TWI311025B

TWI311025B - Video signal processing apparatus and video signal processing method

Info

Publication number: TWI311025B
Application number: TW094143801A
Authority: TW
Inventors: Yoshikazu Komatsu
Original assignee: Nec Electronics Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2009-06-11
Also published as: JP2006180005A; TW200631422A; US7697064B2; JP4727221B2; KR20060071368A; US20060132646A1; KR100777166B1

Description

1311025 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種視頻信號處理設備及方法，尤其關於用以，複數個輸入視頻信號轉換成其他視頻信號，以輸出被轉換之信號之一種視頻信號處理設備及方法。 ° 【先前技術】 - 在以往50年，類比式電視廣播服務已經由陸地廣播、電纜或基於NTSC(國家電視標準委員會)系統之其他諸如此類之媒體而被提供於美國中。鲁以了說明一種基於NTSC系統之視頻信號。圖7顯示基於 NTSC系統之視頻信號之波形。此視頻信號被稱為一複合信號，且包，.一視頻信號成分，其中一亮度信號(γ信號)與一色度信號(c 信號)係被多工傳輸；一叢發信號，其被使用作為供色度信號用之一參考；及一水平同步信號，用以作水平掃描。 ^又，此視頻信號具有如圖8所示之頻率特徵。視頻信號係在從0至fm^x (最大頻率)之頻帶内，且一亮度信號落在此頻帶之内。色度L號係利用一彩色副載波頻率fse之一彩色副載波sc來 * 調變’且其頻率係以彩色副載波頻率fsc為中心擴展一預定範圍之 ^ 頻帶之内。此彩色副载波頻率fsc亦為圖7之叢發信號之頻率。請考慮NTSC視頻信號，譬如fmaXs4 2 MHz，而彩色副頻率 =3.579545 MHz。遵循NTSC系統之電視接㈣接收此—視健號、將視頻信號分離成一亮度信號與一色度信號(Y/C分離)、並解調色度信號(彩色解調)以顯示動晝。一般而言，電視接收器之Y/c分離能力具有限’巧分離之γ信舰分與c信號成分具有串擾。尤其， Yb虎表不免度等級，而號絲湘彩號)解調之信號，致與Y信號之串擾之〇信號似乎是在艮中之連_點狀干涉波(點干擾)。為此，在NTSC_巾係使訂述設 5 1311025 計來降低由於串擾所導致之干擾。圖9A與9B顯示在掃描線與NTSC視頻信號之彩間之關係。在此NTSC系統中，係採用交錯式掃描以I；/載^ (F=ne)作為被分割成兩個圖場(Fidd)之單一影像。舉一掃描顯示偶數線，而第二掃描顯示奇數線。—個畫面且^ ’ 條掃描線，所以一個圖場具有262 5條掃描線。—”令25

圖9A係為顯示基於NTSC系統之在每個圖場之—彩多之相移之圖場讀圖㈣關，而這㈣場仙顯示：皮配置。在圖9A中，5個圖場(M+0〜4)，也就是2.5個晝面，将俨序配置。在圖9A中’為了聚焦於彩色副載波sc之相移之說明僅有彩色副載波SC係重複出現。然而，圖7之波形實際上^依據彩色或冗度而重複出現。如圖7所示，在NTSC系統中，彩色副載波SC之相位係於每個圖場之每次掃描就反相，且亦於每彳^晝面反相。以下使用各種頻率說明彩色副載波sc之相位反轉。基二標準NTSC系統而特別指定之頻率係以下述式(1)至(句表示。土、標準圖場頻率^=601^/1.001 =59.941^._(1) 標準晝面頻率 fv/2 = 30 Hz/1.001 = 29.97 Hz…（2) 標準線頻率 ffl = 262.5 fv = 15.734 kHz…（3) 標準彩色副載波頻率 fsc = 227.5 fH = 3.579545 MHz... (4) 上述式(4)表示在一條線之彩色副載波SC具有227循環+0.5 循環(半波長)之頻率。亦即，目標線之彩色副載波sc係為從於同一位置之下一條線之彩色副載波SC移位0·5循環。因此，相鄰線之載波係為彼此相差180度相位。這種線間相位反轉係被稱為”線交錯(line interleaving)”。又’標準彩色副載波頻率fsc與圖場頻率fv具有下述式(5)之關係。 fsc = 2 X 227.5 X 262.5fv = 119437.5fv... (5) 上述式(5)顯示在一個晝面内之彩色副載波SC具有119437循環+0.5循環(半波長)之頻率。亦即，彩色副載波Sc在每個晝面相 6 1311025 移。猶環’所以鄰近晝面之彩色副載波％完全呈相反相位。廷種1面間相位反轉係被稱為”晝面交錯„。、土圖9A之圖場剖面圖顯示位於圖9A之圖場立體圖之每個圖場右，之彩色副載波％之相移。在圖9A中，圓圈框起來的號 Ϊ 副載波SC之相位之相移；此種相位係被使用作為參 d，·00”表示”同相位”，亦即沒有相移，而”.5〇，，表示處於，，，5,處於0·5循環之相移。如上所述，彩色副載波sc 在圖％内之母條線反轉相位，且在每個畫面亦反轉相位。應f不以觀察者的眼睛看圖9Α之剖面圖之螢幕顯示影 ί面Λ雜或晝面之純職波sc係咖㈣沒有線交錯或由Y/c分離所產生的串擾成分於螢幕上看似-條紋案，所以觀察者難以看見影像。然而，如圖9B所示，，移，彩色副載波父之位準差嫩峰與波谷)顯現 ΐίί 圖9B所示，可獲得以既定色彩呈現之勞幕顯頻干=1參，說錢0來更詳細地說明此顯示影像。圖隐圖場’―3)之顯示影像。圖簡顯示兩個圖10C顯示藉由Α詈圖1〇R夕〜、之兩個圖场而獲得。 f圖10A所示’在每個圖場之相鄰線之彩色 ;、、在父錯Μ減她，所以的與黑色^ Π圖鄰線之每個白色部分與 ΐ ϋ色部分或這些該黑色部分彼此都不合即，如圖舰所示，可獲得一檢驗圖案。θ重宜亦巧10Β所示，在藉由疊置^個圖場所獲下-圖場之-線仙合地嵌人在目標圖 ^面中’ 之白色部分與黑色部分交互顯現《形成-tS::母:= 7 1311025 面交錯，鄰近晝面之每個白色部

