TWI397322B - 等化類比電視信號之設備及方法 - Google Patents

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TWI397322B
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Description

等化類比電視信號之設備及方法
本文之具體實例大體而言係關於動態地等化一信號，且更特定而言係關於動態地等化視訊信號資料。
可推行在此章節中描述之做法，但該等做法未必為已在之前設想或推行之方法。因此，除非在本文中另有指示，否則在此章節中描述之方法不為本申請案之申請專利範圍之先前技術，且並不由於其包括於此章節中而承認其為先前技術。
在習知視訊廣播系統中，靜止接收機(例如，電視接收機)包括一調諧裝置，該調諧裝置接收自選自複數個廣播台(頻道)之廣播台傳輸的視訊信號(例如，電視信號)。然而，使用習知視訊廣播系統，真行動性(例如，視訊信號之行動接收)引入在習知視訊廣播系統之設計框架(或相關廣播標準)內未預見或解決之複雜化，因為此等系統係針對一傳統固定接收裝置(例如，靜止電視機)而設計。
習知視訊廣播系統之實施例包括國家電視系統委員會(NTSC)標準及相替用線(PAL)標準兩者。NTSC/PAL系統在當前廣泛擴展以用於在全世界廣播之類比電視信號。儘管此類比電視信號最初意欲用於靜止接收，但包括調諧裝置之新行動裝置正變得可用，此情形允許接收此等類比電視信號。
然而，類比電視信號之行動接收顯著比類比電視信號之傳統接收複雜。舉例而言，在傳統固定電視機之情況下，使用者可改變接收天線之方向直至接收到一令人滿意的信號品質為止。行動接收不提供此靈活度。在行動接收之情況下，類比電視信號經歷時變頻道品質(例如，行動接收機之移動)，其引起衰落及在包括嚴重衰減之時間區之不同位準下接收信號(例如，強衰落或死區)。另外，歸因於遮蔽及距習知視訊廣播系統傳輸機之較大距離，可遭遇到不良視訊接收品質。因而，在行動接收之情況下，所接收之視訊信號並不是簡單地經歷一靜態信雜比(如在習知視訊廣播系統中所發現的)，而是遭受影響視訊品質之可變信雜比。
鑒於前述，本文之一具體實例提供一種用於等化信號資料之系統，該系統包含：一天線，其接收該信號資料，其中該信號資料包含一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波；一耦接至接收天線之類比至數位轉換器，其將該接收之信號資料轉換成數位信號資料；一指令記憶體，其儲存數位等化器指令；及一數位等化器系統，其耦接至該記憶體及該類比至數位轉換器，其中該數位等化器系統處理該等數位等化器指令以：估計該明度頻道之一雜訊變量；等化該明度頻道；且等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同。
此系統可進一步包含一耦接至該天線及該類比至數位轉換器之自動增益控制器，其中該自動增益控制器可自動地調整該接收之信號資料，且該類比至數位轉換器可將該經調整之信號資料轉換成數位視訊信號資料。此外，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一遮沒期，且該遮沒期可包含一水平同步、一前沿及一後沿，且其中該水平同步、該前沿及該後沿可包含在一預定值下之該類比電視信號之一振幅歷時一預定時間量。此外，該數位等化器可包含一明度等化器，其中該明度等化器等化該明度頻道。
另外，在此系統中，該明度等化器可對該遮沒期取樣；累加該等取樣；藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數；及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計。此外，該明度等化器可重複該計算之頻道估計。此外，該明度等化器可藉由線性地內插該頻道估計與該儲存之頻道估計且將該經內插之頻道估計作為該儲存之頻道估計來儲存而內插該頻道估計。另外，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一色彩叢發，且該數位等化器可包含一用以等化該色度頻道之色度等化器。
另外，在此系統中，該色度等化器可包含一均方根(「RMS」)等化器及一V解調變等化器之至少一者，其中該V解調變等化器可包含一解調變器，且其中該V解調變等化器可基於該解調變器之一輸出等化該色度頻道。此外，該RMS等化器可對該色彩叢發取樣；累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc信號之一平方；計算該color-burst-without-dc信號之一均方根；且藉由一藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的經等化之色度頻道來等化該色度頻道，其中A 為一傳輸之色彩叢發之一振幅。另外，該信號資料可包含一複合類比電視信號，且該複合類比電視信號可包含一V頻道，且其中該V解調變等化器可解調變該V頻道；自該經解調變之V頻道估計一色度頻道；且藉由該經估計之色度頻道等化該接收之信號資料。
本文之另一具體實例提供一種等化信號資料之方法，該方法包含：接收該信號資料，其中該信號資料包含一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波；將該信號資料轉換成數位信號資料；估計該明度頻道之一雜訊變量；等化該明度頻道；及等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同。
