, um adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido primeiro multiplicador, um segundo terminal de entrada ligado ao referido segundo multiplicador e um terminal de saída para produzir um sinal de luminância e uma tabela de consulta que tem um terminal de entrada que responde ao referido sinal representativo do movimento, e um primeiro e um segundo terminais de saída para produzir factores de escala fornecidos aos terminais de entrada respectivos dos primeiro e segundo multiplicadores.

   - 135 - Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o referido circuito adaptativo de dobragem compreender: um supressor adaptativo de picos,modulador acoplado ao referido circuito supressor de picos adaptativo e que responde a uma portadora de dobragem e um filtro passa-baixo que tem uma banda de passagem igual à referida largura de banda limitada. - 145 _

   48

   Sistema de acordo com a reivindicação 13; caracterizado por o referido supressor adaptativo de picos compreender: um filtro passa-alto horizontal ligado ao referido separador do sinal de luminância, um detector de nível ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, um filtro passa-baixo horizontal ligado ao referido separador de sinal de luminância e um interruptor "soft" que tem um primeiro terminal de entrada de dados ligado ao referido separador do sinal de luminância, um segundo terminal de entrada de dados ligado ao referido filtro passa-baixo horizontal, um terminal de entrada de controlo ligado ao referido detector de nível e um terminal de saída ligado ao referido modulador. - 15- - Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o referido supressor adaptativo de picos compreender: um primeiro e um segundo dispositivos de atraso de elementos de imagem, ligados em série, ligados ao referido separador do sinal de luminância, um primeiro adicionaor que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido separador do sinal de luminância e um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo dispositivo de atraso, um primeiro multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro adi-cionador, um segundo multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro dispositivo de atraso, um segundo adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro multiplicador, um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo multiplicador, e um terminal de saída ligado ao referido modulador, uma tabela de consulta que tem um terminal de entrada ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, e um primeiro e um segundo terminais de saída, ligados a segundos terminais de entrada respectivos dos referidos primeiro e segundo multiplicadores. 49 16- Sistema aperfeiçoado de reprodução de sinais de vídeo para reproduzir um sinal de vídeo com largura de banda completa previamente gravado num meio de gravação com largura de banda limitada, caracterizado por compreender: circuitos de reprodução do sinal de luminancia para reproduzir um sinal com largura de banda limitada gravado previamente, tendo componentes de frequência elevada atenuadas dobradas para as componentes de baixas frequências; circuitos de reprodução do sinal de crominância para reproduzir um sinal compósito gravado previamente que inclui um sinal de crominância e um sinal representativo do movimento e meios descodificadores, ligados aos referidos circuitos de reprodução dos referidos sinais de luminancia e crominância, para extrair o referido sinal representativo do movimento, desdobrar as referidas componentes atenuadas de altas frequências dobradas e reproduzir um sinal de luminancia com largura de banda completa e reproduzir um sinal de vídeo compósito que consiste no referido sinal de luminância de largura de banda completa e o referido sinal de crominância. - 173 _ Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o referido descodificador compreender: meios para reproduzir o referido sinal de luminância dobrado, meios ligados aos referidos meios de reprodução do sinal de luminância para desdobrar o referido sinal de luminância e produzir o referido sinal de luminância de banda larga, meios para reproduzir o referido sinal compósito incluindo o referido sinal de crominância e o referido sinal representativo do movimento meios ligados aos referidos meios de reprodução do referido sinal de crominância e o sinal representativo do movimento, para produzir o referido sinal representativo do movimento e o referido sinal de crominância e meios, que respondem ao referido sinal de luminancia de banda larga e o referido sinal de crominância para produzir um sinal de vídeo compósito. 50 1.8» Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o referido circuito adaptativo de desdobramento compreender: um filtro passa-alto ligado aos referidos meios de reprodução do sinal de luminância que têm uma banda de passagem para transmitir apenas o referido sinal de luminância gravado, um modulador acoplado ao referido filtro passa-alto e que responde a um sinal de portadora de desdobramento, um filtro passa-baixo ligado ao referido modulador, um adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado aos referidos meios de reprodução do sinal de luminância e um segundo terminal de entrada ligados ao referido filtro passa-baixo vertical, um filtro passa-baixo temporal ligado ao referido adicionador, um filtro passa-baixo espacial adaptativo ligado ao referido adicionador, um interruptor "soft" que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido filtro passa-baixo temporal, um segundo terminal de dados ligado ao referido filtro passa-baixo espacial adaptativo e um terminal de entrada de controlo que responde ao referido sinal representativo do movimento e um circuito adaptativo adicionador de picos ligado ao referido interruptor "soft" para produzir o referido sinal de luminância de banda larga. - 19» - Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido adicionador adaptativo de picos compreender: um primeiro filtro passa-alto horizontal ligado ao referido interruptor "soft", um detector de nível ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, um segundo filtro passa--alto horizontal ligado ao referido interruptor "soft", um segundo interruptor "soft" que tem um primeiro terminal de entrada ligado ao referido primeiro interruptor "soft", um segundo terminal de entrada de dados ligado ao referido filtro passa--alto horizontal, um terminal de entrada de controlo ligado ao referido detector de nível e um terminal de saída ligado ao 51