白色部分或黑色部分都不彼此重^。、母個黑色部分重疊在—起；藉由疊置這兩個晝面，如圖1G 完全重疊以獲得以具有平均亮度之色分與黑色部分即，如果觀察者於電視螢幕上撿示營幕。亦成分。由於人眼之空間電荷效應、，明部分之閃爍 _ 睛中顯現成抵銷，從而很難察覺到亮度差異。D刀在蜆察者的眼、贼杨，例如係線交同日寸，在美國’依從ATSC(先進電視委服務已經從1998年11月啟叙，，v从& w广位電視廣播孚行之女世㈣作為與相容的廣播服務統。此種歡系統之特徵為”高晝質/ 寬廣螢幕间印貝聲音，"低雜訊”，”與各種媒體之相容性,，，及其他數位廣播系統之特徵。以下在表i顯示ATSC系統與ntsc 系統之比較結果。〇 [表1] 廣播系統解析度之定義 (畫質）畫質細節晝面比例傳輸側資料之圖場頻率 (i:夺錯式P:循序式）運作之圖場頻率垂直 (線）水平 (晝素） 59. 94p /60p 59. 94i /60i 29. 97p /30p 23. 97p /24p ATSC (數位） HDTV 尺寸 (高晝質畫質） 1080 1920 16:9 — 〇〇〇兩者是 59. 94Hz 及 60Hz 720 1280 16:9 〇〇 —— 〇 8 1311025 ATSC (類比） SDTV 尺寸 (標準畫質） SDTV 尺寸 (標準畫質） 480 480 等效 704 16:9 4:3 640 4:3 640 等效 (類比） 4:3 〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇只有 59. 94Hz 〇：既存系統如表1所示，在ATSC系統中，從SDTV(標準晝質TV :標準品質)至新系統之18個顯示系統’ HDTV(高晝質TV :高品質)係以解析度(1920x 1080，1280x720，704x480 與 640x480)、晝面比例(16 : 9與4 : 3)及一圖場頻率fv (24 Hz，30 Hz與60 Hz)之變化組合為動晝作設定。在此NTSC系統中，只有定義一種晝質(標準晝質）。一、 h ATSC系統之HDTV尺寸與SDTV尺寸係基於廣播站之政策、影像内谷之記錄尺寸(解析度）、及TV節目之主題，而為不同，用使用。舉例而言’HDTV尺寸係為例如電影之需要高晝質之貝讯内容所使用’❿SDTV尺寸係為習知之基於NTSC之廣播所 ^用或為同時傳送複數資訊内容所使用，此乃因為只需要小資料里。又，習知之NTSC系統之尺寸與ATSC系統之HDTV尺寸係具有不同的影像尺寸，從而是不相容的。 ’圖場頻率~指的是表示每秒傳輸(顯示)有多少圖場(圖 =)之單位。在ATSC系統中，如表i所示，有兩種型式作(為率fv ’亦即，NTSC相容的59 94 Hz系列(23 976出、19 97 z、、59.94 Hz)及 60 Hz 系列(24 Hz、30 Hz 與 60.00 Hz)。現今， 9 1311025 美國電視廣播服務係基於這兩種型式之圖場頻率。以下，將說明為何ATSC系統定義59.9他系列與6〇Hz系 NT^c 頻率〜。59.94HZ系列係被定義成依從習知標準 C系、、先，而此頻率係意欲與NTSC系統具有相容性。利用此私^既存❸NTSC相容的資訊内容/裝置(累積之資產)可如往常二破，，且很容易在犯父系統與ATSC系統之間交換資訊内 t用5i^NTSC系統至ATSC系統之廣播系統之轉變期間，將會之裝置，所以這是相當有效率的。圖場頻率〜 i=i3rL6_Hz而是说94Hz之略小數值之理由，係 ^ + π私t廣播開始時’彩色副載波SC之頻率〜以1000/1001 ㈣ίΪί音?號之頻率開始延遲’以便避免在聲音信號與彩色田1J載波SC之間之干擾。何】If系列係為高於標準NTSC系統之圖場頻率fv達1·· ϋ/Γ0 ’且縱使犧牲掉與標準ntsc系統之相容性，亦適二全域分佈。採驗歐洲之作為_絲統之PAL系、'·係使用50 Hz之圖場頻率fv。相較於在NTSC系統盥PAL车統之間之複雜的圖場頻率〜比率(=5994Hz:5()Hz:、m麵、 ίΐ Λ使玄^ 6恤之頻率之ATSC系統與PAL系統之間之圖場 ίΪί比是6QHZ : 5GHZ = 6 : 5 —樣單純。這促進歐洲-北美比率之轉換。又，另一種說法是：使用60 Hz頻率之ATSr ΐιίίϊϊ tATSC系統之前於日本發展之依從的 IJOTV使㈣Ηζ之頻率fv之事實，域f訊内容與裝易地應，。依從日本數位廣播鮮之A聰系統係為了盘系統具有相容性’並將處於59 94Hz系列之頻率n票準依此方式，ATSC廣播資訊内容係藉由依據其應 HDTV尺寸或SDTV尺寸，且亦設定圖場頻率以至^擇 60 Hz而糾分配。舉例而言，在f訊内容係從廣播尺寸(亦即’高解析度)分配的狀況下，於接收器侧解石馬之—視頻俨 1311025 號因此係基於HDTV尺寸。如上所述，HDTV尺寸之圖像係不相各於習知之NTSC系統之SDTV尺寸。亦即’除非作尺寸轉換，否則不可能輸入此視頻信號至習知之NTSC電視，以觀看圖像或輸入一錄製裝置（VCR/DVD燒錄器/HD錄製器)以錄製圖像。從 ATSC廣播服務開始已經經過數年，對應HDTV輸入的τν監視器或HDTV錄製裝置之價格也逐漸下降。儘管如此，這些裝置仍是昂貴的，所以此裝置之替換帶給使用者很大的經濟負擔。因此， - 在目如之開發階段’最好是考量使用者之立場而促使ATSc廣播服務分佈至經濟能力較普通的使用者。、為此’用以將從廣播站接收之ATSC視頻信號轉換成NTSC • 視頻信號之一種視頻信號處理設備(機上盒）已被廣泛使用。關於這種習知視頻信號處理設備，存在有一種揭露於日本特開 2004-208100號公報之已知設備。圖11顯示一種習知視頻信號處理設備9〇〇之配置。習知之視頻“號處理設備900將經由一天線961或一電纟覽962輸入之一 ATSC視頻信號轉換成一 NTSC視頻信號，並將被轉換之信號提供至一 NTSC相容的電視接收器970或一]SiTSC相容的錄製器980。如圖11所示，習知之視頻信號處理設備90〇包含··一 ATSC . 解碼器910，用以將一輸入傳輸流(TS)解碼成ATSC視頻信號；一圖像尺寸轉換斋920 ’用以將一 HDTV尺寸轉換成一 §DTV尺寸；了 fv轉換器930 ’用以將60 Hz系列圖場頻率fv轉換成59 94 Hz 系列圖場頻率fv ; — NTSC編碼器940，用以將SDTV尺寸之視頻信號編碼成NTSC視頻信號；以及一 fsc振盪器95〇。舉例而言，如果輸入之ATSC視頻信號具有6〇Hz系列之圖場頻率，則圖像尺寸轉換器920將HDTV尺寸圖像轉換成SDTV 尺寸圖像’且fv轉換器930將圖場頻率轉換成59.94 Hz。然後， NTSC編碼器940基於來自fsc振盪器950之彩色副載波頻率fsc，以將視頻信號轉換成NTSC視頻信號。、如果輸入之ATSC視頻信號具有59.94 Hz系列之圖場頻率，然而