在此方法中，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一遮沒期，且該遮沒期可包含一水平同步、一前沿及一後沿，且其中該水平同步、該前沿及該後沿可包含在一預定值下之該類比電視信號之一振幅歷時一預定時間量。此外，等化該明度頻道可包含：對該遮沒期取樣；累加該等取樣；藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數；及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計。另外，等化該明度頻道可包含以下操作中的至少一者：重複該計算之頻道估計；及線性地內插該頻道估計與該儲存之頻道估計且將該經內插之頻道估計作為該儲存之頻道估計來儲存。此外，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一色彩叢發。另外，等化該色度頻道可包含：對該色彩叢發取樣；累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc之一平方；計算該color-burst-without-dc之一均方根；及藉由一藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的經等化之色度頻道來等化該色度頻道，其中A 為一傳輸之色彩叢發之一振幅。此外，等化該色度頻道可包含：解調變V頻道；自該經解調變之V頻道估計一色度頻道；及將該色度頻道等化成該經估計之色度頻道。此外，此方法可進一步包含自動地調整該接收之信號資料。
本文之另一具體實例提供一種編碼有一以電腦可讀取指令撰寫之方法的電腦可讀取媒體，該等電腦可讀取指令在由一適應性濾波器設備執行時指導該適應性濾波器設備執行該方法，該方法包含：接收該信號資料，其中該信號資料包含一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波；將該信號資料轉換成數位信號資料；估計該明度頻道之一雜訊變量；藉由以下操作來等化該明度頻道，對一遮沒期取樣，累加該等取樣，藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計；及等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同。
當結合以下描述及附圖考慮時將更好地瞭解並理解本文之具體實例的此等及其他態樣。然而，應理解，以下描述係以說明而非限制之方式給出，儘管其指示了較佳具體實例及其眾多具體細節。在不脫離本文之具體實例的精神的情況下可在本文之具體實例的範疇內作出許多改變及修改，且本文之具體實例包括所有此等修改。
將參看圖式自下文詳細描述更好地理解本文之具體實例。
參考非限制性具體實例來更充分地解釋本文之具體實例及其各種特徵及有利細節，該等非限制性具體實例說明於附圖中且詳述於以下描述中。省略對熟知組件及處理技術之描述以免不必要地混淆本文之具體實例。本文中所使用之實施例僅意欲促進理解可實踐本文之具體實例的方式且進一步使熟習此項技術者能夠實踐本文之具體實例。因此，該等實施例不應被理解為限制本文之具體實例的範疇。
本文之具體實例提供用於在各種頻道條件下簡單且高效地等化視訊傳輸之設備及方法。現參看圖式且更特定而 言參看圖1至圖8，展示較佳具體實例，其中遍及諸圖，類似參考字符一致地表示對應特徵。
經由許多不同媒體且根據許多不同機制發生而視訊傳輸。舉例而言，NTSC/PAL系統在當前廣泛擴展以用於在全世界廣播之類比、空中、電視(TV)信號。儘管此傳輸之信號在性質上為類比的且按慣例按照一類比信號來處理，但下文描述之具體實例以數位方式處理此等視訊傳輸以達成與傳統類比處理技術相比增強之效能。此外，雖然類比電視信號最初意欲用於靜止、地面接收；但本文中描述之具體實例亦允許在行動環境中高效地接收類比電視信號。作為一實施例，PAL系統以25 Hz之圖框速率使用625行/圖框。作為至現有黑白電視信號之添加，以4.43 MHz為PAL系統添加一色度載波。PAL系統之複合信號(例如，色彩、視訊、遮沒、同步或「CVBS」)可按照下式模型化：CVBS=Y+U sin(wc t)+/- V cos(wc t)+同步信號，其中wc =2*pi*fc 且fc =4.43 MHz。
圖1說明根據本文之一具體實例的用於等化信號資料(例如，視訊信號資料，如在空中接收期間所接收)之設備之方塊圖。如圖1之具體實例中展示，等化設備1包括接收天線10、自動增益控制器(「AGC」)20、類比至數位轉換器(「ADC」)30、等化系統40。如圖1中進一步展示，等化設備1包括一明度單分接頭等化器(「明度等化器」)50及一色度單分接頭等化器(「色度等化器」)60。另外，雖然在圖1中未示，但一顯示裝置(例如，圖8中展示之顯示配接器321)及一處理裝置(例如，圖8中展示之中央處理單元(CPU)310)可耦接至等化系統40以允許顯示所接收之視訊傳輸。
如熟習此項技術者所知，額外組件可併入至等化設備1中而無需過度實驗。此等組件之實施例包括(但不限於)數位信號處理器、數位至類比轉換器、隨機存取記憶體、唯讀記憶體等。另外，等化設備1描述許多可能裝置種類之一個裝置種類。舉例而言，儘管等化設備1包括等化系統40，但具有等化系統40之等化設備1表示一個裝置種類，其他裝置種類包括(但不限於)以數位信號處理器、通用處理器、場可程式化閘陣列裝置(「FPGA」)或可重新組態計算裝置替換等化系統40之裝置。因此，舉例而言，數位信號處理器(在圖1中未示)可自記憶體(在圖1中未示)讀取等化指令，且執行彼等等化指令。圖1中展示之其他組件可類似地由其他組件代替以描述額外裝置種類。另外，本文中描述之具體實例可限於一個裝置種類或可包括所有裝置種類。