   referido gerador do sinal de vídeo compósito para produzir o referido sinal de luminância de banda larga. - 202 - Sistema de acordo com a reivindicação 18/ caracterizado por o referido adicionador adaptativo de picos compreender: um filtro passa-alto horizontal ligado ao referido interruptor "soft"/ um detector de nível ligado ao referido filtro passa-alto horizontal/ um segundo interruptor "soft” que tem um primeiro terminal de entrada de dados ligado ao refe rido primeiro interruptor "soft", um segundo terminal de entrada de dados ligado ao referido filtro passa-alto horizontal, um terminal de entrada de controlo ligado ao referido detector de nível e um terminal de saída ligado ao referido gerador do sinal de vídeo compósito para produzir o referido sinal de luminância de banda larga. - 212 _

   Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por o referido adicionador adaptativo de picos compreender: um primeiro e um segundo dispositivos de atraso de elementos de imagem ligados em série ligados ao referido interruptor "soft", um primeiro adicionador que tem primeiro terminal de entrada ligado ao referido interruptor "soft" e um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo dispositivo de atraso, um primeiro multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro adicionador, um segundo multiplicador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro dispositivo de atraso, um segundo adicionador que tem um primeiro terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido primeiro multiplicador um segundo terminal de entrada ligado a um terminal de saída do referido segundo multiplicador e um terminal de saída ligado 52 * f ao referido gerador do sinal de vídeo compósito e uma tabela de consulta que tem um terminal de entrada ligado ao referido filtro passa-alto horizontal e um primeiro e um segundo terminais de saída ligados a segundos terminais de entrada respecti vos dos referidos primeiro e segundo multiplicadores. - 22â -

   Sistema de gravação e reprodução de sinais de vídeo para gravar um sinal de vídeo com largura de banda completa num meio de gravação com largura de banda limitada e reproduzir umsinal de vídeo anteriormente gravado, caracteri-zado por compreender: um terminal de entrada para receber um sinal de vídeo compósito? meios codificadores, ligados ao referido terminal de entrada para produzir um sinal de luminância que tem freqências elevadas atenuadas dobradas para as frequências baixas e largura de banda limitada à referida largura de banda limitada, e um sinal de combinação que inclui uma componente de crominância e uma componente representativa do movimento;

   meios para gravar o referido sinal de luminância; meios para gravar o referido sinal de combinação; circuitos de reprodução do sinal de luminância para reproduzir um sinal de luminância com largura de banda limitada gravado anteriormente, representando um sinal de luminância com largura de banda completa, tendo componentes de alta frequência atenuadas dobradas para as componentes de baixa frequência? circuitos de reprodução do sinal de combinação para reproduzir um sinal de combinação gravado anteriormente incluindo um sinal de crominância gravado anteriormente e um sinal representativo de movimento gravado anteriormente; e meios descodificadores, ligados aos referidos circuitos de reprodução dos referidos sinais de luminância e de combinaçãlo para extrair o referido sinal representativo do movimento grava do anteriormente, desdobrar as referidas componentes de alta

   - 53 - frequência atenuadas dobradas e reproduzir o referido sinal de luminância com largura de banda completa gravado anteriormente e produzir um sinal de vídeo compósito que consiste no referido sinal de luminância com largura de banda completa e o referido sinal de crominância anteriormente gravados. A requerente reivindica as propriedades dos pedidos norte-americanos apresentados em 17 de Agosto de 1990 e em 2 de Janeiro de 1991, sob os numeros de série 07/569,029 e 07/635,197, respectivamente. Lisboa, 5 de Junho de 1991 /

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