1311025 像，且NTSC編^0將HDTV尺寸圖像轉換成SDTV尺寸圖換器930之f/辛丨二、f40基於來自fsC振盪器950而不通過〜轉視頻信號。V θ紐鮮fSeJ^fATSC視頻信號轉換成順0 930之供應所產1^自=則§就處理設傷_會牽扯到由&轉換器影像(圖場^儲/· s f々各種缺點。舉例而言’〜轉換器930將接收之望的圖·/f in換、_記㈣931 ’紐將此影像轉換成期 ^圖域㈣秘出，所料要大的記鐘容量，因而是不經 -之轉換比率係如⑻此59.94 Hz=麵：1〇00 離ίοοι㈣換基於圖場頻率~比率意味著一細像係被移 5得1000張的動晝(以”省略(skipping)”表示）。發生，此數值係藉由將1001轉換成秒_. 16 68 植因為”省略”之結果，移動式影像之連續性係於每非所相^失’導致具有劣化品f之不自然影像。所產生之書質並非所想要之品質，所以存在有對肖像權之對立之恐懼。一、【發明内容】抑、據本發明之-實施樣態之視頻信號處理設備包含：一解碼用以解碼-輸人視頻信號’以產生—第—標準視頻信號與一非標準視頻信號；及—轉換器，用以將具有—第—彩色副載標準視頻信號轉換成—第二標準視頻信號，並將具 =第二彩色副載波頻率之第一非標準視頻信號轉換成一第二非標準視頻信號，其中第二標準視頻信號之一彩色副載波使每個晝面之一相位反相，而第二非標準視頻信號之一彩色副載波使各^ ，之相位反相。依據本發明之設備，彩色副載波只需要滿足一g ^條件，就可使得圖場頻率轉換成為不必要的。因此，可縮小圖場頻率轉換所需要的記憶體容量，並可獲得高晝質同時避免影像跳過。又，彩色副載波使每個晝面之相位反相，藉以消除在晝面 12 1311025 之間之焭度差異。因此，可能使各種干擾之發生最小化，並更進一步提高晝質。依據本發明之另一貫施樣態之視頻信號處理方法包含以下步驟：解碼一輸入視頻信號以產生一第一標準視頻信號與一第一非標準視頻信號；將具有一第一彩色副載波頻率之第一^票準視頻信號轉換成為一第二標準視頻信號，第二標準視頻信號之一彩色^ 載;^使每個晝面之一相位反相；及將具有一第二彩色副載波頻率之第-非標準視頻信號轉換成為―第二非標準視頻信號，第二非鮮視頻信紅-彩㈣餘使各^蚊她反相。依據本發明之方法先色田載波僅需要滿足一預定條件，就可使得圖場頻率 =變成不必要的。因此，可縮小圖場頻率轉換所需要的記憶體谷量’可獲得雨晝質，同時避免影像跳過。又，彩個晝面之相位反相，藉以消除在晝面之間之亮度差異=使；使各種干擾之發生最小化，並更進一步提高晝質。依據本發明之實施樣態之視頻鎌處理設備包含：一

解碼—輸人觀視齡號；—NTSC編碼器，用以將^有-耗副載波頻率之解碼過的信號編碼成為一 ntsc 視頻#號’及-決定部，其以使編碼過之NT ==式:依據ATSC視頻信號之—圖場 “ ^ = 射依據本發明细t，純_波僅需要滿足-預=牛載場頻率轉換變成不必要的。因此，可縮小圖場頻率轉差異。因此’可使各種干擾之發生最小化，並更進—步提【實施方式】現在將參考例示實施例來說明本發明。

來說明依據本發明之—實施例之視頻信號處據本實靶例之視頻信號處理設備之特徵在於將ATSC 13 1311025 k號轉換成NTSC信號之技術，此技術是藉由依據一圖場頻率fv 利用適當的彩色副載波頻率fsc來將信號編碼。、