等化設備1可經由接收天線10接收類比視訊信號資料。舉例而言，接收天線10可在13.5 MHz之載波頻率下接收視訊信號資料，該視訊信號資料包括(例如)具有分別針對PAL或NTSC之702像素/水平行及288行/垂直場或710像素/水平行及242行/垂直場的Y/C分量信號資料。接收天線10可接著耦接至AGC 20。雖然在圖1中未示，但AGC 20可回饋輸出信號位準(例如，所接收之類比視訊信號資料)之一平均值以將該信號位準之增益調整成一用於輸入信號位準之範圍之適當位準。在圖1中展示之具體實例中，AGC 20耦接至ADC 30，其中ADC 30將接收之類比視訊信號資料轉換成數位視訊信號資料。ADC 30耦接至等化系統40，等化系統40可執行下文描述之指令，該等指令指導等化系統40改良視訊信號品質──例如，藉由等化由接收天線10接收之多路徑頻道。另外，雖然在圖1中未示，但等化系統40可耦接至一顯示裝置以顯示經濾波之數位視訊信號資料。
參看圖1，圖2說明根據本文之一具體實例的明度單分接頭等化器之方塊圖。如圖2中展示，明度等化器50包括平均單元65、同步區塊70、除法單元75、平均數儲存單元80及乘法單元85。在本文之一具體實例中，平均數儲存單元80儲存一儲存於暫存器之預定值。此預定值係針對每一類比電視標準(例如，PAL、NTSC及SECAM)而確定。在圖2中，歷經每一行之遮沒期平均(例如，平均單元65)一接收之CVBS信號(例如，使用接收天線10)。自一同步區塊(例如，同步區塊70)確定每一行之遮沒期(例如，水平同步、前沿及後沿)。所得平均值(例如，由平均單元65獲得)可除以(例如，藉由除法單元75)在遮沒期處所傳輸之信號之先前已知之平均數(例如，使用平均數儲存單元80)，從而給出用於頻道振幅及頻道求逆之估計。事實上，亦直接獲得頻道求逆，且將其乘以(例如，乘法單元85)接收之CVBS信號(例如，使用接收天線10)以產生經等化之CVBS信號(圖中未示)。經估計之頻道為針對每一行(例如，視訊之一水平行)更新且用以等化該對應行(圖中未示)的單一值。
舉例而言，在衰落頻道(例如，因多路徑頻道所致)之情況下，接收之信號(例如，使用接收天線10)之振幅可按照取決於都蔔勒(Doppler)頻率(其與接收機之速度成正比)之速率變得極低。若不存在快速位準控制，則信號亮度將隨著信號振幅減小而減小。如圖2中展示，明度等化器50追蹤所接收之信號(例如，使用接收天線10)之振幅。另外，可藉由量測接收之CVBS信號之已知部分的振幅(其中遮沒期包括：水平同步、前沿及後沿)且比較經量測之振幅(例如，使用等化系統40)與傳輸之信號之已知對應振幅，進行明度等化器50之位準控制(如下文進一步詳細地描述)。此後，歷經一行之遮沒期平均(例如，使用平均單元65)接收之CVBS信號(例如，使用接收天線10)之振幅，且將其除以(例如，使用除法單元75)傳輸之信號之已知平均數(例如，儲存於平均數儲存單元80中)振幅，從而產生在此行處(圖中未示)由明度載波可見之頻道之估計。可歷經行之一圖框或一區塊(圖中未示)平均(例如，平均單元65)此頻道估計。隨著平均週期增加，獲得一雜訊較少之估計，但在高都蔔勒頻率之狀況下其可能不正確，其中接收之CVBS信號(例如，使用接收天線10)經歷快速頻道變化。
關於高都蔔勒頻率，使用其他系統估計之頻道可在同一行內顯著地變化，在CVBS信號之波封具有大斜率之強衰落處尤其如此。在此等狀況下，由遮沒期可見之頻道將不同於由行之剩餘部分可見之頻道。此情形引起顯示之行的右邊部分之效能的降級，而左邊部分為可接受的，此係由於其經歷接近於經估計之頻道的頻道。本文中描述之一個具體實例藉由內插兩個相繼行之頻道估計來得到行之剩餘部分之頻道來解決在其他系統中發現之此問題。本文中描述之額外具體實例可使用較高階內插，從而有附加之複雜性及延遲。然而，為避免過度複雜性及延遲，在大多數情形中線性內插為充分的。線性內插方法(在下文進一步詳細地描述)之一個具體實例給出每像素頻道估計，且因此實現每像素等化，其在高都蔔勒頻率(例如，大接收機速度)之狀況下顯著地增強效能。
參看圖1及圖2，圖3為說明根據本文之一具體實例的線性內插方法之流程圖。雖然圖中未示，但明度等化器50可執行圖3中展示之方法(例如，藉由執行可由明度等化器50讀取之指令)。在圖3中，等化器(例如，明度等化器50)在步驟90中始於重設一頻道估計。舉例而言，明度等化器50可開始執行組態明度等化器50以在「Channel_est_reset」狀態(圖中未示)下開始的指令，其中將變數sum_rx_sig_blanking(圖中未示)設定為0。步驟95判定是否已接收(例如，使用接收天線10)H_Blank信號，且隨後開始累加接收之CVBS取樣(例如，使用ADC 30)以在步驟100開始一頻道估計。如步驟105中展示，當H_Blank信號結束時，接收之CVBS取樣之累加(例如，使用ADC 30)結束。舉例而言，在每一行之水平遮沒期開始時，明度等化器50執行組態明度等化器50以變成狀態「Channel_est_acc」的指令--其中在Channel_est_acc狀態中，累加傳入之CVBS取樣(例如，使用ADC 30)。在步驟110中，明度等化器50開始計算頻道估計且判定是否內插所得頻道估計。因此，舉例而言，在水平遮沒期結束時(例如，如由同步區塊70用信號通知，圖2中展示)，明度等化器50執行組態明度等化器50以進入「Calc_channel」的指令--Calc_channel狀態指導明度等化器50將經累加之總和(例如，步驟100)除以(例如，使用除法單元75)一水平遮沒期以給出信號mean_rx_sig_blanking。此外，如步驟110中展示，明度等化器50可隨後執行用以組態明度等化器50以將計算之平均數(例如，步驟110)除以傳輸之信號之已知平均數(例如，如儲存於平均數儲存單元80中)的指令。在步驟115，圖3之方法確定是否已實現該內插模式。當未實現該內插模式時，圖3之方法在步驟120中重複計算之頻道估計，且開始搜尋H_Blank信號之另一開始(例如，步驟130)，以向後返回至步驟100。當實現該內插模式時，圖3之方法在步驟125中內插計算之估計(例如，使用明度等化器50)，且開始搜尋H_Blank信號之另一開始(例如，步驟135)，以向後返回至步驟100。舉例而言，若尚未實現該內插模式，則明度等化器50執行用以使用低複雜性重複模式的指令-- 例如，頻道估計保持恆定(例如，藉由儲存於一暫存器中，圖3中未示)直至計算下一行處之下一經估計之頻道為止。然而，在內插模式中，明度等化器50執行用以將兩個頻道估計用於兩個連續行的指令，且此兩個頻道估計經線性地內插以給出該行之每一像素處之較準確頻道估計。