首先參考圖1來說明依據本實施例之視頻信號處理設備之配置。一種視頻信號處理設備100譬如是一種機上盒，其用以將接收之ATSC視頻信號轉換成NTSC視頻信號。視頻信號處理設備 100依據其HDTV/SDTV尺寸或圖場頻率而將接收之信號轉換成 yrsc信號。因此，如果HDTV尺寸之高晝質信號被輪入，則此設備可以將這些信號轉換成基於既存的]^1^(：系統之信號，並輪出被轉換之信號m使用者之NTSC音齡統/圖像錄製系統可以應用至這些信號。觀眾只需要獨自購買這種可選擇的ATSC 機上盒，用以觀賞或錄製一 ATSC節目。視頻彳§號處理設備1〇〇經由一天線161、一電纜(162、一記錄媒體163等而接收一 ATSC信號，以將接收之信號轉換成一 NTSC 視頻信號，並將被轉換之信號輸出至一 NTSC電視接收器3〇〇或一 NTSC錄製裝置400。又，視頻信號處理設備1〇〇直接輸出解碼之視頻信號至一 HDTV電視接收器200。如圖1所示，視頻信號處理設備100包含：一調諧器17〇，其接收來自天線161或電纜162之RF信號；一 ATSC解碼器11〇，用以將傳輸k(TS)解碼成ATSC視頻信號；一圖像尺寸轉換器12〇用以將一 HDTV尺寸轉換成一 SDTV尺寸；一微控制器13〇，用以切換一頻道；一 NTSC編碼器140，用以將SDTV尺寸之一視頻信號編碼成一 NTSC視頻信號；及一 fsc振盪器150，用以產生具有NTSC信號之彩色副載波頻率fsc之信號。立f例而言，在廣播站侧之傳輸系統中，廣播資訊内容(視頻/ 音頻資料)係基於MPEG系統而被壓縮式編碼，且酬載(payl〇ad)'係以傳輸流(TS)伴隨著時間資訊或附屬廣播資料之型式來進行多工傳輪。係基於SVSB(空中傳輸)系統、QAM(電纜傳輸)系統等等而受到調變，且更進一步的被調變成RF信號之頻帶，然後藉由無線電、電纜或其他網路傳送系統而傳輸。 14 1311025 播站ίϊί處理設備100經由天線161或電繞162接收自一廣，站^之RP信號’以將接收之信號輪入至調諧器17〇。舉例而 —頻道轉糊如遙㈣或舰設定_以選容之一頻道，來將所選擇之頻道輸人至一所選擇

ι,ί制益130將對應於由一使用者選擇之頻道之-RF信號頻 =1至，器17G °調諧器17G從触設定即健頻帶取出通 f ^之k#u，以使這些信號遭受到财解調，然後是8·或 QAM解調’從而傳送所產生之TS錢至ATSC解碼器11〇。 _舉例而s，ATSC解碼器11 〇是一種mpeg解碼器，用以將輸^之ts信號解碼成音頻/視頻(A/V)信號。具體言之，atsc解碼器^0將TS信號解碼以產生具有59.94 Hz之圖場頻率fv之一視頻彳5號(弟一標準視頻信號)及具有6〇 Hz之圖場頻率fv之一視頻信號(第一非標準視頻信號）。ATSC解碼器11〇可從調嘈哭17〇或例如DVD之記錄媒體163接收TS信號。視頻信號處理設°備1〇〇可輸出解碼過的信號至HDTV依從的設備與NTSC相容的設備。出自於知碼過的信號的音頻信號係從一音頻輸出端子輸出。音頻信號通常輸出至譬如HDTV電視接收器200、NTSC雷二接# 器3〇〇與錄製裝置400。 ^ 出自於解碼過的信號之視頻信號係經由不同路徑輸出至 HDTV依從的設備與NTSC相容的設備。當被提供至HDTv依從的設備時，解碼過之HDTV信號係從HDTV輸出端子送出至 HDTV電視接收器2〇〇。電視接收器200可直接顯示基matsc系統接收之資訊内容。萬視頻信號被提供至NTSC相容的設備時，圖像尺寸係以圖像尺寸轉換器120進行轉換。又，視頻信號係以:NTSC編碼器進行轉換成NTSC視頻信號，然後從NTSC輸出端子輪出至^TSC 電視接收器300或錄製裝置400。NTSC對應之電視接收器3〇〇與錄製裝置400可顯示並紀錄基於ATSC系統所接收之視^資訊内' 15 13 Π 025 容’然後將其轉換至NTSC系統。信號解系列之圖場頻率fv之-視頻像尺寸之 1視2^ 之一視頻信號、具有HDTV圖圖卢轉

；^視圖^寸術^ 12G接收來自ATSC解碼器iig\hdTV 3 =古:轉換此信號成為適合於NTSC系統之SDTV 2女2有各種解析度轉換系統；晝質越高，則硬體尺寸 1^鐘=2部分驗從_〇的解碼器產品原本即搭載有之5 jit為其基本功能。此乃因為具有各種等級之解析度 t it 裝置(例如具有唯一解析度之面板顯示器)連^因 ^ C解碼器110與圖像尺寸轉換器120亦可以單編碼11 14G似肋將切換至SDTV解析度之視頻俨 ίί^^Τ^ΙΙΐ;；^' sDTv5^^Ji =差圖場，iV之咖號。圖像尺;:==J::9亮1 “ 5| itY/Cb/Q" · Y/U/V)表示之基帶信號來執行處理°NTSC f理這些信號以產生與―同步信號叠加之-Y信號、出立山子載波SC進行正交崎之—C信號，並從NTSC輪

Sit ㈣—複合信號。又，於本實施例中，適當步^Ϊ tl ^ 3係在編石馬之前依據59·94 HZ或60 Hz之圖場 3 ^ ’ NTSC編碼器140利用特有之59.9他 ^94Hz^W^# ίο 之彩色賴波之她傭反相。NTSC、編碼器頻率f夕寺Λ之=之彩色副載波頻率~，將具有60 Hz之圖場 …V視'員仏5虎(第-非標準視頻信號)轉換成NTSC非標準視 16 1311025 頻信號(第二非標準視頻健)，此處每個錢之彩色職波之相位目:例而言，第-標準視頻信號與第二標準視頻信號具有23.976 HZ ’ 29.97 Hz或59.94 Hz之圖場頻率，而第一非標準視頻k號與第一非標準視頻信號具有24 Hz，30 Hz或60.00 Hz之圖場頻率。 ° 以下參見圖2來說明NTSC編碼器140與fsc振盈哭之内部配置。 σσ fsc振盪器150基於視頻信號產生彩色副載波頻率f 弦)波與Cos _波，而NTSC編碼器140 亮之度

同步時序之Y信號，並利用彩色副載波S c使表示一彩度色差信號(U/ν)受到正交調變成為一 c信號(c = IJcosW + Vsin⑴）。又，NTSC編碼器140將Y信號與C信號加總以產生一複合信號 (Y+C)。。… 如圖2所示，NTSC編碼器140包含一 γ信號係數乘法器⑷、一 B-Y信號係數乘法器142、一 R-Y信號係數乘法器143、一同步信號疊加部144、乘法器145與146及加法器147與M8。如圖2所示，fsc振盪器150包含fsc設定部151a與151b、一選擇器152、一載波產生器153、一 Sin載波輸出部154及一 Cos 載波輸出部155。 fsc設定部151a特別將彩色副載波頻率fsc設定為圖場頻率 fv= 59.94 Hz。fsc設定部151b特別將彩色副載波頻率fsc設定為圖場頻率60 Hz。於本實施例中，每個圖場頻率fv之彩色副載波頻率fsc係被設定為一適當值。彩色副載波頻率fsc之特定值係說明於後。 ATSC解碼器110偵測來自輸入TS之視頻信號之圖場頻率fv 以將用以選擇圖場頻率fv之一選擇信號輸出至選擇器152。選擇器152依據選擇信號選擇由fsc設定部151a或151b設定之彩色副載波頻率fsc。選擇器152依據輸入TS之圖場頻率選擇彩色副載波頻率fsc。如前述’選擇器152依據輪入TS之圖場頻率決定彩 17 1311025 ^ t ^以NTSC編碼器140編瑪2NTSC視頻信係，貝1可抑°如果在晝面之間建立晝面交錯關載波產生器153產生利用選擇器、152選擇之 Ϊ生%譬如是三角ί皮。細載波輸出部154對利用載波 _。c截、& 之—角波彳§號執行波形整形以形成一 Sin波信 153啦生之三角波信信號膽¥尺寸之γ信號、〇)信號及〇· i味SDT; J?斗寸轉換器120將HDTV尺寸轉換成SDTV尺寸以仁节二尺寸之Y信號、Cb信號及Cr信號。Cb信號係為B-Y 栺唬，而Cr信號係為r_y信號。加部144利用經由Y信號係數乘法器141輸入之子ίΐ力同/信號，並輪出此信號至—YC分離輸出端生乘法器145藉由利用细載波輸出部154所產叩波’來放大，、，里由B-Y信號係數乘法器142接收之cb作沪。 ίί f 利用C〇S ΐ波輸出部155所產生之C°s波，夢=將係數乘法器143接收之Cr信號。加法器147加總乘以Sm波之乘法11 145獲得之這些成分，以及藉之乘法11146所麟之雜齡，以產生 ί總來自同步信號疊加物之γ信號與來二並從—複合信號輸轉子輸“複“二電視來5兒明與視頻信號處理設備100連接之ntsc t 置卿之配置。如圖3所示，電視接收器300 t ϋ H G ’用以將—複合信號分離成—Υ信號與冰J 離包含一帶通遽波器31卜一載 /益石奂振盪器313、一 Sin載波輸出部314、一 Cos 18 1311025 載波輸出部315及乘法器316與317。當視頻信號處理設備100輪入一 NTSC複合信號至接收器時’ 一預定頻帶之信號通過帶通濾波器311。 °° 石英振盪器313輸出彩色副載波頻率fsc之信號。載波產生器 312產生具有石英振盪器313之頻率之一信號波，譬如是三角波。舉例而言，載波產生器312具有一鎖相迴路(pLL)電路，而pLL 路比較來自帶通濾波器311之一叢發信號與來自石英振盪器313 之#號，以產生彩色副載波頻率fsc之一正確同步化之三角波传 ' 號。Sin載波輸出部314對利用載波產生器312所產生之Γ三角波"信、號執行波形整开》，以形成Sin波信號。Cos載波輸出部315對利用鲁載波產生器312所產生之二角波信號執行波形整形，以形成c〇s 波信號。

乘法器316藉由來自Sin載波輸出部314之Sin波，來乘上通過帶通濾波器311之信號’以產生並輸出一 Β_γ信號。乘法器317 利用來,Cos載波輸出部3丨5之Cqs波，來乘上通過帶通滤、波器 311之信號，以產生並輸出一 R_Y信號。換言之，Y/c分離器3ι〇利用彩色副載波SC自複合信號取出c信號多工傳輸，並使^信號=正交解調以輸出-色差信號。雖未顯示，—濾、波器係被^ 入在乘法器316與317與顯示器32〇之間。Β_γ信號與R_Y信號係經由濾波器輸出。又，雖未顯示，Y/c分離器31〇輸 Y 號，及B-Y信號與R-γ信號。 σ 顯示器320基於自Y/C分離器31〇輸出之Β_γ信號盥r_y庐號來顯示圖像。NTSC錄製裝置彻具有相_配置。於此情。下，錄製裝置400具有一燒錄器以取代顯示器32〇，及 Y/C分離H 31〇之- Y/C分離器。 ^及類似於接著說明使用於視頻信號處理設備1〇〇來編碼成色副載波頻率fsc，亦即，利用fsc設定部15= 與賴彳紐鮮⑸。於本實施例巾，在編歌前基於視頻仏5虎之圖％鮮fv(6GHz或59 94Hz)來設定—適當值之彩色副 19 1311025 载波頻率fsc。在輪入視頻信號之圖場頻率fv為59.94 Hz的狀況下，此頻率係為一標準NTSC圖場頻率fv，3.579545 MHz之這種標準^^% 頻率係被選擇。亦即’ fsc設定部151a設定此頻率。因此，如圖 9A與9B或圖10A至10C所示’彩色副載波頻率fsc係被線交^ 或晝面交錯，以避免顯示器干擾。、另一方面，在輸入視頻信號之圖場頻率fv係為60Hz的狀況下’此種頻率並非是標準NTSC圖場頻率fv，任何干擾可能會產生。 θ