經估計之頻道功率(例如，如藉由圖3中展示之方法估計)之平方給出每一像素處之接收之信號品質(例如，使用接收天線10)之指示。可使用此信號品質量測來增強顯示之視訊(圖中未示)的品質。信雜比(SNR)為信號品質之一較準確量度，其需要估計另一變數--雜訊變量。
參看圖1至圖3，圖4為根據本文之一具體實例的雜訊估計設備之方塊圖。雖然在圖4中未示，但明度等化器50(圖1中展示)包括雜訊估計設備140。在另一具體實例中，雜訊估計設備140為與等化設備1(圖1中展示)分開的組件且耦接至明度等化器50。作為一分開組件，雜訊估計設備140可用於由明度等化器50計算之頻道估計來給出可在稍後用作信號品質之準確量度的SNR之估計。為克服習知系統之限制，雜訊估計設備140將一接收之水平同步脈衝(例如，使用接收天線10)用於雜訊變量估計。下文之方程式描述雜訊變量估計設備140之一個具體實例之行為。在以下方程式中，令D為一接收之水平同步脈衝(例如，使用接收天線10)之DC位準。繼而在水平同步持續時間處之接收之信號(例如，使用接收天線10)可按照D r =Rx Hsync =h *D +n 模型化，為簡單起見，假設一單一路徑衰落頻道，其中h 為頻道振幅，且n 為加成性白高斯雜訊(「AWGN」)程序。兩個連續取樣之間的差由下式給出：D 1 -D 2 =h *D +n 1 -h *D -n 2 =n 1 -n 2 =w ，其中D 1 為兩個取樣之第一者，D 2 為第二連續取樣，且w 為具有原始AWGN程序n 之變量之兩倍的AWGN程序。若隨著時間推移計算且平均此隨機程序之功率，則獲得為雜訊變量之兩倍的估計。
如圖4中展示，雜訊變量估計設備140包括回退單元145(其中回退單元145可包括含有用於回退之可程式化值之暫存器)、選擇單元150、時間延遲單元153、取樣儲存單元155a及155b(例如，暫存器)、時間延遲單元157、差分單元160、乘法單元165、求和單元170及除法單元175。如圖4之雜訊變量估計設備140之具體實例中展示，使用選擇單元150而在排除來自兩個邊緣之一些取樣以避免脈衝邊緣(例如，如由回退單元145計算)之後選擇水平同步脈衝(例如，如由接收天線10接收，圖1中展示)取樣。回退單元145使用經設定以保證避免多路徑頻道之脈衝邊緣的可程式化值。計算每兩個相繼取樣(其中儲存單元155a儲存前一取樣)之間的差(例如，使用差分單元160)，且接著對其求平方(例如，使用乘法單元165)。接著歷經可程式化長度之窗口對差之平方求和(例如，使用求和單元170)。此舉使用求和單元170連同第二延遲元件(例如，如儲存於儲存單元155b中)發生，該第二延遲元件在先前時間保持求和之值。在可程式化窗口之結束處，將經累加之值除以(例如，藉由除法單元175)窗口長度(例如，單元173)之兩倍，從而給出雜訊變量之估計。雖然在圖4中未示，但可程式化窗口長度可經選擇為一場、一圖框或任何其他值。另外，隨著窗口長度增加，在以增加之位元寬度為代價之情況下進行較多平均且獲得一較好雜訊變量。無線信號之雜訊變量一般緩慢地改變，其允許安全地使用一較大窗口長度來得到一較好估計。雖然在圖4中未示，但在估計窗口之結束處，獲得雜訊變量之一新估計，且針對一新計算重設含有經求平方之差之總和(例如，儲存單元155b)的累加器。一旦獲得雜訊變量之估計，其即保持恆定，直至在下一估計窗口之結束處獲得一較新估計為止。
在接收多路徑頻道(例如，使用接收天線10)時，等化系統40亦等化未藉由明度單分接頭等化器等化之色度載波頻率振幅變化。在習知系統中，此色度載波頻率振幅變化引起色度分量(U/V或Cb/Cr)經歷隨時間推移之振幅變化，且導致「閃色」效應。圖1中展示之色度等化器60解決在習知系統中發現之此缺點。圖5及圖6說明色度等化器60(圖1中展示)之兩個不同具體實例。圖5及圖6中展示之色度等化器60之具體實例並不互斥，且等化系統40(圖1中展示)之具體實例可包括圖5及圖6中展示之色度等化器60之具體實例。
圖5為說明根據本文之一具體實例的一線性內插方法之流程圖。雖然圖中未示，但色度等化器60可執行圖5中展示之方法(例如，藉由執行可由色度等化器60讀取之指令)。圖5之方法在色彩叢發開始時開始，如藉由同步區塊(圖中未示)指示。在步驟190，在色彩叢發時間持續時間累加接收之CVBS信號(圖中未示)，從而產生信號sum_color_burst。接著在步驟200藉由將獲得之色彩叢發之總和除以色彩叢發之持續時間(其為用於每一類比電視標準之預定值)來計算叢發平均數。在步驟202，接著自接收之色彩叢發減去此計算之平均數來產生信號burst-without-dc。在步驟205計算且累加信號burst-without-dc之平方歷時色彩叢發之週期，從而給出歷經色彩叢發持續時間的色彩叢發之平方之總和的估計。步驟215首先藉由將計算之總和除以色彩叢發持續時間來計算色彩叢發之平方之平均數。接著藉由對獲得的色彩叢發之平方之平均數執行一平方根函數來計算均方根(「rms」)。