圖4Α與4Β顯示當將標準NTSC彩色副載波頻率fsc施加至具有60Hz之圖場頻率fv之視頻信號時，在一掃描線與彩色副波之間之關係。圖4A與4B係類似於圖9A與9B，顯示5個圖p (=0-4)，亦即’依序配置之2.5晝面。圖4A係為顯示在每^ π中之彩色副載波之相移之圖場立體圖與剖面圖。圖4B顯示冬從觀察者之眼睛觀看圖4Α之圖場立體圖時，於一螢幕上所;:二二顯示影像。關於此實施例中提及之每個頻率，圖場頻率& = ，金頻率fv/2 = 3〇 Ηζ ’線頻率! 5 75〇他，而彩色副載波旦如 = 3.579545 MHz。、於此情況下，圖場頻率fV係被設定為一非標準值，因準NTSC信號中之彩色副載波頻率fsc與圖場頻 = 錯或線交錯)_係不成立。 + 係係彩色副載波細。與圖場娜之間之關 fsc/fV60= 119437.5/1.001 = 119318.1818... (6) 在畫面中之副載波sc具有刪8循環+〇18 =。=4A所示’ SC之相位在晝面之間移位了〇18循環了 0.27循％，所以並不會獲得線交錯關係。 20 1311025 因此，如圖4B所示，在#此仏> 之明暗差1線之間的sc之波峰與波谷(亮度 = 異導致—斜線條紋圖案，歸似隨著時門而於螢幕上滑動。於此例子中，㈣財5 〃糾丨通者日守間 m μμ , , 條紋圖案每晝面周期滑動18%。因此，此種條紋變成視覺上的+掉反而更_。奸擾，仙肝料但沒有減小，

利用頻率：即使波頻料e之鮮腿轉===== ^HC。相位），而即使SC^ Y信號導致串擾，、觀眾仍很難察覺 =下將說明用以決定彩色副載波頻率㈤之具 =中，健彩色副毅_fse定成符合建立—晝面交錯關^ (第二條以及使頻率落在電視接收器300之石英振盪器之么差限度内之條件(第二條件）。與標準NTSC彩色副載^ ,，與®場頻率fv有所區別的是，特定為鍾z之彩色副載= 頻率fsc與圖場頻率fv係分別以f_與f表示。 ’ 出ι4ίί)用以建立在晝面之間之晝面交錯關係之條件，可推導 fSC6〇 =(整數值 + 0.5) x fV6〇...⑺ 從上述表示式可推導出下述式(8)。 2『8。60=奇數\心6。...（8) 重新整理式(8)可得到下述式(9)。 2fsC6〇/fv60 =奇數...（9) 、另一方式，式(9)顯示兩個晝面包含一既定數目（奇數)之sc 1=(1〇)以 m〇d (m ’ n)來表示式(9)。mod (m，η)表示 m 除以] m〇d(2 x fSC60/fV6〇，2) = i... (ίο) 因為2/fv係為晝面頻率，所以式⑽顯示使彩色副載波頻率 sc6〇除以晝面頻率所麟之數值係更進一步地除以2，且餘數等於 21 1311025 1。將”fv6Q = 30Hz'’代入式(10)可得到下述式(11)。 mod(fsc6〇/30 5 2) = 1... (11) 因此，上述式(10)與(11)對應至用以利用圖場頻率〜=6〇1^ 建立晝面交錯關係之條件。

其次討論用以設定該頻率在電視接收器300之石英振盡器 313之公差限度之内之條件。一種典型的^^丁8(：電視接收器戋錄製裝置容許輸入信號之圖場頻率fv之誤差。舉例而言，在1yCR'f 置之FF/REW (快速前進/快速捲回)操作期間，圖場頻率以可能& 位了±5至±10%，但是電視接收器可以毫無問題地處理此信號。因此，即使圖場頻率fv從59.94之標準頻率移位至6〇Hz之非標準頻率(0.1誤差=1000 ppm)，仍不會出現問題。丁然而，供彩色影像再生用之彩色副載波頻率色c(=3 579545 MHz)之誤差存在有一嚴格公差，且即使是1〇〇〇ppm之誤差亦不被谷許。此乃因為，電視接收器一般而言是採用石英振盪器來精確地再生彩色資訊’如圖3所示。輸入信號之彩色副載波頻率fee之誤差應落在，譬如公差限度之±100ppm之内。因此，於本實施例中，利用電視接收器300之Y/c分離器31〇足以哈Y/c 分離使用之頻率係被設定為頻率fsc。此頻率落在石英振盪器3i3 之公差限度(±100ppm)之内。考量標準NTSC信號與非標準ntsc ^之比率’藉由調縣色副載波頻率之誤差成為⑽ppm 或更小，可推導出下述式(12): I l-fsc6〇/fsc I < 100 X 1〇·6... (12) 於此，因為彩色副載波頻率fsc係為3579545 Hz之標準NTSC 頻率，所以將此數值代入式(12)以推導出下述式(13)。 |!-fsc6〇/3579545| < 100 χ ΙΟ'6... (13) 300 與(13)對應至用以設定此頻率在電視接收器之麥多-二二^313之公差限度之内之條件。亦即，從符合式(11) ㈣^ fS⑽中，在由式(13)而特別指定之範圍之内之衫色剎載波頻率fSC60應被選擇。 22 1311025 [表2] fSC60 (HZ) 2 fsC6〇/fv △fsc 3579555.0 119318.5 +9.5Hz, +2.7ppm 3579525.0 119317.5 -20.5Hz, -5.7ppm 1— _ - 表2顯示類似於符合上述式⑼與(13)之標準彩色副載波頻率 • fsc之彩色田彳載波頻率fsc6〇之特定例子。在表2中，△fsc表示與標準彩色副載波頻率fsc之差異。因此，如果此一數值係被設定為 ^ 彩色副載波頻率色^，則即使利用圖場頻率fv = 60Hz也不會對於 • 巧器資訊内容產生問題。尤其，彩色副載波頻率—◦最好是被设定成接近標準彩色副載波頻率fsc之數值，亦即，考量誤差或變化之接近石英振盪器之可允許範圍(公差)之中心數值之數值。亦即，石英振盪器之公差之上限與下限之彩色副載波頻率£8(別之絕對差異值是最大的。此一數值係於fsc設定部151b中設定。 23 1311025 [表3]

fsc (Hz) fsc/ ffl 2 fsc/ fv 誤差 (ppm) '.ic ..(........ 227.2505 liplpe • ^ t '.,>,. < iliiefci 1 V 3579195 119306.5 97 . 90476 3579225 227.2524 119307.5 89. 52381 3579255 227.2543 119308.5 81. 14286 3579285 227.2562 119309.5 72. 7619 3579315 227.2581 119310.5 64. 38095 3579345 227.26 119311.5 56 3579375 227.2619 119312.5 47. 61905 3579405 227.2638 119313.5 39 . 2381 3579435 227.2657 119314.5 30. 85714 3579465 227.2676 119315.5 22. 47619 3579495 227.2695 119316.5 14 . 09524 3579525 227.2714 119317.5 5.714286 3579555 227.2733 119318.5 -2 . 66667 3579585 227.2752 119319,5 -11.0476 3579615 227.2771 1193-20.5 -19 .4286 3579645 227.279 119321.5 -27 .8095 3579675 227.281 119322.5 -36 ,1905 3579705 227.2829 119323.5 -44 5714. 3579735 227.2848 119324.5 -52 .9524 3579765 227.2867 119325.5 -61 .3333 3579795 227,2886 119326.5 -69 .7143 3579825 227.2905 119327.5 -78 .0952 3579855 227.2924 119328.5 -86.4762 3579885 227.2943 119329.5 —94 .8571 \} 卜1 24 1311025 表3顯示在石勤辰盈器313之公差限度之土則卯m之内之彩〜韻波頻率fse之例子。因此，如果從此表巾選擇之數值係被設〇為彩色副載波頻率fse ’ _似於表2，即使湘圖場頻率fv = 6〇 Hz對於顯示器資訊内容亦不會產生問題。其次說明採用符合上述條件之彩色副載波頻率以之特定例。圖5A與5B顯示在從視頻信號處理設線之間之關係。圖_係= f 9Α，、9Β ’顯不5個圖場_〇 —4)，亦 ^圖5A係為圖場立體圖與剖面圖，其顯示在“中之二 ^載波之相移。圖5B顯示一顯示影像於一勞幕上，為觀察者之眼睛觀看圖SA之圖場立體圖所得。’、、、"糸 1此=子中，圖場頻率fv係為6〇Hz 且彩_波丄二為3〇所以並未建順交循環，循成反相。亦即，建立出畫面交^ 冗度係由於人眼之空間電荷效應而得換吕之，以一預定色彩顯示之影像，如圖犯所示。牛例而§ ’可獲得 5A之每—個圖:昜明:示影像:圖6A顯示圖示影像，各晝面係藉由結合圖6^^^兩個晝面之顯藉由疊置圖6B之這兩個畫面所而，。圖6C顯示圖說至10C，彩色副载波s皮示影像。_於載波SC之波谷係以白色表示。辨似黑色表不’而彩色副如圖6A所示，相位在每個圖所以黑色婉簡雜了自了^ 25 1311025 黑色部分在相鄰線之間彼此重疊了 0.73循環。如圖6B所示，在包含兩個疊加晝面之一個晝面中，下一圖場之一線係切合地後入在目標圖場之兩條線之間，每兩條線對應至圖6A之每一線。亦即，每個兩條線之白色與黑色部分係被移位了〇·27循環，而每兩條線之白色部分或黑色部分彼此重疊了〇 73循環。又，白色部分與黑色部分係由於晝面交錯而在鄰近晝面之間彼此重疊；相同色彩之部分並未重叠。 .然後，藉由疊置兩個晝面，白色與黑色部分完全彼此重疊，導致預疋色彩之平均顯示，如圖6C所示。亦即，彩色副載波使在晝面之間之相位反相，所以亮度出現平均化，類似於圖1〇A 至10C之標準NTSC系統，且觀察者很難察覺亮度差異。因此，即使Y信號由於Y/C分離而導致與C信號之串擾，此^擾仍很難察覺為一種干擾。斤述;’於本實施例中’用以轉換atsc視頻信號成為尨5虎之设備，可以在不使用類似圖丨丨之習知技蓺之之轉換器的情況下，將信號編碼成為NT-sc信號，以ίί不以轉換頻率之大型記憶體，且由於影像之省略所以在顯不動晝時不會出現問題。、目=i於本實施财，在觀成為ntsc錢之時，選擇適人 fv之彩色副載波頻率fse以供編碼，藉“ f;;:是 59.94Hz_