換言之，根據圖5中展示之具體實例，一接收之色彩叢發信號(例如，使用接收天線10)可按照下式模型化：CB =D +A *H ch *sin(w cg t )，其中D 為後沿位準(其亦為色彩叢發之平均數)，A 為傳輸之色彩叢發之振幅，H ch 為在色度載波處可見之頻道振幅，w ch 為色度載波頻率。因此，圖5中展示之具體實例首先計算色度叢發之平均數(例如，步驟200)。接著自接收之色彩叢發減去經估計之色彩叢發平均數(例如，步驟205)。接著計算CB-之rms(例如，步驟215)，其等於：。色度頻道可因此按照下式計算：(例如，步驟215)。接著使用該經估計之色度頻道直接等化U及V分量之振幅(例如，步驟220)。由於首先計算色彩叢發平均數且接著將其自同一色彩叢發移除(例如，步驟202)，故圖5中展示之具體實例使用為色彩叢發持續時間之兩倍的緩衝器。
圖6為說明根據本文之一具體實例的V解調變色度等化器60的方塊圖。V解調變色度等化器60包括偵測器230、累加器235、V_demod_out信號儲存單元240、絕對值單元245、除法單元250及T*A*C常數255。根據圖6，歷經色彩叢發之持續時間(如由偵測器230確定)累加(例如，使用累加器235)V_demod_out信號之平均數。接著計算(例如，使用絕對值單元245)所得總和之絕對值。接著藉由將所得絕對值(例如，絕對值單元245)除以(例如，使用除法單元250)針對每一類比電視標準預定之常數(例如，T*A*C常數255)來計算色度頻道。
如圖6中展示，自用以鎖定於色度載波頻率及相位之鎖相迴路獲得經估計之色度載波頻率。此經估計之色度載波頻率驅動cos/sin查找表(cos/sin LUT)產生在傳輸機中使用以用於調變U及V信號的載波之估計。令ω為色度載波，且ω'為經估計之載波頻率。將PAL系統視為一實施例，在色彩叢發期間之傳輸之信號係藉由用於一行之sin(ωt+3*pi/4)及用於下一行之sin(ωt+5*pi/4)模型化。在存在衰落頻道之情況下，可將接收之色彩叢發信號簡化為用於相繼行之AHch sin(ωt+3*pi/4)及AHch sin(ωt+5*pi/4)。因此，用於第一行之V解調變輸出為：
其中Δω為傳輸之色度載波頻率與經估計之色度載波頻率之間的頻率差，且φ為相位差。用於下一行之V-demod-out按照下式給出：
此處之觀點為歷經叢發持續時間整合V-demod-out信號，以得到藉由以下方程式給出的用於每一行之時變值：
其中T為取樣之叢發持續時間。用於下一行之此時變值將為：
當色度PLL鎖定(亦即，Δf→0，φ→0)時，Acc1=T*A*Hch *sin(3*pi/4)，Acc2=T*A*Hch *sin(5*pi/4)。換言之，色度頻道估計可按照下式獲得：H^ ch =|Acc|/(T*A*sin(3*pi/4))，其中Acc在一行中為Acc1，且在另一行中為Acc2。此觀點可歸納為H^ ch =|Acc|/(T*A*C)，其中C為針對每一類比電視標準確定之常數。如上文展示，基於V解調變之色度等化器取決於色度PLL之鎖定。當色度PLL由於任何原因脫離鎖定時，應使用最後一個經估計之色度頻道。在圖6中展示提議之基於V解調變之色度等化器的方塊圖。
由於基於RMS之色度等化器需要平方根運算，故基於RMS之色度等化器比基於V解調變之色度等化器複雜。此外，兩種解決方案之效能為相當的。為增強任一方法之有雜訊色度頻道估計，在色度頻道估計上使用可程式化長度(L)之移動平均窗口。最後L個行之頻道估計應維持在長度L之緩衝器中，其中色度頻道估計係按照每行之單一值而獲得。移動平均窗口可簡單地使用以下回歸方程式藉由循環緩衝器實施：sum_chroma_channel_buffer=sum_chroma_channel_bufferchroma_channel_buffer[buffer_ptr]+chroma_channel，其中chroma_channel_buffer為長度L之循環緩衝器，chroma_channel為當前行之頻道估計，且buffer_ptr為在L上迴繞之循環緩衝器指標。在本文之一個具體實例中，上文之回歸方程式之值chroma_channel_buffer[buffer_ptr]指代在時間上向後之行之行L+1的頻道估計。新的頻道估計寫入於chroma_channel_buffer[buffer_ptr]中：chroma_channel_buffer[buffer_ptr]=chroma_channel。色度頻道之新的平均值則藉由chroma_channel=sum_chroma_channel_buffer/L獲得。
與每像素明度頻道估計不同，色度頻道估計無需每像素地估計，因為眼睛對色度變化較不敏感。此舉減小色度單分接頭等化器之複雜性。
參看圖1至圖6，圖7說明根據本文之一具體實例之流程圖。在圖7之方法中，步驟260描述接收信號資料(例如，使用接收天線10，圖1中展示)，其包括一經歷一明度頻道之明度載波及一經歷一色度頻道之色度載波。步驟265描述將該信號資料轉換成數位信號資料(例如，ADC 30，圖1中展示)。步驟270描述估計該明度頻道之一雜訊變量(例如，雜訊變量估計設備140，圖4中展示)。步驟275描述等化該明度頻道(例如，明度等化器50，圖1中展示)。在步驟280中，圖7之方法描述與該明度頻道分開地等化該色度頻道(例如，色度等化器60，圖1中展示)。
在此方法中，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一遮沒期，且該遮沒期可包含一水平同步、一前沿及一後沿，且其中該水平同步、該前沿及該後沿可包含在一預定值下之該類比電視信號的一振幅歷時一預定時間量。此外，等化該明度頻道可包含：對該遮沒期取樣；累加該等取樣；藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數；及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計。另外，等化該明度頻道可包含以下操作中的至少一者：重複該計算之頻道估計；及線性地內插該頻道估計與該儲存之頻道估計且將該經內插之頻道估計作為該儲存之頻道估計來儲存。此外，該信號資料可包含一類比電視信號，且該類比電視信號可包含一色彩叢發。另外，等化該色度頻道可包含：對該色彩叢發取樣；累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc之一平方；計算該color-burst-without-dc之一均方根；及藉由一藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的經等化之色度頻道來等化該色度頻道，其中A 為一傳輸之色彩叢發之一振幅。此外，等化該色度頻道可包含：解調變V頻道；自該經解調變之V頻道估計一色度頻道；及將該色度頻道等化成該經估計之色度頻道。此外，此方法可進一步包含自動地調整該接收之信號資料。
藉由本文之具體實例提供之技術可實施於積體電路晶片(圖中未示)上。晶片設計係以圖形電腦程式設計語言產生，且儲存於電腦儲存媒體(諸如，磁碟、磁帶、實體硬碟機或諸如在儲存存取網路之虛擬硬碟機)中。若設計者不製造晶片或用以製造晶片之光微影遮罩，則設計者藉由實體構件(例如，藉由提供儲存該設計之儲存媒體之複本)或以電子方式(例如，經由網際網路)直接地或間接地將所得設計傳輸至此等實體。儲存之設計接著轉換成用於製造光微影遮罩之適當格式(例如，GDSII)，該等光微影遮罩典型地包括待形成於晶圓上的所述晶片設計之多個複本。利用該等光微影遮罩來界定待蝕刻或以其他方式處理的晶圓(及/或其上之層)的區域。
所得積體電路晶片可由製造商以原始晶圓形式(亦即，作為具有多個未封裝晶片之單一晶圓)、作為裸晶粒或以一經封裝形式散佈。在以經封裝形式散佈的狀況下，晶片安裝於單晶片封裝(諸如，塑膠載體，其具有附著至母板或其他較高階載體之引線)中或多晶片封裝(諸如，陶瓷載體，其具有表面互連或內埋互連之一者或兩者)中。在任何狀況下，晶片接著與其他晶片、離散電路元件及/或其他信號處理裝置整合作為(a)中間產品(諸如母板)或(b)最終產品之一部分。最終產品可為包括積體電路晶片之任何產品，自玩具及其他低端應用延伸至具有顯示器、鍵盤或其它輸入裝置，及中央處理器的進階電腦產品。
本文之具體實例可採用一完全硬體具體實例、一完全軟體具體實例或一包括硬體及軟體元件兩者之具體實例的形式。以軟體實施之具體實例包括(但不限於)韌體、常駐軟體、微碼等。
此外，本文之具體實例可採用可自電腦可使用或電腦可讀取媒體存取之電腦程式產品的形式，該媒體提供由電腦或任何指令執行系統使用或結合電腦或任何指令執行系統使用的程式碼。出於此描述之目的，電腦可使用或電腦可讀取媒體可為可包含、儲存、傳達、傳播或輸送用於由指令執行系統、設備或裝置或結合指令執行系統、設備或裝置使用之程式的任何設備。
該媒體可為電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統(或設備或裝置)或傳播媒體。電腦可讀取媒體之實施例包括半導體或固態記憶體、磁帶、抽取式電腦磁片、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬磁碟及光碟。光碟之當前實施例包括緊密光碟-唯讀記憶體(CD-ROM)、緊密光碟-讀取/寫入(CD-R/W)及數位影音光碟(DVD)。
適合於儲存及/或執行程式碼之資料處理系統將包括直接或經由系統匯流排間接地耦接至記憶體元件之至少一個處理器。記憶體元件可包括在程式碼之實際執行期間使用之本機記憶體、大容量儲存器及快取記憶體，快取記憶體提供對至少某一程式碼之臨時儲存，以便減小在執行期間必須自大容量儲存器擷取程式碼的次數。
輸入/輸出(I/O)裝置(包括(但不限於)鍵盤、顯示器、指標裝置等)可直接或經由介入之I/O控制器耦接至系統。網路配接器亦可耦接至系統以使資料處理系統能夠經由介入之私用或公用網路而耦接至其他資料處理系統或遠端印表機或儲存裝置。數據機、纜線數據機及乙太網路卡僅為當前可用之網路配接器類型中的少數幾種。
在圖8中描繪用於實踐本文之具體實例的硬體環境之更一般表示。此示意圖說明根據本文之具體實例的資訊處置/電腦系統之硬體組態300。硬體組態300包含至少一個處理器或中央處理單元(CPU)310。該等CPU 310經由系統匯流排312互連至諸如隨機存取記憶體(RAM)314、唯讀記憶體(ROM)316及輸入/輸出(I/O)配接器318之各種裝置。I/O配接器318可連接至諸如磁碟單元311及磁帶機313之周邊裝置或可由系統讀取之其他程式儲存裝置。該系統可讀取該等程式儲存裝置上之本發明之指令，且遵循此等指令來執行本文之具體實例之方法。該系統進一步包括一使用者介面配接器319，該使用者介面配接器319將鍵盤315、滑鼠317、揚聲器324、麥克風322及/或諸如觸控螢幕裝置(圖中未示)之其他使用者介面裝置連接至匯流排312以收集使用者輸入。另外，通信配接器320將匯流排312連接至資料處理網路325，且顯示配接器321將匯流排312連接至顯示裝置323，舉例而言，顯示裝置323可體現為諸如監視器、印表機或傳輸機之輸出裝置。