達成Y/c分離之頻率數存又 ==：^TSC接收器足夠視頻資訊内容。存接收$可·問題地顯示ATSC 上述實施例綱用以將ATSC視頻信號轉換成NT%視頻信 26 13 n 025 明係並未受限於此，而可能被應用至㈣轉視頻^號之其他設備。神之，本發明係並未受限於在不_本發明之範ffl壽與精《下所作的可能變化與改變之上述實施例。精【圖式簡單說明】述說與=目的、優點與特徵，將從配合附圖之下配置顯示爾本剌之—實_之視頻錢處理設備之之詳本發明之上述實施例之視頻信號處理設備備連述實施例之視頻信號處理設備之錄處聽借圖ms顯不依縣發日狀上述實糊之視雜號處理設備之一視頻彳§號之顯示影像；供圖顯7f絲本發日狀上述實刺之視齡號處理設備之一視頻信號之顯示影像；圖7係為一般的NTSC視頻信號之波形圖；圖8顯示-般的NTSC視頻信號之頻率特徵；圖9A與9B顯示-般的NTSC視頻信號之顯示影像； i !5t:0C顯不一般的職視頻信號之顯示影像；及圖11係為顯示習知視頻錢處理設備之配置之方塊圖。【主要元件符號說明】 100~視頻信號處理設備 110〜ATSC解碼器 27 1311025 120〜圖像尺寸轉換器 130〜微控制器 140〜NTSC編碼器 141〜Y信號係數乘法器 142〜B-Y信號係數乘法器 143〜R-Y信號係數乘法器 144〜同步信號疊加部 145〜乘法器 146〜乘法器 147〜加法器 14 8〜加法器 150〜fsc振盪器 151&〜〖3(：設定部 151b〜fsc設定部 152〜選擇器 153〜載波產生器 154〜Sin載波輸出部 15 5〜Cos載波輸出部 161〜天線 162〜電纜 163〜記錄媒體 170〜調諧器 200〜HDTV電視接收器 300〜NTSC電視接收器 310〜丫/(：分離器 311〜帶通濾波器 312〜載波產生器 313〜石英振盪器 314〜Sin載波輸出部 28 1311025 315〜Cos載波輸出部 316〜乘法器 317〜乘法器 320〜顯示器 400〜NTSC錄製裝置 900〜視頻信號處理設備 910〜抑8(：解碼器 920〜圖像尺寸轉換器 930〜fv轉換器 931〜fv轉換緩衝記憶體 940〜NTSC編碼器 950〜fsc振盪器 961〜天線 962〜電纜 970〜電視接收器 980〜錄製器 29

Claims

1311025 十、申請專利範圍： 1. 一種視頻信號處理設備，包含：一解碼器，用以解碼一輸入視頻信號，以產生一第一頻信號與一第一非標準視頻信號；及一私準視轉換益，用以將具有一第一彩色副載波頻率之該一視頻信號轉換成一第二標準視頻信號，並將具有一第二波頻率之該第一非標準視頻信號轉換成-第二非標準^信^載其中该第二標準視頻信號之一彩色副載波使每個晝面之一相^ 相，而該第二非標準視頻信號之一彩色副載波使各該晝面之相位反相。 _ _2.如申請專利範圍第1項所述之視頻信號處理設備，其中該第二標準視頻信號與該第二非標準視頻信號之兩個連續的金^ 有奇數個彩色副載波。、旦/、 ★ 3.如申請專利範圍第1項所述之視頻信號處理設備，其中該，二標準視頻信號與該第二非標準視頻信號係輸出至一分離器，Λ 该分離器用以利用一振盪器來分離一多工傳輸信號，該振盪器用，產生具有與該第一彩色副載波頻率實質上相同之一頻率之—信號，而該第二彩色副載波頻率與該第一彩色副載波頻率的差異& 在由該振盪器產生之信號之頻率公差限度之内。 & 4.如申請專利範圍第3項所述之視頻信號處理設備，其中該第二彩色副載波頻率與該公差之一上限與一下限之絕對差異值最大0 5·如申請專利範圍第1項所述之視頻信號處理設備，更包含一選擇器’用以選擇該第一彩色副載波頻率或該第二彩色副載波頻率作為給該轉換器依據該第一標準視頻信號或該第一非標準視頻仏號之一圖場頻率用來轉換之一頻率。 6.如申請專利範圍第1項所述之視頻信號處理設備，更包含一圖像尺寸轉換器，用以將該第一標準視頻信號或該第一非標準視頻信號之一圖像尺寸轉換成為該第二標準視頻信號或該第二非 30 1311025 標準視頻信號之一圖像尺寸。 7.如申請專利範圍第1項所述之視頻信號處理設傷，其中該弟一“準視頻信號與該第二標準視頻信號具有23.976 Hz，29 97 Hz或59_94Hz之一圖場頻率，而該第一非標準視頻信號與該第二非標準視頻信號具有24 Hz ’ 30 Hz或60.00 Hz之一圖場頻率。々8_如申凊專利範圍第1項所述之視頻信號處理設備，其中該第一標準視頻信號與該第一非標準視頻信號係為ATSC視頻、信β 號’而該第二標準視頻信號與該第二賴準視頻信縣為^〔視頻信號。 9. 一種視頻信號處理方法，包含以下步驟：解碼—輸人視頻信號以產生一第—標準視頻信標準視頻信號；乐非么Ϊ具ί :第—彩色副載波鮮之該第—標準視頻信號轉換成艺ί準視頻信號，該第二標準視頻信號之—彩色副id 母個晝面之一相位反相；及戰反將具有-第二彩色職波_之对—非鮮_ 標準視頻信號，該第二非鮮視頻信號之— 載波使各戎晝面之相位反相。 /巴j Μ 10.如申請專利範圍第9項所述之視頻信號處理方法， ^標準視頻信號與該第二非標準視頻信號查、= 有奇數個彩色副載波。逆々的晝面具 # 一 11.、、如申料纖圍第9項所述之視頻錢處理 =巧準視頻信號與該第二非標準視離、以，允‘彩色副 12_ —種視頻信號處理設備，包含：一 ATSC解碼器’用以解瑪―輸人ATSC視頻信號； 31 1311025 一 NTSC編碼器’用有一彩色副載波信賴:，-職視頻Si A ^解之解碼過的 —播方^定部，用以以使編碼過之NTSC視頻信號之晝面頻ί 1據該ATSC视頻信號之一圖場頻率來決i該彩色曰副該決12賴述，=號處理設備，其中 9 色d載波頻率係為滿足下述相關表示式之一頻率： μ t色昌i載波頻率/圖場頻率=奇數。兮氺定之:申睛專利範圍第12項所述之視頻信號處理設備，其中 5、八籬ί色副載波頻率落在用來對編碼過之NTSC視頻信^作 ϋι英振盪器之公差限度之内。 Α—圖像Q申請專利範圍第12項所述之視頻信號處理設備’更包二寸轉換器，用以將由該ATSC解碼器解碼之該視頻信 $NT；sGf尺"t轉換成為該凡18(：視頻信號之一圖像尺寸’其中同你編碼器編碼該視頻信號’該視頻信號之該圖像尺寸係利用像尺寸轉換轉換成為該NTSC視頻信號。十一、圖式··

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