本文中描述之具體實例提供用於等化行動環境之接收之信號(例如，行動性應用之類比電視信號)的一簡單但有效之解決方案。替代使用複雜習知方法(例如，使用一長複雜時域等化器)，本文中描述之具體實例可使用兩個簡單的單分接頭等化器來等化兩個主要頻率載波(即，明度及色度載波)可見之頻道振幅。舉例而言，在明度單分接頭等化器(例如，明度等化器50)中，在一個具體實例中展示一內插模式以得到針對高接收機速度(其轉譯成高都蔔勒頻率)之狀況的一較準確頻道估計。因為眼睛對色度改變較不敏感，所以色度等化器60之一個具體實例較不 複雜且相對色度頻道估計移除線性內插器之添加之複雜性。連同兩個單分接頭等化器(例如，明度等化器50及色度等化器60)一起，一雜訊估計器(例如，雜訊變量估計設備140，圖4中展示)亦可用於本文中描述之具體實例中以提供一準確信號品質量度。因此，在明度或色度載波下之信雜比(「SNR」)可藉由將頻道功率(明度或色度)除以經估計之雜訊變量(如圖4中展示)而獲得。此SNR量度可用於增強在稍後階段處之輸出之品質(例如，用於顯示處理或顯示裝置321上之顯示--圖8中展示)。
對具體實例之前述描述將充分地揭露本文之具體實例的一般性質，以至於其他人在不脫離一般概念之情況下可藉由應用當前之知識來針對各種應用容易地修改及/或調適此等具體實例，且因此，此等調適及修改應且意欲包含在所揭示具體實例之等效物的意義及範圍內。應理解，本文中所使用之片語或術語係出於達成描述而非限制之目的。因此，雖然已按照較佳具體實例描述了本文之具體實例，但熟習此項技術者將認識到在所附申請專利範圍之精神及範疇內，可在作出修改之情況下實踐本文之具體實例。
1‧‧‧等化設備
10‧‧‧接收天線
20‧‧‧自動增益控制器
30‧‧‧類比至數位轉換器
40‧‧‧等化系統
50‧‧‧明度等化器
60‧‧‧色度等化器
65‧‧‧平均單元
70‧‧‧同步區塊
75‧‧‧除法單元
80‧‧‧平均數儲存單元
85‧‧‧乘法單元
90~135‧‧‧步驟
140‧‧‧雜訊變量估計設備
145‧‧‧回退單元
150‧‧‧選擇單元
153‧‧‧時間延遲單元
155a,155b‧‧‧取樣儲存單元
取樣157‧‧‧時間延遲單元
160‧‧‧差分單元
165‧‧‧乘法單元
170‧‧‧加總單元
173‧‧‧視窗長度加倍器
175‧‧‧除法單元
180~225‧‧‧步驟
230‧‧‧偵測器
235‧‧‧累加器
240‧‧‧信號儲存單元
245‧‧‧絕對值單元
250‧‧‧除法單元
255‧‧‧T*A*C常數
260~280‧‧‧步驟
300‧‧‧硬體組態
310‧‧‧處理器/中央處理單元
311‧‧‧磁碟單元
312‧‧‧系統匯流排
313‧‧‧磁帶機
314‧‧‧隨機存取記憶體
315‧‧‧鍵盤
316‧‧‧唯讀記憶體
317‧‧‧滑鼠
318‧‧‧輸入/輸出配接器
319‧‧‧使用者介面配接器
320‧‧‧通信配接器
321‧‧‧顯示配接器
322‧‧‧麥克風
323‧‧‧顯示裝置
324‧‧‧揚聲器
325‧‧‧資料處理網路
圖1說明根據本文之一具體實例的等化設備之方塊圖；圖2說明根據本文之一具體實例的明度等化設備之方塊圖；圖3說明根據本文之一具體實例的明度等化方法之流程圖； 圖4說明根據本文之一具體實例的雜訊變量估計設備之方塊圖；圖5為說明根據本文之一具體實例的色度等化方法之流程圖；圖6為說明根據本文之一具體實例的另一色度等化方法之方塊圖；圖7為說明根據本文之一具體實例的一較佳方法之流程圖；及圖8說明根據本文之具體實例使用的電腦架構之示意圖。
1．．．等化設備
10．．．接收天線
20．．．自動增益控制器
30．．．類比至數位轉換器
40．．．等化系統
50．．．明度等化器
60．．．色度等化器

Claims (20)

  1. 一種用於等化信號資料之系統，該系統包含：一天線，其接收該信號資料，其中該信號資料包括一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波；一耦接至該天線之類比至數位轉換器，其將該接收之信號資料轉換成數位信號資料；一指令記憶體，其儲存數位等化器指令；及一數位等化器系統，其耦接至該記憶體及該類比至數位轉換器，其中該數位等化器系統處理該等數位等化器指令以：估計該明度頻道之一雜訊變量；等化該明度頻道；且等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同，其中該信號資料包含一類比電視信號，且該類比電視信號包含一遮沒期，且該遮沒期包含一水平同步、一前沿及一後沿，其中該水平同步、該前沿及該後沿包含在一預定值下之該類比電視信號之一振幅歷時一預定時間量，其中該數位等化器包含一明度等化器，其中該明度等化器等化該明度頻道，且其中該明度等化器：取樣該遮沒期； 累加該等取樣；藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數；及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含一耦接至該天線之自動增益控制器，其中該自動增益控制器自動地調整該接收之信號資料，且該類比至數位轉換器將該經調整之信號資料轉換成數位視訊信號資料。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該明度等化器重複該計算之頻道估計。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該明度等化器藉由線性地以儲存之頻道估計內插該頻道估計且儲存該經內插之頻道估計作為該儲存之頻道估計而內插該頻道估計。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一自動增益控制器，其耦接至該類比至數位轉換器。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該數位等化器包含一色度等化器以等化該色度頻道。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該色度等化器包含一均方根(「RMS」)等化器及一V-解調等化器之至少一者，其中該V-解調等化器包含一解調器，且其中該V-解調等化器基於該解調器之一輸出等化該色度頻道。
  8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該RMS等化器：取樣該色彩叢發； 累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc信號之一平方；計算該color-burst-without-dc信號之一均方根；及藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的一個經等化之色度頻道來等化該色度頻道，其中A 為一傳送之色彩叢發之一振幅。
  9. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該信號資料包含一複合類比電視信號，且該複合類比電視信號包含一V頻道。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該V-解調等化器：解調該V頻道；自該經解調之V頻道估計一色度頻道；及藉由該經估計之色度頻道等化該接收之信號資料。
  11. 一種用以等化信號資料之系統，該系統包含：一天線，其接收該信號資料，其中該信號資料包括一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波，且其中該信號資料包含一類比電視信號，且該類比電視信號包含一遮沒期；一耦接至接收天線之類比至數位轉換器，其將該接收之信號資料轉換成數位信號資料； 一指令記憶體，其儲存數位等化器指令；及一數位等化器系統，其耦接至該記憶體及該類比至數位轉換器，其中該數位等化器包含一色度等化器以等化該色度頻道，且其中該數位等化器系統處理該等數位等化器指令以：估計該明度頻道之一雜訊變量；等化該明度頻道；及等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同，，其中該色度等化器包含一均方根(「RMS」)等化器及一V-解調等化器之至少一者，其中該V-解調等化器包含一解調器，且其中該V-解調等化器基於該解調器之一輸出等化該色度頻道。
  12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該RMS等化器：取樣該色彩叢發；累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc信號之一平方；計算該color-burst-without-dc信號之一均方根；及藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的一個經等化之色度頻道來等化該色度 頻道，其中A 為一傳送之色彩叢發之一振幅。
  13. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該信號資料包含一複合類比電視信號，且該複合類比電視信號包含一V頻道，且其中該V-解調等化器：解調該V頻道；自該經解調之V頻道估計一色度頻道；及藉由該經估計之色度頻道等化該接收之信號資料。
  14. 一種等化信號資料之方法，該方法包含：接收該信號資料，其中該信號資料包括一包含一明度頻道之明度載波及一包含一色度頻道之色度載波；轉換該信號資料至數位信號資料；估計該明度頻道之一雜訊變量；等化該明度頻道；及等化該色度頻道，其中該色度頻道之該等化與該明度頻道之該等化分開且不同，且其中該等化該色度頻道包含：解調V頻道；自該經解調之V頻道估計一色度頻道；及等化該色度頻道至該經估計之色度頻道。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該信號資料包含一類比電視信號，且該類比電視信號包含一遮沒期，且該遮沒期包含一水平同步、一前沿及一後沿，且其中該水平同步、該前沿及該後沿包含在一預定值下之該類比電視信號之一振幅歷時一預定時間量。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中等化該明度頻道包含：對該遮沒期取樣；累加該等取樣；藉由計算該等取樣之一平均數來計算一接收之取樣平均數；及藉由將該接收之取樣平均數除以一儲存之取樣平均數來計算一頻道估計。
  17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中等化該明度頻道包含以下操作之至少一者：重複該計算之頻道估計；及線性地以該儲存之頻道估計內插該頻道估計且儲存該經內插之頻道估計作為該儲存之頻道估計。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該信號資料包含一類比電視信號，且該類比電視信號包含一色彩叢發。
  19. 如申請專利範圍第14項之方法，其中等化該色度頻道包含：取樣該色彩叢發；累加該色彩叢發；計算該色彩叢發之一平均數；自該接收之色彩叢發減去該色彩叢發平均數，從而產生一color-burst-without-dc信號；計算該color-burst-without-dc之一平方；計算該color-burst-without-dc之一均方根；及 藉由將該color-burst-without-dc信號之該計算之均方根除以而獲得的一個經等化之色度頻道來等化該色度頻道，其中A 為一傳送之色彩叢發之一振幅。
  20. 如申請專利範圍第14項之方法，其進一步包含自動調整該接收之信號資料。
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